SỔ TAY KỸ THUẬT THỦY LỢI - PHẦN 2 CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - TẬP 1 pptx

Khi thiết kế các công trình thủy lợi chủ yếu cấp I, II và III phải bố trí thiết bị kiểm tra - đo l-ờng để quan trắc sự làm việc của công trình và nền trong suốt quá trình xây dựng và kh

Mục lục

A Những vấn đề chung trong thiết kế công trình thủy lợi 13

Chương 1 Phân loại, phân cấp và các giai đoạn hình thành công trình thủy lợi 17

3.4 Lực tác dụng của dòng thấm lên đập bê tông và bê tông cốt thép 99

4.2.2 Đáy CTT có một bản cừ trên nền thấm nước có chiều dày hữu hạn (hình 4.1 b) 129

4.2.3 Công trình có bản đáy phẳng không có bản cừ trên nền thấm nước chiều

4.2.5 Bản móng phẳng đặt chìm vào nền thấm nước có chiều dày vô hạn (hình 4.5) 133 4.2.6 Bản móng phẳng có một bản cừ không thấm trên nền thấm nước chiều dày

4.3.2 Bản móng có các bản cừ thấm nước trên nền thấm nước chiều dày hữu hạn

4.4 Sử dụng l-ới thấm để tính toán thấm có áp d-ới nền công trình thủy 141

4.4.1 Vẽ lưới thấm bằng phương pháp đồ giải 141

4.5 Tính thấm có áp d-ới nền công trình thủy theo ph-ơng pháp hệ số cản của Tsugaép R.R 144

4.7.4 Trụ biên có một màn ngăn nước ở phía thượng lưu khi đường mép nước ở

4.8 Thấm không áp vòng quanh vùng nối tiếp đập bê tông với đập đất trên tầng lót

không thấm (Tính toán theo V.P Nedriga) 160

Chương 5. Một số phương pháp tính toán kết cấu trong thiết kế công trình

5.5 Tính toán công trình theo lý thuyết độ tin cậy 172

5.5.5 Bài toán về tuổi thọ công trình 177

5.6 Quan hệ giữa tần suất đảm bảo với hệ số dự trữ 177

1.7 Nối tiếp đập đất với nền, bờ và với công trình bê tông 210

1.8 Đặc điểm cấu tạo và thi công đập đất 212

2.7 Biện pháp và kết cấu chống thấm ở nền đập đá đổ 253

2.7.2 Nền đá gốc nằm cách mặt đất một độ sâu khá lớn nhưng vẫn có thể với tới được 256

2.8 Biện pháp tháo lũ thi công qua đập đá đổ đang xây dựng 257

3.2 Thiết kế tầng đệm d-ới kết cấu gia cố 280

3.2.2 Tầng đệm dưới kết cấu gia cố bằng lớp che phủ liên tục 281

3.4 Thiết kế gia cố bằng lớp phủ bê tông cốt thép đổ liền khối hoặc đổ theo tấm lớn

sau đó lấp kín các khe nối bằng bê tông 295

3.5 Thiết kế gia cố hở bằng tấm bê tông cốt thép lắp ghép 300

4.2 Những bài toán thấm ổn định đặc tr-ng trong đập đất 314

4.2.1 Thấm qua đập đất đồng chất trên nền không thấm, không có vật thoát nước 314

4.2.2 Thấm qua đập đất đồng chất trên nền không thấm, hạ lưu đập có vật thoát nước 318

4.2.5 Thấm qua đập đất có vật chống thấm (VCT) trên nền thấm nước chiều dày có hạn 340

5.1.1 Tổng quát 363

5.1.3 Tính ổn định mái dốc theo mặt trượt phẳng hoặc theo mặt trượt gồm một

5.3.3 Tính toán lún đối với các bộ phận cấu tạo bằng đất hạt lớn trong đập đất đá

5.4 Tính toán trạng thái ứng suất - biến dạng của đập đất đá 391

5.5 Tính ổn định đập đất đá có kể đến lực động đất 391

Phụ lục Tính toán ổn định trượt sâu công trình trên nền đất bằng phần mềm

3 ứng dụng phần mềm Slope/w tính toán ổn định trượt sâu công trình trong điều

A Những vấn đề chung trong thiết kế công trình thủy lợi

Chương 1 Phân loại, phân cấp và các giai đoạn hình thành công trình thủy lợi

Chương 2 Chọn tuyến và bố trí công trình

Chương 3 Tải trọng và tác động

Chương 4 Tính toán thấm qua nền

và vòng quanh công trình thủy lợi

Chương 5 Một số phương pháp tính toán kết cấu trong thiết kế công trình thủy lợi

Công trình thủy lợi có nhiều loại với quy mô, tính năng khác nhau,

đ-ợc xây dựng để khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên n-ớc phục vụ cho nhiều mục đích - ngành kinh tế hoặc cho một đối t-ợng ngành nào đó Những yêu cầu chủ yếu về thiết kế công trình thủy lợi (TCXDVN 285:2002),

đó là:

1 Khi lập Dự án thủy lợi phải căn cứ vào mục tiêu phát triển kinh tế x∙ hội của từng thời kỳ đ∙ đ-ợc hoạch định trong kế hoạch phát triển quốc gia - vùng l∙nh thổ, kế hoạch phát triển của các ngành và quy hoạch khai thác l-u vực, nhằm đề xuất ph-ơng án khai thác và sử dụng tài nguyên n-ớc một cách hợp lý nhất

2 Việc lựu chọn hình thức bậc thang, quy mô công trình, hình loại công trình, bố trí tổng thể, các thông số cũng nh- các mực n-ớc tính toán

điển hình cần phải đ-ợc quyết định trên cơ sở so sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật giữa các ph-ơng án có xét tới đầy đủ các yếu tố liên quan nh- địa điểm xây dựng, các điều kiện tự nhiên vùng chịu ảnh h-ởng của dự án, nhu cầu hiện tại và t-ơng lai của các ngành có liên quan đến nguồn n-ớc thuộc l-u vực đang xem xét, sự thay đổi chế độ thủy văn - môi tr-ờng ở th-ợng hạ l-u công trình, những thiệt hại vật chất do ngập úng gây ra

3 Khi thiết kế công trình thủy lợi phải đạt đ-ợc các yêu cầu về độ bền vững của công trình, thuận lợi và an toàn trong quản lý vận hành, có

bố cục kiến trúc hợp lý với cảnh quan xung quanh, sử dụng tối đa vật liệu tại chỗ, biện pháp thi công tối -u, thời gian xây dựng hợp lý, tổ chức đền bù di dân tái định c-, tổ chức dọn lòng hồ và vùng kế cận, bảo vệ những công trình kiến trúc văn hóa lịch sử có giá trị, tận dụng khai thác hoặc bảo vệ các mỏ có ích trong lòng hồ, bảo vệ các vùng đất nông nghiệp có giá trị ở mức cao nhất, đề xuất các biện pháp và ph-ơng tiện đảm bảo an toàn khi thi công và khai thác sau này v.v

4 Khi thiết kế công trình thủy lợi còn phải xét đến các mặt nh- khả năng kết hợp một số chức năng trong một hạng mục công trình, khả năng đ-a vào khai thác từng phần công trình để kịp thời phát huy hiệu quả, cơ cấu lại các công trình hiện có và đề xuất giải pháp cải tạo, khắc phục để chúng phù hợp khi Dự án mới đi vào hoạt dộng, quy chuẩn hóa bố trí thiết bị, kết cấu và ph-ơng pháp thi công xây lắp nhằm đẩy nhanh tiến độ, hạ giá thành , tận dụng cột n-ớc tạo

ra để phát điện và cho các mục đích khác

5 Đánh giá tác động môi tr-ờng và thiết kế tổng thể các biện pháp bảo

vệ trên cơ sở dự báo sự thay đổi của chúng sau khi hình thành hệ thống thủy lợi

6 Khi thiết kế các công trình thủy lợi chủ yếu cấp I, II và III phải bố trí thiết bị kiểm tra - đo l-ờng để quan trắc sự làm việc của công trình

và nền trong suốt quá trình xây dựng và khai thác nhằm đánh giá

độ bền vững của công trình, phát hiện kịp thời những h- hỏng, khuyết tật để quyết định biện pháp sửa chữa, phòng ngừa sự cố và cải thiện điều kiện khai thác

Khi có luận chứng thỏa đáng có thể không đặt thiết bị kiểm tra

đo l-ờng trong công trình cấp III hoặc đề nghị bố trí thiết bị cho công trình cấp IV

7 Khi thiết kế các công trình thủy lợi chủ yếu cấp I, II cần tiến hành một số nghiên cứu thực nghiệm để đối chứng, hiệu chỉnh, chính xác hóa các thông số kỹ thuật và tăng thêm độ tin cậy cho đồ án Đối t-ợng và phạm vi nghiên cứu tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của từng công trình và đ-ợc đề xuất ngay trong giai đoạn lập Báo cáo nghiên cứu khả thi Công tác này cũng đ-ợc thực hiện cho hạng mục công trình cấp d-ới khi có luận chứng cần thiết

8 Khi thiết kế các công trình thủy dạng khối lớn phải tính đến việc phân bố hợp lý vật liệu trong thân công trình phù hợp với trạng thái ứng suất, biến dạng, yêu cầu chống thấm nhằm giảm giá thành mà vẫn đảm bảo đ-ợc các yêu cầu kỹ thuật

9 Các công trình thủy phải đảm bảo các tiêu chuẩn về ổn định, độ bền, không cho phép nứt hoặc hạn chế độ mở rộng vết nứt, biến dạng của công trình và nền trong mọi điều kiện làm việc Đồng thời phải thỏa m∙n các yêu cầu giới hạn về tính thấm n-ớc, tác động xâm thực hóa học, cơ học của n-ớc, bùn cát và các vật trôi nổi; tác động xói ngầm trong thân và nền công trình; tác động của sinh vật và thực vật

