Thiết kế Âu tàu - Chương 4

Âu tàu là công trình thủy công đưa tàu bè qua nơi có mực nước chênh lệch bằng cách cho tàu vào trong buồng âu và thay đổi mực nước trong buồng âu cân bằng dần dần với mực nước thượng, hạ lưu. K

Chương 4

BỐ TRÍ CÁC CÔNG TRÌNH THÔNG TÀU

1 Bố trí âu trong cụm công trình đầu mối thủy lực

4.1 Khi bố trí các công trình thông tàu cần chú ý đến các điều kiện thiên nhiên tại chỗ (địa hình, địa chất, thủy văn ), các điều kiện thi công và vị trí các vùng dân cư, các xí nghiệp công nghiệp, các đường xá và các công trình khác

4.2 Các công trình thông tàu trên nền đá, theo nguyên tắc phải bố trí bên cạnh đập tràn hoặc nhà máy thủy điện Khi nền không phải là đá thì các công trình thông tàu được phép bố trí riêng rẽ, nếu có luận chứng kinh tế kỹ thuật thích đáng

4.3 Âu và các đoạn kênh dẫn tới âu cần bố trí trong cụm công trình đầu mối thủy lực như thế nào để việc xả nước qua công trình xả và nhà máy thủy điện không gây ảnh hưởng xấu đến sự đi lại của tàu bè

4.4 Khi bố trí các công trình thông tàu của cụm công trình đầu mối thủy lực nên xét phương án bố trí âu kề liền với các công trình bêtông chủ yếu của cụm công trình đầu mối, để có thể thi công trong cùng một hố móng sau đê quai sanh, giảm bớt đường giao thông và để tiết kiệm kinh phí xây dựng các công trình tiếp giáp Các chỉ tiêu kinh tế của phương án đó cần xác định có xét đến sự tăng kinh phí trong việc gia cố hạ lưu để bảo vệ âu khỏi bị xói lở và chi phí về việc làm tường ngăn cách để bảo đảm an toàn cho tàu bè đi lại (xem điều 4.35)

4.5 Trong các trường hợp khi mà sự phát triển vận tải trong tương lai tính toán trên tuyến đường thủy đã cho đòi hỏi sẽ phải tăng khả năng chuyển vận của âu đang thiết kế, thì khi bố trí cụm các công trình đầu mối cần phải dự kiến khả năng sau này sẽ xây thêm tuyến âu bổ sung hay bố trí các thiết bị thông tàu khác, các việc này không được làm gián đoạn sự làm việc của âu đang khai thác Khi đó trong thiết kế cần xét đến tính hợp lý về mặt kinh tế và kỹ thuật của việc xây dựng các phần tử của tuyến âu bổ sung nằm trong tuyến dâng nước đồng thời với việc xây dựng tuyến âu chủ yếu

4.6 Theo nguyên tắc âu tàu phải bố trí về phía hạ lưu Trong các trường hợp đặc biệt do các điều kiện địa chất hoặc do sự cần thiết phải bố trí cầu đường sắt qua âu, cho bố trí âu một buồng ở thượng lưu, nhưng phải có luận chứng kinh tế kỹ thuật

4.7 Đối với mỗi âu, tuyến thông tàu phải có một đoạn thẳng (hình 3-1) không ngắn hơn:

La- Chiều dài âu kể cả đầu âu;

Ltl,Lh1 - Chiều dài kênh dẫn thượng lưu và hạ lưu, xác định theo điều 4.23; Ldt - Chiều dài của đoàn tàu tính toán;

Trong các trường hợp đặc biệt do điều kiện bố trí hoặc trên cơ sở tính toán kinh tế nếu được sự đồng ý của Bộ Giao thông vận tải cho phép rút ngắn đoạn thẳng của tuyến thông tàu, trong trường hợp này sẽ lấy điểm đầu của đoạn cong nối tiếp với trục của buồng tàu đi trong phạm vi đoạn có chiều dài Ldt

Ldt Ltl La Lhl Ldt

Hình 4-1: Sơ đồ Âu tàu cùng với kênh dẫn

4.8 Trục đoạn thẳng của kênh dẫn cần được nối tiếp với trục của luồng tàu đi trong kênh, cũng như với trục của luồng tàu đi trong sông theo đường cong có bán kính R ( hình 3-1) không nhỏ hơn 5 lần chiều dài của tàu tính toán nằm trong đoàn tàu lai dắt hoặc của chiếc tàu đơn tính toán; còn trong trường hợp khi đoàn tàu đẩy nối cứng với nhau thì không nhỏ hơn ba lần chiều dài của tàu đẩy tính toán

