TCVN 12910:2020 LUỒNG ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA – YÊU CẦU THIẾT KẾ INLAND WATERWAY - DESIGN REQUIREMENTS

TCVN TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 12910:2020 Xuất lần LUỒNG ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA – YÊU CẦU THIẾT KẾ INLAND WATERWAY - DESIGN REQUIREMENTS HÀ NỘI - 2020 MỤC LỤC Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thuật ngữ, định nghĩa từ viết tắt Yêu cầu liệu để thiết kế luồng đường thủy nội địa Cấp kỹ thuật đường thủy nội địa thông số phục vụ thiết kế luồng đường thủy nội địa Thiết kế luồng đường thủy nội địa 12 6.1 Quy định chung 12 6.2 Thiết kế tuyến luồng 12 6.3 Chuẩn tắc luồng đường thủy nội địa 13 6.3.2 Chuẩn tắc luồng kênh nhân tạo 13 Luồng đường thủy nội địa qua công trình 20 7.1 Luồng dẫn vào âu tàu 20 7.3 Luồng cầu 21 7.4 Luồng tàu đường dây điện 22 7.5 Luồng hệ thống đường ống ngầm / cáp ngầm 22 7.6 Luồng cho tàu khách 22 Vũng quay tàu, vũng chờ tàu 23 8.1 Vũng quay tàu 23 8.2 Vũng chờ tàu 23 Tài liệu tham khảo 24 Lời nói đầu TCVN 12910:2020 được Cục Đường thủy nội địa biên soạn dựa sở tham khảo “Hướng dẫn thiết kế kích thước đường thủy nội địa - Design guidelines for inland waterway dimensions” PIANC, InCom Report no 141 – 2019, Bộ Giao thông vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 12910:2020 Luồng đường thủy nội địa – Yêu cầu thiết kế Inland Waterway - Design Requirements Phạm vi áp dụng 1.1 Tiêu chuẩn quy định yêu cầu công tác thiết kế cải tạo luồng đường thủy nội địa 1.2 Đối với luồng đường thủy nội địa thuộc khu vực cửa sông, luồng chạy ven biển, luồng nối hải đảo luồng đường thủy nội địa dùng cho tàu biển thiết kế nên tham khảo tiêu chuẩn luồng tàu biển TCVN 11419 Tài liệu viện dẫn Trong Tiêu chuẩn sử dụng tài liệu viện dẫn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 5664 Phân cấp kỹ thuật Đường thủy nội địa Thuật ngữ, định nghĩa từ viết tắt 3.1 Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ định nghĩa sau: 3.1.1 Luồng đường thủy nội địa (Inland waterway) luồng chạy tàu giới hạn hệ thống báo hiệu đường thuỷ nội địa để phương tiện lại thông suốt, an toàn 3.1.2 Mực nước chạy tàu (Design Navigable Water Level) mực nước mà chạy tàu mực nước trở lên tàu hoạt động an tồn 3.1.3 Phương tiện thủy nội địa (Inland waterways vessel) tàu, thuyền cấu trúc khác, có động khơng có động cơ, chun hoạt động đường thủy nội địa 3.1.4 Độ sâu luồng thiết kế (Design depth of inland waterways) khoảng cách thẳng đứng tính từ mực nước chạy tàu đến mặt đáy luồng thiết kế 3.1.5 Chiều rộng luồng thiết kế (Design width of inland waterways) khoảng cách nằm ngang, vng góc với tim luồng giới hạn hai đường biên 3.1.6 Bán kính cong luồng thiết kế (Design radius of inland waterways) bán kính cung trịn tim tuyến luồng 3.1.7 Tĩnh khơng thông thuyền thiết kế (Head room of bridge opening) khoảng cách thẳng đứng tính từ điểm có cao trình thấp cơng trình vượt sơng khơng đến cao trình mực nước cao thiết kế Nếu cơng trình vượt sơng khơng đường điện phải cộng với khoảng cách phóng điện theo cấp điện áp quy định 3.1.8 Bề rộng khoang thông thuyền cầu (Width of bridge