Luận án tiến sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu lựa chọn quy mô công trình dẫn dòng thi công trong xây dựng công trình thủy lợi thủy điện ở Việt Nam

dẫn ding hợp lý cùng với quy mô của công trinh dẫn dong trước khi thiết kế chỉ tế,Những bài toán co bản về tính toán thủy lực dẫn dòng thi công cũng đã được nhiều tác tp nhưng chưa khái

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

MAI LÂM TUẦN

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN QUY MÔ CÔNG TRÌNH DẪN DÒNG THỊ CÔNG TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

THỦY LỢI THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIEN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2019

BO GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

MAI LÂM TUẦN

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN QUY MÔ CÔNG TRÌNH DAN DONG THI CÔNG TRONG XÂY DUNG CONG TRÌNH

THUY LỢI THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM.

Chuyên ngành: KỸ THUAT XÂY DỰNG CÔNG TRINH THUY

Mã số: 9580202

NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HỌC: _ 1 PGS.TS NGUYEN QUANG CƯỜNG

2 PGS.TS LÊ VAN HUNG

HÀ NỘI, NĂM 2019

LỜI CAM ĐOAN

“ác giả cam đoan luận ân là công tình nghiên cứu của tác giả Các kết quả nghiền cứu

và các kết luận trong luận án là trung thực, không sao chép từ bất kỳ nguồn nảo vàdưới bắt kỳ hình thức nào Nguồn tả lệu tham khảo được trích din theo đúng quy

định

fe giả luận án

Tuấn

LỜI CÁMƠN

Sau thời gian thực hiện luận án, với sự nỗ lực của bản thân cũng với sự p đỡ tan

tinh của tập thể hướng dẫn, các nhà khoa học, luận án tiến sĩ “Nghiên cứu lựa chọn

quy mô công trình dẫn dng thi công trong xây dựng công trình thủy lợi thủy điện ở

Việt Nam” được hoàn thành.

ác đến PGS.TS, Nguyễn Quang Cường; PGS.TS Lê Van Hùng đã dành nhiễu công sức giúp đỡ và tận tinh hướng dẫn tác giả hoàn thành

“ác giả bảy tỏ lông biết ơn sâu

lugn án.

‘Tie giả tân trong cảm ơn các thiy giáo, cô gio và cin bộ cia Trường Bai học Thủy

Lợi, đặc biệt là Bộ môn Công nghệ và Quản lý xây dựng, Khoa Công trình, Phòng Bio tạo đi học và sau đại học, các nhà khoa học từ các đơn vị trong và ngoài trường

Đại học Thủy Lợi có nhiều đóng góp quý báu và đã giúp đỡ tác giá trong suốt quá

trình nghiên cứu và hoàn thành luận án,

Tác giả cảm ơn các đồng nghiệp, ban bè và gia đình đã động viên, giúp đỡ, tạo điều.

‘kign để tác giả hoàn thành luận án này.

MỤC LỤC LỎI CAM DOAN i LỎI CAM ON ii MỤC LỤC " " soon DANH MỤC CÁC HINH ANIL vi DANH MỤC BANG BIEU, vii DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT VA GIẢI THÍCH CÁC THUẬT Ne

MỞ DAU 1

HUONG | TONG QUAN VE DAN DONG THI CÔNG TRONG XÂY DUNGCONG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN 61.1 Tấm quan trọng của công tae dẫn dng thi công 6

12 Lựa chọn lưu lượng thiết kế din đồng và nh toán thủy lực dẫn đồng 8 12.1 Tần suất thiết kế din đồng thi công 8

1.2.2 Thời đoạn dẫn dỏng thi công vs - vs 101.23 Tính toán thủy lực dẫn dòng : : "1.3 Dẫn ding thi công qua cổng, đường him R

1.3.1 Dẫn ding thi công qua công, 3 13.2 Dẫn dòng thi công qua đường him, 15 1.4 Din dòng thi công qua đập dang xây dựng 17

1.4.1 Dẫn dòng thi công qua đập đá 46 đang xây dymg - 17

1.42 Dẫn dòng thi công qua đập bê tông dang xây đựng 23 1.43 Dẫn ding thi công qua đập dat dang xây dựng 24

1.44 Dẫn ding thi công đồng thoi qua đập đang xây dựng và cổng, đường him „28

15 Kết luận chương | 28

CHƯƠNG2 — CƠ SỞ KHOA HOC LỰA CHỌN LƯU LƯỢNG THIET KE DANDONG THI CÔNG VA TINH TOÁN THỦY LỰC DẪN DONG 302.1 Phân ích lựa chon tin suất thiết kể dẫn dng thi công 302.11 Cơ sở lựa chọn tin sut thiết kể dn đồng thi công 30

3.12 Cơ sở khoa học dé nâng hoặc hạ cấp tin suất thiết kế dẫn dòng 31

2.2 Xác định thời đoạn din dòng thi công - 34 22.1 Nhân tổ ảnh hướng đến việc chon thời đoạn dẫn dòng tỉ công 34 2.2.2 Điều kiện khí hậu và ding chảy các vùng của Việt Nam 3s

3 ` Cơ sở lựa chọn quy mô công tinh din dòng 38 23.1 Dẫn dng qua công trình độc lập 38

2.32 Dẫn dong đồng thời qua công và đập dang xây dựng 41

24 Cơ sở lý thuyết tinh toán thủy lực dẫn dòng thi công va điều tiết lũ 4 2.4.1 Tính toán thủy lực qua dip dang xây dựng 42

2.4.2 Tinh toan thủy lực din dòng qua công 45

2.4.3 Tinh toán thủy lực din ding ding thời qua hai hoặc nhiều công trinh din

dòng - ° ° ° 48

2.44 Điều tiếtlũ trong dẫn dòng thi công 49

2.4.5 Giới thiệu phần mềm Flow-3D s0

2.5 Tinb toán lưu tốc lõn nhất khi dẫn đồng qua đập đá đỏ, đá đáp dang xây dựng 50

2.6 Kết luận chương 2 33

CHUONG 3 NGHIÊN CUU PHAN TÍCH LỰA CHỌN HỢP LY QUY MO

CONG TRÌNH DAN DONG THỊ CÔNG : 54 3⁄1 Nghiên cứu lựa chọn tin suit ưu lượng và thôi đoạn thiết kế dẫn dô 54

3.1.1 Chọn tin suit lưu lượng thiết kế dẫn đông theo tigu chuẳn các quốc gi 54 3.12 Lựa chọn thai đoạn dẫn ding trong điều kiện khí hậu Việt Nam 37

3.1.3 Xác định lu lượng thiết kể dẫn ding thi công 603.2 Lập chương trình tinh toán thủy lực dẫn dòng thi công và điều tiết Id 61

3.2.1 Lập chương trình tính toán thủy lực dẫn đồng thi công qua cổng 61 3.2.2 Lập chương trình tính toán thay lục din dòng thi công đồng thi qua đập

đang xây đựng và công, 66 3.2.3 Lập chương trình tính toán điều iết lũ 67 3.2.4 Kiểm định chương nh tỉnh toán thủy lực n 3.3 Nghiên cứu ảnh hướng của thông số công tỉnh đến lưu tố lớn nhất khi dẫn đồng

‘qua đập đá đổ đang xây dựng 12

3.3.1 Xác định lu tốc trên bề mặt đập đá đỗ đang xây dựng khi dẫn đồng 72

3.3.2 Kiểm định chương trình tinh lưu tốc lớn nhất trên bề mặt đập đá đồ đang xây,

dung khi din dòng ° 1

3.3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ: số mái đốc của đốc nước đến lưu tốc lớn nhất

3

3.34 Nghiên cứu ảnh hường của chiều dài dốc nước đến lưu tốc lớn nhất 4

3.35 Nghiên cứu ảnh hưởng của chênh lệch độ cao cuối dốc nước so với mực nước

hạ lưu đến lưu tốc lớn nhất 5

3.3.6 Nhận xét chung 6

3.37 Sử dụng kết qua nghiên cứu, 83.4 Kết luận chương 3 9CHUONG 4 ỨNG DUNG KET QUÁ NGHIÊN CỨU CHO MOT SỐ CÔNG

TRINH THUY LỢI, THUY ĐIỆN Ở VIỆT NAM 1

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

4.1.1 Giới thiệu công trình "

4.1.2 Sử dụng công trình chính dé din đồng thi công 16 4.1.3 Sử dụng công tình chỉnh tham gia din dng "7 4.1.4 ĐỀ xuất chọn tin suất thiết kế dẫn đồng thi công 18

4.2 Lựa chọn thông số dẫn dòng qua đập xây dựng dé cho công trình hồ chứa nước

Cita Đạt 19

4.2.1 Số liệu đầu vào 19

42.2 Gia cd b mat đập khi din dòng qua đập dang xây dựng 21

4.23 Tính cường độ thi công và ch phi gia cỗ.

424 Kết qua tính toán

4.25 Phân tích lựa chọn thông số din dang.

4.2.6 Kiểm chứng bằng phương pháp số tỉnh thủy lực.

4⁄3 Kế luận chuong 4

KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ, :

DANH MỤC CONG TRÌNH ĐÃ CÔNG BO

“TÀI LIEU THAM KHAO

PHỤ LỤC

23 25 28 31 36 38 Al 42

DANH MỤC CÁC HÌNH ANH.