10 Khi thiết kế sửa chữa, phục hồi, nâng cấp và mở rộng công trình cần

đáp ứng thêm những yêu cầu về mục tiêu sửa chữa, phục hồi, nâng cấp hay mở rộng công trình Trong thời gian cải tạo, nâng cấp công trình về nguyên tắc không đ-ợc gây ra những ảnh h-ởng quá bất lợi cho các hộ đang dùng n-ớc Cần nghiên cứu sử dụng lại công trình

cũ ở mức tối đa Cần thu thập đầy đủ các tài liệu khảo sát, thiết kế, thi công, quản lý, quan trắc, sự cố đ∙ xảy ra của công trình cũ, kết hợp với các nghiên cứu khảo sát chuyên ngành để đánh giá đúng chất l-ợng, tình trạng kỹ thuật, trang thiết bị, nền và công trình làm cơ sở cho việc lựa chọn các giải pháp kỹ thuật

Chương 1 Phân loại, phân cấp và các giai đoạn hình thành công trình thủy lợi

Biên soạn: GS TSKH Trịnh Trọng Hàn

1.1 Phân loại và phân cấp công trình thủy lợI

1.1.1 Phân loại công trình thủy lợi

Tùy theo nhu cầu sử dụng và các yếu tố tự nhiên như chế độ thủy văn nguồn nước,

điều kiện địa chất, địa hình, vật liệu xây dựng v.v , công trình thủy lợi gồm nhiều loại khác nhau với qui mô và tính chất rất khác nhau Dưới đây là sự phân loại công trình thủy theo một số mặt đặc trưng nhất

a Theo nhiệm vụ và chức năng

Công trình thủy lợi được chia thành 4 nhóm chính là:

1 Công trình dâng nước;

2 Công trình lấy nước;

3 Công trình dẫn nước;

4 Công trình tháo nước, xả nước

Công trình dâng nước có chức năng tạo ra sự dâng mực nước ở phía trước nó phục

vụ cho các mục tiêu sử dụng khác nhau, ví dụ để dẫn nước tự chảy vào hệ thống tưới, hoặc để tạo cột nước phát điện Tùy quy mô dâng nước, có thể hình thành hồ chứa điều tiết chế độ dòng chảy tự nhiên của sông suối, hoặc không tạo hồ điều tiết

Công trình lấy nước có nhiệm vụ lấy một lượng nước nhất định từ nguồn nước phục vụ nhu cầu sử dụng của một ngành nào đó như lấy nước tưới, cấp nước sinh hoạt hoặc cấp nước công nghiệp, lấy nước vào trạm thủy điện, v.v…

Công trình dẫn nước có nhiệm vụ chuyển tải nước từ vị trí này đến vị trí khác Phạm vi chuyển nước có thể trong một vùng hẹp hoặc giữa các lưu vực hay từ quốc gia này đến quốc gia khác

Công trình tháo nước được sử dụng để tháo nước thừa từ hồ chứa (trường hợp này gọi là công trình xả lũ), để kết hợp tháo bùn cát hoặc tháo cạn hồ chứa

b Theo phạm vi và mục tiêu sử dụng

Về mặt này công trình thủy lợi được chia thành hai nhóm:

1 Công trình chung, cho phép sử dụng cho nhiều ngành, nhiều mục tiêu khác nhau Các nhóm công trình nêu ở mục a đều là công trình chung

2 Công trình chuyên dụng, phục vụ cho một ngành nào đó, ví dụ trạm thủy điện (phục vụ cho mục tiêu phát điện), âu thuyền (phục vụ cho giao thông thủy), hệ thống tưới (phục vụ tưới ruộng), v.v…

c Theo thời gian sử dụng

Trong trường hợp này công trình thủy lợi được chia thành công trình lâu dài được

sử dụng thường xuyên trong suốt quá trình khai thác và công trình tạm thời - chỉ sử dụng trong thời gian thi công hoặc sửa chữa công trình lâu dài, ví dụ đê quây, công trình dẫn dòng thi công, v.v…

d Theo mục đích và tầm quan trọng

Theo mục đích và tầm quan trọng thì công trình thủy lợi gồm công trình chủ yếu (hay công trình chính) và công trình thứ yếu (hay công trình phụ)

Công trình thủy lợi chủ yếu là công trình khi sửa chữa hoặc bị hư hỏng sẽ ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường của hệ thống sử dụng nước, ví dụ giảm công suất hay ngừng hoạt động của nhà máy thủy điện, giảm hay ngừng hoạt động của hệ thống thủy nông tưới tiêu, hệ thống vận tải thủy, v.v… Ngoài ra, khi công trình thủy chủ yếu

bị sự cố còn có thể gây ra các hậu quả nghiêm trọng như ngập úng đất đai, phá hoại các công trình dân sinh kinh tế khác, đe dọa an toàn tài sản và tính mạng của dân cư vùng hạ du, v.v… Ví dụ về công trình thủy chủ yếu là đập, đê ngăn lũ, nhà máy thủy điện, kênh dẫn chính, bể áp lực, âu thuyền, v.v…

Công trình thủy lợi thứ yếu là công trình khi bị hư hỏng sẽ ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường của các công trình thủy chủ yếu nhưng không gây ra các hậu quả nghiêm trọng Ví dụ về công trình thủy thứ yếu là các đê hướng dòng, cửa van sửa chữa, cầu công tác không chịu tải trọng của máy nâng chuyển, bến cảng phụ, công trình gia

cố bờ, v.v…

Ngoài ra, còn có thể có những phân loại khác như theo vị trí xây dựng, theo chiều cao công trình hay chiều cao cột nước tác dụng, theo vật liệu xây dựng, kết cấu xây dựng,… Sự phân loại chi tiết này thường được áp dụng cho từng công trình trong trường hợp cụ thể

1.1.2 Phân cấp công trình thủy lợi (gọi tắt là công trình thủy: CTT)

Những CTT lâu dài được phân thành cấp dựa theo tầm quan trọng của nó đối với nền kinh tế, có xét đến hậu quả khi chúng ngừng hoạt động hay bị sự cố

Theo Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 285:2002, công trình thủy lợi đầu mối được phân thành 5 cấp dựa vào hai yếu tố chính là năng lực phục vụ (bảng 1-1) và

đặc tính kỹ thuật của hạng mục công trình thủy

Nếu công trình thủy lợi chủ yếu ở cụm công trình đầu mối đảm bảo đồng thời cho nhiều ngành kinh tế khác nhau thì cấp của nó được lấy theo chỉ tiêu của hạng mục có cấp cao nhất ghi trong bảng 1-1 hoặc bảng 1-2

Bảng 1-1 Cấp thiết kế của công trình theo năng lực phục vụ

Cấp thiết kế Loại công trình thủy lợi

I II III IV V

1 Hệ thống thủy nông có diện tích được tưới hoặc

diện tích tự nhiên khu tiêu, 10 3 ha ³ 50 < 50 á 10 < 10 á 2 < 2 á 0,2 < 0,2

2 Nhà máy thủy điện có công suất, 10 3 kW ³ 300 < 300 á 50 < 50 á 5 < 5 á 0,2 < 0,2

3 Công trình cấp nguồn nước (chưa xử lý) cho các

ngành sản xuất khác có lưu lượng, m 3 /s ³ 20 < 20 á 10 < 10 á 2 < 2 -

Bảng 1-2 Cấp thiết kế của công trình theo đặc tính kỹ thuật của các hạng mục

công trình thủy

Cấp thiết kế Loại công trình thủy Loại đất

Nhóm B - Nền là đất cát, đất hòn thô, đất sét ở trạng thái cứng và nửa cứng

Nhóm C - Nền là đất sét b∙o hoà nước ở trạng thái dẻo

2 Chiều cao công trình được tính như sau:

- Với đập vật liệu đất, đất - đá: Chiều cao tính từ mặt nền thấp nhất sau khi dọn móng (không kể phần chiều cao chân khay) đến đỉnh đập

- Với đập bê tông các loại và các công trình xây đúc chịu áp khác: Chiều cao tính từ đáy chân khay thấp nhất đến đỉnh công trình

Phân cấp thiết kế các công trình thứ yếu và công trình tạm thời dựa theo quan hệ của chúng với công trình chủ yếu trong một hệ thống công trình đầu mối (bảng 1-3)

Bảng 1-3 Quan hệ cấp thiết kế giữa công trình chủ yếu - công trình thứ yếu -

công trình tạm thời trong một công trình đầu mối hoặc hệ thống dẫn

Cấp thiết kế của công trình đầu mối

hoặc hệ thống dẫn I II III IV V

Cấp thiết kế của công trình tạm thời có thể được nâng lên một cấp khi sự hư hỏng của chúng dẫn đến các hậu quả sau:

a) Có thể gây ra thảm hoạ cho các khu dân cư, khu công nghiệp tập trung, các tuyến giao thông huyết mạch ở hạ lưu

b) Làm mất an toàn cho công trình lâu dài đang xây dựng

c) Thiệt hại về vật chất gây ra khi sự cố lớn hơn nhiều so với vốn đầu tư thêm cho công trình tạm thời

d) Đẩy lùi thời gian đưa công trình vào khai thác, làm giảm đáng kể hiệu quả đầu tư

Bảng 1-4 Cấp công trình dâng nước (CHuP II-50-74)

Chiều cao (m) ứng với cấp Loại công trình dâng n-ớc Loại đất nền

I II III IV

Nền đá > 100 70 - 100 25 - 70 < 25 Nền cát, đất sét tảng

cứng và nửa cứng > 75 35 - 75 15 - 35 < 15

Đập vật liệu địa phương

Đất sét bão hoà nước

ở trạng thái dẻo > 50 25 - 50 15 - 25 < 15 Nền đá > 100 60 - 100 25 - 60 < 25 Nền cát, đất sét tảng

cứng và nửa cứng > 50 25 - 50 10 - 25 < 10

Đập bê tông và bê tông cốt thép, kết

cấu dưới nước của nhà máy thủy

điện, âu tàu thuyền, công trình nâng

2 Nếu sự cố của công trình dâng nước không gây hậu quả có tính tai hoạ cho hạ du, thì cấp của nó lấy ở bảng 1-4 được hạ xuống một cấp

