Luận văn thạc sĩ Công trình: Nghiên cứu phương pháp tính toán thiết kế đập xà lan bản dầm phục vụ xây dựng công trình ngăn sông vùng triều

Dé tài: Nghiên cứu PPTTTK đập xà lan bản dam phục vụ CTNS vùng triéu

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin chân thành bảy tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Trương Đình Dụ,PGS.TS Trần Đình Hòa, ThS Trần Văn Thái, TS Nguyễn Trung Việt những người đãhướng dẫn, vạch ra những định hướng khoa học dé tác giả hoàn thành luận van nay.

Xin chân thành cảm ơn các anh chị em trong Trung tâm công trình đồng bằngven biển và đê điều — Viện Thủy Công - Viện khoa học thuỷ lợi Việt Nam là nhữngngười đã sát cánh cùng tác giả nghiên cứu và ứng dụng thành công công nghệ Đập xà

lan bản dam ứng dụng cho khu vực Đồng bằng sông Cửu Long.

Xin cảm ơn lãnh đạo tỉnh, sở, ban quản lý dự án của các tỉnh Bạc Liêu, Cà Mau,

Ban quản lý Dau tư và Xây dựng thủy lợi 10— Bộ NN&PTNT.

Xin cảm ơn các thầy cô giáo trong Trường đại học Thủy Lợi, Phòng đào tạo Đạihọc và sau Đại học về sự giúp đỡ trong thời gian tác giả học tập và nghiên cứu.

Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến những người thân trong gia

đình đã đông viên trong suốt quá trình viết luận văn.

Hà Nội, ngày 30 thang 11 năm 2010.

TÁC GIA

Phan Đình Tuấn

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

‘Chuong 2 CAU TẠO, NGUYEN LÝ VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN T

KẾ DAP XA LAN BAN DẦM 55 seseseesersrrrrrrrrrrerool7

2.1 Cu tao, nguyên lý Đập xà lan bản dim, 172.1.1 Câu tạo và bổ trí kết cầu 12.1.2 Nguyên lý thiết kế [4] 19

2.2 Nguyên tắc chung khi thiết kế đập xả lan bản dim 20

2.2.1, Nguyên tắc chung[4] 202.2.2, Lựa chọn vị i4] 202.3 Phương pháp thiết kế Đập xà lan bản dầm au

2.3.1 Cách xác định các

2.3.2, Phân tích lựa chọn loại hình cửa van áp dụng cho công đập xa lan ban dầm.ch thước, cao trình cơ bản của đập xa lan |4] 21

292.3.3, Phân tích lực vả tổ hợp lự tác dung 30

2.34, On định kết cẩn 11] a4

2.35, Ôn định ha chim, 40

2.3.6 On định tham{11], [13] [15] 462.3.7 Ôn định én, lún diy đặp xà lan [III21 (10) [141 502.3.8, On định trượt lật{11], [13], [15] 542.4, Biện pháp thi công Đập xa lan ban dẳm(4], 6L2.4.1, Vị trí chế tạo đập xa lan 61

2.4.2 Lai đất và đánh dim 65

2.4.3 Chế tạo xã lan 662.4.4 Sơ đồ trình ty thi công 61

“Chương 3 UNG DUNG TÍNH TOÁN THIET KE CHO CÔNG TRINH CONG

NAM KIEU - HUYỆN NGA NĂM - SOC TRĂNG e-68.

3.1 Giới thiệu chung về công tinh 6s3.2 Đặc điểm tự nhiên, dân sinh, xã hội 693.21, Địa hình, dia mạo °

3.5 Ph tích hiệu qui kinh t, ky thuật và phạm vi ứng dung đặp xà lan bản dim 86

3.5.1 Hiệu quả kinh tế xã hội 863.5.2 Hiện quả vé kỹ thuật 873.5.3 Phạm vi áp dụng 87

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ.

1 Kếtuận 89

2 Kiếnnghị 89

TÀI LIỆU THAM KHAO on

PHU LUC 1: MỘT SO HÌNH ANH TRONG QUA TRÌNH THI CÔNG HOÀN.THIEN CONG TRINH 92PHU LUC 2: CAC KET QUA TINH TOAN 95

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 2-1: Tỷ lệ tham khảo chọn bề rộng cổng so với bé rộng kênh 2

Bảng 2-2: Giá trị modun phan lực nén của một số loại đắt 40

Bảng 2-3: Gradien ra cho phép s0

Bảng 2-4: Trị số cho phép tỷ sổ của tr lớn nhất và nhỏ nhất áp lực dy móng 54

Bảng 2-5: Giá trị Ne, Nq, Ny 58Bảng 3-1: Sức chịu tai của nền với các phương pháp khác nhau 76

‘Bang 3-3: Tổng hợp kết quả tinh toán kiểm tra thắm dưới nền cổ 81

DANH MỤC HÌNH VE

Hình 1-1: Một số hình ảnh cống Veerse gat dam 4

Hình 1-2: Các bước xây dựng công trinh Oosterchele 5Các bước xây dựng Đập Bradock - Mỹ 7Hình 1-4: Tổng thể công trinh Montezuma 8Hình 1-5: Dự án ngăn các cửa sông ở Venice - Italia 9

Hình 1-6: Cit dọc đập xà lan BTCT "Mình 1-7: Cit ngàng xà lan BTCT "

"Hình 1-8: Mô hình đập Xã lan 12

Hình 1-9: Cit dọc đập xà lan tường bản sườn 12Hình 1-10: Cắt ngang đập xa lan tường bản sườn 12

Hình 1-11 : Công Phước Long - Bạc Liễu 4

Hình 1-12 : Công Rạch Lim ~ Cà Mau 4

Hình 2-1: Cit ngang kết edu đập xà lan bản dim 18

Hình 2-2: Mat bằng kết cấu đập xa lan bản dim 18Hình 2-3: Cit dọc kết cầu đập xa lan bản dim 19

Hình 2-4: Phối cảnh đập xã lan bản dầm ding của van elape 19

Hình 2-5: Xác định chiều rộng cổng hợp lý 2

Hình 2-6: Cách tim chiều rộng cổng tối wu 24

Hình 2-7: Các kích thước va ký hiệu cơ bản đập của xả lan 25Hình 2-8: Diễn biển tâm nội và tâm ổn định khi nghiêng 26"Hình 2-9: Các lực tác dung lên công trình, tổ hợp giữ ngọt 30

Hình 2-10: Các lực tác dụng tổ hợp ngăn man( loại cửa van clape trục đưới) 3Hình 2-11: Lực tác dung vào công trình tổ hợp giữ ngọt 34Hình 2-12: Lực tác dụng vào công trình- tổ hợp ngăn mặn 34

Hình 2-13: Sơ đồ chia lưới phan tử để tính toán kết cắu xả lan trên nền đàn hdi.37

Hình 2-14: Xác định modun phản lực nền

Hình 2-15: Mô phỏng xu thể nghiêng đập xà lan bản dim.Hình 2-16; Momen hdi phục

én định tĩnhHình 2-17: Lập công thúc tính tay đ

Hình 2-18: Sự di chuyển khối nước gây nghiêng giai đoạn 1).

Hình 2-19: Sự di chuyển khối nước gây nghiêng (giai đoạn 2)

Hình 2-20: Xà lan cân bằng.

Hình 2-21: Xã lan sẽ giảm nghiêng.

Tình 2-22: Xi lan sẽ tiép tục nghiêng hơn.Hình 2-23: Xác định Mb, Mn, Meh.

Hình 2-24: Sơ đồ tính thắmHình 2-25: Sơ đồ tinh thắm.

‘Hinh 2-26: Sơ đô tính toán lún công trình:

Hình 2-27: Thí nghiệm nén lún không nở hông.

Hình 2-28: Sơ đỗ tính trượt hỗn hợp.Hình 2-29: Đỗ thị xác định LTình 2-30: Đồ thị quan hệ toy ~ Pen

Hình 3-3: Sơ đồ lự tính toán cho tổ hợp 2 (tổ hợp vận hành)

Hình 3-4: Mô hình tính toắn đập xà lan bằng Sap 2000 V12.0

Hình 3-5: Sơ đồ tính toán ổn định lún công trình

Hình 3-6: Cắt dục công trình cổng xà lan Năm Kiệu (Dự án PRMN)

Hình 3-7: Mô mình tính toán thắm qua cống bằng module Seep-GeoHình 3-8: Biểu đồ Gradian thắm cửa ra công trình

Hình 3-9: Sơ đồ phân đợt đổ bể tông cổng xã lan bản dim.Hình 3-10: Sơ đồ phân đợt đổ bề tông phai bản dim.