Hình 1.1 Công trình thủy điện Sơn La - Mặt cắt dọc cổng dẫn dòng 14 Hình 1.2, Công trinh thủy điện Tuyên Quang - Mat cắt ngang cổng dẫn ding thi công

: " ' 4

Hình 1.3 Công trình thay điện Binh Điễn - Mặt cắt doc công dẫn dòng thi công 5

Hình 1.4, Công trình Cửa Đạt - Duong him dẫn dng TN2 16 Hình 1.5 Công trình thủy điện Huội Quảng - Mặt cất doc him dẫn dòng thi céng 16 Hình 1.6, Hồ chứa Mao Gia Thôn ~ Bổ tí kết hợp đường him dẫn ding, đường him

tháo lũ và đường him tháo nước ° 17

Hình 1.7 Công trình Toktogunskia - Tháo I trần qua dé quai giai đoạn 1 Is Hình 1.8 Công trình Ust-Khantaiska - Sơ đổ din đồng tin qua để quai giai đoạn Ì và

hồ móng: trần qua đập đá đổ dang xây dựng, 19

Hình 1.9 Công trình Braunla ~ Mat cắt ngang đập 20

Hình 1.10 Dap Ord - Dẫn dòng qua đập đá đô dang xây dựng và phương án gia cô 20

Hình 1.11 Công trình thủy điện Tuyên Quang - Đề quai thượng lưu được phủ bê tông sốt thép để cho li tần qua trong quá trình th công, 21

Hình 1.12, Công trình thủy điện Hòa Bình - Mặt cát dip ở ving kênh thi công trong

giai đoạn tháo lũ 1986 2

Hình 1.13, Công trình Cửa Đạt - Dẫn dong qua đập dang xây dựng năm 2007 2

Hình 1.14, Công trình thủy điện Sơn La - dòng qua công và đập đang xây dựng mùa.

lã 2009, 23 Hình 1.15, Công ình Sẽ San 4 - Chuân bị tháo l qua đập đang xây đựng 52007 24

Hình 1.16 Gia cổ đập đắt khi cho nước tin qua 24 Hình 2.1 Tương quan chỉ phi với kích thước công trình din dòng 39

Hình 2.2 Các thông số thủy lực của đập tran - "¬

Hình 2.3 Đập trin đình rộng chảy không ngập và chảy ngập dd

Hình 24 Đường quan hệ lu lượng với mực nước thượng lưu của cổng 45Hình 2.5 Sơ đồ cúc chế độ chảy qua cổng 46

Hình 2.6 So đồ tinh toán thủy lực dẫn dòng qua kênh 47

Hình 2.7 Sơ đồ thủy lực công chảy có áp ¬ " 48

Hình 2.8 Biến thiên năng lượng ding chảy ôn định khi vit phương trình Bemoulli 51 Hình 2.9 Sơ đồ tinh ton thủy lực qua dip đá đổ đang xây dựng 32

Hình 3.1 Đường qua trình mực nước thượng lưu và chiều cao đập khi dẫn dòng 59

Hình 3.2 Bip dip chính theo mặt cắt kính tệ 59

Hình 3.3 Tương quan Q~H khi chuyển tiếp chảy ngập sang chảy không ngập 61

Hình 3.4 Tương quan Q-Ho khi chuyễn iếp chảy không áp sang ebdy có 8.62 Hình 35 Sơ đồ khối tính thúy le dẫn dòng qua cổng 65

Hình 3.6 So đồ khối tinh thủy lực dẫn dòng qua đập dang xây dựng và cối 68

Hình 3.7 Sơ đồ khối tính điều tiết lũ 70

Hình 3.8 Đường mặt nước và diễn biến lưu tốc trên b& mặt dip đá đổ dang xây dựng

khi din dong

Hình 3.9 Kigm định chương trình tính lưu te trên độc nước - THỊ

Hình 3.10, Kiểm định chương trình tính lưu ốc trên đốc nước - TH2

Hình 3.11 Kiểm định chương trình tính lưu tốc trên dốc nước - TH3

Hình 3.12 Quan hệ q ~ Vinx trường hop 150m, Hz = 0m

Hình 3.13 Quan hệ q ~ Vius trường hợp m= 8, Hz = 0m.

Hình 3.14, Quan hệ q ~ V5 trường hợp m= 8, L= 150m.

Hình 3.15, Ảnh hưởng của thông số m, Hạ đến lưu tốc lớn nhất

Hình 3.16, Ảnh hưởng của thông số L, Ho đến lưu tốc lớn nhất

Hình 3.17 Lựa chọn thông số đập đá đô đang xây dựng phục vụ dẫn dòng

Hình 4.1 Mặt cắt ngang đập dip đập vượt là giai đoạn 2

gia cổ đốc nước bằng tắm bê lông Hình 4.3 Xác định chiều dây trung bình của tim bê tông

Hình 44 Gia cổ bề mặt cho nước tràn qua đập đá đổ đang xây dựng

Hình 4.5 Mặt cắt ngang đập tính khối lượng giai đoạn 1 và giai đoạn 2.

Hình 4.6 Mặt cắt dọc đập tính khối lượng giai đoạn 1 và giai đoạn 2

Hình 47 Lưu tốc lớn nhất cúc phương in

Hình 48 Chỉ phí vật liệu gia cổ đập cho các phương án.

Hình 49 Khối lượng thi công giai đoạn 1 và giai đoạn 2 các phương án

Hình 4.10 Cường độ thi công giai đoạn 1 và giai đoạn 2 các phương án

Hình 4.11 Mô hình tính toán dong chảy trên bé mặt đập đang xây dựng 2 chiều.

Hình 4.12, Kết quả tinh toán 2 chiều đồng chảy trên bé mặt dip đang xây dựng

Hình 4.13, Cao trinh mực nước thượng lưu tại TT

Hình 4.14, Lưu tốc đồng chảy tai TTI

Hình 4.15, Lưu tốc đồng chảy tại TT2

Hình 4.16, Lưu tốc đồng chảy tại TT3

Hình 4.17, Mô hình dẫn dang qua đập đang xây đựng và đường him

Hình 4.18, Điều kiện ban đầu din đồng qua đập đang xây dựng và đường him,

Hình 4.19, Kết quả phân bổ đồng chảy qua dip dang xây đựng và đường him,

Hình 4.20 Kết qua phân bo dòng chảy cắt qua tim đường him

Hình 4.21, Lưu tốc đồng chảy tại TT4

Hình 4.22, Lưu tốc đồng chảy tại TT?

Hình 4.23, Lưu tốc đồng chảy tại TTS

Hình 4.24, Lưu tốc đồng chiy tai TTS

Hình 4.25, Lưu tốc dòng chảy tại TT6.

Hình 4.26, Lưu tốc đồng chảy tại TT9

7ã

29

31 31 32 32

32

32 33 33 34 34 35 35 35 35 35 35

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 2.1 Phân chia mùa kiệt và ma lũ $ vùng của Việt Nam 37

Bảng 3.1, Tan suất lưu lượng thiết kế của công nh dẫn dng s4

Bảng 3.2 Tần suất lưu lượng thiết kế dẫn dòng khi cho nước tràn qua đập dang xây dựng

sa

Bang 3.3 Tân suất tiết kế din đồng thi công khi công trinh chính tham gia phục vụ

Bảng 3.4, Tin suất lưu lượng và mực nước lớn nhất để thiết kế các công trình tạm thời

phục vụ công tác dẫn dòng thi công - - - 56

Bang 3.5 Bảng tinh toán điều tiết lũ 69Bảng 3.6 Din dang thi công qua cổng - So sinh kết qua thi nghiệm mô hình với tính

toán bằng chương trình 1

Bảng 3.7 Dẫn đồng thi công qua đập đang xây dựng và công - So sinh kết quả thí

nghiệm mô hình với tính toán bằng chương trình 72

Bảng 3.8, Thông số đầu vào tính toán Via —

Bảng 3.9 Kết quả tính lưu tốc lớn nhất trên bề mặt đập đã đồ dang xây dụng khi dẫn

đông 14 Bảng 3.10 Các ming hợp tinh kiêm định chương trình h

Bang 3.11 Kết quả tính lưu tốc lớn nhất trường hop 150m, E 3Bảng 3.12 Kế quả tinh lưu tốc lớn nhất trường hợp m=8, He " 4

Bang 3.13 Kết quả tỉnh lưu tốc lớn nhất trường hợp m=, L = 150m 5 Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật của công tình thủy điện Tuyên Quang " Bảng 4.2 Các thông số kỹ thuật công trình Cửa Đạt ụ

thông số kỹ thuật công trình thủy điện Sơn La 14

thông số kỹ thuật công trình thủy điện Lai Châu ° 15

Bảng 4.5, Tin suất thiết kế din dòng khi dẫn đồng qua dip đang xây dựng 16

Bảng 4.6 Tin suất thiết kế din dòng khỉ công trình chính tham gia din dong 17

Bảng 4.7 DỀ xuất tần suất lưu lượng thiết kể dẫn đồng khi cho nước trin qua đập dang

xây dựng 19

Bang 4.8, Thông số dip dé đồ xây dụng dỡ : : 2 Bảng 4.9 Kết quả tinh toán thủy lực din dòng kết hop đập dang xây dựng (rin) và đường him 26 Bảng 4.10 Kết quả tinh toán cường độ thi công và chi phí gia cổ các phương án 7

TỪ VIẾT TAT VÀ GIẢI THÍCH CÁC THUẬT NGỮĐANH MỤC CÁ

1 Danh mục các từ viết tắt

CFRD Đập đá đồ bản mặt bê tông (Concrete Face Rockfill Dam - CFRD)

LSTH Lông sông thu hẹp

LSTN Lông sông tự nhiên

MNHL Mie nước hạ lưu

MNTL Mực nước thượng lưu

QCVN Quy chuẩn Quốc gia Việt Nam

RCC Bê tông dim lan (Roller Compacted Concrete ~ RCC)

TCVN “Tiêu chuân Quốc gia Việt Nam

TNMH “Thí nghiệm mô hình

Qe Lưu lượng thiết kế dẫn dòng

Qn Lưu lượng thiết kế công trinh dẫn dng

“Tần suất thiết kế dẫn dòng: Tân suất lưu lượng và mực nước lớn nhất để thiết kế cáccông trình phục vụ dẫn đông th công

“Thời đoạn dẫn dong: Khi thiết kể dẫn dong, người ta chia quá trình dẫn dòng ra một

thời đoạn Thời đoạn có thẻ là một vai tháng, một mùa, một năm hoặc.

ng với mỗi thời đoạn

sông trình chin nước

dẫn nước và

dòng, sử dụng một loại công

ưu lượng dng chảy lớn nhất trong thời đoạn

ding

aru lượng thiết kế din dòng (Q

đông ứng với tần suất thiết kế

Lưu lượng thiết kế công trình din ding (Qa): Lưu lượng dòng chảy qua công trìnhdin đồng để thiết kế công trình dẫn nước Lưu lượng này ding để thiết kể cho hạng

mục công trình dẫn dong được xác định trên cơ sở lưu lượng thiết kế dẫn dang và tính

toán cân bằng nước

1, Tinh cấp thiết của luận án.

sắc công trình thủy lợi, thủy điền xây dựng trên sông, suỗi đều phải dẫn dòng

thi công Trong quá trình xây dựng, nhiều công trình do lựa chọn qui mô công trình

din dòng chưa hợp lý dẫn đến sự có như dé quai hoặc đập chính bị vỡ gây thiệt hạinhiều mặt thời hạn thi công bị kế đãi

“Công tác dẫn ding thi công là một trong những nội dung quan trọng có tính chất quyếtđịnh thành công trong xây dựng các công trình đầu mối thủy lợi, thủy điện Ở Việt

Nam đã thực hiện xây dựng thành công nhiều công trinh đầu n i thủy lợi, thủy điện lớn nhỏ khác nhau Trong đó, có những công trình điển hình như Thác Ba, Hòa Binh,

“Tuyên Quang, Cửa Đạt, Sơn La, Bản Chat, Nim Chiến Các phương ấn dẫn dòng và

sắc thông số của công trình dẫn ding đã được lựa chọn và thiết kế hợp lý góp phần

kế

xây dung công trình đầu mỗi đúng tiến độ, an toàn và n chi phí.