Lưu ý rằng, nguyên tắc và căn cứ để phân cấp công trình thủy ở các nước trên thế giới là giống nhau, nhưng quy định công trình cấp nào thì có thể khác nhau tuỳ theo đặc

điểm và hoàn cảnh của mỗi quốc gia

Ví dụ, theo CHuP II-50-74 của Liên Xô cũ, tất cả các CTT lâu dài được phân thành bốn cấp (xem bảng 1-4)

Trong các bảng 1-5 và 1-6 giới thiệu số liệu phân chia cấp CTT theo “Tiêu chuẩn thiết kế và phân cấp công trình thủy lợi - Thủy điện chủ yếu” của Bộ Thủy lợi - Điện lực Trung Quốc, Nhà xuất bản Thủy lợi Điện lực năm 1979

Bảng 1-5 Phân cấp của công trình thủy lợi ở Trung Quốc

Cấp công trình lâu dài Cấp công trình

Công trình chủ yếu Công trình thứ yếu Cấp công trình tạm thời

Bảo vệ diện tích canh tác (vạn mẫu)

Diện tích tưới tiêu (vạn mẫu)

Công suất trạm thủy điện (vạn KW)

I Cỡ lớn 1 > 10 Khu CN hầm mỏ, thành thị đặc biệt quan trọng > 500 > 150 > 75

II Cỡ lớn 2 10 ~ 1 Khu CN hầm mỏ, thành thị quan trọng 150 - 50 75 - 25 III Cỡ trung bình 1 ~ 0.1 Khu CN hầm mỏ, thành thị cỡ trung bình 100 ~ 30 50 ~ 5 25 - 2,5

IV Cỡ nhỏ 1 0.1 ~ 0.01 Khu CN hầm mỏ, thành thị thông thường < 30 5 ~ 0,5 2,5 - 0,05

Ghi chú:

1 Tổng dung lượng hồ chứa là chỉ dung lượng chứa nước tĩnh dưới mực nước lũ tính toán

2 Chỉ tiêu của 2 hạng mục phòng lũ và tưới tiêu có liên quan là đối với các công trình chủ chốt trong hệ thống tưới tiêu hoặc phòng lũ.

3 Diện tích tưới tiêu là chỉ diện tích tưới tiêu theo thiết kế;

1 mẫu (Trung Quốc) = 667 m 2

1.1.3 Tiêu chuẩn thiết kế

Khi thiết kế CTT, các chỉ tiêu tính toán được xác định căn cứ vào cấp công trình Dưới dây nêu một số chỉ tiêu chính theo TCXDVN 285:2002

1 Mức đảm bảo (tần suất tính toán P%) của công trình thủy phục vụ các ngành kinh tế quốc dân được xác định theo bảng 1-7

2 Tần suất lưu lượng, mực nước lớn để tính toán ổn định kết cấu các công trình thủy lợi lâu dài (chính) trên sông và trên tuyến áp lực của hồ chứa nước, bao gồm các công trình lấy nước, dâng nước, tháo nước, dẫn nước khi chưa có công trình điều tiết nhiều năm ở phía thượng nguồn được xác định theo bảng 1-8

3 Tần suất lưu lượng lớn nhất để thiết kế lấp dòng xác định theo bảng 1-9

Bảng 1-7 Mức đảm bảo thiết kế của công trình thủy lợi

Mức bảo đảm (%) theo cấp công trình

2 Tiêu cho nông

nghiệp 80 á 90 - Tần suất bảo đảm của hệ thống tiêu phụ

thuộc quy mô của hệ thống, dạng công trình (tự chảy hay động lực), khả năng tiếp nhận nước của sông bên ngoài, hiệu quả đầu tư của hệ thống tiêu v.v , do cơ quan thiết kế luận cứ và đề nghị

3 Phát điện

a) Hộ độc lập

90 90 85 80 80 - Mức độ giảm sút công suất, điện lượng,

thời gian bị ảnh hưởng trong năm (hoặc mùa) khi xảy ra thiếu nước phụ thuộc vào vị trí đảm nhận của nhà máy thủy điện trong

gián đoạn hoặc giảm

yêu cầu cấp nước

95 95 95 95 95 - Lưu lượng cấp tính toán có thể là lưu lượng

lớn nhất, lưu lượng trung bình ngày hoặc trung bình tháng v.v do chủ đầu tư ấn định

và cấp cho cơ quan thiết kế

Mức bảo đảm (%) theo cấp công trình

90 90 90 90 90 - Mức độ thiếu nước, thời gian cho phép

gián đoạn cấp nước cần căn cứ vào yêu cầu

cụ thể của hộ dùng nước do chủ đầu tư ấn

định và cấp cho cơ quan thiết kế

c) Cho phép gián

đoạn thời gian ngắn

và giảm yêu cầu cấp

4 Công trình đa mục tiêu phải thiết kế sao cho mức đảm bảo của từng mục tiêu phục vụ phù hợp với tiêu chuẩn nêu trong bảng này

Bảng 1-8 Lưu lượng, mực nước lớn nhất thiết kế và kiểm tra công trình thủy

Cấp thiết kế Loại công trình thủy

I II III IV V

1 Cụm đầu mối các loại (trừ công trình đầu

mối vùng triều); Hệ thống dẫn - thoát nước và

các công trình liêu quan không thuộc hệ thống

tưới tiêu nông nghiệp; Công trình dẫn - tháo

nước qua sông suối của hệ thống tưới tiêu

nông nghiệp

(Tương ứng với chu kỳ lặp lại, năm) (1000 á 500) (200) (100) (67) (50)

- Tần suất kiểm tra % 0,02á 0,04* 0,1 0,2 0,5

(Tương ứng với chu kỳ lặp lại, năm) (5000 á 2500) (1000) (500) (200)

2 Công trình đầu mối vùng triều; Công trình và

hệ thống dẫn thoát liên quan trong hệ thống

tưới tiêu nông nghiệp (trừ công trình dẫn – tháo

nước qua sông suối đã nói ở điểm 1)

³ 300 < 300 á 50 < 50 á 5 < 5 á 0,2 < 0,2

Cấp thiết kế Loại công trình thủy

I II III IV V

(Tương ứng với chu kỳ lặp lại, năm) (500) (200) (100) (67) (50)

Chú thích:

núi, trung du Tần suất lớn áp dụng cho các công trình có dạng lũ ổn định thường xuất hiện ở vùng đồng bằng

1 Lưu lượng, mực nước lớn nhất trong tập hợp thống kê là lưu lượng, mực nước có trị số lớn nhất xuất hiện trong từng năm Chất lượng của chuỗi thống kê (độ dài, tính đại biểu, thời gian thống kê v.v ) cần phải thoả m∙n các yêu cầu trong các tiêu chuẩn tương ứng Các số liệu cần được xử lý về cùng một điều kiện trước khi tiến hành tính toán

2 Nếu ở phía thượng nguồn có những tác động làm thay đổi điều kiện hình thành dòng chảy hoặc có công trình điều tiết thì khi xác định các yếu tố trong điều kiện này, cần phải kể đến khả năng điều chỉnh lại dòng chảy của các công trình đó

3 Nếu ở phía hạ lưu đ∙ có công trình điều tiết, thì mô hình xả không được phá hoại hoặc vượt quá khả năng điều tiết của công trình đó

4 Những công trình thủy lợi cấp I có Tiêu chuẩn thiết kế riêng nêu trong Điều 2.12, TCXDVN 285:2002 thì tần suất lũ kiểm tra có thể tính với p = 0,01% hoặc lũ cực hạn khi kết quả tính toán đủ độ tin cậy được ấn định cụ thể trong “Tiêu chuẩn thiết kế”

2 Căn cứ vào số liệu đo đạc thực tế trong thời gian trước thời điểm ấn định tiến hành chặn dòng (thường tiến hành đo đạc liên tục từ thời điểm kết thúc mùa lũ đến thời điểm

ấn hành chặn dòng), cơ quan thi công hiệu chỉnh lại phương án chặn dòng cho phù hợp thực tế của dòng chảy, thời tiết, lịch triều và trình lên chủ đầu tư thông qua.

4 Tần suất lưu lượng, mực nước thấp nhất để tính toán ổn định kết cấu công trình

được quy định theo bảng 1-10

Bảng 1-10

Tần suất l-u l-ợng, mực n-ớc thấp nhất (%) Loại

công trình Cấp công trình Thiết kế Kiểm tra

1 Hồ chứa I ; II ; III ; IV và V Mực nước chết Mực nước tháo cạn thấp nhất để sửa chữa, nạo vét v.v

3 Khi thiết kế các công trình cấp I, II cần phải xét đến khả năng mực nước này có thể hạ thấp hơn do lòng dẫn hạ lưu bị xói sâu hoặc do ảnh hưởng điều tiết lại của các công trình khác trong bậc thang sẽ được xây dựng tiếp theo

5 Khi tính toán ổn định, độ bền, ứng suất, biến dạng chung và cục bộ cho các công trình thủy và nền của chúng, phải tiến hành theo phương pháp trạng thái giới hạn (TCXDVN 285:2002) Để đảm bảo kết cấu và của nền công trình thủy trong tính toán cần tuân thủ điều kiện sau:

* Trong tính toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất:

nc = 1,00 - đối với tổ hợp tải trọng cơ bản;

nc = 0,90 - đối với tổ hợp tải trọng đặc biệt;

nc = 0,95 - đối với tổ hợp tải trọng trong thời kỳ thi công và sửa chữa

* Trong tính toán theo trạng thái giới hạn thứ hai: nc = 1,00;

Ntt - tải trọng tính toán tổng quát (lực, mô men, ứng suất), biến dạng hoặc thông số khác mà nó là căn cứ để đánh giá trạng thái giới hạn;