Hình 3-11: Hình ảnh trình tự thí công công tỉnh

PHỤ LỤC

Phy lục 3-1: Kết quả tinh toán nội lực tổ hợp Ì

Phy lục 3-2: Kết quả tinh toán nội lực tổ hợp 2.

Phụ lục 3-3: Tỉnh toán bổ tri thép cho hệ dim cột xã lan(đùng nội lực ở tổ hợp 1)

102

Phy lục 3-4: Tính tốn bổ.hép cho ban đáy, tưởng bên xả lan(ding nội lực 6tổ hợp 1) 103

Phụ lục 3-5: Kigm tra nứt hệ dim cật của xà lan(ding nội lực ở 6 hợp 2 để tính)lútPhụ lục 3-6: Kiểm tra nút bản đầy và tường bén(ding nội lực ở tổ hợp 2 để tink)105Phy ục 3-7: Tinh tốn lục tắc dụng lên xà lan tổhợp ngăn mặn 106"Phụ ục 3-8: Tổ hop le tie dụng lên cơng nh trường hợp ngăn mặn 109Phu lục 3-9: Tỉnh tốn lực tác dụng lên xà lan tổ hợp giữ ngọt 110Phu: uc 3-10: Tổ hop lực te đụng lên cơng trình trường hợp giữa ngt 113"Phụ lục 3-11: Tính tốn lún cổng xả lan usPhy lục 3-12: Bang tinh tộn ứng suất gây lún và ứng suất tăng thêm 14

Phy lục 3-13: Tính tốn thắm qua cơng trình bằng phương pháp phần tử hữu han

us

MO ĐẦU

1 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Hiện nay, một số tỉnh thuộc đồng bằng Sông Cửu Long như Bến Tre, Trả Vinh,“in Thơ, Hậu Giang, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cả Mau, Kiến Giang đã và dang lập điềuchỉnh qui hoạch sản xuất Qui hoạch ving trồng lúa để đảm bảo an toàn lương thực(vũng sinh thấi nước ngot) và chuyển đổi cơ cầu sân xuất (vùng sinh thấi nước mn).

Vũng sinh thi nước ngọt: yêu cầu ngăn mặn giữ ngọt đ tng lia

- Vũng sinh thái nước mặn: yêu cầu cung cấp nguồn nước mặn, và có nguồn

nước ngọt điều tiết độ mặn để nuôi tôm.

Do đó, việc phan ranh hai vùng sinh thái “Man - Ngọt” đòi hỏi phải có giải pháp,

công trình điều tiết nguồn nước theo yêu cầu sản xuất đặc thủ trên Dé phục vụ yêu cầuhàng năm nhân din dip đập thai vụ bằng đất và cử trim để ngăn mặn giữ

ngọt và để phân ranh vùng nuôi tôm và vùng trồng lúa và phải phá bỏ để thoát lũ vào

mùa mưa (tháng 5-6) Mặc dù việc lim đập thời vụ bằng đất khá rẻ nhưng việc dip đắt

bổ sung hàng năm là một vấn đề khỏ khăn, thậm chí nhiều nơi hiện nay không còn

nguồn dit để đắp nữa, mặt khác trong 6 tháng ngăn mặn thi thuyén bè qua lại rất khó.khăn và nhiều nơi môi trường hệ sinh tái bị ô nhiễm khá nặng nề

Nhằm giái quyết những vấn để kỹ thuật, khó khăn nói trên cho thực tế sản xuất,

những năm vita qua Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam đã nghiên cứu va áp dung thinhcông công nghệ Đập xà lan mang lại hiệu quả kinh tổ,

„ giữ ngọt, teu thoát lũ, hạ c

toa đền bù, đảm bảo tốt nhất về giao thông thuỷ, kết hợp giao thông bộ, thi công lắp

đặt dễ dng và có thể di chuyển tới một vị tri khác khi có yêu cầu về thay đổi ving sảnxuất Chỉ phí đầu tư thắp phủ hợp với khả năng tải chính của nhà nước và địa phương

thuật cao Đập xà lan có kếtcầu đơn giản, đảm bảo yêu cầu ngăn mịi thiểu giải

Đập xà lan gồm hai dang kết cấu chính là Đập xà lan dạng phao hộp và đập xà lan

dang bản

Mặc dù Đập xà lan đã được nghiên cứu và áp dụng vào thực tế một cách mạnh.

tuy nhiên vẫn còn nhiễu van dé cần phải được tiếp tục nghiên.

nhất li đối với Đập xa lan bản dim, Trong luận văn này, ta giả di sâu hơn về một số

nội dung ma các nghiên cứu trước đây mới đề cập đến một phần hoặc chưa dé cập đến.về công nghệ Đập xả lam dang bản dim Cụ thể à các nội dang: Sơ đồ bổ tr kết cầu

đập xa lan bản+ phương pháp tính toán kết cấu, phương pháp tinh toán dn định,phương pháp hạ chim, biện pháp thi công thi từ trước tới nay chưa có tải liệu nào đểcập một cách đầy đủ.

Vi vậy, để tai nghiên cứu cí

kế đập xd lan bản dầm để phục vụ xây dụng công tình ngăn sông vũng tiểu” rất có ÿ

luận văn : "Nghiên cứu phương pháp tính toán thiết

nghĩa khoa học và thực tiễn.

2 ĐI tượng và phạm vi nghiên cứu của luận văn

Là đập xà lan bản dim, phạm vi nghiền cứu là đập xã an bản dim bằng vật liệubê ông cốt thép có khẩu độ thoát nước < 10m

3 Mục đích nghiên cứu của để tài

Nghiên cứu phương pháp tính toán thiết kế đập xả lan bản dim dé xây dựng công.

trình ngăn sông vũng triều

4 Cách tiếp cần và phương pháp nghiên cứu.

- Cách tiếp cậu

+ Tiếp cận một cách trực tiếp hoặc gián tiếp hông qua các tổ chức, cổ nhân khoa

học hay các phương tiện thông tin đại chúng; qua các kết quả nghiên cứu công trình.

ngăn sông trên thé giới cũng như trong nước đã có.

+ Tìm hiểu, thu thập và phân tích đánh giá các tài liệu có liên quan, khảo sát thực.

tẾ hiện trạng những vị trí đỀ xuất xây dựng công trình.

Chương 1 TÔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG

ĐẶP XÀ LAN

1.1 Tổng quan vỀ công nghệ Đập xa lan

1.1.1 Ở nước ngoài

Việc nghiên cứu, áp dụng các công nghệ mới trong xây dựng các công trình thủy

lợi đã được các nước hết sức chú trọng va di trước chúng ta từ rất lâu Phin lớn là cáccông trình ngăn sông lớn Tuy nhiên, chi những nước chịu ảnh hưởng xắu trực tiếp của

biển và có nền kinh tế mạnh mới có các công tinh lớn Tay thuộc vào điều kiện tự

hiên, nhiệm vụ công trinh cũng như khả năng kinh tẾ kỹ thuật của mỗi nước, những

sông tinh ngân sông lớn trên thể giới ắt da dạng về kết cấu và phong phú về giải

pháp xây dựng, lấp đặt công tinh, Các công nh lớn nỗ bật nhất tập trung ở một sốnước như Hà Lan, Anh, lalia, Mỹ v.v Trong đó, Ấn tượng nhất là những công tỉnhngăn sông, ven biển của Hà Lan Hà Lan là nước có cao độ đắt tự nhiên thắp hơn mực.nước biển, do vậy hệ thống công trinh thủy lợi ngăn các cia sông của nước này khả

công nghệ và quy mô hiện đại vào loại nhất thể giới

hoàn chính vớ công trình

gm vụ ngăn triểu hoặc kiểm soát tiểu và chống ngập

ngăn sông ở nước này đều có n

Dưới đây tác giả tổng quan một số công trình, công nghệ ngăn sông lớn áp dụng.

theo nguyên lý lực diy Aesimets tiêu biểu đã được xây dựng và đưa vào sử dụng ở các

nước trên thể giới

1.1.1 Các công trink ngăn sông ở Hồ Lam

Hà Lan là nước có phần lớn đất tự nhiên có cao độ thấp hơn mực nước biển.Người Hà Lan luôn phải ching chọi với biển Bắc Trin lũ năm đã tin phá đắt nướcgây ra những thiệt hại to lớn về người và của ĐỂ ngăn những thảm họa tương tự.chính phủ Hi Lan đã để ra dy an Delta nhằm bảo vệ người dân vùng Tây Nam Hà Lan(Zecland và Nam Hà Lan) chống lại biển Bắc Dự án Delta gồm khoảng 9 công tình

ngăn sông và cửa sông chính:

Trong dự án này, các công nghệ xây dựng mới đã được nghiên cứu và ứng dụng.Trong đó, tư tưởng chủ dao trong lựa chọn công nghệ xây dựng công trình là: Thi công

các cấu kiện chính của công trình ở một địa điểm khác, lai dắt đến vị trí xây dựng déảnh đắm hoàn thiện công tỉnh

Đập Veerse gat

Đập Veerse gat được xây dựng để bảo vệ cho vùng Walcheren, Bắc - Bevelandvà Nam - Beveland khói các thảm họa tir thủy triều biển Bắc Công trình được hoàn.

thiện năm 1961

i công đúc xà lan trong hồ móng

Lắp ghép và hạ chìm xà lan Cong trình đã hoàn thiện

Hình 1-1: Một số hình ảnh cổng Veerse gat dam

Noi chung kết cấu đập Verse gat khá phức tap Xã lan là kết cầu rỗng lớn được.

chia ra thành các vách ngăn Digu đặc biệt li trên các xà lan đều có các lỗ hồng có gắn

cửa van, điều này là cn thiết vì các xa lan không những phải ngăn nước mà còn phảicho thủy triều chảy vào và rất a trong suốt quả trình thi công

Cổng Oosterschelde

Cổng Oosterschelde là một công tình vĩ đại của Hà Lan, là công trinh kiểm soát

lũ đãi gin 3 km, xuyên qua ba con sông của vùng Đông Schelde, cửa van phẳng, mỗi

cửa rộng 41,3 m, ting 2.480 m Công trinh khỏi công vào năm 1976 và hoàn thành

ngày 04/10/1986, giá thành xây dựng công trình này vào khoảng 3 ty đô la Mỹ Cong

trnh này được đánh giá là kỹ quan thứ của thể giới

Toàn bộ đập được tạo thành bởi 65 trụ dạng hộp rong, được ct

sau dé di chuyển đến và lip dat vào vị tí Giữa các trụ là 62 của van bằng th

tạo ở nơi khác

cửa rộng 41,3 m, cao %9 + 11,9 m, năng 480 T, đồng mở bằng xilanh thủy lực Tổngchiều rộng cửa thông nước à 2560.6 m Thời gian đóng (md) toàn bộ hệ thing cửa này

chỉ trong vòng một giờ.

Trong điều kiện khí hậu bình thường đập cho phép nước thủy tiểu tự do lưu

thông qua cửa sông phía Đông Schelde để đảm bảo cân bằng môi trường hệ sinh thái

nhờ sự hoạt động lên xuống của thủy tiều có lợi cho cuộc sống của chim, cá và ngànhcông nghiệp cá của địa phương thim trí cho cả công viên quốc gia Biesbosch, Trongtrường hợp có bio lớn (như trận bảo năm 1953), các oi van sẽ được đóng xuống đểngăn tiểu không cho chúng trin ngập các ving đất thắp gin đó

Tình 1-2: Các bước xây dung công trình Oosterchele

iat |

công nỀn mồng công trình.

1.1.1.2 Các công trình ngắn sông ở MỹCông trình Braddock

Toi Mi

ân tả thấy, có rất nhiễu công tinh ngăn sông lớn được xây đựng Trong đó, đập

sông Monongahela để phục vụ cho

trong dự án xây dựng các bậc nước te

Braddock là một điển hình cho việc xây dựng công trình ngay trên sông với nguyên lý.

dang phao Đập gồm 5 khoang, mỗi khoang rộng 33,6 m.

Toàn bộ đập được ghép bởi hai đơn nguyên xà lan bê-ông, những xà lan này

được đúc tong hỗ mỏng cách v tr công trình 25,9 dặm trong khi các phần việc ti vịtrí hỗ móng công tình cũng được hoàn thiện Mỗi đơn nguyễn bao gồm ngưỡng cửau năng và phân dé trụ pin Đơn nguyên 1 có chiều dai theo tim đập.van, một phần bị

là 101,6 m bao gồm những khoang tran tự do, khoang cửa van điều tiết chất lượngnước và một khoang cửa van thông thường Đơn nguyên 2 có chiều dải theo tim đập là80,8 m gm hai khoang cửa van thông thường Mỗi đơn nguyên đều cổ lách thước từ

thượng lưu về hạ lưu là 31,9 m và tắt cả các khoang cửa rộng 33,6 m

Sau khi các đơn nguyễn được chế tạo xong trong hỗ mồng, chúng được làm nổivà di chuyển ra vị trí công trình đánh chìm xuống vị tí được chuẩn bị sẵn

Hình 1-3: Các bước xây dựng Đập Bradock - Mỹ

Định vị, hạ chìm xà lan.

“Cổng ngăn mặn Montezuma

Cổng ngăn mặn Montezuma trên cửa sông Montezuma, được thiết kế và xây

mg để ngăn nước mặn xâm nhập vào sông Sacramento từ vịnh San Fransisco Công

trình gồm 3 đơn nguyên bê-tông cốt thép dạng phao ndi được đúc sẵn trên một nỗi ở

gin vi trí xây đựng, sau đó được hạ thủy bằng cách làm nghiêng ụ nôi và được di

chuyển đến vị tí công tinh, định vị và hạ chìm xuống nền Công tình có 3 khoang“cửa van cung rộng I1 m dé điều tiết nước và 2 khoang cửa khống chế mực nước rộng

20,1m, ngoài ra côn có một âu thuyỀn rộng 6,1m dải 21,3m, Công tinh được hoàn

thành vảo năm 1988 với chỉ phí khoảng 12,5 triệu USD so ví

thi công công trình theo phương án truyền thông

1.1.1.3 Các công trình ngăn sông thuộc dự dn Mose ở alia

Trong dự án xây dựng các công trình giảm nhẹ lụt lội do trigu cường cho thànhphố Venice - Halia, các chuyên gia của Italia đã 48 xuất phương án ngăn 3 cửa nhậnnước từ vịnh Vinece là cửa LiDo, Malamocco, Chioggia bằng hệ thống gồm 78 cửavan bằng thép trên hệ thống xà lan, mỗi cửa cao 18 + 28 m, rộng 20 m, dây 5 m (Hình1.25), Cửa van là loại Clape phao trục đưới khi cần tháo Id thì bơm nước vào bụng cửa

van dé cửa hạ xuống, khi cần ngăn triểu thi bơm nước ra khỏi bụng dé cửa tự nỗi lên.

Dự án này dự kiến lâm trong 10 năm và tiêu tốn tới 4,8 ty USD Đây la loại hình côngtrình áp đụng nguyên lý phao nỗi trong vận hành và lắp đặt cửa van cho công trinh cốđịnh Dự án này là tâm điểm của nhiễu hội thảo khoa học ở Ialia tổ chức từ năm 1994én nay, hiện nay dự án đã được quyết định đầu tu xây dựng từ 2006 - 2014.

Hình 1-5: Dự án ngăn các của sông ở Venice - Italia1.1.2, Trong nước

1.1.2.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dung

- Trong kỹ thuật khi hin khẩu để người ta đã cho đánh đấm các thuyén, xà lanâu đê.

lớn chở đất cát đá tại vị bị vỡ để hàn k

~ Ngoài ra nguyên lý đánh đắm cửa van phao Clape trục trên đã được ứng dụng.để im khô đường him khi thi công nhà mấy thuỷ điện Hod Bình vào khoảng năm1980.6 đây người ta đã dùng cửa van phao Clape trục trên đặt cuối đường him, khibơm nước vào cửa van phao Clape, cửa van sé chim xuống va bit kin đường him.

+ Khi thi công cảng Cái Lân- Quảng Ninh, các chuyên gia tư vấn iea(Nhật Bản)

và Tedy (Việt Nam) đã chọn phương ân bến cảng thùng chìm, các thùng chim có kích

thước di x rộng x cao =20x1 1x16m được đúc trên y nỗi, sau đó đánh chim y nỗi để

kéo các thing ra vịt lắp ghép thinh cing.

- Tại ác tinh đồng bằng sông Cứu Long trong những năm trước đây, trước tinh

hình bức xúc của thực tế sản xuất, hàng năm phải thi công hàng trăm đập tam, năm.