opening) khoảng cách nằm ngang nhỏ hai mép trụ (mố trụ) cầu hay hai mép trụ bảo vệ 3.1.9 Cấp đường thủy nội địa (Inland waterways classification) mức độ cho phép lớn loại phương tiện lưu thông luồng xác định theo TCVN 5664 3.1.10 Mặt cắt luồng hai (Cross-section of two-way lane) mặt cắt ngang luồng cho phép thời gian tàu chạy theo chiều (hướng) ngược khác 3.1.11 Mặt cắt luồng (Cross-section of single-way lane) mặt cắt ngang luồng cho phép thời gian tàu chạy theo hướng 3.1.12 Góc cong (Bending angle) góc tạo trục tim luồng thẳng gặp khúc cong (xem Hình 1) Hình Góc cong đoạn cong luồng 3.1.13 Kích thước tàu 50% (Ship dimensions as a function of coverage rate P = 50%) kích thước chiều dài, chiều rộng, mớn nước lớn tàu đầy tải có 50% số tàu cấp có kích thước tương ứng lớn kích thước 3.1.14 Kích thước tàu 90% (Ship dimensions as a function of coverage rate P = 90%) kích thước chiều dài, chiều rộng, mớn nước lớn tàu đầy tải có 10% số tàu cấp có kích thước tương ứng lớn kích thước 3.2 Từ viết tắt ĐTNĐ Đường thủy nội địa MNCTK Mực nước cao thiết kế MNTTK Mực nước thấp thiết kế Ac Diện tích mặt cắt ngang luồng nhân tạo (m 2) As Diện tích mặt cắt ngang tàu ứng với mớn nước (m2) B Chiều rộng tàu (m) binner Chiều rộng luồng mở rộng có xét đến vận tốc chạy tàu (m) CC Hệ số phụ thuộc vào hình dạng tàu điều kiện tải trọng, vận tốc dòng chảy, hướng chạy tàu CW Hệ số xét đến ảnh hưởng gió tới tàu d Chiều cao toàn tàu (m) m Mái dốc luồng n Tỷ số diện tích mặt cắt ngang luồng diện tích mặt cắt tàu (tỷ lệ diện tích n) F C Chiều rộng luồng mở rộng đoạn luồng cong (m) F W Chiều rộng luồng mở rộng ảnh hưởng gió mạn (m) Fcf Chiều rộng luồng mở rộng dòng chảy ngang luồng (m) F T Chiều rộng luồng mở rộng đoạn luồng có dịng chảy dọc luồng đáng kể (m) FTurb Chiều rộng luồng mở rộng đoạn luồng dòng chảy xáo động mạnh diện rộng (m) FG,net Chiều rộng luồng mở rộng đoạn luồng có hệ thống mỏ hàn chỉnh trị (m) FG,flow Chiều rộng luồng mở rộng có xét đến ảnh hưởng dịng chảy ngang xác định phụ thuộc vào hướng chạy tàu luồng FG,dew Chiều rộng luồng mở rộng có xét đến ảnh hưởng ngăn cản dòng chảy mỏ hàn gây h Độ sâu tối thiểu luồng (m); Hb Chiều cao thông thuyền tối thiểu (m) Hsn Chiều cao tàu lớn tính từ mực nước thiết kế ứng với tàu không tải (m) Hb Chiều cao dự trữ tối thiểu (m) L Chiều dài lớn tàu (m) LLA Chiều dài luồng dẫn nhỏ (m) R Bán kính cong luồng (m) sB Khoảng cách an toàn từ mái dốc bờ mực nước ứng với mớn nước tàu T Mớn nước tàu (m) Vflow Vận tốc dòng chảy lớn (m/s) Vwind Vận tốc gió lớn (m/s) VL-flow Vận tốc dòng chảy dọc luồng lớn (m/s) VH-flow Vận tốc dòng chảy ngang luồng lớn (m/s) VI-wind Vận tốc gió lớn nội địa (m/s) VC-wind Vận tốc gió lớn khu vực ven biển (m/s) Vcrit Vận tốc chạy tàu tới hạn luồng (m/s) vcmS Vận tốc dịng chảy ngang luồng trung bình (m/s) v Vận tốc tàu với vận tốc dòng chảy (m/s) vaG Vận tốc chạy tàu (m/s) voG Vận tốc tương đối tàu so với bờ wC Chiều rộng trung bình khu vực dịng chảy ngang tác động lên tàu (m) WLA Chiều rộng luồng dẫn nhỏ (m) Ww Chiều rộng mặt nước luồng (m) WF Chiều rộng ứng với mớn nước đầy tải tàu (m) WB Chiều rộng đáy luồng ứng với