R - sức chịu tải tính toán tổng quát, biến dạng hoặc thông số khác được xác

m - hệ số điều kiện làm việc: xét tới loại hình công trình, kết cấu hoặc nền, dạng vật liệu, nhóm trạng thái giới hạn và các yếu tố khác được quy định trong các tài liệu tiêu chuẩn thiết kế hiện hành cho mỗi loại công trình, kết cấu và nền khác nhau Hệ số điều kiện của một số công trình thủy điển hình quy định ở phụ lục B (TCXDVN 285:2002);

kn - hệ số bảo đảm được xét theo quy mô, nhiệm vụ của công trình:

* Khi tính toán trạng thái giới hạn theo nhóm thứ nhất: kn được xác định theo cấp công trình:

Công trình cấp I lấy kn = 1,25;

Công trình cấp II lấy kn = 1,20;

Công trình cấp III lấy kn = 1,15;

* Khi tính toán theo trạng thái giới hạn thứ hai: lấy kn = 1,00

6 Đối với hồ chứa nước, thời gian dung tích bồi lắng của hồ bị lấp đầy trong điều kiện bình thường không được nhỏ hơn quy định ghi ở bảng 1-11 (TCXDVN 285:2002)

7 Một số chỉ dẫn khác như quy định về tần suất và các mực nước lớn nhất, mực nước khai thác thấp nhất ở sông đối với trường hợp tiêu nước, lưu lượng và mực nước lớn nhất để thiết kế các công trình tạm thời phục vụ công tác dẫn dòng, có thể xem TCXDVN 285:2002

1.2 Giai đoạn hình thành và khai thác công trình thủy lợi

Toàn bộ quá trình hình thành và sử dụng (khai thác) công trình thủy (CTT) gồm 4 giai đoạn lớn:

1 Quy hoạch xác định hệ thống các CTT;

2 Lập dự án CTT;

3 Thực hiện dự án xây dựng CTT;

4 Quản lý vận hành và bảo trì CTT

1.2.1 Giai đoạn quy hoạch xác định hệ thống các CTT

quy hoạch chi tiết

Quy hoạch tổng thể là quy hoạch chung nhằm nghiên cứu đánh giá toàn diện về

nguồn nước, trên cơ sở đó xác định hệ thống các biện pháp và CTT cần được áp dụng để khai thác tổng hợp tiềm năng của nguồn nước, bao gồm cả các giải pháp khắc phục hoặc hạn chế những diễn biến bất lợi do hoạt động của nguồn nước gây ra phục vụ nhu cầu phát triển kinh tế x∙ hội của quốc gia

Quy hoạch tổng thể là quy hoạch đa mục tiêu, phục vụ cho nhiều đối tượng - ngành, ví dụ Quy hoạch sông Hồng có nhiệm vụ khai thác tổng hợp tiềm năng nguồn nước của hệ thống sông Hồng phục vụ cho mục đích cấp nước (cho công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt ), phát điện (lợi dụng tiềm năng thủy điện của các sông suối ), giao thông thủy, thủy sản đồng thời còn có nhiệm vụ khắc phục các hiện tượng bất lợi khác như phòng tránh lũ lụt, hạn chế xâm nhập mặn, hạn chế xói mòn v.v

Quy hoạch chi tiết gồm quy hoạch theo lĩnh vực ngành như tưới, tiêu thoát nước,

thủy điện, phòng tránh lũ lụt và quy hoạch theo phạm vi từng phân vùng của nguồn nước như quy hoạch trong phạm vi một nhánh sông, một đoạn sông v.v

Nhiệm vụ quy hoạch phải đánh giá đầy đủ tiềm năng và tính chất của nguồn nước, từ đó xác định khả năng xây dựng các CTT, quy mô loại hình và trình tự xây dựng CTT (đối với bậc thang các CTT trên hệ thống sông) để thực hiện mục tiêu ở trên Nội dung quy hoạch gồm 2 bước:

a) Khảo sát thu thập các tài liệu tự nhiên của vùng quy hoạch như tài liệu địa hình, địa chất, thủy văn, khí tượng, vật liệu xây dựng, khoáng sản, tài liệu dân sinh kinh

tế, x∙ hội, môi trường, tài liệu về các công trình hiện có, tình hình khai thác sử dụng nguồn nước v.v

b) Tổng hợp tài liệu khảo sát, xây dựng các phương án khai thác, các phương án CTT, phân tích so sánh lựu chọn phương án hợp lý, khả thi, xác định sơ bộ các chỉ tiêu

về kinh tế kỹ thuật của phương án lựa chọn

Khảo sát trong giai đoạn quy hoạch là khảo sát tổng thể, quy mô rộng trên phạm

vi vùng quy hoạch, còn khảo sát trong giai đoạn thiết kế là khảo sát chi tiết và bổ sung trong phạm vi vùng dự kiến xây dựng CTT

Nói chung công tác khảo sát bao gồm cả phần khảo sát và nghiên cứu, phân tích những tài liệu khảo sát, điều tra, thu thập được

- Khối lượng công tác khảo sát được quy định phụ thuộc vào giai đoạn thiết kế CTT (xem 14 TCN 116-1999 và 14 TCN 115-2000)

- Sản phẩm của quy hoạch là báo cáo quy hoạch cùng với các tài liệu khảo sát nghiên cứu phù hợp với yêu cầu của giai đoạn quy hoạch

Nội dung chủ yếu của báo cáo quy hoạch cần phản ánh được các vấn đề sau:

a) Tình hình cơ bản của dòng sông hoặc đoạn sông, các điều kiện tự nhiên, địa lý, khí hậu, thủy văn, địa hình, địa chất, khoáng sản, tài nguyên đất đai, thực vật, vật liệu xây dựng

b) Tình hình dân sinh, kinh tế - x∙ hội của khu vực trong quy hoạch, kế hoạch phát triển trước mắt và trong tương lai, nhu cầu khai thác tài nguyên nước;

c) Các phương án quy hoạch sử dụng nguồn nước, phân tích lựa chọn phương án bậc thang CTT;

d) Các phương án CTT, sơ bộ xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật chính và phương án lựa chọn thứ tự CTT ưu tiên xây dựng theo thời gian

1.2.2 Giai đoạn lập dự án CTT

Đây là giai đoạn chuẩn bị đầu tư xây dựng CTT Mục tiêu, nhiệm vụ của giai

đoạn này là nghiên cứu luận chứng về sự cần thiết phải đầu tư để hình thành CTT và quy mô đầu tư cho xây dựng CTT

Dự án được thực hiện gồm 2 bước với sản phẩm tương ứng là Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi (BCNCTKT) và Báo cáo nghiên cứu khả thi (BCNCKT)

Đối với các dự án nhóm A đ∙ có trong quy hoạch được duyệt hoặc đ∙ có văn bản quyết định chủ trương đầu tư của cấp có thẩm quyền (Điểm 2 Điều 22 Quy chế quản lý

đầu tư và xây dựng) thì không phải lập BCNCTKT mà lập ngay BCNCKT

Thành phần BCNCTKT bao gồm:

1 Điều tra, khảo sát, thu thập những căn cứ để xác định sơ bộ sự cần thiết phải

đầu tư, các điều kiện thuận lợi và khó khăn khi lập và thực hiện dự án

2 Thu thập, nghiên cứu và giới thiệu tóm tắt Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế x∙ hội, Quy hoạch lưu vực sông và các Quy hoạch phát triển ngành

có liên quan đến dự án đầu tư

3 Nghiên cứu và lập BCNCTKT

4 Lập hồ sơ BCNCTKT

Nội dung chủ yếu của BCNCTKT là nghiên cứu về sự cần thiết phải đầu tư, các

điều kiện thuận lợi và khó khăn; dự kiến quy mô đầu tư, hình thức đầu tư; chọn khu vực

địa điểm xây dựng và dự kiến nhu cầu diện tích sử dụng đất; phân tích lựa chọn sơ bộ

về công nghệ, kỹ thuật và các điều kiện cung cấp thiết bị, nguyên liệu, năng lượng, dịch

vụ, hạ tầng; phân tích lựa chọn sơ bộ các phương án xây dựng; xác định sơ bộ tổng mức

đầu tư, phương án huy động vốn, khả năng hoàn vốn và trả nợ, thu l∙i; tính toán sơ bộ hiệu quả đầu tư về mặt kinh tế x∙ hội, xác định tính độc lập khi vận hành, khai thác của các dự án thành phần hoặc tiểu dự án nếu có

Thành phần hồ sơ BCNCTKT gồm:

1 Báo cáo tóm tắt (trình bày những nội dung chủ yếu của BCNCTKT );

2 Báo cáo chính (nêu đầy đủ các luận cứ, các phương án, các vấn đề có liên quan và kết quả chính của BCNCTKT);

3 Các báo cáo chuyên ngành (như Báo cáo địa chất công trình, khí tượng thủy văn, tài nguyên nước, Báo cáo thủy lực, Báo cáo đánh giá sơ bộ tác động môi trường, Báo cáo giải phóng mặt bằng, đền bù di dân và tái định cư)

Nội dung chủ yếu của BCNCKT là xây dựng những căn cứ để xác định sự cần

thiết phải đầu tư; lựa chọn hình thức đầu tư; các phương án địa điểm cụ thể hoặc vùng

địa điểm, tuyến CTT; phương án giải phóng mặt bằng, kế hoạch tái định cư; phân tích lựa chọn phương án kỹ thuật, công nghệ; các phương án kiến trúc, giải pháp xây dựng; thiết kế sơ bộ của các phương án đề nghị lựa chọn, giải pháp quản lý và bảo vệ môi trường; xác định rõ nguồn vốn, khả năng tài chính, tổng mức đầu tư và nhu cầu vốn theo tiến độ, phương án hoàn trả vốn đầu tư; phương án quản lý khai thác CTT; phân tích hiệu quả đầu tư, các mốc thời gian chính thực hiện đầu tư, kiến nghị hình thức quản

lý thực hiện dự án, xác định chủ đầu tư; mối quan hệ và trách nhiệm của các cơ quan liên quan đến dự án

Thành phần hồ sơ BCNCKT được quy định như sau (14TCN 118-2002):