2002 Công ty cổ phần bê tông đúc sẵn 620 da sin xuất 01 đập phao thi vụ có kích

thước 8x4x4m, dé ngăn một kênh nhỏ hơn 10m, sâu 2 đến 2,Sm Do chưa được nghiên.

sứu thiết kế diy đủ nên đập phao loại này không giải quyết được việc điều t dingchảy vi không có cửa van,

Nguyên lý mới cơ bản của công nghệ cổng đập xa lan của Viện Khoa học Thuỷ.

lợi Việt Nam [3] là không cần xử lý nền hoặc xử lý nhẹ trên nền đất yếu có g = 3°

Di chuyển x3 ln không cần phương tiện hỗ trợ nỗi

= Năm 1992 - 1995 trong đề tài KC-12-10 đã có kết quả nghiên cứu cống đập xà

- Năm 2003 để tải cắp Bộ "Nghiên cứu thiết kế chế tạo đập xã lan di động" đã

được triển khai và có kết quả nghiên cứu(3].

- Năm 2004 thực hiện dự án SXTN cắp nhà nước DABL-2004/06: “Hoàn thiện

sông nghệ thiết kế, chế tạo thi công và quản lý vân hành dip xà lan di động áp dụng

“cho vùng triểu phục vụ các công trình ngăn sông vùng ven biển”, Dự án đã được hoàn

thành, nghiệm thu và được đánh giá cao|4]

= Năm 2004, triển khai ứng dụng thir nghiệm thành công vio công trình Phước.

Lon:1g - Bạc Liêu chênh lệch cột nước AH=0.7m, độ sâu 3.7m, chiều rộng kênh 32m,

chiều rộng cổng 12m5]

= Năm 2005, áp dụng thử nghiệm tiếp ở cổng Thông Lưu - Vĩnh Lợi - Bạc Liêu

với chênh lệch cột nước AH=2.2m, độ sâu 3.5m, chiễu rộng kênh 25m, chiều rồng

công 10m[S].

Đập xà lan có 2 dang:

~ Xa lan dang hộp.

+ Xã lan dang bản dim,

1.1.2.2 Nguyên lý lim việc của dip xà tan

Đập xã lan thiết kế dựa trên các nguyên lý sau:

~ Ôn định ứng suất, lún: Giảm nhỏ ứng suất đáy móng dé ứng suất nhỏ hơn ứng.ất nền,

suất cho phép của én dạng nhỏ hơn biển dang cho phép mà không phải xử lý- Ôn định trượt lật: Dùng ma sát day và tường biên và bổ trí công trình hợp lý.

- Chống thắm: Bing đường viền ngang đưới bản diy công trình.

= Chống x6i: Tính lưu tốc sau cống nhỏ hơn lưu tốc xói cho phép của đắt nềnVe<[Va], trong một số trường hợp cổ gia cóc

1.1.2.3 Cấu tạo cơ bản đập xà lan

a Xã lan dang hộp phao.

Xa lan dạng hộp phao là đập xa lan có hộp day, trụ pin là các hộp phao rng,

khả năng nổi của xà lan phụ thuộc chủ yếu vào kích thước hộp day Được đánh chim

và làm nổi bằng cách bơm nước vào hoặc ra khỏi hộp đáy bằng hệ thống bơm vàcđương ông bổ t sẵn trong xà lan Vật liệu chế tạo đập Xa lan cổ thé là Thép hoặc bê

tông cốt thép,

1, Cửa van 2 Hộp đầy 3 Vách dọc giữa _ 4 Vách ngang giữa

5, Dim đọc 6 Trụ pin 7 Tời 8 Nip him9.Hệ thống bom 10, Buong éng 11, Cauthang — 12.Lanean

Hình 1-8: Mé hình đập Xã lan

b Kết cấu xà lan bản dầm bê tông cốt thép.

Hành 1-9: Cit doc đập xà tan tường bản sườn

ap xà lan tường bản sườn BTCT là đập được tạo thành bởi bản đáy đỗ liền

khỏi với hai trụ pin song song, đu là bản có gia cường bằng hệ thống sườn và dim đỡ.Khi bịt kín hai đầu bằng tắm phai hoặc cia van thì tạ thành đập xã lan để di chuyểnđến vị trí xây dựng

ATI cari Arh

"Hình 1-10: Cét ngang đập xà lan tường bản sườn

1.124 Giáipháp thí công= Chế to xà lăn

+ Phần xà lan được chế tạo ngay vi tí công trình, trong nhà máy, trong hồ thicông hoặc được đúng bằng hệ nỗi

+ Lắp đạt cửa van và thiết bị va hành lên phần xà lan

+ Hạ thuỷ dé di chuyến đến vị trí xây dựng công trình

Lắp đựng công tinh

+ Hồ móng được đào bằng máy hút bin và làm bằng bằng máy chuyên dụng

+ Dũng tâu kéo lai đất phần xà lan vio vi tử xác định xây dựng công trình tiến

hành bơm nước vào thân xà an và đánh dim.

+ Dip dit mang cổng và lt bảo về mới thượng hạ lưu

1.1.2.5 Tình hình ing dung đập xà lan ngoài thực tễ

- Năm 1992, trong dé tài khoa học cấp nhà nước "Nghiên cứu áp dụng công nghệ

tiên tiến trong cân bằng, bảo vệ và sử dụng cổ hiệu quả nguồn nước Quốc gia" mã sốKC12-10 [3] do GS.TS Trương Đình Du làm chú nhiệm đã dé xuất công nghệ đập xàlan di động Công nghệ đập xa lan di động được thiết kế thi công theo nguyên lý tối

va, kết su nhẹ thích hợp với nền đất yéu có chênh lệch cột nước thấp, lưu lượng tiêu

don vị nhỏ đã khắc phục được các nhược điểm trên của công trình tru

= Năm 2003 được nghiên cứu sâu hơn trong đềBộ: Nghiên cứu tchế tạo đập ngăn mặn di động, phục vụ chuyển đổi cơ cầu kinh tế vùng ĐBSCI

- Giai đoạn năm 2004-2007 được nghiệ

“Hoàn thiện công nghệ thidt kế, chế tao th công và quân lý vận hành đập xà lan dĩ

cứu tiếp trong dự án cấp nhà nước.

động áp dung cho vùng triều phục vụ các công trình ngăn sông vùng ven biển" [4]- Năm 2006-2008: Các công nghệ ngăn sông mới đã được tổng kết và đồng thời

một số công nghệ mới được đề xuất rong đề ti cấp Bộ "Aghiền củu các giải pháp

\ do PGS.TS, Trin Đình

thiết kế, xây dựng công trình ngăn sông lớn ving ĐBSCI

Hoà ~ Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam làm chủ nhiệm [8]

Sau khi các để tai nghiên cứu được đánh giá, tổng kết, công nghệ đập xà lan di

động đã ứng dụng thử nghiệm thành công vào một số công trình như:

+ Năm 2004: Hoàn thành công trình Phước Long ~ Bạc Liêu, chênh lệch cột

nước AH0.Jm, độ sâu 3,7m, chiều rộng kênh 32m, chiều rộng cổng lâm.

Hình 1-11 : Cổng Phước Long - Bạc Liêu

+ Năm 2005: Hoàn thành cống Thông Lưu tỉnh Bạc Liều với chênh lệch cột nước

‘AH=2.2m, độ sâu 3.5m, chiều rộng kênh 25m, chiéu rộng cổng B= 10m.

+ Năm 2007; Hoàn thành công Minh Hà tỉnh Cả Mau với chênh lệch cột nước.‘AH-2,3m, độ sâu 3,5m, chiều rộng thông nước B=10m; Hoàn thành 7 cổng thuộc tiểucự ấn © Môn - Xà No địa bàn tinh Hậu Giang, Kiên Giang, TP Cần Tho, các cổng có

chiều rộng thông nước từ 5-10m.