độ sâu luồng thiết kế (m) Wb Chiều rộng thông thuyền tối thiểu (m) W b Chiều rộng dự trữ tối thiểu (m) Yêu cầu liệu để thiết kế luồng đường thủy nội địa 4.1 Kích thước phương tiện thủy nội địa bao gồm kích thước chiều dài, chiều rộng, mớn nước lớn tàu đầy tải ứng với kích thước tàu 50% kích thước tàu 90% 4.2 Mật độ lưu thơng tàu Mật độ lưu thơng tàu tình trạng luồng quy định bảng Bảng Mật độ lưu thơng tàu tình trạng luồng TT Mật độ tàu lưu thơng (tàu/năm) Tình trạng luồng Lớn 50.000 Mật độ cao Trên 30.000 đến 50.000 Mật độ cao Trên 15.000 đến 30.000 Mật độ bình thường Trên 5.000 đến 15.000 Mật độ mức bình thường Nhỏ 5.000 Mật độ thấp 4.3 Lượng hàng hóa thông qua Số liệu lượng hàng thông qua luồng hàng nằm cần thu thập dự báo 4.4 Yêu cầu cấp kỹ thuật đường thủy nội địa để triển khai việc xác định kích thước luồng tàu Về nguyên tắc thiết kế luồng cần tận dụng hết điều kiện luồng tự nhiên sẵn có để bố trí luồng chạy tàu Trong trường hợp yêu cầu chạy tàu luồng tự nhiên khơng đáp ứng phải nạo vét chỉnh trị để đáp ứng kích thước luồng chạy tàu 4.5 Các số liệu khảo sát điều kiện tự nhiên gồm địa chất, địa hình, thủy văn, hải văn (nếu có), 4.5.1 Địa chất Cần có đủ số liệu địa chất khu vực luồng tàu để thiết kế mái dốc luồng xây dựng mơ hình dự báo Số liệu địa chất tuân theo quy định khảo sát xây dựng 4.5.2 Địa hình Cần có đủ số liệu địa hình tuyến luồng để phục vụ thiết kế kích thước luồng Bản đồ địa hình với tỷ lệ phù hợp theo quy định khảo sát đo sâu luồng đường thủy nội địa 4.5.3 Dòng chảy - Vận tốc dòng chảy trạng thái dòng chảy cần thoả mãn để đảm bảo an toàn cho tất phương tiện vận tải thủy tham gia giao thông tuyến luồng Số liệu dòng chảy phải thu thập từ quan trắc thực tế số liệu dự báo cho tuyến luồng Nếu dòng chảy thay đổi dọc theo tuyến luồng, cần thiết phải tính tốn chiều rộng luồng tàu điểm thay đổi - Hướng luồng thiết kế với hướng dòng chảy thịnh hành để giảm đến mức tối thiểu dòng chảy ngang tác dụng lên thân tàu - Dòng chảy dọc ảnh hưởng đến khả di chuyển dừng tàu - Dòng chảy ngang ảnh hưởng đến khả trì hướng tàu 4.5.4 Sóng - Sóng ảnh hưởng đến độ sâu luồng, sóng di chuyển chéo qua luồng chúng có ảnh hưởng đến dịch chuyển tàu ảnh hưởng đến chiều rộng luồng thiết kế Sóng gây ảnh hưởng khoảng thời gian ngắn làm tàu tàu trôi giạt chệch khỏi hướng - Các số liệu quan trắc sóng bao gồm chiều cao sóng, chu kỳ sóng hướng sóng sử dụng để tính tốn luồng thiết kế 4.5.5 Bùn cát Số liệu bùn cát lơ lửng, bùn cát đáy cần thu thập đo đạc để làm sở dự báo sa bồi luồng tàu 4.5.6 Gió mạn - Gió mạn ảnh hưởng tới tàu tất tốc độ di chuyển, ảnh hưởng lớn tốc độ tàu thấp Nó làm cho tàu trơi giạt sang bên tạo góc trơi, hai yếu tố làm tăng chiều rộng yêu cầu cho tàu hoạt động Ảnh hưởng gió mạn tùy thuộc vào: hệ số ảnh hưởng gió tàu, tỷ số độ sâu/mớn nước, tốc độ hướng tàu, tốc độ hướng gió - Số liệu gió phải quan trắc luồng giá trị vận tốc gió thịnh hành, hướng gió - Khi thiết kế luồng nên lấy trường hợp tàu chạy khơng hàng diện tích chắn gió mạn khơ lớn, khả điều động 4.5.7 Tầm nhìn - Tầm nhìn cần đủ phép người điều khiển phương tiện vận tải thủy có phản ứng kịp thời hoạt