1 Đối với các dự án từ cấp III trở xuống:

a) Những dự án có kỹ thuật đơn giản, gồm Báo cáo tóm tắt và Báo cáo chính b) Những dự án có những chuyên ngành phức tạp, gồm Báo cáo tóm tắt, Báo cáo chính và các Báo cáo chuyên ngành phức tạp tương ứng

2 Đối với các dự án từ cấp II trở lên, gồm Báo cáo tóm tắt, Báo cáo chính và các Báo cáo chuyên ngành quan trọng (như Báo cáo địa hình, địa chất công trình, khí tượng thủy văn, tài nguyên nước, thủy lực hệ thống sông ngòi, Báo cáo công trình thủy lợi, thiết bị cơ khí thủy lực, thiết bị điện, Báo cáo đánh giá tác động môi trường, Báo cáo tính toán hiệu quả đầu tư, Báo cáo giải phóng mặt bằng, đền bù, di dân tái định cư, Báo cáo tổng mức đầu tư)

1.2.3 Giai đoạn thực hiện dự án xây dựng CTT

Giai đoạn này bao gồm 2 nội dung (hai bước) là Thiết kế và Tổ chức xây dựng CTT

a) Thiết kế CTT

Tài liệu hợp pháp để thiết kế là những tài liệu về thăm dò, khảo sát địa hình, địa chất, thủy văn, khí tượng và các tài liệu khác do tổ chức có tư cách pháp lý về các lĩnh vực nêu trên cung cấp

Sau khi dự án có quyết định đầu tư và xác định được nhà cung cấp thiết bị, cung cấp thiết kế công nghệ, việc thiết kế xây dựng CTT thực hiện theo các quy định sau đây (Nghị định 52/1999):

- Đối với công trình có yêu cầu kỹ thuật cao, địa chất phức tạp, thì phải thực hiện thiết kế kỹ thuật (thiết kế triển khai) trước khi thiết kế bản vẽ thi công (thiết kế chi tiết)

- Đối với công trình kỹ thuật đơn giản hoặc đ∙ có thiết kế mẫu, xử lý nền móng không phức tạp thì thực hiện bước thiết kế kỹ thuật-thi công

Tổ chức thiết kế phải lập tổng dự toán của thiết kế kỹ thuật hoặc thiết kế kỹ thi công Tổng dự toán không được lớn hơn tổng mức đầu tư đ∙ duyệt; nếu lớn hơn thì

thuật-tổ chức thiết kế phải thiết kế tính toán lại cho phù hợp

Thành phần, nội dung Thiết kế kỹ thuật - Tổng dự toán bao gồm (14 TCN

119 - 2002):

1 Điều tra, khảo sát, thu thập các tài liệu

2 Nghiên cứu, tính toán, lập thiết kế

Trong tính toán thiết kế các hạng mục công trình ngoài các căn cứ để thiết kế cần thực hiện những nội dung sau:

- Chọn vị trí, hình thức bố trí công trình, quy mô, kích thước các hạng mục công trình

- Thiết kế tổ chức thi công (lập tổng tiến độ thi công, tổng mặt bằng thi công, biện pháp bảo vệ môi trường và an toàn trong xây dựng)

- Đánh giá tác động môi trường (TĐMT) và các biện pháp hạn chế TĐMT

- Thiết kế bố trí mạng lưới đo đạc, quan trắc, thông tin liên lạc

- Lập tổng dự toán, tổng hợp phân tích kết quả tính toán

Thành phần hồ sơ Thiết kế kỹ thuật - Tổng dự toán bao gồm:

Thành phần, nội dung thiết kế bản vẽ thi công gồm:

1 Điều tra, khảo sát, thu thập bổ sung tài liệu tự nhiên và kinh tế x∙ hội liên quan

2 Nghiên cứu, tính toán, lập thiết kế

b) Tổ chức xây dựng CTT

Tổ chức xây dựng CTT là khâu rất quan trọng, quyết định chất lượng và độ bền

vững của CTT trong quản lý vận hành sau này

Để đảm bảo chất lượng công trình cần tổ chức thực hiện việc giám sát chất lượng thi công, kiểm tra các công tác thi công đất, bê tông, xây lắp, đo đạc địa hình, v.v Chủ

đầu tư chịu trách nhiệm quản lý chất lượng công trình xây dựng ngay từ giai đoạn chuẩn bị đầu tư, thực hiện đầu tư cho đến khi kết thúc xây dựng đưa công trình vào khai thác sử dụng

Sau khi thi công xong những khối lượng công trình khuất, những bộ phận công trình đặc thù (ví dụ phần đập dâng ở dưới mực nước, phần đập đến cao trình chống lũ

đợt I, đợt II, ), hoặc một hạng mục công trình nào đó (ví dụ đập dâng, đập tràn xả lũ, cửa nhận nước vào nhà máy thủy điện ) sẽ tiến hành việc nghiệm thu bộ phận hay hạng mục công trình tương ứng

Công tác nghiệm thu từng phần và toàn bộ công trình xây dựng do chủ đầu tư tổ chức thực hiện với sự tham gia của các tổ chức tư vấn, thiết kế, xây lắp, cung ứng thiết

bị (nếu có) và cơ quan giám định chất lượng theo quy định

Trong trường hợp gặp vấn đề kỹ thuật phức tạp có thể tiến hành nghiên cứu thí nghiệm bổ sung để xác định giải pháp kết cấu hoặc thi công sao cho chất lượng và hiệu quả thi công tốt nhất, đảm bảo sự làm việc tin cậy của công trình cũng như hiệu quả về kinh tế kỹ thuật nói chung Những hiệu chỉnh bổ sung trong thi công phải được thống nhất giữa cơ quan thiết kế và cơ quan thực hiện thi công CTT

Để rút kinh nghiệm góp phần nâng cao chất lượng thi công các CTT sau này, những vấn đề xử lý kỹ thuật phức tạp trong thi công cần được tổng kết biên soạn thành những tài liệu chuyên đề

1.2.4 Giai đoạn quản lý vận hành và bảo trì CTT

Công trình thủy sau khi xây dựng và nghiệm thu sẽ được bàn giao cho cơ quan quản lý vận hành CTT

Sau khi bàn giao công trình, chủ đầu tư có trách nhiệm khai thác, sử dụng năng lực công trình, đồng bộ hóa tổ chức sản xuất, kinh doanh dịch vụ, hoàn thiện tổ chức và phương pháp quản lý nhằm phát huy đầy đủ các chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật đ∙ được đề ra trong dự án

Chủ đầu tư hoặc tổ chức được giao quản lý sử dụng công trình có trách nhiệm thực hiện bảo trì công trình

Nội dung vận hành CTT là:

- Xác định Quy trình kỹ thuật vận hành cho công trình theo từng giai đoạn như trong giai đoạn thi công (trường hợp hạng mục công trình được đưa vào khai thác sớm), giai đoạn tích nước những năm đầu và giai đoạn sau khi hoàn thành công trình

- Xác định biện pháp quản lý, phân phối điện, nước và thu phí điện, nước,

- Lập Quy trình kỹ thuật vận hành công trình và các hạng mục công trình chính

Nội dung bảo trì công trình bao gồm:

a) Xác đình đối tượng bảo trì gồm 2 loại: công trình xây dựng và trang thiết bị b) Xác định yêu cầu bảo trì đối với từng đối tượng bảo trì:

- Quy định chu kỳ, thời gian bảo trì theo từng cấp bảo trì (duy tu, bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ, vừa và lớn) cho từng đối tượng

- Nội dung, yêu cầu kỹ thuật bảo trì ứng với cấp bảo trì của từng đối tượng Ngoài các nội dung vận hành và bảo trì công trình nêu ở trên cần tổ chức quan trắc đo đạc phục vụ vận hành và bảo trì công trình với nội dung: Lập quy trình đo đạc, quan trắc, tập hợp, xử lý, lưu trữ tài liệu quan trắc các yếu tố như lún, ứng sức, chuyển

vị và biến dạng, thấm ở nền và thân công trình, nhiệt ở nền và thân công trình, các yếu

tố chuyên ngành khác (địa chấn, sạt trượt mái nếu có yêu cầu)

Ngoài ra, cần tiến hành các nghiên cứu để nâng cao chất lượng và hiệu quả khai thác CTT cùng với các thiết bị máy móc lắp đặt, hoàn thiện chất lượng, độ bền vững và tuổi thọ của CTT, kể cả vấn đề nâng cao năng lực của công trình (như khả năng tăng chiều cao đập để tăng công suất nhà máy thủy điện ) hay cải thiện chất lượng môi trường CTT nói riêng và môi trường sinh thái nói chung

Chương 2 chọn tuyến và bố trí công trình

Biên soạn: TS Nguyễn Đình Tranh

2.1 Tuyến công trình đầu mối thủy lợi

2.1.1 Các khái niệm về tuyến

a) Vùng tuyến

Trong giai đoạn quy hoạch bậc thang các công trình thủy lợi - thủy điện trên một dòng sông, có khi còn gọi là sơ đồ sử dụng tổng hợp dòng sông hay thuyết minh tổng quan về sử dụng tổng hợp sông, cần xác định vùng tuyến công trình

Vùng tuyến công trình bao gồm một đoạn sông tương đối dài, trong đó có thể chọn một số tuyến đại diện Do trong bước nghiên cứu tính toán này chưa có những tài liệu khảo sát các điều kiện tự nhiên và x∙ hội chi tiết, thường dùng các bản đồ có tỷ lệ nhỏ nên việc chỉ cần xác định vùng tuyến cũng là phù hợp

Hơn nữa yêu cầu về mức độ chi tiết của các kết cấu, kích thước công trình chưa thật cụ thể, chuẩn xác nên việc xác định vùng tuyến trên một đoạn sông tương đối hợp

lý, tiêu biểu cho cả một vùng cũng là bảo đảm được cơ sở để tính toán các chỉ tiêu kinh

tế - kỹ thuật cần so sánh

b) Đoạn tuyến

Sang bước lập nghiên cứu Tiền khả thi, nghiên cứu Khả thi, cần phải đi sâu nghiên cứu tính toán ở mức chi tiết hơn, tài liệu khảo sát về địa hình, địa chất, thủy văn, môi trường, x∙ hội cụ thể, đầy đủ hơn, nên từ vùng tuyến cần xác định đoạn tuyến đại diện trong vùng tuyến đó