+ Năm 2008: Hoànthành cổng Rạch Lim ~ Cà

Mau có bé rộng thông nước

B=l0m, cửa van tự động

một chiều

Hinh 1-12 : Cẳng Rạch Lim ~ Cà Mau

+ Từ năm 2008 - đến nay: Các cơ quan có thấm quyền đã phê duyệt dự án đầu.tu, phê duyệt thiết kế bản vẽ th công cho gần 100 công trinh ở Đồng Bằng Sông CứuLong, tong đó cổng có chibu rộng cửa lớn nhất là 16m (01 cửa) Có nhiều cổng đã thisông cơ bản hoàn thành như 9 cổng thuộc địa bàn tỉnh Sóc Trăng thuộc Hệ thống công

trình phân ranh mặn ngọt tỉnh Sóc Trăng - Bạc Liêu1.1.2.6, Nhận xét đánh chung về công nghệ đập xà lan

* Hiệu quả kinh tế kỹ thuật và xã hội

+ Hiệu quả kinh tế

~ Giá thành rẻ, tổng mức chỉ phí đu tư cho xây đựng đập Xã lan vio Khoảng

460% - 10% so với cổng truyền thống có cùng điều kiện

~ Khả năng di chuyển của công trinh trong trường hợp thay đổi vị tí tuyển do

yêu cầu chuyển đổi sin xuất không chi có ý nghĩa về mặt khoa học mà còn làm lợi

kinh tế rất nhiễu do sử dụng lại kết cấu công trình vả không mat chỉ phi phá đỡ.

- Thay thé được đập tạm bằng đất lạc hậu, tránh lãng phí và gây 6 nhiễm mỗi

+ Hiệu quả kỹ thuật

= Đập Xã lan mở thêm một hướng di mới cho công nghệ ngăn sông, thúc dy sự

phat triển công nghệ mới trong xây dựng công trình thủy lợi nói chung.

- Sử dụng khả năng chịu lực của nn tự nhiên để xây dụng công tỉnh ma không

phải xử lý nền đất yếu một cách tốn mm.

- Téi ưu hóa được kí du tế kiệm nguyên vật liệu

= Thỉ công nhanh, giảm được diện ích chiếm đắt xây đựng công tình

- Công trình mang tính kiên cổ bền vững, quan lý vận hành dễ dàng,

Đập Xã lan cổ thể chế tạo lắp đặt theo tinh chất công nghiệp.

+ Hiệu quả xã hội

- Đập Xã lan được thi công lắp đặt ngay trên lỏng sông vì thé không phải đền bù

giải phông mặt bằng, di dời nhà cửa để xây dựng công trình như công nghệ truyền

- Đập ứng được nhu cầu phát triển kinh tế của khu vực chịu ảnh hưởng triều để

nâng cao đời sống nhân dân, góp phần én định tình hình xã hội ở vùng ven biển.

- Công nghệ đập Xa lan mang lại hiệu quả cao hơn trong xây dựng cho những

‘ving giao thông kém phát trién, vận chuyển nguyên vật liệu khó khăn, điều kiện tự

nhiên phúc tạp như ving sâu, ving xa ban đáo Cả Mau.

- Tính năng di động của đập Xã lan đáp ứng được yêu cầu quy hoạch mở, phát

tiễn kinh tế ong trơng hi, góp phần vio công cuộc hi dại hoa nông nghiệp

~ Không lim 6 nhiễm môi trường khu vực do thi công dp và phá dỡ đập tạm gây

nên Công nghệ đập Xa lan gin như không làm thay đổi cảnh quan môi trường tynhiên (không phải làm mặt bằng và din đồng thi công

= Do mở rộng khẩu độ nên tăng khả năng tiêu thoát lũ vả bảo vệ môi trường chokhu vực tốt hơn so với đập tạm và thống,ig truyi

Thành công của công nghệ đập XA lan đã được ghỉ nhận ở giải thưởng

VIFOTECH năm 2006, được cấp bing độc quyền sing chế năm 2007 và được Hộiding Điều phối Xây dung châu A (ACECC - Asian Civil Engineering CoordinatingCouncil) quyết định trao giải thưởng | trong 5 công nghệ xuất sắc tháng § /2007.

12 Kết luận chương 1

Qua tổng hợp, phân tích thấy rằng, việc sử dụng kết cầu dạng phao hộp bằng bê

tông cốt thép 6 thể nỗ và di chuyển trên mặt nước trong xây dựng công trình đã được

một số nước trén thể giới nghiên cứu và ứng dụng từ rất sớm Cho đến nay vẫn còn

được tiếp tục nghiên cửu áp dụng cho xây dựng các công trình ngăn sông Tuy nhiên,

sắc công trình này thường tắt lớn, hiện dai và các thông tin có được là hết sức han chế

6 nước ta từ những năm 1992 đã có những nghiên cứu bước đầu về công trình

dang Phao (xà an), đến năm 2004 mới được áp dụng lin đầu tiên vào công trình cổng

Phước Long với khẩu độ cổng 1 khoang rộng 12m Đến nay, công nghệ này đang được

ứng dụng ngày một rộng rãi trong thực tế Để công nghệ này ứng dụng tốt và hiệu quả

hơn nữa vào thực tế vẫn còn một số vẫn dé kỹ thuật cần phải được nghiên cứu, phân

tích đầy đủ hoàn thiện hơn, nhất là đối với đập xà lan dang bản sườn, Một trong số nộidung 46 đối với đập xa lan dang bản dim mã dé ti luận văn sẽ di sâu tim hiểu và cổ

Chương 2 CÁU TẠO, NGUYÊN LÝ VÀ PHƯƠNG PHAP TÍNH TOÁN.

‘THIET KE DAP XA LAN BAN DAM2.1 Chu tạo, nguyên lý Đập xà lan bản dim

Đập xà lan dạng bản dim được tạo thành bởi bản đáy dé liên khối với hai trụ pin

song song, đều li bản có gia cường bằng hệ thống sườn và dim đỡ Khi bit kin hai đầubằng lắm phai hoặc cửa van thi tạo thành đập xà lan để di chuyển đến v ri sây dụng

3.11 Cấu tạo và bd trí kết cấu

itp lan trờng bản sườn gm các bó ph

[Bin diy: bằng bản BTCT dày 25-30em và được gia cường bằng hệ thống dim

(om, chiều cao dằm dọc và ngang ndi trên mặt sản, khoảng cách giữa các dim 1

30-35cm, chiều rộng dim 20-2Sem, riêng hai dim ngang ở hai đầu xà lan có chigu rồng

lớn hơn (55 = 65cm) dé đỡ hệ phai chắn nước khi di chuyển Tại vị trí cửa van và phai

có dim ngang cao 30-35em, rộng 1,0-1,5m dé đỡ van và tăng cường khả năng chịu lực

cho bản diy xà lan theo phương ngang.

Trụ pin: bằng bản BTCT dày 20-25em và được gia cường bằng hệ thông sườn.

đứng và ngang ở plchiều diy dim 20-25;

ngoài, khoảng cácgiữa các sườn 1,2-2,0m chiều cao 30-40em,riêng hai sườn đứng ở hai đầu xả lan có chiéu dây lớn hơn

(6Š ~ 6Sem) để bổ trí khe phai chin nước khi di chuyển Tại vị tí cửa van và phải

tưởng sườn cao 30-40em, dày 1,0-1,5m để bố tri khe van và khe phai đồng thời ting

cường khả năng chịu lực cho trụ pin xà lan

Các kích thước trên chỉ có ÿ nghĩa vỀ mặt cấu tạo, đối với mỗi công tình phải

tinh toán kết cầu, độ ni, ôn định để xác định các kích thước nay.

Cửa van : Cửa van thường sử dụng như : cửa phẳng, cửa clape trục dưới, cửa van

tự động một chiều hoặc hai chiều

Phai thi công, sự ed; Dé tạo thành hộp.

xà lan thi ding phai bịt kin hai đầu xà lan, Hai tắm phai 2 đầu làm bằng bs

g phục vụ di chuyển và hạ chìm đập

ng cốt

thép hoặc vật liêu khác có bản lễ ở đáy và khi hạ chim xong thi hạ phai nằm xuống

lâm sân tiêu năng thượng hạ lưu.

Cầu giao thông: Với đập xà lan loại này được ứng dụng cho những công trình có

khoang rồng (2-10m), có thể kết hợp làm cầu giao thông bằng cách làm bản liên kết

với hai trụ pin, vừa làm mặt cầu vừa khác có tác dụng như một thanh giằng ngang liên

kết hai trụ pin để tăng độ cứng vững của công trình Cũng cỏ thể ứng dụng nhịp giữabằng thép để tháo lắp đơn giản phục vụ nhủ cầu giao thông thủy cho những thi

Khổ về tinh không cầu.

XVậtliệu lâm đập xà lan bản dằm li bê tông cốt thép hoặc bé tông dự ứng lựcDap xà lan bản dim có thể chỉ gồm một xả lan hoặc ghép nhiều xả lan lại vớinhau thông qua khớp nỗi mềm, như vậy cổ thể ding đập xi lan để ngăn những con

L

Hinh 2-4: Phối cảnh đập xà lan bản dém dùng cửa van clape

2.1.2 Nguyên lý thiết kế [4]

- Ôn định ứng suất, hin: Giảm nhỏ ứng suất đấy móng 48 tan dung tối da khả

năng chịu lực của nền đất yếu, Khi ứng suất nhỏ hơn ứng suất cho phép của đất nền,

biến dạng nhỏ hon biến dạng cho phép thi không phải xử lý nền.