động phương tiện vận tải thủy khác hay trở ngại luồng - Trên tuyến đường thuỷ phải bảo đảm có tầm nhìn khơng lần chiều dài tàu thiết kế tính từ buồng lái để chủ động dừng tàu phát vật chướng ngại 4.5.8 Mực nước Mực nước thiết kế luồng tàu dựa vào số liệu sau: - Đường tần suất lũy tích mực nước trung bình ngày sở số liệu đo đạc 10 năm - Đường tần suất lũy tích mực nước sở số liệu đo đạc 10 năm Số liệu cơng trình nằm phạm vi luồng 4.5.9 Các cơng trình liên quan tuyến luồng dự kiến Cấp kỹ thuật đường thủy nội địa thông số phục vụ thiết kế luồng đường thủy nội địa 5.1 Phân cấp kỹ thuật đường thủy nội địa Cấp kỹ thuật đường thủy nội địa tuân theo quy định phân cấp đường thủy nội địa TCVN 5664 5.2 Tàu thiết kế Tàu thiết kế đặc trưng thông số kỹ thuật gồm chiều dài lớn tàu (L), chiều rộng (B), mớn nước (T), chiều cao tàu (d), chi tiết xem Hình Khi thiết kế luồng cần sử dụng thơng số kích thước tàu 50% kích thước tàu 90% Hình Các kích thước đặc trưng tàu 5.3 Mực nước chạy tàu 5.3.1 Mực nước thấp thiết kế để xác định độ sâu, bề rộng bán kính cong luồng tàu xác định trường hợp sau: - Vùng khơng có thủy triều vùng hồ: mực nước ứng với tần suất 95% đường tần suất lũy tích mực nước trung bình ngày - Vùng có thủy triều: mực nước ứng với tần suất 98% đường tần suất lũy tích mực nước - Vùng giao thoa: tính cho trường hợp lấy giá trị lớn (ghi chú: số liệu quan trắc 10 năm gần nhất) 5.3.2 Mực nước cao thiết kế để xác định tĩnh không khoang thông thuyền cầu, đường ống đường dây điện bắc qua sông xác định trường hợp sau: 5.3.2.1 Vùng khơng có thủy triều 5.3.2.1.1 Khoang thông thuyền cầu đường ống mực nước ứng với tần suất 5% đường tần suất lũy tích mực nước trung bình ngày từ số liệu đo đạc 10 năm 5.3.2.1.2 Đường dây điện bắc qua sông mực nước ứng với tần suất 1% đường tần suất lũy tích mực nước trung bình ngày từ số liệu đo đạc 10 năm 5.3.2.2 Vùng có thủy triều 10 5.3.2.2.1 Khoang thông thuyền cầu đường ống, mực nước ứng với tần suất 5% đường tần suất lũy tích mực nước từ số liệu đo đạc 10 năm 5.3.2.2.2 Đường dây điện bắc qua sông, mực nước ứng với tần suất 1% đường tần suất lũy tích mực nước từ số liệu đo đạc 10 năm 5.3.2.2.3 Vùng giao thoa: tính cho trường hợp lấy giá trị lớn 5.3.2.2.4 Đối với vùng hồ chứa: mực nước cao thiết kế mực nước khai thác cao hồ theo số liệu quan trắc 10 năm gần CHÚ THÍCH: Trường hợp có trạm thủy văn liệu mực nước khơng đủ 10 năm cần điều tra thu thập bổ sung kéo dài liệu; Trường hợp khơng có trạm thủy văn lựa chọn phương pháp khôi phục số liệu mực nước yêu cầu số liệu phục vụ việc khôi phục số liệu mực nước 5.4 Chế độ lưu thông luồng 5.4.1 Chế độ lưu thông luồng lựa chọn vào mật độ tàu lưu thông qua lại luồng, quy định Bảng Bảng Quy định chế độ lưu thơng luồng Mật độ tàu lưu thơng (tàu/năm) Tình trạng luồng Lựa chọn chế độ lưu thông Lớn 50.000 Mật độ cao Cần có khảo sát bổ sung để lựa chọn chế độ lưu thông hay nhiều Trêm 30.000 đến 50.000 Mật độ cao Cần có khảo sát bổ sung để lựa chọn chế độ lưu thông hay nhiều Trên 15.000 đến 30.000 Mật độ bình thường Luồng Trên 5.000 đến 15.000 Mật độ mức bình thường Luồng Nhỏ 5.000 Mật độ thấp Luồng 5.4.2 