Đoạn tuyến thường trải dài trên một khúc sông, trong đó có một số tuyến đại diện Do khúc sông thường có điều kiện thiên nhiên tương đối giống nhau nên các tuyến cũng không khác nhau nhiều Tuy nhiên việc chọn đoạn tuyến hợp lý trong các

đoạn tuyến của vùng tuyến cũng là một yêu cầu cần đạt để bảo đảm việc xác định các thông số kinh tế kỹ thuật của công trình được tương đối chuẩn xác, qua các bước thiết

kế sau sẽ không bị thay đổi nhiều, thậm chí làm ảnh hưởng đến chủ trương đầu tư, tiến

độ chuẩn bị và xây dựng công trình

c) Tuyến

Tuyến công trình đầu mối thủy lợi - thủy điện thường là tuyến đập ngăn sông vì

đập là công trình chủ yếu tạo tuyến áp lực, đồng thời tạo hồ chứa với các quy mô khác nhau, mức độ điều tiết khác nhau dòng chảy của sông

Tuyến công trình được xác định chủ yếu trong bước lập nghiên cứu Khả thi (hay luận chứng kinh tế kỹ thuật) và được hiệu chỉnh cụ thể trong bước thiết kế cơ sở hay thiết kế kỹ thuật vì trong bước này cần thu thập đầy đủ điều kiện thiên nhiên và x∙ hội,

đặc biệt có khảo sát thăm dò điều kiện địa chất công trình chi tiết, các chỉ tiêu cơ lý của nền móng, vai đập, vật liệu xây dựng

Tuyến công trình ở các loại công trình thủy điện kiểu lòng sông, kiểu sau đập, kiểu đường dẫn do bố trí công trình khác nhau (sẽ được trình bày chi tiết ở các phần sau) nên có yêu cầu khác nhau Tuy nhiên do đập chính ngăn sông thường là công trình chủ yếu nên cũng có thể hiểu tuyến đập, đồng thời cũng là tuyến của công trình đầu mối thủy lợi - thủy điện

Tuyến được chọn trong các tuyến của đoạn tuyến có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật thuận lợi hơn cả Thường tuyến được chọn cũng là tuyến tiêu biểu của vùng tuyến và

đoạn tuyến Nếu làm được như vậy thì tiết kiệm được chi phí và thời gian cho việc chọn tuyến, một nội dung quan trọng trong quá trình lập dự án của công trình

d) Tim tuyến

Tim tuyến hay trục tuyến cũng thường là tim đập (trục đập) Đó là đường thẳng (thông thường) ở giữa đỉnh đập Tuỳ theo loại đập mà có các hình thức tim đập khác nhau Nếu không thẳng thì có tim, trục từng đoạn đập do thiết kế chi tiết xác định Tim, trục đập được hiệu chỉnh cuối cùng trong giai đoạn lập bản vẽ thi công

Đối với các công trình thủy lợi có thành phần công trình đầu mối với đập chính ngăn sông tạo hồ chứa, thì những "định nghĩa" về tuyến như đ∙ trình bày Đối với các công trình thủy lợi như cống, trạm bơm, kênh thì tuyến công trình thường

là tim công trình, được xác định qua tính toán kinh tế kỹ thuật của từng giai đoạn thiết kế

Với những công trình đầu mối có công trình phụ như đập phụ, tràn sự cố thì có tuyến riêng của nó như tuyến (tim) đập phụ, tuyến (tim) tràn sự cố cũng do qua

so sánh kinh tế kỹ thuật mà chọn, vì thường những công trình này cũng có chi phí đầu tư không nhỏ

2.1.2 Tuyến ở mỗi loại bố trí công trình

a) Công trình thủy điện kiểu lòng sông

Công trình thủy điện kiểu lòng sông là loại thủy điện cột nước thấp mà đập, nhà máy thủy điện, tràn xả lũ thường nằm trên một tuyến Đó cũng chính là tuyến công trình đầu mối

Tuyến công trình thủy điện kiểu lòng sông do nghiên cứu tính toán trên cơ sở

so sánh kinh tế kỹ thuật một số phương án tuyến công trình để chọn Thường điều kiện

địa hình, địa chất, thủy văn (kể cả cho các công trình dẫn dòng thi công kết hợp trong

bố trí công trình chung) có ảnh hưởng trực tiếp đến việc chọn tuyến và bố trí công trình

đầu mối

Hiện ở Việt Nam có công trình thủy điện kiểu lòng sông mà cột nước hoàn toàn

do tuyến áp lực tạo thành bao gồm nhà máy thủy điện, tràn xả lũ, đập chính ngăn sông bằng đất đá tạo nên là công trình thủy điện Thác Bà

Công trình thủy điện Đrâyhlinh ở Đắk Lắk mới nhìn có thể liệt vào loại công trình kiểu lòng sông Thực chất đây là công trình kiểu "đường dẫn" vì đập chính ngăn sông cũng là đập tràn Đrâyhlinh thấp so với cột nước tạo ra ở nhà máy thủy điện (chủ yếu do tận dụng thác thiên nhiên "Đrâyhlinh") ở đây tuyến nhận nước vào nhà máy thủy điện (gọi là tuyến năng lượng) và đập tràn trên một đường thẳng cũng là tuyến công trình

đầu mối Đrâyhlinh

b) Công trình thủy điện kiểu sau đập

Công trình thủy điện kiểu sau đập (theo đập, kèm đập) là loại công trình thủy điện

mà cột nước chủ yếu do đập tạo nên Đập chắn ngang sông ở đây vừa tạo nên cột nước làm việc của thủy điện vừa tạo hồ chứa điều tiết dòng chảy

Trong công trình đầu mối của thủy điện kiểu sau đập, thường đập là công trình chủ yếu tạo tuyến áp lực nên tuyến đập cũng đồng thời là tuyến công trình Trong tổ hợp hạng mục công trình tuỳ theo loại đập chính là đập bê tông, đập đất đá hay loại đập khác mà có những công trình xả lũ, công trình của tuyến năng lượng tương ứng

Trường hợp đập chính ngăn sông là đập đất đá như ở công trình thủy điện Hoà Bình thì đập tràn xả lũ vận hành, dưới nó là công trình xả lũ sâu nằm bên cạnh đập Tuyến năng lượng tách ra ở bên bờ trái với hệ thống cửa nhận nước, đường hầm dẫn nước vào gian máy thủy điện ngầm, đường hầm dẫn nước ra, kênh dẫn ra Như vậy hệ thống năng lượng khá dài tạo thành tuyến gồm 8 trục tuyến riêng của mỗi tổ máy ở

đây hầm dẫn ra có hợp nhất 2 tổ (từ tổ máy 3 đến 8) làm một và có kênh dẫn ra chung của cả 6 tổ máy Còn tổ máy 1 và 2 có hệ thống dẫn ra riêng do tận dụng hai hầm dẫn dòng thi công ở đoạn cuối

Các công trình thủy lợi do đập tạo hồ chứa cũng có thể xếp vào loại công trình này và thường tuyến đập chính ngăn sông cũng là tuyến của công trình đầu mối Ngoài

ra còn có tuyến công trình xả lũ, tuyến công trình lấy nước

c) Công trình thủy điện kiểu đường dẫn

Công trình thủy điện kiểu đường dẫn là loại công trình thủy điện mà cột nước chủ yếu do hệ thống đường dẫn nước tạo ra Hệ thống này thường gồm có cửa nhận nước, đường dẫn nước, ống áp lực, nhà máy thủy điện, kênh dẫn ra Tuỳ theo đường dẫn nước và ống áp lực dài hay ngắn, có áp lực hay không (đối với đường dẫn nước)

mà có thêm bể áp lực hoặc giếng (tháp) điều áp Tuy nhiên do loại công trình này thường có cột nước cao nên có hồ điều tiết dòng chảy càng sâu càng tốt để tận dụng thế năng của hệ thống năng lượng Do đó ở đây có tuyến đập tạo hồ chứa và tràn xả lũ, còn tuyến năng lượng thường nằm riêng và có chiều dài khá lớn Đa số các công trình thủy điện tương đối lớn ở nước ta thuộc loại này

Trước ngày thống nhất đất nước ở miền Nam có công trình thủy điện Đa Nhim thuộc kiểu này Từ sau 1975 đến nay đ∙ hoàn thành nhiều công trình kiểu này như Trị

An, Vĩnh Sơn, Sông Hinh, Thác Mơ, Hàm Thuận, Đa Mi, Yaly

2.1.3 Tuyến đập

a) Đập

Là công trình ngăn sông, suối tạo hồ chứa hoặc dâng nước để có thể dẫn nước một cách thuận lợi từ cửa lấy nước (cửa nhận nước) vào hệ thống thủy lợi hoặc hệ thống năng lượng

Tùy theo kết cấu và vật liệu, đập có các loại:

Do trong công trình đầu mối thủy lợi, thủy điện ngoài đập chính còn có công trình xả lũ, công trình lấy nước, các công trình khác phụ thuộc khá nhiều vào kiểu loại công trình thủy lợi, thủy điện và kết cấu đập nên tuyến và bố trí công trình có khác nhau Như với loại đập đất, đập đất đá hỗn hợp thì khó có thể cho tràn qua đỉnh đập nên công trình tháo lũ thường phải bố trí tách riêng (bên bờ hay một "eo" núi) Công trình nhận nước đối với loại đập vật liệu tại chỗ (vật liệu địa phương) cũng thường được bố trí tách riêng Đối với đập tương đối thấp, có thể bố trí cống lấy nước trong thân đập