- Ôn định trượt lậc: Dùng ma sắt đầy và tường biên và bổ trí công trình hợp lý.- Chống thắm: Bằng đường viễn ngang dưới bản đây công trình.

= Chống xói: Tính lưu tốc sau cống nhỏ hơn lưu tốc xói cho phép của đất nền

'Ve<[Vx], trong một số trường hợp có gia có chống xói cục bộ bằng thảm đá

2.2 Nguyên tắc chung khi thiết kế đập xà lan bản đầm.2.2.1 Nguyên tắc chungl4]

~ Thiết kế đập xả lan phải xuất phat từ thực tế, cản phải đạt được trình độ kỹ thuậttiên tin, ánh tẾ hợp lý, an toàn vững chắc, vận hành thuận tiện

~ Thiết kế cống phải phù hợp với các quy định của TCXDVN 285-2002chun khảo sắt dia chất công trình thủy li”, và các tiêu chun về

~ Thiết kế cống đập xa lan thường phân ra các giai đoạn phù hợp với Nghị định16/2005/NĐ.CP, |

nghiệm đất

t xây dựng va các văn bản liên quan của nhà nước,

- Thiết kể cổng cin phải thu thập, nghiên cứu và nắm chắc hạng mục t liệu sơ

ban của vùng xây dựng cống một cách can thận( bao gồm: Thủy văn, Khi tượng, bùn.sát địa hình, địa chất thí nghiệm, yêu cầu li dụng tổng hop, điều kiện thi công vàvận hành, tài liệu quy hoạch lưu vực sông ) Nếu thiểu các tài liệu, không được tiền

hình thiết k

2.2.2 Lựa chọn vị tril]

+ Chọn vị tí dp xã lan cần phải căn cứ vào đặc điểm và yêu cầu vận nb, xét

một cách tổng hợp các nhân tổ, địa hình và địa chit, dòng cháy bù sắt thi công quảnlý và các mặt khác Sau khi đã so sánh kinh tế kỹ thuật để xá định.

~ Vị trí đập xà lan nên đặt trên nén đắt tự nhiên có điều kiện địa chất cho phép Ở.

đồng bằng sông Cửu Long địa chất nỀn về tổng thể thường tương tự nhau nên vị tí

thường chọn theo điều kiện địa hình

~ Vị trí đập xà lan nên chọn đặt ở đoạn sông có trang thái dòng chảy êm thuận,

lòng sông và hai bờ ổn định,

+ Cổng khống chế nên chọn đặt ở địa điểm lòng sông thẳng đều.

+ Cổng lấy nước hoặc cổng phân Hi nên đặt ở vi tỉ dinh bờ lõm của đoạn sông

hơi lệch xuống hạ lưu một chút

+ Cổng tiên tháo ing nên đặt ở địa thể đắt thấp trăng và đồng chảy thoát đễ ding

+ Cổng ngăn triều nên chọn tại vị trí vùng lân cận cửa sông có bờ én định

+ Chọn vi trí đặt cổng dip xà lan phải xem xết cúc điều kiện bổ trí mặt bing,

đường vận chuyển đập xà lan đến vị tr lắp đặt Nơi sản xuất đập xa lan phải có đủ các

điều kiện về nguồn vật liệu xây dựng, giao thông vận tải, cắp nước cấp điện cho thi

công,

~ Chọn vị tí cống đập xà lan nên xé tới Khả năng sau khi công trình hoàn thành

thuận tiện cho việc quản lý vận hành, duy tu bảo dưỡng, phòng ngữa và cắp cửu khi có

lũ, bão

~ Chọn vị trí công đập xả lan phải nghiên cứu các yêu cầu sau đây:

Hạn chế di đời nhà cửa và chiếm dụng đất dai

Cổ gắng kết hop cầu giao thông,

Cé lợi cho việc bảo vệ môi trường.

Có lợi cho đơn vị quản lý kinh doanh tổng hợp.

Nên bổ trí cổng ở lông sông để giảm giải phóng mặt bằng và đảm bảo môi trương

sinh thái

= Chọn vị tí đặt cổng đập xà lan nên căn cứ vào tính chất công trình đầu mỗi và

yêu cầu lợi dụng tổng hợp, xét bố tí một cách hợp lý hải hòa và các hạng mục công

trình khác của công trình đầu mồi.

2.3, Phương pháp thiết kế Đập xà lan bản dim

Trong phần này tác giả sẽ đi vào giải quyết các bài toán cơ bản để tính toán thiếtlập xà lan bản dim như sau:

+ Cách sắc định các kích thước, cao tình cơ bản của đập à an bản đầm

- Phân tích lựa chọn loại hi

~ Cách tính toán Ôn định kết cấu; Ôn định ha chìm: On định lún: On định trượt

h cửa van phù hợp đập xà lan bản dimlật Ôn định thắm;

2.3.1 Cách xác định các kích thước, cao trình cơ bản của đập xà lan [4]

2.3.11, Xác định chiẫu ring thoát nước Be

Việc xác định chiều rộng của cổng là rit quan trọng vì nó quyết định giá thànhđầu tư, hiệu quả công trình, nhưng nó hoàn toản phụ thuộc vào lưu lượng lũ cẩn tháo.Lưu lượng lũ cần thio phụ thuộc vào tin suất thiết kế công tình Hi hết các cổng

vùng triều ở nước ta đều được thiết kế với tiết điện cống bằng 0,4+0,6 tiết diện sông.

“rong khi đồ ở Trung Quốc cổng được thiết kế khả lớn, chiều rộng của cổng bằng0,6+0,85 chiều rộng sông (bảng 2-1).

Bảng 3-1: Tỷ lệ tham khảo chọn bê rộng công so với ba rộng kênh

Bề rộng lòng sông (kénh)m | Chiều rộng cống/chiều rộng sông

50100 206+0,75100200 20,75 + 0.85

>200 >085

"Những cổng vũng tiểu ấp dung cửa van tự động cảnh cửa th hiệu quả ngăn triềutiêu ting căng rõ nét hơn vì loại cửa này có đặc tính ngăn nước triều bổ sung vào đồng

và chỉ tiêu dng do nước mưa gây ra một cách chủ động

Xác định khẩu diện cống là bai toán kinh tế, kỹ thuật nên phải so chọn nhiều.

phương án về giá thành và hiệu quả kinh tế xã hội.

“Tăng chiều rộng cửa cổng thì khối lượng thân cống tăng,thước ngang của

sân trước sân sau tăng, khỗi lượng cửa van tăng nhưng giảm được quy mô và chiều dài.sin tiêu năng dng kể Do làm cổng ở lồng sông nên giảm được kinh phí đền bi đất và

không phải đầu tư dip đập ngăn sông và tăng khả năng tháo, giảm được ngập lụt

thượng lưu

Việc tính khẩu điện cổng chủ yéu là căn cử vào lưu lượng cin tho với điều kiện

1 Có thể chọn khẩu dignhau của đường cong vẫn dẫu tư và đường cong hiệu quả đưa lại

là giảm gây ngập ở phía thượng lưu i wu theo di

Vốn đầu tư vả tính hiệu quả thu to)

nhập từ ting điện tích gieo trồng, chin

nuôi do Không bị ngập rong thời hạn

hoàn vốn hoặc kéo đài hơn một ít Việc Hậu qu vv (1

giảm điện tích ngập Ung còn có hiệu quảôi trường và xã hội, nhưng đi

khó tính được ra tiền Việc xác định khẩu

diện cổng là bài toán phức tạp nhưng định chiều rộng cổng hap

được gi quyết rong giai đoạn đầu tr, ts

Chiều rộng cổng được xác định theo các điều kiện kỹ thuật:

a Tinh toán thuỷ lực thoát lĩ đảm bảo Ql

b, Đảm bảo điều kiến iy nước tưới hoặc ấy nước nuôi trồng thuỷ sản

«, Dim bảo thông thủy

4, Giảm gia cổ tiêu năng Qtn (V <[Vụ,))

e, Dim bảo điều kiện kinh tế,

Ql: Ở đồng bằng sông cửu long ~ sông rach ching chit, đ tinh toán hưu lượngtháo lĩ qua công tình, ta phải chạy bài toán thuỷ lực mạng sông, hiện nay có rit nhiềuphương pháp và chương trình dé tinh toán lưu lượng tiêu tại một nút sông.