Căn vào điều kiện vận hành tàu luồng, chia làm mức độ vận hành Bảng Bảng Quy định điều kiện vận hành tàu luồng Điều kiện vận hành Khơng hạn chế Tình trạng luồng Ký hiệu Luồng cho phép tất tàu thuyền vận hành, điều kiện vận hành tốt (A) Luồng sông, kênh, lạch có cầu với thơng thuyền hạn chế, Hạn chế trung bình điều kiện vận hành luồng mức tốt, luồng có dịng chảy đến hạn chế cao ngang trung bình Luồng sơng, kênh, lạch có cầu với thông thuyền hạn chế, Hạn chế cao điều kiện vận hành khó khăn, luồng có dịng chảy ngang mạnh, đoạn luồng vào âu tàu (B) (C) 11 Thiết kế luồng đường thủy nội địa 6.1 Quy định chung 6.1.1 Các vấn đề cần xem xét quy hoạch cải tạo luồng hữu quy hoạch tuyến luồng đường thủy nội địa bao gồm: 6.1.1.1 Sự thay đổi mật độ phương tiện thủy nội địa có xét đến phát triển khu bến phục vụ du lịch 6.1.1.2 Sự thay đổi phương tiện thủy nội địa, đặc biệt phát triển đội tàu trọng tải lớn đại 6.1.1.3 Các luật, văn liên quan đến phát triển đường thủy nội địa 6.1.1.4 Sự cần thiết phải sửa chữa, nâng cấp kết cấu hạ tầng hữu 6.1.1.5 Sự thay đổi hình thái đáng kể sơng có ảnh hưởng xấu đến tuyến đường thủy nội địa cần phải cải tạo 6.1.2 Các vấn đề cần xem xét thiết kế bao gồm: 6.1.2.1 Tính khả thi đầu tư; 6.1.2.2 Lợi ích kinh tế - xã hội chi phí đầu tư tương ứng; 6.1.2.3 Tỷ suất lợi nhuận chi phí đầu tư; 6.1.2.4 Khả ảnh hưởng đến nguồn nước, mực nước, ảnh hưởng đến kinh tế-xã hội môi trường sinh thái 6.2 Thiết kế tuyến luồng Luồng hình thành đoạn thẳng, nối với đoạn cong êm thuận với góc khơng q gấp Mỗi đoạn có chiều rộng, chiều sâu khác tầu thuyền qua có tốc độ khác Đoạn luồng thẳng nối hai đoạn cong trái chiều phải có chiều dài khơng lần chiều dài lớn tàu thiết kế (R > 5L) (xem Hình 3) đảm bảo tầm nhìn khơng bị cản trở 5L (xem Hình 4) CHÚ THÍCH: Hình Sơ đồ bố trí tuyến luồng tạo đoạn thẳng nối tiếp đoạn cong 12 Hình Quy định tầm nhìn 6.3 Chuẩn tắc luồng đường thủy nội địa 6.3.1 Chỉ dẫn chung 6.3.1.1 Có ba phương pháp dùng để xác định chuẩn tắc luồng đường thủy nội địa bao gồm: - Phương pháp giải tích: phương pháp cho phép ta phân tích yếu tố sóng, gió, dịng chảy vấn đề mật độ giao thông thủy với rủi ro q trình giao thơng thủy; - Phương pháp mơ phỏng: mơ hình dựa việc ứng dụng máy tính để giải toán nhiều ẩn số, phức tạp; - Phương pháp sử dụng mơ hình vật lý: sử dụng mơ hình thí nghiệm vật lý để nghiên cứu truyền sóng cảng hay mơ hình tàu chuyển động qua địa hình đáy phức tạp 6.3.1.2 Trong thiết kế sở dùng phương pháp giải tích cịn thiết kế kỹ thuật khuyến nghị dùng phương pháp mô 6.3.1.3 Đối với tuyến luồng có tầm quan trọng cao khuyến nghị nên sử dụng phương pháp mơ hình vật lý để kiểm chứng 6.3.2 Chuẩn tắc luồng kênh nhân tạo 6.3.2.1 Sơ đồ xác định chuẩn tắc luồng kênh nhân tạo tính tốn theo sơ đồ Hình Các thông số chuẩn tắc luồng cần xác định bao gồm: - Chiều rộng mặt nước luồng Ww (m); - Chiều rộng ứng với mớn nước đầy tải tàu WF (m); - Chiều rộng đáy luồng ứng với độ sâu luồng thiết kế WB (m); - Độ sâu tối thiểu luồng, h (m); - Tỷ số diện tích mặt cắt ngang kênh diện tích mặt cắt tàu (tỷ lệ diện tích n): n = Ac/As - Diện tích mặt cắt ngang luồng nhân