Việc lựa chọn phương án và quy mô của công trình dẫn dòng gắn liền với các bude

kế Công tác dẫn dòng có tinh chất quyết định đến lựa chọn kí * các hạng mục sông trình trong hệ thẳng, đến tinh tự xây dựng, tiến độ, an toàn và chỉ phí xây dựng.

“Thông thường, khí thiết kế cin để xuất một số phương án và khi lựa chọn phương án.hợp lý phải thông qua phân tích kinh tế kỹ thật, trong đó có việc lựa chọn sơ đồ dẫn

dồng, ching loại và qui mô công tinh dẫn đồng thông qua các bước như: chọn lưu

lượng thiết kể, nh toán thủy lực và thí nghiệm mô hình, ác định các thông số cơ bản

ciia công trình dẫn dòng, nh toán ôn định, thiết kế gia cổ.

Quy mô của công trình dẫn đồng phụ thuộc vào rất nhiễu yêu tổ như: chỉ phi xây dựngsông trình dẫn dong va tiều năng ở hạ lu, chỉ phí đắp để quai, tình tự và tiến độ thicông, khối lượng thi công công trình chính và công trình tạm trong các giai đoạn, chỉphí ngập lụt phòng tránh hay chấp nhận rủ ro Đ có thể xác định quy mô công trình

din dòng và đánh giá hiệu quả công tác dẫn dòng, người thiết kế phải đủ năng lực

cũng như phải tinh toán công phu với khối lượng công việc tính ton rt lớn

Việc xác định thông số thủy lực công trình dẫn dòng là một trong những nội dung tốn

nhiều công sức và trí tuệ của kỹ sư thiết kế, Vấn để đặt ra là làm sao tính toán thủy lực.

én giúp cho việc sơ bộ xác định phương én din dòng thi công được nhanh và thuận.

dẫn ding hợp lý cùng với quy mô của công trinh dẫn dong trước khi thiết kế chỉ tế,Những bài toán co bản về tính toán thủy lực dẫn dòng thi công cũng đã được nhiều tác

tp nhưng chưa khái quất hóa lộc ứng dụng cũng

như quy tinh tính toán cụ thể nhằm giúp những người thiết ké sau này thực hiện hiệu

cquả hơn,

6 Việt Nam và trén thé giới đã xây đụng thành công rắt nhiều công trình đầu mồi thủy

lợi, thủy điện, nhưng công tác tổng kết đúc rút kinh nghiệm cũng như quy trình tính.toán được công bổ đối với mỗi công trình cũng chưa thật đầy đủ và toàn diện Việc xácđịnh sơ đồ tinh và thiết lập chương trình tính toán thủy lực ứng với từng sơ đỏ một

thị

“cách khoa học lại cảng,

Khi thế kế dẫn dòng thi công, việc chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng, đặc biệt là lũ

ảnh chính tham gia din đồng còn nhiều vẫn để bản luận Mặc dù tiêu chuẩn của Việt Nam và các nước cũng để cập khá kỹ nhưng các qui định hiện tại

‘cua chúng ta vẫn cin phải nghiên cứu kam rõ thêm trong luận án

Dẫn dòng qua đập đang xây dựng giúp tiết kiệm chỉ phí cho công trình dẫn dòng vào mùa lũ, lựa chọn quy mô của công trình din dòng như thé nào, gia cố đập đang xây

dựng như thé nào cn phải có cơ sở tinh toán các phương an khác nhau, từ đó lựa chọn

ra phương án có hiệu quả nhất về mặt kinh tế và kỹ thuật.

c thiết kế dẫn đông thi công luôn cần thiết mặc dù hiện nay phần lớn các công trình ở Việt Nam đã xây dựng nhưng việc mở rộng NMTĐ Hòa Bình, Yaly hay các công trình

ở Lào như Luông Phrabang vả các bậc thang Mekong đối với các chuyên gia Việt Namrit cần thết va quan trọng

Dé tài “Nghién cứu lựa chọn quy mô công trình dẫn dong thi công trong xây dựng,

công trình thủy lợi thủy điện ở Vị có ý nghĩa lớn đối với việc thiết kế và thi công các công trình thủy lợi, thủy điện

2 Mục tiêu nghiên cứu

~ Xây dựng cơ sở khoa học để kiến nghị lựa chọn tin suất thiết kể, thời đoạn dẫn dòng,

xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công;

- Phân tích các yêu tổ công trình phục vụ lựa chọn hợp lý quy mô công trình dln dòng

qua đập đá đỏ, đá đắp đang xây dựng:

- Hoàn thiện phương pháp tính toán và thuật toán phục vụ thiết kế và lựa chọn quy môi

của công trình din đồng khí có nhiều công trình cùng tham gia dẫn dòng,

3 ˆ Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Déi tượng nghiền cứu

Đối tượng nghiên cứu là công tác xây dựng công trình đầu mối thủy lợi, thủy dig

3.2, Phạm vi nghiên cứu

~ Phân tích lựa chọn phương án dẫn ding thi công, chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng,

tinh toán thủy lục dẫn đồng thi công vi lựa chọn quy mô các công trình dẫn dong;

~ Công tác dẫn dòng thi công khi sử dụng nhiều công trình tháo nước cùng đồng thời

tham gia dẫn đồng;

~ Không đi sâu nghiên cứu ảnh hưởng của thắm rồi, mạch động va tiêu năng hạ lưu.

4 Nội dung nghiên cứu.

- Tổng quan về công tác din dòng thi công các công trình đầu mi thủy lợi, thủy điện:

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

- Xây dụng thuật toán và chương tình tính toán thủy lực dẫn đồng phục vụ lựa chọn quy mô công trình din dòng

~ La chọn hợp lý quy mô công trinh dẫn đồng đồng thời cổng và dip dé đổ, đá dip

đang xây dựng.

5, - Cách tiếp cf và phương phép nghiên cứu

1 Cách dập cận

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu, luận án sử dụng cách tiếp cận tổng quan về công tácdòng thi công từ thực tiễn xây dựng ở Việt Nam và trên thể giới thông qua cáctổng kết thi công, tiêu chuẩn qui phạm trong và ngoài nước; Tiếp cận lý thuyết về tính

toán thủy lực công trình kết hợp các phương pháp và mô hình tính hiện đại

$2 Phương pháp nghiên cứu.

~ Phương pháp phân. ch và ổng hợp lý thuyết;

= Phương pháp phân ích tổng kết kinh nghiệm và kế thừa;

~ Phương pháp mô hình hóa;

~ Phương pháp chuyên gia.

6 Ý nghĩa khơa học và thực tiễn

6.1 Ý nghĩa khoa học

~ Tổng hop nội dung khoa học và phương pháp phân tích lựa chọn phương án dẫn đồng thi công, chọn thời đoạn thiết kế dẫn ding, chon tin suất lưu lượng thết kế và tinh oán thủy lục dẫn dòng thi công;

~ Đông g6p vào cơ sở khoa học để lựa chọn hợp lý quy mô của công trình dẫn dòng

trong xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện.

6.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Đề xuất lựa chọn tin suit thiết kế din ding phi hợp với điều kiện lim việc của công

trình trên cơ sở đảm bảo an toàn và hiệu quả, g6p phần hoàn thiện QCVN và công tácthiết kế din dng thi công rong xây dựng các công trình thủy lợi, thủy điện ở Việt Nam;

~ Để xuất trình tự tính toán lựa chọn quy mô công trình dẫn dòng trường hợp hai hoặcnhiều công trình củng tham gia dẫn dòng;

~ Xây dựng phần mềm tính toán phục vụ tính toán thiết kế phương án dẫn dòng thi

công phục vụ xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện.

7 Chu trie lệ

Ngoài phần mở đầu va kết luận, luận én bao gm:

“Chương 1: Tổng quan các nghiên cứu vé din dòng thi công trong xây dợng công tinh

thủy lợi, thủy điện

“Chương 2: Cơ sở khoa học lựa chọn lưu lượng tht ế dẫn dòng thi công và tính toán thủy lực din ding

“Chương 3: Nghiên cứu phân tích lựa chọn hợp lý quy mô công trình dẫn dòng thi công

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

Nam

CHƯƠNG 1 TÔNG QUAN VE DAN DONG THỊ CÔNG TRONG XÂY DỰNGCONG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN

1.1 Tâm quan trọng của công tie dn đồng thi công

Khi xây dựng các công trình đầu mới thủy lợi, thủy điện phải có những giải pháp để dẫn nước từ thượng lưu về hạ lưu công trình, đảm bảo hỗ móng khô ráo để thi công

công trình, được gọi là dẫn dòng thi công [1] Dẫn đồng thi công nhằm hai mục dich

cơ bản sau đây:

- Ngăn chặn những ảnh hưởng bắt lợi của dong chảy trong quá trình thi công, làm cho công tác thi công được tiễn hành trong môi trường khô ráo một cách thuận lợi.

- Đẫn đồng chảy về hạ lưu để đảm bảo yêu cầu lợi dụng tong hợp đồng nước trong quá trình thi công như tưới mộng, phát điện, nuôi cá, vận tải, nước dùng trong công nghiệp

va sinh hoạt v.v.

“Công tác dẫn dòng chịu ảnh hưởng của rit nhiều nhân tổ như thủy văn, địa hình, địa

chất, đặc điểm kết cấu và sự bố trí công trình thủy công, điều kiện lợi dụng dòng nước

và điều kiện thi công Phương án dẫn dng thi công hợp lý liền quan mit thiết vớitiến độ thi công toàn bộ công trình, thức kết cầu và bố trí công trình thủy công, bố trímặt bằng công trường, chi phí xây đựng, an toàn lao động v.v Thực tiễn xây dựng

thủy li, thủy điện của nhiều nước đã cho thấy rằng khi không giải quyết đúng din vin dẫn đông thi công đã gây nên tỉnh trạng nữa chững phải thay đổi phương phip thi

sông, đảo lộn thứ tự xây dựng công trình, kéo dai thời gian thi công và ting chỉ phí

xây dựng Thậm chí, gây hư hỏng nghiêm trọng đối với công trình và tăng chỉ phi rit

h Mammoth [2], đập Short Crook ở Mỹ; công trinh Cửa Dat [3], Sông Mực, IaKrl2 ở Việt Nam

lớn như công

Khi thiết kế dẫn đồng thi công thưởng phải thông qua phân tích và lựa chọn sơ bộ một

công phải đảm bảo các nguyên tắc cơ bản [4], [5]:

= _ Tiến độ thi công toàn bộ bộ thống công tình với thôi gian ngin, giá thành hạ rất

ngắn thời gian đầu tư ban đầu, phát huy nhanh hiệu quả đầu tư.