4.9 Khi bố trí âu tàu cần xét đến khả năng đặt các thiết bị cơ khí ở bãi lộ thiên (không có nhà che) có xét đến việc sử dụng cần trục chân để phục vụ âu

4.10 Để giảm chi phí làm cầu qua âu, cho phép làm các cầu quay ở vị trí giao nhau của âu với các tuyến đường sắt cụt phục vụ cho thủy điện, còn trong các trường hợp riêng biệt và trên các đoạn đường sắt ít khi sử dụng - theo sự thoả thuận với các cơ quan hữu quan và với Bộ Giao thông

Cầu qua các công trình thông tàu nên bố trí ở phía hạ lưu, qua đầu âu hạ lưu hoặc kênh hạ lưu, còn ở các âu nhiều buồng âu - cũng làm qua một trong các buồng âu hạ lưu hoặc qua một trong các kênh đầu âu giữa Khi bờ sông cao thì cũng phải xét đến các phương án bố trí cầu qua âu đặt trên các trụ cao

4.11 Chọn tuyến kênh dẫn nối tiếp với sông cần chú ý tới hiện tượng đổi dòng và khả năng bồi lấp cửa vào kênh dẫn

2 Bố trí âu trên kênh vận tải thủy

4.12 Các âu nằm kế tiếp nhau trên một kênh vận tải thuỷ (hình 3.a) phải được bố trí như thế nào để khoảng cách giữa các âu lân cận thoả mãn được các yêu cầu tránh nhau của các đoàn tàu, và không nhỏ hơn:

Trong đó l1, l2 , l3 - chiều dài các đoạn lấy theo điều 4.23

l2 l3 l2 l11

b- Khi bố trí các đoạn kênh có phần chuyển tiếp cong

Trong trường hợp nói trên đoạn kênh giữa hai âu kế tiếp nhau phải là đoạn thẳng Khi khoảng cách giữa các âu lớn hơn trị số đã quy định ở trên (xem hình 4-2b), cho phép bố trí một đoạn cong nối tiếp với các âu bằng một đoạn thẳng có chiều dài không nhỏ hơn chiều dài của đoàn tàu tính toán Trong trường hợp này khoảng cách giữa các âu không được nhỏ hơn:

Trong đó : lcg - Chiều dài đoạn cong

Chiều dài đoạn kênh giữa các âu kế tiếp nhau cần được xác định có xét đến thời gian ngừng làm việc của âu và thời gian tàu chết máy, và do đó giảm khả năng chuyển vận của tuyến đường thuỷ trong đoạn có âu; đồng thời cũng phải xét đến hiện tượng sóng trong đoạn kênh giữa hai âu

4.13 Trong trường hợp nếu các kênh dẫn của âu có bố trí công trình tháo nước từ kênh dẫn của nhà máy thủy điện và của trạm bơm cũng như từ các tràn bên và các công trình tương tự khác phải nghĩ đến việc mở rộng kênh dẫn vào âu Việc mở rộng đó được ấn định tuỳ thuộc vào độ trôi dạt của tàu dưới ảnh hưởng của dòng chảy ngang Cũng cần phải mở rộng mặt cắt ngang của kênh trong phạm vi giới hạn của các công trình lấy nước Chuyển tiếp giữa mặt cắt mở rộng và mặt cắt bình thường của kênh cần được tiến hành một cách từ từ trên một chiều dài không nhỏ hơn 20 lần độ mở rộng về mỗi phía kể từ giới hạn của công trình lấy nước hay công trình khác Diện tích mặt cắt vào ra của kênh dẫn nhà máy thủy điện hoặc trạm bơm phải như thế nào để thành phần vận tốc ngang (đối với đường tàu chạy) của dòng chảy trong kênh không vượt quá 0,25 m/s khi mực nước thông tàu thấp nhất Vận tốc đó cũng phải được đảm bảo cả vị trí tháo nước từ kênh dẫn của nhà máy thủy điện hoặc trạm bơm 4.14 Của vào kênh dẫn của trạm bơm hoặc nhà máy thuỷ điện, bố trí trong phạm vi kêh dẫn tàu, nơi mà tàu bè đi lại với tốc độ nhỏ hoặc nơi tàu đậu, cần được ngăn chặn bằng một tường ngực có chiều sâu bằng mớn nước của tàu Chiều sâu ngập nước của tường ngực được kể từ mực nước thông tàu thấp nhất