tạo: Ac = 0,5(WF+WB).T - Diện tích mặt cắt ngang tàu ứng với mớn nước: As = B.T - Bán kính cong luồng, R (m); 13 Hình Sơ đồ tính tốn chuẩn tắc luồng kênh, rạch 6.3.2.2 Các thông số chuẩn tắc luồng kênh nhân tạo thể Bảng Bảng Chuẩn tắc luồng kênh nhân tạo Các thông số chuẩn tắc luồng kênh nhân tạo Luồng Luồng (3÷4)B 2B h = 1.4T h = 1.3T 5L 5L 5÷7 3,5 ÷ 4,5 Chiều rộng ứng với mớn nước đầy tải tàu, WF (m) Độ sâu tối thiểu, h (m) Bán kính cong tối thiểu luồng, R (m); Tỷ số diện tích, n Đối với luồng nhân tạo thẳng, tàu bị hạn chế với thiết bị dụng cụ mức trung bình, thơng số chuẩn tắc luồng với điều kiện dòng chảy cực trị, gió tương ứng với điều kiện vận hành tàu luồng (A, B C) thể Bảng Bảng Chuẩn tắc luồng tàu kênh nhân tạo ứng với điều kiện vận hành luồng Luồng tàu Điều kiện vận hành Chiều rộng ứng với mớn nước đầy tải tàu WF (m) Hệ số n nhỏ Chiều sâu tối thiểu, h (m) Bán kính nhỏ nhất, R (m) Vận tốc dòng chảy dọc luồng lớn nhất, VL-flow (m/s) Vận tốc dòng chảy ngang luồng lớn nhất, VH-flow (m/s) Vận tốc gió lớn nội địa, VI-wind (m/s) Vận tốc gió lớn khu vực ven biển, VC-wind (m/s) Luồng Luồng (C) (B) (A) (C) (B) (A) 1,9B 2,1B 2,3B 2,8B 3,5B 4,5B 2,5 3,5 4,5 3,5 5,0 7,0 1,3T 1,3T 1,4T 1,3T 1,3T 1,4T 4L 7L 10L 4L 7L 10L 0,50 0,50 0,30 0,30 5-6 BF (8.0-13.9 m/s) 5-6 BF (8.0-13.9 m/s) 6-7 BF (10,8-17,2 m/s) 6-7 BF (10,8-17,2 m/s) CHÚ THÍCH: BF cấp gió Beaufort 14 6.3.2.3 Căn vào tình hình giao thông luồng, chiều rộng luồng sông nhân tạo cần xem xét mở rộng trường hợp a Tại đoạn luồng cong chiều rộng luồng mở rộng FC Chiều rộng luồng mở rộng đoạn luồng cong tính tốn sau: FC = CCL2/R không lớn L hay FC < L Trong đó, CC hệ số phụ thuộc vào hình dạng tàu điều kiện tải trọng, vận tốc dòng chảy, hướng chạy tàu, Giá trị hệ số CC lấy từ 0,25 với tàu đầy tải đến 1,1 với tàu không tải luồng nhân tạo L chiều dài toàn tàu b Tại đoạn luồng có ảnh hưởng gió mạn chiều rộng luồng mở rộng FW Chiều rộng luồng mở rộng ảnh hưởng gió mạn tính tốn với tàu khơng tải tàu container, không áp dụng cho tàu đầy tải - Đối với tàu không tải, FW = CwL đó, CW hệ số xét đến ảnh hưởng gió tới tàu, Cw = 0,05 luồng đường thủy nội địa, Cw = 0,1 tuyến luồng đường thủy ven biển - Đối với tàu container hệ số CW lấy theo Bảng Bảng Hệ số CW tàu container Tàu, mớn Vận tốc dòng chảy, loại tàu, điều kiện tải trọng tương ứng số tầng container nước trung chiều cao hứng gió hsw, hướng tàu chạy bình tàu khơng Luồng nhân tạo vflow < Luồng nhân tạo vflow < vflow < 1,5 m/s sông chảy tự vflow/v = 0,4 tải&tàu 0,5 m/s, tác động 1,0 m/s sông giới hạn thượng lưu 0,5 hạ lưu, vaG = 8,1 km/h lên container vào hướng tàu chạy: v 16,2 km/h xuống flow/v=4 km/h lên tầng (T2), v=9km/h, v 12,6 km/h xuống aG=10,8 km/h Đi xuống Đi lên tầng (T3) Không tải/2 tầng Không tải/2 tầng hsw = hsw = 4,5m hsw = 7,0m hsw = 4,5m hsw = 7,0m tầng hsw = hsw = tầng hsw = 7,0m 4,5m 7,0m 4,5m T2=1,6m; T3=1,8m Sà lan đẩy cấp III—IV h=4m: CW= 0,06 h=4m: CW= 0,08 h=3m: CW= 0,05 h=6m: CW= 0,08 h=3m: CW= 0,05 h=6m: CW= 0,11 h=3m: CW= 0,04 h=6m: CW= 0,06 h=3m: CW= 0,05 h=6m: CW= 0,08 h=3m: CW= 0,02 h=6m: CW= 0,04 h=3m: CW= 0,03 h=6m: CW= 0,05 T2=1,4m; T3=1,6m