Bài toán tiêu; Tính tiêu cho lũ hè thụ thn suất P10%

Bài toán tiêu: Tính tiêu cho lũ chính vụ(vụ mùa) với tần suất P10%.

Bài toán tưới tính ton đảm bảo yêu cầu lấy nước tới với tn suất dim bảo

Bài toán lấy nước phục vụ nudi trồng thuỷ sản: thông thường yêu cầu lấy nước

trong một con triéu do đó cổng thường cỏ khẩu diện lớn.

Bài toán thuỷ lự tiêu năng với tn suất P1% li: Tinh toán thuỷ lự tiêu khi mưa

trong đồng với tin suất P1% gặp tổ hợp triều ngoài sông rút nhanh gây bắt lợi về nối

tiếp tiêu năng, có nghĩa là trường hợp tiêu với Q1% qua cống gây AZ có giá trị max vàVmax.

'Chiều rộng thông nước theo điều kiện kinh tế

Giá thành của côiinh cắn thành bởi ba bộ phận su:

Ge: Giá thành kết cấu cổng.

Gin; Giá thành của bộ phận tiều năng

Gev: giá thành bộ phận cửa văn

Từ đây ta có thể phân tích qui luật sau:Ge lệ thuận Be

G tệ nghịch BeGev tỉ lệ thuận Be

Nhu vậy bài toán thiết ké đặt ra là: Tìm Be sao cho (G=Ge+Gtn+Gev) đạt giá trị

B, tăng thì G,, giảm; B, giảm thi Gạ ting

Đây là bài toán thir din với khối lượng tinh toán nhi Hiện nay chúng ta chỉ xác

định Be theo điều kiên a, b và thường hay bỏ qua điều kiện ¢ và d Nhiễu trường hợp

Be xác định theo điều kiện e.d lớn hơn Be theo điều kiện a.

Hinh 26: Cách tm chiều ring cổng tối im

Tư tưởng chủ đạo của việc thiết kể thi công đặp xà lan bản dim là mở rộng khẩudiện cổng để vận tốc ding chảy qua cổng nhỏ hơn vận tốc không sới, do đồ không xử

iêu năng sau cổng Nếu tính toán thuỷ lực thấy có khả năng gây xói hạ lưu cổng thì

6 thể gia cổ thim da, hoặc thả đ rồi để chống xói Khi cin lấy nước ngược mà vận

tốc lớn thì cũng nên gia cố sân trước bằng thảm đá 20-30cm.

Các sống min nam ở vùng phần ranh mặn ngọt cổ chênh lệch thảo nhỏ, tỷ lưuqua công nhỏ 2-5mŸ/slm thì có thé xem xét không cằn gia cổ thượng hạ lưu.

Chiễu rồng cổng theo điều kiến 22.1.a được tinh theo công thức

B ¬ en

Trong đó.

ge: Hệ số lưu tốc khi chảy ngập lấy theo hệ số lưu lượng m của đập tran đình

rong Theo tị số gin đúng của Cumin với cửa vào tương đối thuận, không có

tường cánh lấy hệ số lưu lượng m= 0,32, ọ, =0,85.

= h Độ sâu cột nước trên đỉnh đập khi tiêu nước, trong tinh toán ban đầu có thểbỏ qua độ hỗi phục Zip thiên vé an toàn hon,

Kiểm tra xói hạ lưu:

Lưu tốc dong chảy : Voy, Q-2)Lưu tốc không x6i cho phép của đáy kênh với đất sét mém yếu [Via] khoảng

2.3.1.2 Phương pháp xée định một số thông số cơ bản của xã lan

~ Đảm bảo điều kiện xà lan phải nỗi và cân bằng khi di chuyỂn trong nước

~ Đảm bảo điều kiện ôn định trượt lật

- Đảm bảo đủ chiễu đãi chống thắm

* Phương trình cân bằng đập xà lan khí nỗi trong nước.

Nội dung cơ bản của mục này là trên cơ sở các phương trình cân bằng lực để xác

định kích thước cơ bản của đập xa lan.

& w

Tình 2-7: Cúc ích thước và kj hiệu cơ bản đập của vã lan

Yêu cầu khi thiết kế đập xã lan là nó phái nỗi được trong nước với độ nỗi thiếtkế, Đập xà an đang nổi trên mặt nước chịu tác động đồng thời của hai lực ngược chiềunhau, trọn lượng bản thân đập xà lan và các hết bị dat trên đồ theo phương hướng

xuống, và lực nồi aesimet theo hướng ngược lại.

Điều lên nổi của đập xà lan trong nước là lực nỗi diy có gi trị tuyệt bằng

trọng lượng đập xà lan và thiết bị, tâm ndi(B) của phần chìm đập xà lan va trọng tâm

(G) cũng nằm trên đường thẳng vuông góc với mặt thoáng

Xét một đập xà lan bản dim có kích thước BxHL.L, kích thước hai trụ pinBxH,xLy.

Hạ: Chiều cao day đập xà lanBy: B rộng của trụ pin

Lạ; Chiều đãi dọc đồng chảy của trụ pin (trong trường hợp tụ pin bằng bản đáy

thì Lp=L)

HH: Chiều cao trụ pin,

hạ: độ ngập nước của đập xà lan

B: Bề rộng toàn bộ của đập xả lan.

L¿ Chiều dai dọc dong chảy của đập xả lan.

* Điều kiện đảm bio cho xà lan nỗi trong nước

Điều kiện nỗi của xà lan

3G Bxh,xI, 6-3)

G: Trọng lượng toàn bộ xà lan và thiết bị

Thong thường đối với cổng vùng trigu có day kênh <2.5+-3.5, độ sâu nước trong

kênh giao động từ 2.0-2.5m.

* Điều kiện ôn định nỗi của xà lan trong nước

Để đảm bảo xà lan không bị lật ngay khi nỗi thi nó phải đảm bảo én định ở trạng

thái nh Điều này phụ thuộc vào vị tí tương đối của trong tâm và tâm nỗi tức là phụ

thuộc vio kết cấu của xả lan.

Điều kiện đảm bảo cho xã lan khi nỗi ôn định trên mặt nước là tâm nỗi của phần

chim và trong tâm của xà lan nằm trên cing đường thẳng vuông góc mặt thoáng.“Trọng tim cũa xà lan:

Để xà lan nỗi đu trên mặt thoáng thi kết cầu xà lan phải thod mãn phương tinh

Ũ 6-6)

git Trong lượng của kết cầu thứ , hoặc tải trọng thứ i

xj y¿ khoảng cách tir trong tâm kết cấu thứ i hoặc tải trong thứ ¡ đến trục OX,

G: Trọng tâm của xà lan

oG=z, = @-7)

Tâm nỗi : của phn chim xa lan là trong tâm của phn chìm xi lan, đối với xa an

dối xứng thì toạ độ tâm nổi là

với bản kính MB còn tâm là M Khi xả lan nghiêng với góc nghiêng lớn điều trên.

không còn ding nữa Tâm B lúc đó dich chuyên theo qui đạo giả clip, còn M luôn nằm

trên đường cong ngược với đường cong B.

Khi xà lan nghiêng góc nhỏ tỉ tang ~ ệ

Công thức (2-9) xác định chiễu cao tâm dn định khi hn<Hx

Diễn biến ôn định:

Nếu: Lach

hoặc Z4>Z6>Zn

‘Thi xà lan ở trạng thai ôn định bn Khi làm nỗi nếu xà lan nghiêng góc 4, tâm

nỗi di chuyển từ B đến BI, lực nổi W đi qua tâm nỗi BI và hướng lên, trọng lượng xà

lan di qua G và hướng xuống, hai lực này song song ngược chiều nhau và có giá trị

tuyệt đối bằng nhau, tạo ra momen phục hồi (M,„,) đưa xa lan về lại vị trí cân bằng.

My=2G.GM.sin@ = EGGML4,

Gy: khoảng cách tử trọng tâm đến tâm én định

Trong qui định thiết kế tau thuỷ Gyy ti thiểu phải lớn hơn 0 cho tau vận ti,

'Gu,>0.05m hoặc 0.003B cho tàu đánh cá Đối với xả lan cũng vậy.