3 Các đoạn kênh dẫn tới âu tàu

4.15- Các đoạn kênh dẫn tới âu tàu cần phải có chiều sâu tiêu chuẩn (xem điều 4.21) trong suốt mùa vận tải thuỷ ở tất cả các mực nước thông tàu của hồ chứa và của hạ lưu Khi thiết kế đoạn kênh dẫn thượng lưu cần dự kiến các biện pháp ngăn ngừa tàu bè có thể bị trôi về phía đập tràn trong trường hợp xảy ra cấp gió tính toán

4.16 Kích thước và hình dạng các đoạn kênh dẫn trên mặt bằng cần đảm bảo cho các đoàn tàu vào ra âu có thể tránh nhau khi chuyển động hai chiều

Chú thích: Trong thời kỳ tạm thời khai thác âu tàu khi xây dựng cụm công trình đầu mối, cho phép bố trí các đoạn kênh dẫn để thông tàu theo một chiều, có hoặc không có chỗ để tránh nhau nhưng phải đảm bảo khả năng vận tải cần thiết

4.17 Theo nguyên tắc các đoàn tàu phải đi về phía kênh bên phải theo hướng chuyển động của mình Trong phạm vi kênh dẫn cho phép đi về phía bên trái trong trường hợp nếu như điều đó tạo điều kiện tốt cho tàu bè vào âu, hoặc cho phép đạt được hiệu ích kinh tế cao

4.18 Đối với âu một tuyến nên làm các đoạn kênh không đối xứng để các đoàn tàu vào âu có thể đi theo đường thẳng

Cũng cho phép bố trí các đoạn kênh dẫn không đối xứng để các đoàn tàu đi theo hướng có luồng hàng hóa nhiều hơn đáng kể có thể vào và ra âu theo đường thẳng Trong trường hợp thông bè là chủ yếu phải bố trí các đoạn kênh dẫn sao để đảm bảo bè vào âu và ra âu theo đường thẳng

4.19 Chiều rộng tính toán của luồng tàu đi trên các đoạn kênh dẫn vào âu một tuyến phải đủ để các đoàn tàu vào âu và ra âu tránh nhau, có xét đến các tổ hợp tàu gặp nhau có thể xảy ra

Khi mực nước thông tàu trong kênh thấp nhất, trên các đoạn chuyển động thẳng, chiều rộng an toàn ở mức mớn nước có tải và tàu tính toán của cả hai hướng không được nhỏ hơn 0.3 chiều rộng tổng cộng của các tàu tránh nhau Trong trường hợp đó chiều rộng luồng đi của tàu ở mức mớn nước không được lấy nhỏ hơn:

Trong đó : bc1 và bc2 - chiều rộng tính toán của các đoàn tàu tránh nhau

Khi lòng kênh không phải là đá thì độ sâu an toàn tính toán không được nhỏ hơn 0.1(bc1+bc2) và chiều rộng luồng tàu đi ở mức nước đó không được nhỏ hơn 1.1(bc1 + bc2) khi lòng kênh là đá thì các đại lượng trên sẽ lấy tương ứng bằng 0.25(bc1+bc2) và 1.25(bc1+bc2)

4.20 Các kênh dẫn tới các âu hai tuyến cần phải được thiết kế thống nhất làm một Chiều rộng chung của kênh dẫn cần đảm bảo đủ để ba đoàn tàu đi song song có kể đến độ mở rộng an toàn ( xem điều 4.24) và không được nhỏ hơn:

Trong tất cả các điều kiện, chiều rộng kênh dẫn không được nhỏ hơn khoảng cách giữa mặt cắt tường ngoài cùng của tuyến âu kề nhau Nếu khoảng cách đó không đủ, thì độ mở rộng cần thiết của kênh phải bố trí về phía bờ tiếp xúc với tuyến âu đã được thiết kế để tàu bè chuyển động hai chiều