Dù là loại công trình nào và kết cấu đập như thế nào thì đập thường vẫn là công trình chủ yếu Xét về mặt an toàn của hệ thống đầu mối và đặc biệt đối với hạ lưu đập, thì việc chọn tuyến chẳng những có ý nghĩa về mặt kinh tế - kỹ thuật mà còn có ý nghĩa

về mặt x∙ hội, thậm chí đối với các đập cao, hồ chứa lớn còn có tầm an toàn quốc gia, vì nếu có sự cố đập sẽ gây thảm hoạ về người và của trong phạm vi rộng lớn

Cần nói rằng đại đa số các đập của công trình thủy lợi nước ta là loại đập bằng đất

đồng chất, đến nay qua bao chục năm làm việc khá tốt, ổn định Chính loại đập đất

đồng chất được áp dụng từ lâu và làm việc khá bền vững theo thời gian Nói chung khi chọn tuyến thường chọn những chỗ có thung lũng sông hẹp, nền móng là đá gốc,

có điều kiện bố trí công trình xả lũ và cống lấy nước thích hợp Vấn đề cơ bản ở đây là yêu cầu bảo đảm số lượng và chất lượng đất thích hợp cũng như thiết kế các kết cấu

"lọc ngược", thoát nước hợp lý

c) Đập đất đá

Là loại đập có kết cấu chống thấm bằng lõi giữa hoặc tường nghiêng có vật liệu

"mềm" là loại đất ít thấm nước hoặc cứng như bê tông cốt thép, gỗ, tấm kim loại Có thể nói đây là loại đập chủ yếu bằng vật liệu địa phương với chiều cao khá lớn Những

đập cao nhất thế giới nói chung chính là loại đập này như Nurếch, Rôgun (trên sông Vắc Sơ, Kiếc Ghi Di)

Đập Hòa Bình là đập cao nhất thế giới trên nền mềm (128 m) Qua đó thấy khả năng xây dựng đập đất đá trong những phạm vi rộng r∙i, kể cả những điều kiện khắc nghiệt về nền móng, về dẫn dòng thi công

Đập đất đá có thể nằm trong công trình đầu mối với thủy điện kiểu lòng sông (Thác Bà), thủy điện kiểu sau đập (Hoà Bình) hay thủy điện kiểu đường dẫn (Yaly) Trong trường hợp đầu tuyến đập thường cũng là tuyến của công trình đầu mối Trong hai trường hợp sau thì tuyến đập và tuyến năng lượng thường tách riêng, tuy nhiên cũng

có thể gọi tuyến đập là tuyến chung của công trình đấu mối, như công trình thủy điện

Đa Nhim lấy tên sông có đập chứ không lấy tên của sông là nơi có nhà máy thủy điện tháo nước ra

Việc chọn tuyến đập với loại đập đất đá cũng giống như trong trường hợp với đập

đất nhưng yêu cầu về nền móng có cao hơn vì tiếp giáp với lõi giữa hoặc tường nghiêng cũng như với vật liệu đá có đòi hỏi các chỉ tiêu nền móng thích hợp

Ngoài ra thường đập đất đá có chiều cao khá lớn, khối lượng xây dựng nhiều nên cần chọn vị trí bảo đảm khối lượng và thời gian thi công càng ít càng thuận lợi ở đây cần chú ý cả việc bố trí tuyến xả lũ và tuyến năng lượng để chọn tuyến công trình đầu mối hợp lý nhất, đạt được giá thành xây dựng ít mà các yêu cầu khác, đặc biệt về an toàn ổn định công trình được bảo đảm cao

d) Đập bê tông trọng lực

Là loại đập bê tông được áp dụng rộng r∙i trong nhiều điều kiện với chiều cao khác nhau Đập bê tông trọng lực cao nhất thế giới Grand Dixence (285m) được xây dựng ở Thụy Sỹ

Do áp lực của đập bê tông trọng lực lên nền, nhất là khi chiều cao của đập khá lớn khá tập trung, đặc biệt ở chân mái đập hạ lưu nên yêu cầu nền móng là loại đá tương

đối nguyên vẹn, cứng chắc Qua thực tế xây dựng loại đập này trên thế giới thì tất cả

các loại đá gốc mác ma, trầm tích hay biến chất đều có thể làm nền móng cho loại đập này ở những chỗ mềm yếu nứt nẻ nhiều có thể có những xử lý thích hợp vẫn bảo đảm yêu cầu về nền móng

Khi chọn tuyến cho loại đập này, ngoài điều kiện địa hình cần chú ý đến điều kiện địa chất công trình Cần chú ý chọn những vị trí có lớp phong hoá mỏng, nền móng

đồng nhất Ngoài ra khi đặt tràn trên đỉnh đập cần chú ý khu vực tiêu năng để tiếp nối thủy lực hạ lưu được thuận lợi, nhất là tạo dòng chảy ở phần thoát ra được thuận dòng

Đối với các công trình có tràn xả lũ cũng như tuyến năng lượng tách riêng, đập bê tông trọng lực là công trình duy nhất ngăn sông thì nên chọn chỗ tuyến hẹp, nhưng cần chú ý việc dẫn dòng thi công bằng ngăn sông từng đợt, bằng kênh, bằng hầm sẽ kết hợp hay không kết hợp vào công trình để chọn tuyến hợp lý Có thể cần qua so sánh một số phương án bố trí tổng thể công trình để chọn tuyến hợp lý nhất

đ) Đập vòm

Là loại đập bê tông có hình cong để sử dụng sức tựa vào hai bờ nhằm tăng độ ổn

định của công trình và giảm vật liệu xây dựng Do đó yêu cầu địa chất công trình ở hai

bờ khá cao và địa hình thung lũng sông hẹp, có độ dốc đối xứng nhất định Do có

ưu việt như vậy nên đại đa số các đập bê tông cao (trên 180m) là đập vòm hoặc vòm trọng lực

Tuy có yêu cầu cao về nền móng, nhất là ở hai vai đập, nhưng thực tế xây dựng trên thế giới cho thấy tất cả các loại đá dù nguồn gốc nào đều có thể thiết kế và xây dựng đập vòm lên đó trong điều kiện địa hình cho phép Đối với đập vòm (thuần tuý) thì hệ số tuyến, nghĩa là chiều dài tuyến trên chiều cao của đập dưới 3 là thích hợp Khi

hệ số tuyến 3-7 thì nên dùng kết cấu đập vòm trọng lực Tất cả những thông số của đập vòm (độ dày, cung 2, 3 chiều ) thường phải qua thí nghiệm mô hình cùng với nền móng để xác định

Khi có điều kiện địa hình với hệ số tuyến dưới 4-5 và điều kiện địa chất tương đối

đồng nhất nên chú ý chọn tuyến đập vòm mà hiện nay đ∙ cho phép tràn qua đỉnh đập với lưu lượng khá lớn, nhà máy sau đập (tựa đập) với công suất khá cao, đồng thời bảo

đảm độ an toàn ổn định lớn hơn so với các loại đập khác, đặc biệt trong điều kiện có

ở nước ta do điều kiện thường có lũ lớn, lớp phong hoá dày, triển vọng áp dụng loại đập này không nhiều, tuy nhiên khi có điều kiện vẫn cần xem xét để giảm khối lượng bê tông và giá thành so với đập trọng lực

g) Các loại đập khác

Các loại đập khác như những đập nhỏ bằng cây gỗ, rọ đá, đá xây, đá xếp hoặc hỗn hợp với các loại vật liệu vừa nêu trên thường là loại đập thấp, dài Tuyến đập trong trường hợp này thường phụ thuộc vào điều kiện địa hình lòng sông cũng như nền móng

và thủy văn, nhất là khả năng thoát lũ

Nói chung dù là loại đập gì thì cũng cần qua so sánh kinh tế kỹ thuật một số phương án tuyến và đi sâu dần để cụm lại từ phạm vi rộng (vùng, đoạn) đến hẹp (tuyến)

và cuối cùng chọn được tim tuyến có lợi nhất Đây là quá trình chuẩn xác hoá dựa trên tài liệu khảo sát và nghiên cứu tính toán đầy đủ Cần qua mô hình vật lý và thủy lực để kiểm chứng và xác định vị trí cũng như kết cấu và kích thước của công trình, nhất là đối với đập, thường là công trình chịu lực của đầu mối thủy lợi - thủy điện, đặc biệt đối với

Công trình xả lũ thường bằng bê tông với hình thức tràn mặt, tháo sâu hay xả sâu,

có cửa van hoặc không Sau mặt tràn là dốc nước và cuối cùng là kết cấu tiêu năng Kết cấu tiêu năng có thể là mũi phóng nước xuống hố tiêu năng, giếng - bể tiêu năng hoặc nếu nền móng đá, lưu lượng nhỏ dùng "tiêu năng tự nhiên"

Thường công trình xả lũ là một hệ thống các hạng mục và kết cấu công trình khá phức tạp, có một tuyến công trình xả lũ riêng ở bên trên đập, bên cạnh đập, tách riêng hoàn toàn khỏi đập chính Như vậy hình thức tuyến công trình xả lũ khác với tuyến đập, nghĩa là khác với tuyến công trình đầu mối

Tuy nhiên, với trường hợp tràn trên đỉnh đập hoặc tràn bên cạnh đập thì tuyến công trình xả lũ cũng trùng với tuyến đập hoặc tuyến công trình đầu mối Đa số các công trình thủy điện ở nước ta có công trình xả lũ thuộc loại này

b) Tràn trên đỉnh đập

Tràn xả lũ trên đỉnh đập thường được áp dụng với kết cấu đập bê tông trọng lực,

đập vòm trọng lực Cũng có trường hợp tràn trên đỉnh đập vòm, đập trụ chống thấp

Tuyến tràn trong trường hợp như vậy cũng là tuyến đập Tuyến ở đây là "tuyến ngang" Còn tuyến theo nghĩa "mặt cắt dọc" thì thường thẳng góc với tuyến đập