= Thi công công trinh chính an toàn, cân bing cường độ thi công rảnh ching

chéo, bảo đảm tinh chủ động trong thi công,

~ _ Công trình dẫn ding đơn giản, khối lượng công tình nhỏ, giá thành hạ, thi công

thuận tiện, tốc độ nhanh.

~ _ Thỏa mãn yêu cầu các thành phần kỉnh tế.

Khi chọn phương án dẫn dòng thi công phải xem xét toin điện tới các điều kiện thủy

văn, khí tượng, địa ình, địa chit, đân sinh kính tế của vũng xây dựng, sử dung tổng

hợp dong sông của các ngành kinh tế khác và hình thứ trí không gian và khối lượng công trình xây dung, năng lực thi công [1], [6], [7] Nội dung chính của

thiết kế dẫn dng thi công:

= Chon được phương pháp dẫn dòng thích hợp trong từng giai đoạn thi công;

~ Chon được tần suất thiết kế và thời đoạn dẫn dòng thi công phủ hợp Từ đó xác định được lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công;

= Tinh toán thủy lực và điều tiết đồng chảy, xác định được quy mô công trình thio

nước và ngăn nước cho phương án dẫn dòng;

= Xie dinh tinh t thi công các hạng mục công tình và tiến độ không chế theophương án dẫn dòng đã chọn, đáp ứng đúng thời hạn xây dựng.

Lựa chọn phương án dẫn ding th công sẽ ảnh hưởng đến tiền độ thi công, thời gian

ngăn sông, dip đập vượt lũ Lựa chọn phương án dẫn dòng thi công hợp lý sẽ wtp tiết

kiệm chỉ phí, giảm thời gian th công mà vẫn dim bảo chất lượng công trình

“Cho đến nay, việc xây dựng dập lớn trên thể giới rất phát tiễn, nhiễu đập cao với

hình thức kết cầu khác nhau đã được xây dựng Điển hình như đập vòm bê tông KimBinh - [của Trung Quốc là đập cao nhất thé giới với chiều cao 305m [S], đập Nurck

tan là đập đắt đá cao thứ hai thểgiới (cao 300m), đập Grande Dixence ở

Thuy sĩ là đập bê tông trọng lực cao nhit thé giới, với chiều cao 285m [9] Ngoài racòn có nhiều đập cao điễn hình khác ở trên thể giới được tình bảy trong Phụ lye 1-L

“Trong quá trình xây dụng, công tác dẫn ding thi công được ứng dụng rit đa dạng, sử

‘dung nhiều dạng công trình dẫn dòng khác nhau sôm cổng, đường him, kênh, lòng sông thu hẹp, dip đang xây dựng, trần đang xây dựng trần xi lũ Công trinh dẫn

đồng thi sông ở các giai đoạn của một số công trình tiêu bigu trên thể giới được tỉnh

bay ở Phụ lục 1-2 [5] va Phụ lục 1-3 [10]

Khi thiết kế dẫn dng thí công, cin phải phân tích các điều kiện cụ thể và đề xuất một

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

so sink lựa chọn phương ân ối ưu nhất

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

1.2.1 Tân suất thiết kế dẫn đồng thi công

“Tân suất thiết ki in dong là thông số đầu tiên cần quan tâm khi giải quyết bài toánthủy lực din ding thi công nhằm xác định quy mô của công tình dẫn ding Nếu lựachọn được tin suất

trình thi công mã còn giúp giảm nhỏ quy mô công trình dẫn đồng,

it phù hợp, không những đảm bảo an toàn cho công trình trong quá

t kiệm chỉ phí cho

công tác dẫn ding thi công

6 Việt Nam cũng có nhiều công nh lớm, thời gian thi công i như thủy điện Hỏa Bình, thủy điện Tuyên Quang, thủy lợi thủy điện Cửa Đạt, thủy điện Sơn La, thủy điện

Lai Châu, thủy lợi thay điện Tả Trạch Phương an dong và tân suất thiết kế dẫn

đồng cho các giai đoạn của những công trình này được trình bảy trong Phụ lục 2-1 đến

Phụ lục 2-6, Tần su thiết kế dẫn đồng của các công trình này được Hy khác nhau ty

từng loại hình công trình dn đồng, số năm sử dụng công trinh dẫn dng và thay đổi

theo trình tự xây dựng công trình,

Trung Quốc sử dụng khá nhiều loại hình đập đá đổ chống thim bằng trờng lõi hoặcchống thắm bằng bản một bé tổng Đập đá đỗ có khả năng chẳng x6 khi cho nước trin

qua trong thời kỳ thi công để tiết kiệm thời gian và chỉ phí cho công trình dẫn dòng

nên đã được ứng dụng khá nhiều.

‘Dap đá đỗ bản mặt bê tông nhà máy thủy điện Thiên Sinh Kiều có chiều cao 178m, sử

đụng đường him din dong vé mùa kiệtẫn suất 5%4, mùa lồ din dòng với tin suất 323%,

với lưu lượng Q = 10.800 ms Năm 1995 tháo là qua để quai, thần đập chưa dip, lưu

lượng lớn nhất 4.750 m/s Năm 1996 mặt đập chừa lại rộng 120m để xả lũ qua đập

đang xây dựng, lưu lượng xa lớn nhất 3.790 m/s, Năm 1997 sử dụng tin suất 0.33%năm 1998 sử dụng tin suất 0.29 để thiết kế dẫn dng [11]

đến Phụ lục 2-9 giới thiệu tần suất dẫn dòng thi công đập đá đô bản mặt be

ch Khê có c

Phụ lục 2

tông công trình cao đập 132.5m và Bạch Khê có chiều cao dip

124,4m, thủy điện Thủy BS A có chiều cao 233m [11] Ngoài ra cồn có các công tình,

kh c ở Trung Quốc sử dụng hình thức dẫn ding qua đập đá đỗ đang xây dựng với tin

suất và lưu lượng như Phụ lục 2-10 [11] Bệnh cạnh đó, tần suất Ia thi công của một số đập đã xây dựng khác ở Trung Quốc được trình bảy trong Phụ lục 2-11 [12] Đặc điểm.

chung của các công trình này khi din ding là sử dụng tin suất thiết kế dẫn đồng thi

công khác nhau cho các giai đoạn thi công khác nhau, tùy thuộc vào mức độ quan

trong của công trình chính, chiều cao công trinh chin nước và dung tích ling hỗ ti

thời điểm dẫn ding thi công

Hiện nay ở Việt Nam đang sử dụng QCVN 04-05:2012/BNN&PTNT [13] và TCVN.

9160:2012 - Công trình thủy lợi - Yêu cầu thiết kể dẫn dòng trong xây dựng [14] để lựa chọn tin suắt thiết kế dẫn dòng thì công, Tuy nhiên các tiêu chuẩn này chưa phản

‘inh đúng và dy đù tỉnh trạng làm việc của công trình chỉnh khi tham gia vào công tác

din đồng, chưa quy định lựa chọn tin suất dẫn đòng cụ thể như thể nào khi công trình

chính tham gia dẫn ding (chắn nước) hoặc khi sử dụng công trinh chính để dẫn dòng

thi công cho nước tran qua,

“Trong các ti iệu, quy chuẩn, giáo trình việc chọn tha suất thiết kể dẫn dòng chỉ phythuộc vào cấp công trình, chưa đ cập cụ thé đến chiều cao cột nước, dung tích lông hồkhi dang dẫn dòng, néu xảy ra sự cổ thì việc ngập lụt hạ lưu bị ảnh hưởng như thể nào,thiệt hại về kinh tế sẽ diễn ra như thé nào, việc kiến nghị nâng ha cấp tin suất là chưa

cô cơ sở khoa học rõ rằng.

Khi công trình chính tham gia vào công tác dẫn dòng, đặc biệt là khi cho nước trin qua đập đang xây đựng thi chưa có quy định cụ thể, Điều này gây ra khó khăn cho người

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

“Trong thục tế din dòng, trường hợp có nhiễu công tinh củng tham gia din ding đồng

h nhu thé nào để đảm bảo điều thờ thì quy mô của từng công tri in kính tẾ kỹ thuật

là bài toán thường gặp đối với những công trình có lưu lượng dẫn dòng lớn và thi công.

trong nhiều năm

Như vậy việc lựa chọn tin suất thiết kế dẫn đông ở Việt Nam cần điều chinh bổ sung,cho rõ răng hơn, phi hợp với thực thi công Vin để đầu tiên luận án cin nghiên cửu

là công tác lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thí công, đề xuất điều chỉnh bổ sung

vào tiêu chin cũa Việt Nam về lựa chọn in suất tiết kế dẫn dòng tỉ công,

1.22 Thời đoạn din đồng thì công

Việt nam là nước có đặc điểm dia If khí tượng thay đổi mạnh theo các miễn Các đặc

trăng lưu lượng theo mùa kiệt và mùa lã rất rỡ ấu thd gian din ra của ác mùa cũng

thay đổi dọc theo các min và phụ thuộc vào vĩ độ Khi vận dung khoa học kỹ thuật

kỹ yếu tổ thời gian

của phải phân giới vào Việt Nam cũng.

căng như đặc điểm ding chay trong các thing của từng mùa ở từng miền Bắc, Trang,

dòng cũng như thiết kế các thông số cụ thể của

Nam để chọn được phương án

sông trinh din dòng phủ hợp nhất

Việc lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng và thời đoạn dẫn dòng quyết định đến lưu.

lượng thiết kế dẫn dòng, ảnh hưởng trực tiếp đến quy mô công trinh dẫn dòng thi công

“Các công trình ở Việt Nam và trên thé giới mới đưa ra kiến nghị mà chưa lý giải một

cách đầy đủ và toàn diện cơ sở khoa học để nâng hoặc hạ cấp tin suất thiết kế dẫn

dng thi công, Đây là một trong nhưng nội dung đặt ra cần nghiên cứu để cổ cơ sở khi

áp dụng vào Việt Nam Trong điều kiện biến đổi khí hậu hiện nay, việc lựa chọn thời

đoạn dẫn đồng sao cho phủ hợp với từng khu vực, tig lưu vực sông ở Việt Nam là những nội dung trong thực tế dang đặt ra cin được giải quyết