4.21 Chiều sâu tính toán của kênh dẫn, tính từ mực nước thông tàu thấp nhất (xem điều 3.1), trên toàn bộ chiều rộng đường tàu đi không được nhỏ hơn:

Trong đó: Sc - mớn nước có tải của tàu tính toán

DSc- độ an toàn về sự tăng mớn nước của tàu khi chuyển động, được xác định theo công thức:

DSk - Độ an toàn về chiều sâu vận tải thủy dưới đáy tàu, lấy theo quy phạm các tiêu chuẩn và quy tắc thiết kế các công trình thủy công;

Z - Độ an toàn về bồi lắng (đối với kênh có bồi lắng) được xác định trên cơ sở tính toán kinh tế - kỹ thuật có xét đến việc nạo vét định kỳ;

Trên đoạn kênh dẫn , khi có khả năng xuất hiện sóng do gió gây nên, thì cần tính thêm độ an toàn về sóng theo điều 4.48

4.22 Tùy số diện tích mặt cắt ướt của kênh khi mực nước thông tàu thấp nhất trên diện tích phần ngập nước của mặt cắt ngang giữa thân đoàn tàu hoặc chiếc tàu tính toán lấy theo điều 12.5 của quy phạm và các quy tắc thiết kế các công trình thủy công trên sông 4.23 Chiều dài đoạn kênh dẫn kề với âu Lkd (hình 4-3), nơi mà các đoàn tàu tránh nhau, phải cố gắng lấy ngắn trong phạm vi có thể được

Khi định tàu kéo chiều dài đoạn đó được xác định như sau:

Hình 4-3: Sơ đồ phần mở rộng của kênh dẫn tới âu

a) Chiều dài phần đầu l1, liền kề với âu, lấy bằng nửa chiều dài chiếc tàu tính toán lớn nhất 0.5 lc

b) Chiều dài phần thứ hai l2, trên phần này đoàn tàu khi chuyển động ngược chiều sẽ rẽ từ trục âu sang trục đường thủy trong kênh - lấy không nhỏ hơn

Trong đó :

lC - chiều dài chiếc tàu tính toán lớn nhất;

R - bán kính quỹ đạo trọng tâm của tàu ( bán kính quặt), lấy không nhỏ hơn 3 lC.

C - độ lệch của tuyến đường thủy trong kênh so với trục của âu (xem hình 9): - khi các đoạn kênh dẫn đối xứng:

C ≥ 0.4 bđt + 0.5 DB0 (4-8) - khi các đoạn kênh dẫn không đối xứng:

Trong đó : bđt - Chiều rộng đoàn tàu tính toán

DB0 - Độ mở rộng của kênh, xác định theo công thức (18) c) Chiều dài phần thứ ba l3, lấy không nhỏ hơn chiều dài đoàn tàu tính toán lđt

Chiều dài toàn bộ của đoạn kênh dẫn tới âu nói trên không được nhỏ hơn:

Khi các tàu trong đoàn tàu được ghép cứng với nhau thí dụ khi có đoàn tàu đẩy, các chiều dài tương tự của các phần thuộc đoạn dùng để cho các đoàn tàu tránh nhau cũng được xác định bằng các công thức trên, nhưng phải thay chiều dài chiếc tàu tính toán lớn nhất bằng chiều dài đoàn tàu đẩy tính toán lớn nhất Sau khi đã tính toán theo hai trường hợp kể trên, người ta lấy trị số chiều dài lớn nhất của đoạn dẫn vào âu đã tính toán được

4.24 Chiều rộng luồng tàu đi ở các phần l2 và l3 của đoạn dẫn tới âu ( xem hình 4-3) cần được tăng lên nếu tàu chạy theo đường cong, và lấy bằng (B0 +∆B0) khi các tàu chỉ chuyển động cong theo một chiều vận tải nào đó và bằng (B +2∆B0) khi các tàu chuyển động cong theo cả hai chiều

Cho phép xác định có mở rộng ∆B0 theo công thức: DB0 = 0.35

Trong đó: R và lc - các đại lượng lấy theo (4.23)