Sà lan đẩy cấp III—IV h=4m: CW= 0,07 h=4m: CW= 0,09 h=3m: CW= 0,06 h=6m: CW= 0,08 h=3m: CW= 0,07 h=6m: CW= 0,11 h=3m: CW= 0,04 h=6m: CW= 0,06 h=3m: CW= 0,05 h=6m: CW= 0,08 h=3m: CW= 0,02 h=6m: CW= 0,03 h=3m: CW= 0,03 h=6m: CW= 0,05 T2=1,4m; T3=1,6m Sà lan đẩy cấp I—II h=4m: CW= 0,08 h=4m: CW= 0,11 h=3m: CW= 0,07 h=6m: CW= 0,10 h=3m: CW= 0,08 h=6m: CW= 0,14 h=3m: CW= 0,05 h=6m: CW= 0,08 h=3m: CW= 0,06 h=6m: CW= 0,10 h=3m: CW= 0,03 h=6m: CW= 0,05 h=3m: CW= 0,04 h=6m: CW= 0,06 c Chiều rộng luồng mở rộng có xét đến vận tốc chạy tàu nhỏ hay lớn binner Chuẩn tắc luồng Bảng ứng với vận tốc chạy tàu trung bình 0,5-0,7V crit (Vcrit vận tốc chạy tàu tới hạn luồng) Khi tàu chạy với vận tốc lớn đạt đến 0,9Vcrit cần gia tăng chiều rộng luồng nhân tạo giá trị binner Bảng 15 Bảng Chiều rộng luồng mở rộng có xét đến vận tốc chạy tàu Luồng nhân tạo/chiều rộng luồng Luồng binner tàu bờ sông 0,05B Luồng binner tàu với (B)/(C) (A)/(B) 0,05B 0,1B 0,05B 0,05B d Tại đoạn luồng có dịng chảy ngang Khi dịng chảy ngang luồng lớn, dòng chảy dọc luồng nhỏ, cần thiết phải mở rộng chiều rộng luồng khoảng Fcf xác định sau: Fcf = wC.vcmS/v Trong đó, vcmS - vận tốc dịng chảy ngang luồng trung bình (m/s); v - vận tốc tàu với vận tốc dòng chảy (m/s); wC - chiều rộng trung bình khu vực dịng chảy ngang tác động lên tàu (wc < L) Chi tiết xem Hình Dịng chảy làm đổi hướng tàu/tàu đổi hướng chống lại dòng chảy ngang Biên dòng chảy ngang wc = chiều rộng khoảng cách u’ Tàu khơng ảnh hưởng dịng chảy Hình Sơ đồ xác định wc 16 - Khi khu vực dòng chảy ngang xuất phạm vi rộng wc > L, độ mở rộng cần thiết tính sau: Fcf = L.vcmS/v - Khi khu vực dòng chảy ngang xuất phạm vi trung bình nhỏ wc < L, độ mở rộng cần thiết tính sau: Fcf = wc.vcmS/vaG Trong đó, vaG - vận tốc chạy tàu 6.3.2.4 Mái dốc luồng kênh nhân tạo Tùy thuộc vào kết cấu địa chất kênh nhân tạo để lựa chọn mái dốc phù hợp Trong thiết kế sơ bộ, lựa chọn hệ số mái dốc luồng thiết kế theo Bảng 8, tuỳ thuộc vào loại đất trạng thái đất nơi phạm vi luồng tàu Bảng 8: Hệ số mái dốc luồng, m Loại đất trạng thái đất Trị số mái dốc luồng, m Bùn, sét, sét pha cát, trạng thái chảy 20 – 30 Bùn, sét, sét pha cát, dẻo chảy 15 - 20 Bùn lẫn vỏ sò ốc 10 - 15 Bùn dẻo loại cát pha sét, cát pha bụi - 10 Cát rời 7-9 Cát chặt trung bình 5-7 Cát chặt 3-5 Đá vơi, vỏ sị lẫn bùn 4-5 Sét cát pha sét, dẻo mềm 3-4 Sét cát pha sét, dẻo 2-3 Sét sét pha cát, dẻo cứng 1–2 CHÚ THÍCH 1: Khi có luồng tương tự đáng tin cậy luồng có hệ số mái dốc lấy theo số liệu thực đo CHÚ THÍCH 2: Đối với loại đất trị số hệ số mái dốc nhỏ dùng cho đoạn luồng gần bờ (có chiều sâu nước biên luồng bé), trị số lớn dùng cho đoạn luồng chịu ảnh hưởng thủy triều (có chiều sâu nước biên luồng lớn) 6.3.3 Chuẩn tắc luồng sông thiên nhiên 6.3.3.1 Sơ đồ thông số chuẩn tắc luồng tr ong sông tương tương tự luồng nhân tạo thể Hình 6.3.3.2 Các thơng số chuẩn tắc luồng sông Bảng 6.3.3.3 Căn vào tình hình giao thơng luồng, chiều rộng luồng sông thiên nhiên cần xem xét mở rộng trường hợp 6.3.3.3.1 Mở rộng đoạn luồng cong, chiều rộng mở rộng lấy tương tự điều 6.3.2.2a với hệ số CC = 0,5 cho điều kiện chạy tàu