Luận dn tổng hợp các đặc diém khí tượng thủy văn từng ving miễn của Việt Nam,

phân tích các đặc điểm dòng chảy liền quan đến việc chọn thời đoạn dẫn dòng thi

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

chiy các vũng miễn ở Việt Nam

1.23 Tính toán thy lực dẫn đồng

“Trong các bước thiết kể dẫn dòng thi công, vige chon phương án dẫn đồng, thôi đoạndẫn dòng và tần suất thiết kế dẫn dòng thi công liên quan mật thiết với nhau, Kết qua

của vige lựa chọn này là xác định được lưu lượng th đồng thi công, Từ đó,

tính toán thủy lực va tinh toán điều tiết dng chảy để xác định mực nước thượng lưu

và lưu tốc dòng chiy qua công trình dẫn dòng

Karen Fisher và David Ramsbottom hướng dẫn các bước để tính toán dẫn dòng th công

cqua kênh gồm tính toán lưu lượng, lựa chọn và tính toán kết cầu kênh dẫn [15], các

nghiên cứu này chi áp dụng cho các công trinh nhỏ, chiều eao đập không lớn Sổ tay tính

oán thủy lực của Nga [16] cũng hướng dẫn tính toán thủy lực qua nhiều dang công trình

kh c nhau, là một tả liệu có giá tị trong tính toán thủy lực dẫn dng Tuy nhiên số tay

này chỉ hướng dn tính toán đối với công trình dẫn đồng độc lập, chưa đề cập cụ thể đếnviệc tính toán thủy lực dẫn dòng khi sử dụng đồng thời hai hoặc nhiều công trình dẫn

dong,

“TCVN 9160:2012 - Công trình thủy lợi - Yêu cẩu thiết kế dẫn dòng trong xây dựng [14]

48 cập đến tính ton thủy lực qua lòng sông thụ hẹp, kén dẫn, đường him và cổng, cửa

trân răng lược, đập đá dé dang xây dựng Nhược điểm của tiêu chuẩn này là chưa đề cập

phương pháp tinh toán thủy lục khi kết hợp din dòng đồng thời qua nhiều công

trình thio khác nhau mà thực té xây dựng rit hay gặp như; Dẫn dòng qua long sông thu

hẹp đồng thời với dẫn qua cổng/đường him; Dẫn dòng qua đập đang xây dựng đồngthời với din qua cổngđường him; Dẫn ding qua trăn đồng thời với din qua

cổng/đường him,

Hiện nay có các mô hình tinh toán thủy lực động lực sông, hệ thống kênh, vận chuyển bin

lật Nam như MIKE, HEC-RAS, TELEMAC, VRSAP tuy nhiên

sắt trên thể giới và

việc sử dụng các mô hình này khá phúc tạp Bên cạnh đổ nội dung thủy lực công trình

trong tính toán dẫn đồng xây dựng dựa trên cơ sở đồng chảy ổn định với 3 phương trình

có bản là phương trình động lượng, phương trình liên tục, phương trình Bernoully, trong.

khi các phần mm kể trên sử dụng hệ phương tình vỉ phân cơ bản là hệ phương tỉnh

Saint Venant gim phương tinh liên tục và phương tinh động lực của đồng chảy một

chiều Các phần mém này không thực sự phủ hợp cho tinh toán thủy lực din dòng.

Phin mềm tính toán thủy lực Flow-3D tinh toán và mô phỏng rit chỉ tết chế độ dòng

chảy qua các dạng công tình, đ sử dụng phần mém này cần đưa vào nhiều dữ liệu về

điều kiện biên, yêu cầu cấu hình máy tinh cao, mỗi lẫn tính cho một trường hợp mắt nhiễuthời gian, không phủ hợp với việc tinh toán để lựa chọn phương án Phin mm Flow-3D

phù hợp với việc đánh giá chế độ thủy lực ch tết qua công trình dẫn dòng, đặc biệt đổi

với các công tình không có thí nghiệm mô hình hoặc có Ul

kình để đảnh giá tiêm các phương án chính sửa đối với các công tình có thí nghiệm mô

hình.

Bén cạnh đó có phần mềm tính toán thủy lực Hydraulic Caleulator của công ty Bentley

Systems, phần mềm Tính toán thủy lực công trình EHPro của Vũ Dai Nguyên, tuy

nhiên các phần mềm này tinh cho công trình độc lập, chưa tinh toán thủy lực đồng thời

qua đập đang xây dựng và cổng, chưa kết hợp tính toán điễu tiết lũ để phục vụ tính

toán thủy lực dẫn đồng Ne ira chương trình tính toán thủy lực qua cổng chưa có xử.

lý chuyển tiếp giữa chế độ chảy ngập sang không ngập, chảy không áp sang có áp, làm.

cho kết quả tính toán có bước nhảy về số học, chưa phủ hợp với bài toán tính thir dẫnkhi xà kết hợp cống va đập dang xây dựng để xã lũ

Những phân tích trên đặt ra cho luận án cần phải nghiên cứu lập chương trình tính toán.thủy lực dẫn đồng đồng thời qua cổng và dip dang xây dựng, xiy dựng biểu đỗ diễn

biển lưu tốc dọc theo chiều đài đồng chảy qua công tình đập dang xây dựng Nghiên

cứu của luận án sé giúp các kỹ sư tính toán thủy lực nhanh va hiệu quả nhất làm cơ sở

xác định quy mô công trình và biện pháp gia cổ khi dẫn dòng qua đập dang xây dựng

1.3 Din ding thi công qua cống đường him

Sit dung cổng và đường him để dẫn ding có ru điểm nỗi bật là giao thông được hai

bỏ, vừa dẫn đông văn thi công được phần đập lòng sông, có khả năng thi công với

“cường độ cao, đảm bảo tiến độ thi công.

13.1 Dẫn dong tỉ công qua cổng

“Trưởng hợp phỏ biến nhất là lợi dụng cổng âu dài để tháo nước thi công, khi đó côngtác thi công công trình dẫn dòng sẽ đơn giản đi nhiều, tránh được những khó khăn,phức tạp rong công tác hoành tiệt cổng đồng thời giảm bớt được các phí ổn về dẫn

dòng như công trình Ni

(2005).

(1973), Ke Gỗ (1976), Yên Lập (1977), Đầm Hà Động

“Cổng din ding được sử dụng tháo lũ hàng trăm m/s, trong điều kiện cột nước hàng

vài chục mét như các công trình Sơn La, Lai Châu, Tuyên Quang [17], [18], [19] Dé

giảm bat kh6 khăn khi hoành tiệt cổng và cải thiện điều kiện chịu lực của cổng.thường ding cống có mặt cất chữ nhật và các góc lượn cong, đồng thời t công ởcác độ cao khác nhau, Khi hoành triệt cổng thi tiền hành đối với các công theo trình tự

tử thấp lên cao để giảm bớt khó khăn do cột nước dâng cao ở thượng lưu đập.

Phương pháp dẫn dòng qua cổng không cân trở qué trình thi công các hạng mục khác,đặc biệt đối với việc xây dựng đập cao mà có cổng lân dai th cảng có loi cả về kỹ thuật

và kinh tế, Dẫn dòng qua cổng có khuyết điểm là hoành trệt cổng khó khăn, ít nhiều có

ảnh hưởng đến tinh hoàn chỉnh của công trình, khi thio nước dễ bị vật nỗi chin ngang

cổng,

CCông tình thủy điện Sơn La (nh 1.1) [IS] đồng cổng kích thước nxbxh xI2mxl2m,

cao trình diy cổng +108,0m, Công dẫn dòng được sử dụng để dẫn ding kết hợp vớikênh dẫn dòng thi công chiều rộng đáy B = 90m, cao trình day kênh +110,0m trong.năm thi công thử 3, 4, 5 với lưu lượng thiết ké dẫn dòng lớn nhất là 14.642 ms: dẫn

ding kết hợp với đập dang xây dựng dở vào mùa la năm thi công thứ 6 với lưu lượng thếtk dang là 16.044 m/s: din đồng độc lập vào mia kiệt năm thi công thứ 6 và

năm thi công thứ 7 với lưu lượng dẫn đồng thiết kế la 2.568 mls Công tác dẫn đồngthi công qua công của công trình này đã dign ra an toàn

Công mình thủy điện Lai Châu sử dụng cổng din ding kích thước mxbxh =

2x10mx16m, cao độ cửa vào +199,0m [17] Cũng tương tự như công trình thủy điện

Som La, cổng din đồng công tình thấy điện Lai Châu được sử dong dn đồng kết hợp

với kênh dẫn ding thi công có chiều rộng đáy B= 35m, cao trình đáy +200,0m ở năm thứ

3,4, 5 với lưu lượng thiết kế dẫn dòng lớn nhất là 10.388 m/s; dẫn dòng độc lập quacổng din dòng với lưu lượng thiết kế dẫn dòng là 1.837 mÙ, Thực tế dẫn dòng thicông, lưu lượng đến lớn nhất trong giai đoạn cổng làm việc độc lập là 924 m'/s, dẫndng qua cổng trong giai đoạn thi công an toàn

Công trình thủy điện Bắc Hà sử dụng cống dẫn dòng với kích thước nxbxh3xðmx9m với tin suất 5%, lu lượng thiết kế dẫn dòng là 1.134 mls vào mùa kiệtnăm 2006 và 2007 [20] Cổng din dòng này cũng được sử dụng để din dòng kết hợpvào mùa lũ năm 2006 với tin suất 5% với lưu lượng thiết kế dẫn dòng là 2.530 ms(Qué trình dẫn dòng diễn ra đúng với tính toán thiết kế, dẫn dòng thi công công trình an

toàn, hiệu quả.

'Ngoài ra còn nhiều công trinh khác ở Việt Nam dùng hình thức cổng dẫn đồng như

Tuyên Quang (Hình 1.2) [19], Bình Điền (Hình 1.3) [21], Bản Chat, Bản Vẽ, Ở Trung

“Quốc có trạm thủy điện Giá Lâm, Bạch Liên Hà [5].