4.25 Sự chuyển tiếp từ mặt cắt mở rộng của kênh dẫn đến mặt cắt bình thường cần được thực hiện dần dần trên chiều dài:

l4 ≥ 20 DB

Trong các trường hợp, khi mà trong giới hạn của phần kênh dẫn l4 hoặc ngay sau phần đó kênh dẫn nối tiếp ngay với miền thượng hoặc hạ lưu hoặc với kênh dẫn của âu kế tiếp thì mặt cắt của kênh dẫn cần được thiết kế mở rộng trên suốt chiều dài của nó Khi khó tăng được chiều dài đoạn dẫn l4 cần so sánh kinh tế các phương án kênh dẫn với một số bán kính quặt R, đồng thời có xét đến sự thay đổi tương ứng về chiều dài của đường bến tàu, xác định theo điều 11.5, 11.7, 11.9

4 Nối tiếp kênh dẫn của âu tàu với sông và hồ chứa

4.26 Sự nối tiếp trục kờnh dẫn của õu với trục đường thủy trờn sụng hoặc hồ chứa được tiến hành theo điều 4.8 Đối với cỏc kờnh cho tàu bố đi lại tạm thời trong giai đoạn thi cụng cụm cụng trỡng thủy lợi, cho phộp giảm bỏn kớnh cong nhưng bỏn kớnh đú khụng được nhỏ hơn ba lần chiều dài chiếc tàu lớn nhất sẽ chạy trong đoạn đường thủy đú trong giai đoạn thi công

4.27 Không cho phép làm các đường cong ngược nhau khi nối tiếp trục đường thủy thường xuyờn trờn sụng hoặc hồ chứa với trục kờnh dẫn Đối với các kênh giao thông

tạm thời trong giai đoạn xõy dựng cụm cụng trỡnh đầu mối, trong trường hợp đặc biệt cho phộp làm cỏc đường cong ngược nhau nhưng phải đảm bảo giữa hai đoạn cong cú một đoạn thẳng nối tiếp Đoạn nối tiếp đú phải cú chiều dài khụng nhỏ hơn chiều dài chiếc tàu tớnh toỏn hoặc chiều dài đoàn tàu đẩy tớnh toỏn sẽ qua lại trờn đoạn đường thủy này trong thời gian đó định

4.28 Cửa từ sụng vào kờnh dẫn nờn bố trớ ở bờ lừm, vỡ tuyến đường thủy trờn sụng thường đi sỏt về phớa bờ này

4.29 Cửa từ sụng vào kờnh dẫn phải bố trớ sao cho cú thể trỏnh được bựn cỏt bồi lắng ở vị trớ đú

4.30 Trong phạm vi tuyến đường thủy, tốc độ dọc lớn nhất của dũng chảy trong sụng khụng vượt quỏ 2 m/s đối với đường thủy loại I và II; 1,5m/s đối với đường thủy loại III và IV Đối với tất cả cỏc loại đường thủy, ngay ở tuyến cửa vào kờnh đó dẫn thành phần tốc độ vuụng gúc với trụ luồng tàu đi không được lớn hơn 0.25m/s, cũn trong vựng cửa vào kờnh dẫn, trong phạm vi luồng tàu đi, tốc độ đú khụng vượt quỏ 0.4m/s Khi đú phải xột đến độ trụi dạt của tàu bố cú thể xảy ra và mở rộng luồng tàu đi một cách tương ứng Mômen xoắn mà tàu tự hành và đoàn tàu đẩy phải chịu đựng khi vào kờnh dẫn do tỏc động của cỏc lực thủy động của dũng chảy và tỏc động của giú khụng được vượt quỏ mụ-men xoắn mà hệ thống dẫn tiến - lỏi của tàu và cỏc đoàn tàu tương ứng cú thể tạo ra, (đối với cỏc tàu khụng tự hành và cỏc đoàn tàu kộo thỡ mụ-men xoắn khụng cần quy định) Cỏc điều kiện núi trờn cần phải được tuõn theo khi nhà mỏy thủy điện làm việc ở bất kỡ chế độ nào cũng như khi cụng trỡnh xả lưu lượng lũ ứng với tần suất 2% và lớn hơn - đối với cỏc õu trờn đường thủy loại I và II, 5% và lớn hơn đối với cỏc õu trờn đường thủy loại III và IV

4.31 Khi thiếu cỏc tài liệu về tốc độ dũng chảy thỡ hướng luồng tàu đi ở cửa ra khỏi kờnh dẫn vào sụng, cần phải làm với hướng chủ yếu của dũng chảy trờn sụng ở đoạn đú một gúc α khụng lớn hơn 250 đối với õu trờn đường thủy loại I và II và 300 - đối với õu trờn đường thủy loại III và IV