Néu Zp <Za<Zo xà lan ở trạng thái ôn định không bền.(2.9) ta tinh toái

‘co bản của xà lan cũng như bố trí các thiết bị và tai trọng trên nó dé xa lan đảm bảo nồiDựa vào hệ phương trình trên từ (2.3) đi thướcin được các kí

‘can bằng trên nước.

Thông thường sau khi xà lan thiết kế xong ta tiến hành xác định trong lương đồi

trong thêm vio dé xà lan nỗi én đình trên nước

2.3.1.3, Xác định cao tình ngường cổng 11, [13]

Cao trình ngường cổng là thông số có tính kinh tế kỳ thuật, nếu đặt ngường cổng

sâu gin bing đáy sông (kênh) thì cột nước H trên cổng lớn và do d6 giảm được dingkể chiều rộng của cổng Thông thường các cổng ở đồng bằng sông Cửu Long hiện naycao trình đáy cổng chỉ cao hơn đáy sông từ 0.2 + 0.5m, có một số cổng lấy bằng đáysông Những nơi có bùn cát đáy nhiều thì không nên chọn cao trình đáy ngường thấp,

xì khi bin cát bồi lắng gây cân trở cho vận hảnh cửa van.23.14 Xúc định cao trình định cổng| T1, [13]

Cao tình định cổng vùng tiểu phải đảm bảo ngin được mức nước tiểu cườngcao nhất và giữ được mức tưới cao nkgi đã quy định cộng thêm độ an toàn Trong,

trường hợp các công vùng ven biển trực tiếp chịu tác động của sóng biển thì ngoài cao.trinh ngăn triều lớn nhất còn phải cộng thêm mực nước ding do sông và cộng thêm độ

hị- Mực nước thuỷ chiều cao nhất tước lúc xây dựng cổng, tim mực nước triềuao nhất ứng với của tin xuất phi hợp với cẤp công trình.

hạ- Sau khi xây dựng cống, cống đóng làm nước dâng cao, có thé tính theo lý

thuyết sóng, thường lấy bằng 30%:40% chênh lệch tiểu trung bình.

hạ- Chiều cao sóng, nếu hy sử dụng rong tài liệu thuỷ triều đã bao gồm chiềuao sóng thi mục nay không cần đưa vào

he Độ vượt cao an toàn,

2.3.1.5 Xác định cao trink định cea van

cao nhất, đảmCao trình định cửa van phải đảm bảo ngăn được mức nước tri

bao giữ được mức tưới quy định cộng thêm độ vượt cao an toàn Thường lấy bằng caotrình định cống hoặc nhỏ hơn | trị số do trụ pin vượt lên để làm cầu công tác khoảng.

0,220.5 m.

2.3.2 Phân ích lựa chon loại hình cửn van áp dụng cho công đập xà lan bản dằm

2.3.2.1, Bink gid chung

Đập xà lan bản dim là một dang công tình ngăn sông (kênh, xing ) và thựchiện nhiệm vụ công trình như bắt kỳ loại hình công trình ngăn sông khác Vì vậy, vềnguyên tắc cổ thể áp dụng nhiều loại cửa van khắc nhau cho đập xà lan bản dim miễnsao đáp ứng tốt được yêu cầu cụ thể của từng công trình Tuy nhiên, do đặc điểm về.mặt kết cầu, thi công đập xi lan di động có những điểm khác với công trình ngăn sông

truyễn thông nên khi áp dung hình thức cửa van cần phải được lưu ý thêm

23.2.2 Phân tích hea chọn két cầu cửa van hợp ti

a, Lựa chọn loại cửa van:

Trong giới han nghiên cứu của luận văn, phạm vi ấp dụng đập xi lan bản dim

chủ yếu cho vùng đồng bằng ven biển Đối với các vùng này chủ yếu có 3 loại cửa van

được ấp dụng hiệu quả là: cửa van Clape, cửa van tự động kiểu cánh cửa, cửa van

phẳng Mỗi loại cửa van đều có những ưu điểm và tổn tại nhất định, vige áp dụng loại

“cửa van và vật liệu chế tạo nào cho đập xà lan bản dim cần phải căn cứ vào nhiệm vụvva điều kiện cụ thé của từng công trình,

Đối với các công trình nằm ở những vùng cin thực hiện nhiệm vụ thao chua rửaphèn, tiêu ting thoát lũ thì rõ rằng cần phải áp dụng loại cửa van tự động kiểu cánh

cửa

Địvới những công trình chỉ cần ngăn mặn giữ ngọt, iêu dng thoát lũ và có nhu

cẩu thông thuyền lớn thi nên áp dụng loi cửa van Clape để mở rộng khẩu độ và thôngthoáng cho thuyén bè qua lại được dễ dàng.

phương án cửa van phẳng.

các cổng chỉ có nhu cầu ngăn mặn giữ ngọt, khẩu độ bé có thể xem xét

Việc áp đụng loại cia van nào cần phái được phân ich một cách in hoại, không

nên máy móc, sẽ dẫn mang lại hiệu quả khai thác sử dụng công trình không được cao.

2.3.3 Phân tích lực và tổ hợp lực tác dụng

Phin ích ngoại lực tác dụng trong trường hợp bất lợi nhất là khỉ chênh lệch mực

nước thượng hạ lưu lớn nhất

2.3.3.1 Trường hop sử dung cửa van clape trục dưới

a Tổ hợp giữ ngọt:

(Tite mực nước tong đồng lớn nhất, ngoài sông nhỏ nhất trường hợp này lực

truyền qua cửa van rồi truyền lên edi A và thiết bị C

Hình 2-9: Các lực tác dung lên công trình, tổ hop giữ ngọt

Logi cửa van clape trục dưới

đụ = pabe

yBea*ya=Zng ~Z4

PL vi P21 Sau khi tác dụng lê cửa van thi truyền vào trụ pin thông qua điểm C

và điểm A, do đó sau khi tính toán được P11, P21 thi tính chuyển qua lực CX,CAy.

Điểm A là tâm cối quay cửa van, B la vị tí đình cửa van có tai kéo cửa, C là vị

trí gắn thiết bị kéo cửa van có toạ độ

AGL/2tx, Hxta)

BỊ-L/2+xt(Z4v-ZA) cotgB, Zđv.Zo)

CCL/2+x+b, Zeso)

Ze,Zdv, Zo Kin lượt là cao trình của điểm C, định van, đấy xà lan thé hiện như

hình vẽ

x: khoing cách từ điểm góc đến vi trí đặt cửa van,

Py, Pra, Pos áp lực nước thượng lưu tắc dung vào cửa vanyy’, Pa áp lực nước thượng lưu, hạ hư tác đụng vào trụ pinĐại, Pos, Pos: ấp lực nước hạ lưu,

Pu, Pau áp lự thm tác dung lên mặt thượng hạ lưu xã lan

By), BE, Eụ, Eo: áp lực đất thượng ha lưu

Gv: Trong lượng cửa van

Ni, “Trọng lượng nước thượng hạ lưu

N,=yAL- 0H,

Weaste! áp lực thấm và đẩy nỗi

Gy, Gạ: Trọng lượng thiết bị và đối trong

hI, h2: tổn thất cột nước cửa vào cửa ra

x: Vị trí của cửa van

4, Hệ số Ap lực đắt bị động hạ lưu trong trường hợp đắt nền phạm vi hộp xã

lan không bị x6i

mm: hệ số khi xột đến quan hệ áp lực bị động và chuyển vị ngang của công trình,

đổi với đập xà lan chọn m=0.7

- Trong trường hợp làm nổi công trình, tổ hợp bất lợi nhất là khi rút hết nước

trong xà lan rồi ma công trình vẫn chưa nỗi lén, lúc đồ xả lan là một hộp chịu áp lực

của nước

Áp lực như sau:

= Yu (220)

Voi: Zs mực nước lúc làm nỗi xà lan

Zo: Cao trình đáy xà lan

Néu Zoe tx thi 72

Nếu Zo> Hx thi £2:

2.3.3.2 Trường hợp sử dụng cửa van phẳng và van tự động cánh cửaa TẾ hợp giữ ngọt:

Hình 2-12: Lue tie dụng vào công trình- ổ lợp ngân mặn

PI, PL’: La áp lực nước phía thượng lưu.P2, P2” : Là áp lực nước phía hạ lưu.

3.3.4 On định kết edu 11]

“Thiết kế kết cấu cổng căn cứ vào tinh hình chịu lực và điều kiện nền móng để

tiến hành Nội dung bao gồm:

- Tải trong và tổ hợp tải trọng,

- Tính toán 6n định

- Phân tích ứng suất kết cầu