Luận án tiến sĩ của Nguyễn Danh Oanh (2003) nghiên cứu lựa chọn hợp lý chế độ thuỷ

lực ở cửa vào đường him dẫn dòng thi công trong xây dựng công tình thuỷ lợi và

thuỷ điện Luận án đã xây dụng được mô hình lý thuyết dé giải bài oán động - động lực học ở của vào đường him, tinh được các đặc trưng thủy động lục học ở cửa vào đường him với bài toán phẳng Luận án cũng lập được công thức gin đúng tinh hệ số

giảm áp dọc theo trần cửa vào Không gian, từ đó đề xuất biện pháp công trình cửa vào

có trụ nhô để giảm chân không trên trần cửa vào đường hằm [22] Nghiên cứu này góp.

hoán thủy lực đường Rim, gúp cho việc dẫn đông qua đường himphần hoàn chính

cđược ứng dụng rộng rãi hơn trong thực tế

Duong him dẫn đông có thể sử dụng để dẫn ding trong cả mia lũ và mùa kiệt như

công trình Ha Bình [23], Cửa Dat [3] Trung Quốc có công trình tram thủy điện Long

Duong Hiệp, Ô Giang Độ, Dông Giang, ở An Độ có công trình Si-li-sa-lam, ở Mỹ có

công trình Devosik, Paoenth (Phụ lục 1-4) [5] Các đường him này có kích thước lớn,

với diện tích mặt cắt từ 28,3 m° đến 254 m?, dẫn lưu lượng 196 m/s đến 3.340 missCCéng trình Cửa Đạt dùng đường him TN2 din đông có đường kính trung bình 9m, dài

320m, dy cửa vào ở cao trình +30,0m (Hình 1.4) [24] dé dẫn dng vào mùa kiệt với

ưu lượng thiết kế dẫn dòng là 1.250 m/s, đường hầm này cũng dùng dé dẫn dòng đồng thời

với đập dang xây dụng vào mia Ii năm th công thir 3, dẫn dòng đồng thô với trăm

vào mùa lũ năm thi công thứ 4 Đường him TN2 được hoành rệt sau khi xây dựng

xong đập chính.

Hình 1.4 Công trình Cửa Đạt - Đường him dẫn dòng TN2

“Công trình thủy điện Huội Quảng sử dụng him din dòng thi công tết diện móng ngựaBxHl = (10x10)m, cao độ diy 3286 0m, chiều dồi him khoảng 250m, kết edu be tông cốtthép diy 0,5m (Hình 1.5) [25] Đường him dẫn lưu lượng thi kế 915 ms trong mùa

kiệt dẫn dòng đồng thời với 4 lỗ xa thi công tong thân đập nxbxh = 4xŠxớm với lưu

3.432 ms, Him dẫn ding được hoảnh triệt sau khi hoàn thành xây dựnglượng thiết

đập

Hình 1.5 Công tình thay điện Huội Quảng - Mặt cắt dọc him dẫn đồng th công

"Đường him lâu đài thường được lợi dụng để dẫn dòng đỂ tiết kiệm chỉ phí cho công

trình din đồng 6 Việt Nam có công thủy điện Hòa Bình kết hợp đường hằm tháo

nước sau nhà máy thủy điện làm đường him dẫn dòng Công trinh này sử dụng 2đường him din ding đường kính 12m dài trên 1000m dược sử dụng trong giai đoạn

1986 - 1988, sau đó sau đ tận đụng làm him dẫn nước ra sau nhà may thy điện (23)

t hợp đường him dẫn dingTrung Quốc cổ hồ chứa nước Mao Gia Thôn sử dụng

và đường him thảo lũ (Hình 16) [5] Ngoài r còn có rit nhiễu công trình khác củaTrung Quốc sử dụng đường hầm lầu dài ết hợp để dẫn đồng (Phụ lục 1-5) 5]

beso wef

Hình 1.6, Hồ chứa Mao Gia Thôn - Bồ te kết hợp đường him dẫn dòng, đường hằm

tháo lũ và đường hằm thắo nước

1 Đường him dẫn đồng; 2.Đường him tháo nước: 3 Đường him tháo lũ

1.4 Dẫn đồng thi công qua đập đang xây dựng

Dẫn đồng thi công qua đập đang xây dựng thường được ứng dụng đổi với các đập đá đỗ,

đập đá dp đầm nén ban mặt bê lông, đập bé tông, đập trần xã lũ Công trình tháo lũ dạng

này có ưu điểm khả năng thoát lũ tốt mà không gây ra dâng nước nhiều ở thượng lưu

1.4.1 Dẫn ding thi công qua đập đá đỗ dang xây đựng

Henry Olivier xây dựng mối quan hệ giữa lưu lượng đơn vi, độ đốc của mái và đường

kinh hòn đá [26] Phương pháp này áp dụng đối với trường hợp dẫn dòng qua đập đá

đỗ đang xây dụng chỉ sử dụng đã có đường kinh lớn dé gia cổ khỉ dẫn đồng

Luận án tên sĩ của Vũ Trọng Hồng (1972) đã nghiên cứu dẫn dòng thi công qua đập

đã đỗ đang xây dựng rút ra được kết luận là khi mái hạ lưu đập đã đỗ dang xây dựng

lốc hơn mái 1:3 thì phải gia cổ đặc biệt mái ha lưu đập mới cho phép nước trần qua,

loại gia cố hiệu quả là sử dụng neo với các kết cầu kháe nhau [27],

Để tải cấp nhà nước của Trin Quốc Thường (2016) nghiên cứu giải pháp gia cổ chodập đá đỗ khi cho nước trăn qua phục vụ dẫn đồng ĐỀ ti xác định được kết cấu ga cổbảo vệ mái để quai bằng tim bé tông cốt thép và gia cổ mái hạ lưu dip đã đổ bằng các

khung thép bỏ đã [2S] Đây là hình thức gia mặtphổ biển i với việc bảo vệ

khung thép bỏ đã giáp giảm chỉ phí gia cổ bề mặt trần nước, tuy nhiên lưu tổ

trên bề mặt không cao bằng gia cổ bing tim bé tang kết hợp với neo thếp,

Phương pháp dẫn dòng qua đập đá đỗ đang xây dụng được ứng dung nhiề ở trên thé

giới như dip Toktogunski, Nuk, Braunla và ở Việt Nam như công trình Tuyên

Quang, Hòa Bình, Cửa Đạt

"Đập Toktogunskia (1966) xây đựng trên sông Nanm, để quai cao 45m được chỉa 2 giả đoạn, giai đoạn 1 cao 28m và sau đó, giai đoạn 2 tôn cao 45m, BE quai giai đoạn 1 đã

được xây dựng cỏ định trăn và đốc nước bằng bê tông (Hình 7) 29] Đặc biệt khốithoát nước thắm bằng lớp loe ngược dây šm ở mai hạ lưu đ quai công với phần bê tổngsốt thấp gia cổ là 20,000 m, Chiều dài đoạn trin nước qua định đề quai là S0m, chiềusâu lớp nước trần là 3,5m, lưu tốc 12 mis, Thời gian trần nước là 15 ngày, trong đồ cỏ

2 ngày lưu tốc đạt lớn nhất

Hình 1.7 Công trình Toktogunskia - Tháo lũ tràn qua dé quai giai đoạn 1

pit lẫn sồi sạn hỗn hợp; 2 Bê tông dốc nước; 3 BE iêu năng: 4 Đá gia eb; 5 Khối

bê tông tetrapod; 6 Sôi cuội thoát nước có d=40-100mm; 7 Lọc ngược 3 lớp; 8 Ming polyetylen; 9, Dang đá ngăn sông; 10 Đá gia tải 11 Mặt cắt để quai thiết kế năm sau Khi xây dựng dập Nurek trên sông Vakhs (1966), để quai cao khoảng 20m được đắp từ

da đào đường him Kẻ đả ngăn dòng cao 545m, lưu lượng khi ngăn sông 120mÏ/s Để

<quai cố mái hạ lưum=10, dip bằng cát sỏi hỗn hợp và đất lẫn đá sạn, mặt mái đề quai

gia cố bằng tim bê tông cốt thép 1,5x1,5x0,8m Độ sâu trin nước qua đề quai từ 9,0m

im qua ngường, chế độ chấy là đập tản đình rộng chiy ngập, thi gian từ (04/05/1966 đến hết 07/09/1966 Khi lưu lượng tràn qua đề quai là 40m thì chiều sâu

nước trên định đê quai từ Sm và khí qua ngường là Im, gia cố mái hạ lưu an toàn

Hình 1.8 Công trình Ust-Khantaiska - Sơ đồ dẫn dòng tràn qua đê quai giai đoạn 1 và

hỗ mồng; tràn qua đập đá đỏ đang xây dung

a) Năm thi công thứ 1; b) Năm thị công thứ 2

1 Chân danh và khoan phụt xi măng; 2 Dé đổ; 3 Dit chong thấm; 4, Vùng chuyển tiếp; 5 Kết cấu khung gỗ; 6, Tường lõi chống thắm; 7, Aluvi: 8 Đá gốc,

6 công trình đầu mối Ust-Khantaiska, khi xây dựng đã ứng dung sơ đồ dẫn dòng sau{Hình 1.8) [29]: Mùa lũ năm 1968 tháo nước qua đường him có mặt cắt ngang 10x10m,đồng thời cho trần qua dé quai, qua hỗ móng chân khay và phần khoan phụt xi mingmin chống thắm; Mùa lũ năm 1969 tháo nước qua đường him đồng thời cho tran qua

mặt đập đá đỗ được đầm chặt, phía mái hạ lưu gia cỗ bing kết cầu khung giá cao 16m,

Đập Braunla trên sông Sneik (Mỹ) cao 88,Sm, dòng chảy mùa kiệt 225 - 56SmÖ⁄4,

đồng chảy lũ thiết kế 1.400 - 2,00m /s Mùa kiệt dẫn dòng qua đường him đường

kính 11,6m, mùa lũ dẫn dong qua đường him và tàn qua đập đá đỗ đang xây dựng BE

mặt trần nước của dip được gia cổ bing đã dim nén dây 2.4m, mỗi lớp dim khoảng

kinh tế ky

0.9m DS quyết định din dong qua đập, người thi kế đã phải cân abi

thuật với việc đào thêm đường him thứ 2

‘Theo tính toán đập cho tràn nước ở cao trình +560,0m nhưng theo tiến độ thực tế đã cho nước tràn qua vào mùa lũ năm 1957 ở cao trình +552,0m (Hình 1.9) [29], chiề

rộng tran nước là 75m, cao trình dip đập hai phía bờ khi đó là +565,0m, màn chốngthấm khi đồ thi công đến cao tình +549,0m, Lưu lượng đến lớn nhất thục tế là

2.000n81s, trong đó chảy qua đập là 1100 - 1.400 m3/3, lớp nước tràn qua đập là 6.1m, Tiếp sau đó là 4 thắng nước lớn với lưu lượng dao động trong khoảng 850 -

2.000 m3/s Việc dip màn chống thắm thấp hơn ngưỡng tràn qua đập âm đủ để đập

trần chảy ngập không gây xói lở bE mặt

es SY srt

Hình 1.9, Công trình Braunla - Mặt cắt ngang đập,

1, Đã đổ; 2, Đề quai 3 Bip da bin chit; 4 Ba tuyển chọn lớn gia cổ mãi; 6 Bip đã

hn hợp; 7 Mặt đá tự nhiên; 8 Man chồng thắm; 9 Lọc 3 lớp; 10 Lọc 2 lớp: II BE

mặt xi ming hóa; 12 Màn khoan phụt xi măng; 13 Đá đ

1 Lõi đập; 2 Vùng chuyển tiếp (lớp lọc); 3 Đá đổ; 4 Bề mặt khi cho nước trần qua ở

cao trình 41,0; 5 Neo thép; 6 Hệ neo trên mái; 7 Ving khoan phụt xi măng gia

âu khoan phụt chống thắm; 9 Neo thép dai 4.2m; 10 Neo thép dai 10m.