Chú thích: Đối với cỏc đường thủy tạm thời thỡ gúc núi ở trờn điều này cho phộp tăng lờn, do cỏc điều kiện cụ thể tại chỗ nhưng phải được sự đồng ý của cỏc cơ quan vận tải thủy

4.32 Cửa từ sụng hoặc từ hồ chứa vào kờnh dẫn cần được mở rộng để trỏnh cho tàu khụng bị giú, súng hoặc dũng chảy xụ nghiờng vào mỏi kờnh Trị số độ mở rộng ∆B0 so với chiều rộng lấy theo điều 4.19, cần được xỏc định cú xột đến gúc trụi dạt do giú và dũng chảy trong điều kiện bất lợi nhất về hướng cũng như về độ trụi dạt ∆B0 khụng được lấy nhỏ hơn một nửa chiều rộng kờnh Cần đảm bảo chiều rộng cửa vào kờnh dẫn Bv (xem hỡnh 5) trờn một đoạn khụng nhỏ hơn chiều dài chiếc tàu (đoàn tàu) tớnh toỏn, kể từ mũi đờ chắn súng chuyển tiến từ chiều rộng BV đến chiều rộng B0 của kờnh cần được thực hiện từ từ trờn một chiều dài khụng nhỏ hơn 20 ∆B0 Gúc tạo nờn ở cửa vào giữa bờ kờnh và bờ sụng hoặc hồ chứa cần được lượn trũn với bỏn kớnh khụng nhỏ hơn R= 0,2 lC ( khi mực nước thụng tàu lớn nhất) Cần xỏc định chiều rộng luồng lạch cú mộp bờ ngập trong nước B1 (xem hỡnh 4-3) xuất phỏt từ khả năng trỏnh nhau giữa cỏc đoàn tàu cú tớnh đến độ trụi dạt của chỳng Chuyển tiếp từ B1 đến BV cần được thực hiện từ từ trờn chiều dài khụng nhỏ hơn 20*(B1 - BV) Điểm đầu của đoạn lượn cong của trục luồng lạch vào phải lấy ở khoảng cỏch khụng nhỏ hơn chiều dài đoàn tàu tớnh toỏn, tớnh từ cuối mũi đờ ngăn, sau phần chuyển tiếp Trờn phần lượn cong đú phải dự kiến cú độ mở rộng thờm ∆B0 (xem điều 4.24)

4.34 Đối với các âu nằm trong cụm công trình đầu mối có công trình xả, thì các điều kiện vào, đậu, chuyển động của tàu bè trong kênh dẫn trên đường thủy loại I và II cần phải được xác định theo các tài liệu nghiên cứu trong phòng thí nghiệm

Trên đoạn cửa vào kênh, các tài liệu sau đâu cần được xác định bằng nghiên cứu thí nghiệm trong phòng: trường tốc độ, quỹ đạo chuyển động của mô hình chiếc tàu hoặc đoàn tàu tính toán với các góc trôi dạt tương ứng, các trị số mômen xoắn mà tàu hoặc đoàn tàu hoặc đoàn tàu phải chịu đựng

Trong trường hợp cần thiết cũng có thể tiến hành các nghiên cứu thí nghiệm tương tự đối với âu trên đường thủy loại III và IV

4.35 Để bảo vệ tàu bè khỏi tác dụng của sóng và dòng chảy, các đoạn kênh dẫn liền kề với âu cần được ngăn chặn trong mọi trường hợp, khi chiều cao sóng ngang và sóng xiên (với góc lớn hơn 450) do gió gây ra ở bến âu có thể vượt quá 0,6m ứng với tần suất tính toán trong thời gian vận tải thủy là 2% và lớn hơn - đối với âu trên đường thủy loại I và II, 5% và lớn hơn đối với âu trên đường thủy loại III và IV, cũng như trường hợp khi mà thành phần vuông góc với trục đường tàu đi của tốc độ dòng chảy trung bình và trị số mômen xoắn vượt quá các trị số nói trong điều 4.30

Trong trường hợp nói trên, chiều dài đoạn kênh dẫn được bảo vệ không nhỏ hơn Lmax, xác định theo công thức (17)