Đối với đập bê tông trọng lực do mái đập hạ lưu tương đối thoải nên có thể kết hợp thành "mái tràn" mà phía đuôi mái là mũi phóng hoặc kết cấu tiêu năng Trong điều kiện nước ta do lũ lớn và tập trung nên đập bê tông trọng lực có thể là thích hợp khi cho tràn qua đỉnh đập với lưu lượng đơn vị tương đối lớn Trong trường hợp như vậy thì chọn tuyến đập cũng đồng thời là tuyến tràn xả lũ, chỉ cần chú ý điều kiện dòng chảy sau bộ phận tiêu năng cho thuận lợi

Hình thức ngưỡng tràn có thể là thực dụng, chân không, đỉnh rộng Sau đó thường

là dốc nước và cuối cùng là bộ phận tiêu năng Vấn đề ở đây là cần chọn tuyến dọc của công trình xả lũ vừa giảm được khối lượng xây dựng, vừa bảo đảm bộ phận tiêu năng cũng như dòng chảy ra thuận lợi

Công trình tràn bên của đập Hoà Bình hiện nay là loại có lưu lượng đơn vị lớn nhất thế giới Tuy nhiên do muốn giảm lưu lượng đơn vị đ∙ thiết kế tuyến mũi phóng xiên góc làm nước quẩn vào chân đập Sau thiết kế thêm "răng khểnh" để lái dòng chảy

về phía bờ trái, giảm dòng quẩn vào chân đập đất đá cũng như phải xây dựng thêm tường lái dòng bờ phải

Khi chọn tuyến dọc công trình xả lũ bên cạnh đập cần chú ý làm thế nào để giảm

được chiều cao và khối lượng tường ngăn giữa đập và tràn

d) Xả sâu

Xả sâu là công trình tháo lũ nằm sâu dưới mực nước dâng bình thường với hình thức cống được chắn bởi cửa van chịu áp lực cao Loại công trình này được áp dụng khi phải xả một lưu lượng với cao trình cửa xả nằm sâu dưới mức nước thượng lưu thường

áp dụng ở công trình đầu mối thủy lợi - thủy điện có yêu cầu dung tích hữu ích kết hợp với dung tích chống lũ cho hạ du như ở công trình Hoà Bình Công trình thủy lợi - thủy

điện lớn nhất thế giới hiện nay là công trình Tam Hiệp trên sông Trường Giang ở Trung Quốc cũng có công trình xả sâu

Công trình xả sâu thường được thiết kế trong đập bê tông trọng lực (Tam Hiệp) hoặc đập tràn bê tông (Hoà Bình) mà phía trên là các cửa van xả tràn, phía dưới là các cửa van của cống xả sâu

Công trình xả sâu do phải tháo lũ trong điều kiện mực nước thượng lưu cao gây

áp lực vào cửa nên vận hành phức tạp, cần có luận chứng đầy đủ Tuyến công trình xả sâu thường trùng với tuyến tràn xả lũ ở công trình Hoà Bình được gọi chung là công trình xả lũ vận hành

đ) Các loại công trình xả lũ khác

Các loại công trình xả lũ khác bao gồm các công trình xả lũ riêng biệt tách khỏi công trình đầu mối (công trình Thác Mơ, Vĩnh Sơn, Hàm Thuận, Phú Ninh ) cũng như công trình xả lũ dự phòng, lũ sự cố, lũ đột xuất

Các công trình xả lũ loại này thường được lợi dụng các "eo" đồi, núi để giảm khối lượng đào đất đá Ngoài ra phần cuối của công trình phải bảo đảm có tiêu năng thuận lợi cũng như dòng chảy "êm" vào hợp lưu với sông suối thiên nhiên

Tuyến của các công trình xả lũ loại này phụ thuộc vào điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn, dân cư ở dọc tuyến cũng như ở hạ lưu tuyến nếu lưu lượng xả qua công trình tương đối lớn

Các ngưỡng xả của công trình có thể có hoặc không có cửa van (còn gọi là tràn

"tự động")

Nói chung tràn xả lũ là công trình phức tạp và chi phí tương đối lớn, nhất là khi tách khỏi đập chính nên việc chọn tuyến xả lũ phải được qua so sánh chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đầy đủ tương ứng với từng giai đoạn thiết kế công trình và ở giai đoạn thiết kế cụ thể cần có mô hình thủy lực toàn tuyến đối với công trình tương đối lớn để xác định các thông số và các kích thước cụ thể

2.1.5 Tuyến năng l-ợng

a) Tuyến năng lượng

Tùy theo kiểu loại công trình thủy điện mà có các hạng mục khác nhau Đơn giản nhất là thủy điện kiểu lòng sông thường có tuyến năng lượng ngắn bao gồm cửa lấy nước, ống dẫn nước, gian máy thủy điện, kênh ra kết hợp lại thành một công trình là nhà máy thủy điện Phức tạp nhất thường là thủy điện kiểu đường dẫn dài bao gồm cửa nhận nước, đường dẫn nước có áp hoặc không áp, bể áp lực khi đường dẫn nước không

áp, giếng hoặc tháp điều áp khi đường hầm dẫn nước có áp, ống áp lực, gian máy,

đường dẫn nước và kênh ra

Tuyến dọc của hệ thống năng lượng do đó được chọn sao cho có khối lượng và chi phí xây dựng nhỏ nhưng các chỉ tiêu năng lượng lại lớn Thông thường phải qua nghiên cứu tính toán kinh tế kỹ thuật theo từng bước có so sánh nhiều phương án tuyến Sơ bộ có thể thấy trong những điều kiện tuyến năng lượng nào ngắn thì có chỉ tiêu kinh

tế tài chính tốt hơn Tuy nhiên do tính chất phức tạp của tuyến năng lượng với các dạng công tác khác nhau từ đắp đào ngầm hay hở, bê tông ngầm hay hở, ống áp lực bằng thép hay bằng các vật liệu khác, gian máy, đường dẫn nước ra cũng vậy nên cần khảo sát, tính toán cụ thể theo từng giai đoạn để chọn được phương án hợp lý nhất

b) Tuyến thủy điện kiểu lòng sông

Tuyến dọc thủy điện kiểu lòng sông được xác định trong tổng thể tuyến công trình đầu mối thường do bố trí nhà máy thủy điện ở trong hệ thống công trình sao cho thuận lợi nhất Do công trình tràn xả lũ có lưu lượng lớn hơn nên bố trí ở giữa lòng sông, còn nhà máy thủy điện có thể bố trí hoặc bên bờ phải hoặc bên bờ trái chủ yếu nơi nào thuận lợi đối với giao thông vận tải Nhà máy thủy điện kiểu lòng sông thường

có cột nước thấp, thiết bị nặng với các cấu kiện tương đối lớn (siêu trường siêu trọng) nên vấn đề giao thông vận chuyển cần chú ý

c) Tuyến thủy điện kiểu sau đập

Tuyến dọc thủy điện kiểu sau đập phụ thuộc đập chính ngăn sông là loại đập gì, vì

đập bằng vật liệu địa phương khó kết hợp bố trí công trình lấy nước và đường dẫn nước nên tuyến dọc của thủy điện được xem xét bố trí riêng bên cạnh hay tách hẳn khỏi tuyến đập Việc bố trí này có liên quan chủ yếu đến tuyến năng lượng dài hay ngắn do

điều kiện địa hình, địa chất cụ thể của vùng công trình đầu mối chi phối

Công trình thủy điện kiểu sau đập với đập bê tông thường có đường dẫn không dài vì chủ yếu tận dụng cột nước do đập và có thể kết hợp làm tuyến dẫn nước trong thân

đập, nhà máy ở liền chân hạ lưu đập, làm cho đầu mối khá "gọn" và kinh tế Trong trường hợp tràn trên đỉnh và nóc nhà máy thì thực tế tuyến dọc đập, công trình xả lũ và năng lượng trùng nhau

d) Tuyến thủy điện kiểu đường dẫn

Tuyến dọc của thủy điện kiểu đường dẫn thường rất dài và g∙y khúc vì ít khi bố trí được cả hệ thống năng lượng thành một đường thẳng Như vậy tổn thất thủy lực có tăng lên nhưng vẫn kinh tế hơn vì tổn thất đó thường không lớn so với khi phải "nắn thẳng" toàn tuyến năng lượng, chi phí tăng lên rất nhiều

Do đó tuyến năng lượng thường chọn tuỳ theo từng đoạn công trình hợp lý (hạng mục công trình) như kênh vào và cửa lấy nước, đường dẫn nước và công trình điều áp,

đường ống áp lực và nhà máy, đường dẫn nước và kênh ra Trong các hạng mục trên thì

đường dẫn nước và ống áp lực thường chiếm một chi phí đáng kể nên được xem xét "ưu tiên", làm thế nào để có chiều dài ngắn nhất, đặc biệt là ống áp lực

- Nếu đặt cống trong lòng sông thì không được đặt ở đoạn sông cong mà phải đặt ở

đoạn sông thẳng và không nên đặt cống ở đoạn sông hẹp và sâu, nên đặt ở đoạn có lòng sông rộng trung bình và độ sâu vừa phải Trường hợp cống đặt trong lòng sông thì phải thi công cuốn chiếu, đắp đê quai hay đóng cừ vây một nửa và làm khô để thi công một nửa cống ở một phía, phía còn lại thoát lũ thi công Sau đó tháo lũ thi công qua phần cống đ∙ xây và thi công tiếp phần cống còn lại

- Nếu đặt cống trên bờ thì chọn một đoạn sông cong để dẫn dòng thi công đào hố móng khô trên b∙i bờ bồi Khi xây xong cống thì đào kênh nối hai đầu cống với sông và

và cảnh quan môi trường, lúc đó phải đào kênh dẫn dòng thi công

- Tuy ở đồng bằng vùng ven biển thường có địa chất gần giống nhau nhưng cục bộ vẫn có những chỗ yếu hơn, nên vị trí cống phải tránh các chỗ đó

- Vị trí cống cũng không nên đặt ở những vùng có dân cư đông đúc phải giải phóng mặt bằng và điều kiện thi công không thuận lợi