“Công tỉnh dip Ord (Hình 1.10) [16], có kết ef

phần gia cỗ rên định là b tông chiễu diy Im, phía dưới là lớp đá đầy 1.8m, mái hạ lưu

là đập đá đỗ lõi giữa, chiều cao 98m,

đã gia cổ bằng neo thép 25mm với mật độ l.âx0,45 m cho 1 neo thép, mắt lưới của rọ đá

là 152 x 152 mm, đặc biệt là phần neo thép gia cố có chỗ lên tới 10m Công trình này có.lưu lượng đơn vị 46 m’/s.m, lưu tốc đạt gần 4,5 m/s, phần gia cố làm việc hiệu qua

“Công tinh thy điện Tuyên Quang sử dụng phương pháp dẫn ding qua đề quai và một

phần thin đập đang xây dựng ở cao trinh +48,0m có cật nước thấp (=4m) và thành

sông với đề quai được gia cổ bằng bẽ tông, phần đập đang xây dựng nằm thấp hơn caotrình đỉnh đê quai thượng lưu và hạ lưu (Hình 1.11) [30] Lưu lượng thiết kế khi dẫndòng là 5.036 mẺ/s ứng với tần suất 5% Việc dẫn dòng qua đập đang xây dựng ở cao

trình thấp giáp giảm lưu tốc lớn nhất chảy trên bE mặt đập đang xây dụng, giảm yêu

cầu và iêu ning phía hạ lưu công trình

Hinh 1.11, Công trinh thủy điện Tuyên Quang - Đề quai thượng lưu được phủ bê tông

cốt thép để cho lũ trần qua trong qua trinh thi công

“Công tinh thủy điện Hòa Bình thành công khi sử dụng phương án dẫn ding qua đập

dang xây dung tại cao tình +25,0m có cột nước cao hơn (9.3m), phía hạ lưu gia cỗbing đập tein với bể tiêu năng bằng bê tông (Hình 1.12) [23] Lưu lượng thiết kế dẫndong là 14.690 m/s, lưu lượng đến thực tế lớn nhất rong qua trình thi công là 14.200

‘Js, Công rình này đã sử dụng đập trần tạm có ngưỡng ở cao trình +30.0m giúp giảm

nhẹ yêu cầu gia cố b mặt đập ở cao trình +25,0m vì lưu tốc dòng chảy lớn tập trungchủ yếu bên trên cao trình +30,0m

ea ing ap Fea

Hình 1.12 Công trình thủy điện Hòa Binh - Mặt cắt đập ở vùng kênh thi công trong.

giai đoạn tháo lũ 1986

“Công trình Cita Dat đã gặp thất bại khi chọn cao trình phẫn chữa lại là +50,0m, chênh

lệch cột nước lớn (17,Sm) với gia cố phan tran nước bằng thảm ro đá dày 0,Sm, gia cổ.

ở hạ lưu là ro đã 2xôm và sử đụng đề quai bạ lưu làm tưởng tiêu năng (Hình 1.13) Nguyên nhân do chủ quan và khách quan, một trong những nguyễn nhân là đặt cao trình tràn qua đập đang xây dựng quá cao, cột nước đô sau đập lớn Mặt khác, trong quá.

tình thiết kế thiểu chủ ÿ đến thắm rồi qua đập đủ, thiễ thí nghiệm mô hình thủy lực mà

chỉ thi nghiệm trong máng kính [3]

Gia cổ thượng lưu Gia ob mặt Gia cổ ha lưu

Hình 1.13, Công trình Cửa Đạt - Dẫn dòng qua đập đang xây dựng năm 2007

Dẫn dòng qua đập đá 46 đang xây dựng là một hình thức giúp tiết kiệm chỉ phí cho.sông tie dẫn ding vio mia lũ nhờ khả năng tháo với lưu lượng lớn Cin ấp dụng hình

thức dẫn dang này đối với cc cô

và chiều rộng tran nước cho phù hợp với điều kiện của từng công trình, tử đỏ có.

phương án gia cổ bé mặt trin nước, đảm bảo công tác din ding được an toàn, hiệu

ig trình đá đỏ, đá đắp, lưu ý chọn cao trình tran nước.

«qua, Khi tính toán gia cổ bằng các tắm be tông kết hợp neo cin tính thêm lực tác động

‘do mạch động của lưu tốc đồng chảy [31]

14.2 Din ding thi công qua đập Bê tông dang x lung

Din dòng thi công qua đập bê tong dang xây dụng được áp dụng nhiề đối với đập bétổng trọng lực do đặc điểm của bê ông là khả năng chịu mài môn cao trước lư tốc lớnsửa đông nước Ở Trung Quốc cổ công tình Tam Hiệp, Đơn Giang Khẩu ở Việt Nam

có công trình Sơn La, Sẽ San 4 và nhiễu công trinh khác đã áp dụng phương pháp này Dẫn dng qua đập bê tông đang xây dựng thường kết hợp với cổng dẫn dòng đặt trong thân đập.

“Công trình thay điện Sơn La din ding thi công đồng thời qua đập dang xây dựng ở caotình +126,0m, chiều rộng trần Bria = 98m và cổng dẫn ding kích thước mxbsh =

2x12xI fru lượng thiết kế dẫn dòng với tần suất 3% là 16.044 ms (Hình 1.14)

Hình 1.14, Công tình thủy điện Sơn La Dẫn đồng qua công và dip dang xây dựng mùa

lũ2009

1 Đập rn đã xây chong; 2 Phần đập đang xây dưng ding để dn dòng; 3, Cổng ngằm

dẫn đông; 4 Nhà máy thủy điệnDap Sé San 4, dip dé quai ngăn toàn bộ lòng sông vào đầu mùa kiệt sau khi đã chuẩn

bị cổng dẫn dòng thi công bên bờ trái Toàn bộ móng đập được xây dựng trong mùa.kiệt, đập được chửa lại một phan ở cao trình +166,00m, chiều rộng tràn Brin = 178m,

kết hợp với cổng dẫn đồng có kích thước nxbxh = 3x5mx7m (Hình 1,15) để tháo lũ thi công năm 2007 với lưu lượng thiết kể 8.140 m/s [32] Qua mùa lũ, đập được tiếp tục

xây đựng đến cao trình thiết kế, mùa 10 năm sau tràn chính làm việc

Hình 1.15, Công trình Sẽ San 4 - Chuẩn bị tháo lũ qua đập đang xây dựng 5/2007

1 Phần đập đang xây dựng chita lại dé dẫn dòng; 2, Công dẫn dòng; 3 Phin đập ở trên

cao thí công bình thường trong mùa lũ

Khi din dang qua đập b tông dang xây dựng, cần chú ý hai vẫn đề là đảm bảo bề mặtđập dùng để dẫn dòng không bị ăn mòn khi đo khí thực và tiêu năng ở hạ lưu

1-43 Dẫn dong thi công qua đập đắt đang xây dựng

1, Bề mặt gia cố; 2 Đá đỏ có kha năng thấm mạnh; 3, Gia cố vải địa kỹ thuật trên mái;

4, Mũi phóng; 5 Đường bão hoa

Khi cho nu trần qua dip đắt có th gia cổ he sơ đỗ Hình 1.16 [16] Sử dụng đá đỗ

6 khả năng thắm mạnh nhằm giảm lưu tốc ban đầu trước khi trần trên mắt hạ lư đập,mii hạ lưu được gia cổ bằng vai địa kỹ thuật để chống x6i cho mới Tuy nhiên hìnhthức này áp dụng đối với trường hợp chiễu cao đập không lớn kim và lưu lượng đơn vị

chảy qua đập không lớn.

Trường hợp cn dẫn dòng qua đập đất đang xây dựng với hu

đối

xử lý chẳng thắm cho nền công trình Kết thúc mùa kiệt tiền hành lắp phi phần chân

lượng lớn, có thể áp dụng

với phần chân khay của công trình, Mùa kiệt năm trước đào móng và đắp chân khay,

khay đã thi công xong và gia cổ bề mặt sẵn sảng dẫn đông cho mùa lũ

Sau khí kết thie mùa lũ, bóc bỏ bùn đất và lớp phủ bÈ mặt, tip tục thi công dip đậpPhương án này giúp dy nhanh tiến độ thi công đập của mùa kiệt sau vì thời gian thi

công chân khay và xử lý chống thắm cho nên mắt khánhiề tỏi gian, nu chi Lim tròng

một mùa Kit thị đến độ đắp đập vượt là rất sắp thậm chỉ không kịp đắp pt cao nh

vượt lũ cho mùa lũ năm sau Ở Vi Nam có công tình Hà Động và Tả Trach áp dụng phương phip này

1.44 Din đồng thi công đồng thời qua đập đang xây dựng và cổng, đường himDẫn đồng thi công đồng thời qua nhiễu công trình théo nước vỀ mia lã (côn gọi là dẫnđồng kết hợp) thường ứng dụng đối với các công trình đầu mồi thủy lợi, hủy điện có

thời gian xây dựng trong nhiều năm [33],

“rong những phương án dẫn ding kết hợp thi phương án dẫn dòng kết hợp qua cổng với dập bê tông dang xây đựng li một giải php rất dễ áp dung, mang lại hiệu quả kinh cao

Phuong pháp này có ưu điểm nổi bật là có thé tháo lũ lớn, mực nước thượng lưu không, cao, it ảnh hưởng tới công trình chính, giảm ngập lụt thượng lưu Mùa kiệt, khi lưu

lượng nhỏ, ton bộ lơ lượng được xã về hạ lưu qua cng Mùa ã, một phần lưu lượngđược xã qua ống, ưu lượng chủ yễn được xã qua đập đang xây dụng Ở Việt Nam có

Hoàng Văn Tin và Lê Bá Son đã nghiên cứu về vấn đề thủy lực của dạng công trình này Luận án n sĩ của Hoàng Văn Tan (1999) nghiền cứu tổng quan về công tinh thio 1, nghiên cứu thực nghiệm về khả năng tháo lũ, cơ chế dng chảy và phương pháp tính

khả năng tháo kết hợp Luận án tiễn hành thí nghiệm trên mô hình vật lý của hai sơ đổ công

tinh tháo kit hop thường ding là rn dnh rng và cổng đây và trin thực dụng và cổng dj

“Theo kết quả nghiên cứu của luận én, cơ chế đòng chảy ở thượng lưu là yêu ổ làm cho

khả năng tháo của công trình thay đổi khi tháo kết hợp giữa hai dòng trần mặt và tháo

sâu Khả năng thio của công tinh tháo là kết hợp ting hoặc giảm so với trường hợp coi như hai ding thảo độc lập là do trong quan vỀ lưu lượng giữa bai ng tran mặt và dong tháo sâu trong quá trình tháo kết hợp [34].