4 Cảng trước

4.36 Nên làm cảng trước trong trường hợp khi tại khu nước trước bến ở các đoạn kênh dẫn vào âu có thể sinh sóng với chiều cao không cho phép bố trí, sắp xếp lại các đoàn tàu và các bè mảng hoặc không cho phép tiến hành các thao tác khác đối với chúng

4.37 Khi chọn vị trí khu nước trước bến của cảng trước nên lợi dụng địa hình tự nhiên của bờ kết hợp với việc bố trí các công trình chắn sóng để bảo vệ

Chiều cao tổng cộng của sóng phát sinh từ hồ chứa truyền tới khu nước trước bến của cảng trứơc và của sóng tại chỗ cho phép tới 1m tại các vũng tàu đậu và 0,6m tại các vũng dùng để kết bè Chiều cao tổng cộng của sóng được xác định theo quy trình xác định tác dụng của sóng lên các công trình Chiều cao sóng nói trên phải lấy tần suất tính toán trong thời kỳ vận tải không lớn hơn 2% đối với âu trên đường thủy loại I và II và không lớn hơn 5% đối với loại III và IV

Ngoài ra khi có gió với tốc độ 25 m/s, chiều cao sóng trên khu nước bến của cảng trước phải không lớn hơn trị số mà cơ quan đăng kiểm đường sông đã quy định cho tàu bè đi lại trên tuyến đường thủy này

4.38 Đối với các âu trên đường thủy loại I và II, việc bố trí công trình chắn sóng của cảng ngoài lấy theo quy trình thiết kế các công trình chịu tác động của sóng phải được kiểm tra bằng nghiên cứu thí nghiệm trong phòng đối với các âu trên đường thủy loại III và IV cũng nên kiểm tra như vậy

4.39 Kích thước khu nước trước bến của cảng trước cần được quy định trên cơ sở lượng tàu bè qua lại, tương ứng với khả năng chuyển vận của âu Kích thước các vũng tàu trong khu nước trước bến của cảng trước được quy định trên cơ sở các tiêu chuẩn tính toán thiết kế và các quy tắc khai thác vận tải đường sông và khai thác các công trình vận tải

4.40 Việc bố trí công trình chắn sóng của cảng trước, chiều rộng cửa vào khu nước trước bến và chiều rộng luồng tàu đi cần lấy theo quy định thiết kế các công trình chịu tác dụng của sóng, có xét đến các chỉ dẫn sau đây:

Cửa từ hồ chứa vào cảng trước không được bố trí trên đường kéo dài của trục âu Chỉ cho phép vi phạm nguyên tắc này khi việc bố trí cửa vào cảng trước trên đường kéo dài của trục âu vẫn đảm bảo sự yên tĩnh ở bến trước âu cho tàu bè đậu, điều đó cần được xác nhận bằng các kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm

Chiều rộng cửa vào cảng trước ở mức chiều sâu tính toán khi mực nước thông tàu thấp nhất cần phải đủ để tàu bè đi thẳng vào

Cần bố trí công trình chắn sóng và cửa vào cảng trước như thế nào để ở gần cửa vào không phát sinh sóng có chiều cao lớn hơn chiều cao tính toán, bảo đảm điều kiện đi lại của các tàu tính toán lớn nhất

4.41 Khi định các kích thước của cảng trước phải xét đến khả năng bố trí trên khu nước trước bến các luồng tàu đi sau đây:

- Luồng tàu đi thẳng vào âu để các đoàn tàu đi từ hồ chứa vào âu hoặc ngược lại, và để cho chúng tránh nhau

- Luồng tàu vào cảng, để các đoàn tàu đi từ hồ chứa và từ âu tới bến bốc hàng hoặc bến đậu và ngược lại, và để tới các nhà máy hoặc xưởng sửa chữa tàu, nếu nhà máy hoặc xưởng đó có ở trong phạm vi cảng

- Luồng nội bộ dùng cho các đoàn tàu bè từ các vũng tàu đi vào âu, vào cảng và ra ngoài hồ chứa hoặc ngược lại