Luận n iến sĩ cin Lê Bá Sơn (1994) đa trên cơ sử phân lại đồng xã để đề xuất các

ding thuộc hình thức xa giữa tran mặt và tháo sâu, nghiên cứu các yếu tổ ảnh hưởng

dang tổn thất năng lượng do sự tương tác đồng phun tự do va đồng thảo sâu tạo ra

So sánh với dang xa riêng rẽ, việc sử dụng xả kết hợp giữa dng phun tự do và ding

tháo sâu làm xuất hiện thêm một dạng tổn thất năng lượng do sự tương tác giữa haidng tạo ra, Lượng tin hắt này chiếm 20% - 50% tổng tin thắt của đồng xả từ thượng

lưu đến hạ lưu [35]

Hai nghiên cứu trên ấp dụng đối với công tình xã hoàn thiện, đông chảy là đồng phun

‘nr do, tương tác trực tiếp với dòng tháo đầy, chưa hoàn toàn phù hợp với điều kiện dẫn

dong thi công của các công trì

Khi có nhiều công trình công tham gia dẫn ding thi xác định lưu lượng thiết kế chotừng công trình là bao nhiêu ms, diy là vẫn để edn nhiều công sức tỉnh toán đối với

mỗi phương án dẫn đồng khác nhau, Bên cạnh đỏ côn phải xác định lưu tốc dng chảy tại các vị tí khác nhau nhằm đề ra biện pháp gia cố phủ hợp Cần có nghiên cứu thêm

én biển lưu tốc trên be công trình dẫn đồng khi dẫn đồng kết hợp qua đậpđang xây dựng và cổng, đường hm,

Lựa chọn sơ đỏ dẫn dòng thi công kết hợp qua cổng, đường him vả công trình dang xây

dmg tết kiệm đáng kể kinh phí xây dựng công tỉnh din dòng và công tình chính [36]

“Tuy nhiên, chế độ thủy lực khi xã 1 thi công qua các công trình trên rắt phức tạp, cần tínhtoán xem xét các yếu tổ thủy lực ảnh hưởng đến công trình và thường thông qua thí

nghiệm mô hình thủy lực để đề xuắt những biện pháp hợp lý hạn chế những bit lợi của

đồng chảy, dim bảo hiệu quả cao nhất cia công trình dẫn dòng thi công cũng như an toàn

‘cho công trình chính.

© Việt Nam, chênh lệch dang chảy về mia kiệt và mia lũ rit ao, các công trình dẫn

đồng phải chia ra mỗi mia một dạng công trình dẫn dòng khác nhau Với lưu lượng

lớn như vậy nếu thiết kể công tinh dẫn dòng cho cả mùa kiệt và mùa lũ thi chỉ phí sẽ

tắt cao, sau này phải lấp công tình dẫn dong sẽ rất phức tp, Vì vay để đảm bảo điềukiện kinh tế và ky thuật, mùa kiệt sử dụng công trình dẫn dòng với lưu lượng nhỏ, mùa

Ii sử dụng công trình có khả năng tháo lớn dé dẫn dong,

Mùa kiệt ở giai đoạn sau khi ngăn ding có thé dùng cổng hoặc đường him để dẫn

dong, về mùa lũ dùng phương pháp dẫn dòng kết hợp cổng hoặc đường hi với đập

đang xây dựng để tháo nước về hạ lưu Biện pháp dẫn dòng đồng thời này có thể áp

dung với đập đá đỏ, đá dip, đập bê tông Việc xác định hợp lý quy mỗ công trình dẫn

dng là rt cần thiết để giảm chỉ phí dành cho công tác dẫn dòng

Vé cơ bản các công trình của Việt Nam đã xây dựng đã ứng dụng các sơ đồ dẫn dòngphổ biến trên thể gid, thích ứng và phủ hợp với diều kiện tự nhiên và kinh tẾ kỹ thuật

của Việt Nam qua các thôi kỹ Các công trình đầu mỗi thủy li, thủy điệ lớn ở Việt Nam như Hòa Bình [23], Tuyên Quang [30], Sông Tranh 2, Bản Chát, Cửa Đạt [3], Sơn La, Lai

“Châu đã sử dụng phương pháp din dòng kết hợp Chỉ tiết xŠ phương pháp dẫn dòng

Nam xem Phụ lục 1-6 [28]

lợp của một số công tỉnh đã xây dựng ở

Sử dụng phương án dẫn đồng qua đập đang xây đựng, khi cao trình phần đập chữa lại

thấp, chế độ chảy là chảy ngập, nói chung không phá hoại công trình Khi cao trình

phần đập chữa lại tương đối cao, chế độ chảy là chảy tự do, lưu tốc dòng chảy lớn, có

thể phá hoại bŠ mặt đập dùng dé dẫn dòng hoặc phá hoại nén móng phía hạ lưu, trường

hợp nguy hiểm có thé làm vỡ đập dang xây dựng,

“Trong trường hợp lưu lượng lớn, cao trình đập chừa lại cao so với đầy đập, ấn phải

tiến hành thi nghiệm mô hình với các thông số mô hình phù hợp để kiểm chứng lại các

thông số tính toán, đảm bảo dẫn dòng an toàn Do đó, khi quyết định lựa chọn thông sốchữa li ở thân đập, cần nghiên cứu phân tích, so sin tin tấn cụ thể d quyết định

Đối với đập đá đồ, đá đắp, khả năng đập bị phá hoại của ding chảy khi dẫn dong qua

đập đang xây dựng là lớn, việc lựa chọn hợp lý quyẾt định nhiều đến sự thành công

hay thất bại của công tác din ding,

Đối với đập bê tông thường, lựa chọn thông sé công trình dẫn đồng qua đập đang xây

cưng gặp rủi ro hơn so với đập đá đổ, đá dip do đập có khả năng chịu lực tt, chỉ

cin quan tâm đến vẫn đề khối lượng thi công trước và sau mùa lồ và công tác tiêunăng ở sau công trình Đôi với đập bê tông dim lan thi cn quan tâm đến cường độ của

bê tông trên bề mặt phải đảm bảo bê tông không bị xói khi dẫn dòng qua đập bê tông.dầm lan đang xây đựng do cường độ chịu kéo ban đầu của bể tông dim lan phát triển

châm [37]

Bên cạnh các thông số về mặt thủy lực công trinh dẫn dòng, gia cổ bề mặt din dòng

đối với sử dụng dip dang xây dụng để dẫn dòng, cần chú ý đến việc cân đối khốilượng và cường độ thi công giữa giai đoạn trước và sau khi dẫn đồng qua đập dang

xây dựng.

LS Kếtuận chương

Chương 1 đã tông quan vé tim quan trọng của công tác dẫn dòng, các yếu tố ảnh

hưởng đến việc lựa chọn tin suất thiết kế và thời đoạn dẫn dòng, thực tang và yêu cầu

‘ca công tác tính toán thủy lực dẫn đỏng thi công Tổng hợp và phân tích các nghiêncity, ce công tỉnh thực ễn ién quan đến dẫn đồng qua cổng, đường him, dẫn ding

cqua đập đang xây dựng dỡ, từ đó đưa ra nội dung cần nghiên cứu của luận án

Đối với những công trình lớn, thai gian thi công di, thường sử dụng nhiễu dạng công

trình dẫn dòng và kết hợp nhiều công trình tháo với nhau Trên thé giới và ở Việt Nam

.đã có nhiều thành công cũng như bài học kinh nghiệm về vẫn để này Tuy nhiên, các

nghiên cứu của cúc tác giả chủ yu tập trung vào thông sổ tối ưu về thủy lực công rnh

‘va các giải pháp tiêu năng, gia cố đối với công trình tháo nước thi công nhưng chưa có.

48 xuất nio một cách bài bản để giái quyết bai toán thủy lực dẫn dòng thi công tổng

quất

Dẫn đồng thi công qua đập đang xây đựng là giải pháp giúp tháo được lưu lượng lũ lớn,

việc ác định chế độ thủy lực vàbiện pháp gia cổ công trinh đập đang xây dựng khí cho

nước tràn qua cằn nghiên cứu cụ thể hơn, phục vụ công tác lựa chon quy mô công trình

dẫn đồng

'Các mơ hình tính tộn thủy động lực sơng, hệ thống kênh tưới khơng phủ hop với tính

tốn thiy lye din dịng, phin mém Flow-3D ein đưa vào điều kiện biên kha phức tp,

êu cầu cấu hình mây tinh cao, mỗi fin tinh cho một trường hợp mắt nhi thồi gian,

sắc chương trình tính tốn thương mại chưa giải quyết tiệt để việc tính tốn thủy lực

din dong và điều tiết lũ Yêu cầu đặt ra cẳn phải lập chương trình tính tốn thủy lực dẫn

dang đ phục vụ lưu chọn quy mơ cơng trình dẫn dng nhanh chồng, hiệu quả.

Để lựa chọn hợp lý quy mơ cơng trình dẫn ding, luận án nghiên cấu các nội dung sau

~ Nghiên cứu cơ sở khoa học để lựa chọn tin suất thiết kế din đồng thi cơng, xác địnhthời đoạn din dịng thi cơng trong điều kiện khi hậu Việt Nam để lâm cơ sở cho việc

lựa chọn lưu lượng thiết kế dẫn dịng thi cơng;

- Nghiên cứu mỗi quan hg giữa các yếu tổ hình dạng cơng tỉnh dẫn đồng ảnh hưởng

én chế độ thủy lực khi dẫn dịng qua đập đá đồ, đá đắp đang xây dựng và đề ra biện

pháp gia cố:

~ Lập chương trình tính tốn thủy lực dẫn đồng khi kết hợp hai cơng trình dẫn dịng

đồng hồi phục vụ lựa chọn quy mơ của cơng tình dẫn dịng th cơng

Kết quả nghiên cứu giúp ich cho việc xác định các thơng số thủy lực cơ bản phục vụ

lựa chọn phương án dẫn đỏng, quy mơ cơng trình dẫn dong nhẳm đảm bảo cơng tác

dẫn ding được thục hiện an tồn, hiệu quả, nh