4.42 Bán kính cong của luồng tàu đi thẳng vào âu và luồng vào cảng, vào bến đỗ, nhà máy không được nhỏ hơn 5 lần chiều dài chiếc tàu tính toán đối với các đoàn tàu kéo, còn đối với các đoàn tàu đẩy ghép cứng - không nhỏ hơn 3 lần chiều dài đoàn tàu Trên luồng tàu, đi thẳng vào âu không được có các đường cong ngược nhau Trong trường hợp không thể thỏa mãn được điều kiện đó thì giữa các đường cong đó cần bố

trí các đoạn thẳng trung gian có chiều dài không nhỏ hơn chiều dài chiếc tàu hoặc đoàn tàu đẩy tính toán

Bán kính cong của các luồng khác trong phạm vi khu nước trước bến của cảng trước không được nhỏ hơn 3 lần chiều dài tàu (đoàn tàu) tính toán

4.43 Trục của luồng tàu đi thẳng vào âu ở chỗ từ hồ chứa vào cảng trước cần có hướng thẳng trên một khoảng cách không nhỏ hơn chiều dài đoàn tàu tính toán về cả 2 phía của tuyến cửa vào

4.44 Chiều rộng của luồng tàu đi thẳng vào âu trong phạm vi khu nước trước bến của cảng trước ở mức mớn nước có tải trọng trường hợp âu một tuyến được xác định có xét đến khả năng có 2 đoàn tàu chuyển động trên tuyến đó, một trong hai đoàn tàu đó là đoàn tàu tính toán đối với âu, còn đoàn tàu thứ 2 là đoàn tàu lớn nhất về chiều dài và chiều rộng trong số các đoàn tàu điển hình sử dụng trong hồ chứa Trong trường hợp âu 2 tuyến còn cần phải tính đến khả năng có các tàu chở hàng và hành khách tính toán vượt lên trước các đoàn tàu

Khi tính toán để xác định chiều rộng luồng tàu đi cần chú ý đến độ trôi dạt và hệ số an toàn về chiều rộng không nhỏ hơn 1,3 để các tàu và đoàn tàu tránh nhau không bị cản trở

Phải tính toán với tất cả các tổ hợp các đoàn tàu tính toán có thể xảy ra đối với âu và tổ hợp các tàu điển hình đối với hồ chứa Sau khi tính toán xong phải chọn lấy chiều rộng lớn nhất

4.45 Chiều rộng luồng nội bộ ở mức mớn nước có tải cần được xác định xuất phát từ sự chuyển động của 1 đoàn tàu tính toán lớn nhất có thể đi trên đường đó

Chiều rộng luồng tàu tính toán theo 4.44, ngoài ra hệ số an toàn về chiều rộng lấy bằng 1,5

4.46 Chiều rộng luồng tàu đi quy định đối với đoạn thẳng theo các điều 4.44 và 4.45 cần được tăng thêm tại các đoạn cong theo các chỉ dẫn ở điều 4.24

4.47 Ranh giới các luồng tàu đi thẳng vào âu và luồng nội bộ cần đuợc bố trí ở ngoài vùng mà ở đó sẽ xuất hiện tốc độ có thành phần ngang (so với tuyến tàu chạy) lớn hơn 0,25 m/s trong thời gian khi ở hồ chứa tháo lưu lượng tính toán lớn nhất ( qua công trình lâý nước vào kênh tưới hoặc bất kì công trình lấy nước nào khác đặt trong phạm vi cảng trước)

4.48 Chiều sâu khu nước trước bến của cảng trước cần được xác định theo điều 4.21 có xét đến độ an toàn thêm đối với sóng, xác định theo công thức:

Z = 0.3h - ∆SC

Trong đó: h là chiều cao sóng có xét đến mức độ được bảo vệ trong các bộ phận trong cảng ( trị số âm của Z sẽ không lấy khi xác định chiều sâu) Chiều sâu thông tàu phải tính từ mực nước thông tàu thấp nhất

5 Vũng tàu bên âu tầu

4.49 Vũng tàu bên âu tàu dùng cho tàu đậu khi thay đổi tàu kéo hoặc khi cần sắp xếp lại đoàn tàu trước và sau khi qua âu, nó còn dùng cho tàu đậu khi có bão và khi có dự báo bão vũng tàu được bố trí ở thượng và hạ lưu gần tuyến công trình đầu mối Chúng cần được bố trí trong các khu nước trước bến, nơi mà chiều cao sóng không vượt quá các trị số cho phép đã nói trong điều 4.37 Thành phần vũng tàu được xác định bằng tính toán thiết kế