luồng 17 Bảng Chuẩn tắc luồng đường thủy nội địa sông thiên nhiên Luồng tàu Luồng Điều kiện vận hành Chiều rộng ứng với mớn nước đầy tải tàu đoạn luồng thẳng nhỏ nhất, BF (m) Hệ số tỷ lệ diện tích nhỏ nhất, n Độ sâu luồng tối thiểu, h (m) Bán kính cong nhỏ nhất, R (m) (C) (B) (A) (C) (B) (A) 2,8B 3,2B 3,4B 4,0B 5,0B 6,0B 2,5 3,5 4,5 3,5 5,0 7,0 1,2T 1,3T 1,3T 1,2T 1,3T 1,4T 2L 3L 4L 2L 3L 4L Vận tốc dòng chảy lớn nhất, Vflow (m/s) Vận tốc gió lớn nhất, Vwind (m/s) Luồng 1,50 1,50 5-6 BF (8.0-13.9 m/s) 5-6 BF (8.0-13.9 m/s) CHÚ THÍCH: - BF cấp gió Beaufort 6.3.3.3.2 Tại đoạn luồng có dịng chảy dọc luồng đáng kể, cần xem xét mở rộng luồng với chiều rộng FT sau: - Đối với luồng làn: FT = 0,07L - Đối với luồng làn: FT = 0,12L 6.3.3.3.3 Tại đoạn luồng có dịng chảy xáo động mạnh diện rộng, cần xem xét mở rộng luồng với chiều rộng FTurb = 0,4h với h độ sâu luồng 6.3.3.3.4 Tại đoạn luồng có hệ thống mỏ hàn chỉnh trị, cần xem xét mở rộng luồng với chiều rộng FG,net sau: FG,net = FG,flow + FG,dew – sB > Trong đó; sB khoảng cách an tồn từ mái dốc bờ mực nước ứng với mớn nước tàu - sB = 0,7B với mức độ vận hành B C - sB = 0,8B với mức độ vận hành A FG,flow độ mở rộng có xét đến ảnh hưởng dòng chảy ngang xác định phụ thuộc vào hướng chạy tàu luồng - Khi tàu chạy lên thượng nguồn: FG,flow = 0,04aG (với aG khoảng cách mỏ hàn) - Khi tàu chạy xuống hạ du: FG,flow = 0,03aG FG,dew độ mở rộng có xét đến ảnh hưởng ngăn cản dòng chảy mỏ hàn gây - Khi tàu chạy lên thượng nguồn: FG,dew = 0,02lG với mức độ vận hành (B) (C) FG,dew = 0,05lG với mức độ vận hành (A) (với lG chiều dài mỏ hàn) - Khi tàu chạy xuống hạ du: 18 FG,dew = 0,04lG với mức độ vận hành (B) (C) FG,dew = 0,14lG với mức độ vận hành (A) (với lG chiều dài mỏ hàn) 6.3.3.3.5 Tại đoạn luồng có dịng chảy ngang luồng Fcf - Khi dòng chảy ngang miền lớn wc > L: Fcf = L.vcmS/v Trong đó: vcmS vận tốc dịng chảy ngang; v vận tốc chạy tàu tương đối so với dòng chảy, L chiều dài tàu - Khi dòng chảy ngang miền trung bình wc > L (chiều rộng đủ để bù vào độ lệch tàu, dòng chảy xáo động nhỏ) Fcf = wc.vcmS/v - Khi dòng chảy ngang miền trung bình wc > L (chấp thuận đủ rộng để bù vào độ dịch chuyển tàu, dòng chảy xáo động nhỏ) Fcf = wc.vcmS/voG Trong đó, voG vận tốc tương đối tàu so với bờ 6.3.3.3.6 Tại đoạn luồng trường hợp đặc biệt tàu bị gió ngang FW - Đối với tàu không hàng: FW = cwL cw = 0,05 tuyến đường thủy nội địa cw = 0,1 tuyến đường thủy ven biển - Đối với tàu container lấy tương tự luồng nhân tạo, cw lấy Bảng 6.3.3.4 Mái dốc luồng sơng thiên nhiên Trong thiết kế sơ lựa chọn hệ số mái dốc luồng thiết kế theo Bảng tuỳ thuộc vào loại đất trạng thái đất phạm vi luồng tàu 6.3.4 Bán kinh cong khu vực luồng phân nhánh giao Tầm nhìn luồng chỗ phân nhánh giao khơng ngắn tầm nhìn u cầu luồng vào cảng bờ Bán kính nhỏ đường cong nối hai tuyến luồng chỗ phân nhánh giao phải lớn 1,5L (xem Hình 7) Hình Bán kính cong chỗ luồng phân nhánh giao 19 Luồng đường thủy nội địa qua cơng trình 7.1 Luồng dẫn vào âu tàu 7.1.1 Bố trí luồng dẫn Luồng dẫn vào âu tàu bố trí chia làm vùng bao gồm: vùng tự do, vùng đợi, vùng xếp hàng vùng hình phễu (xem Hình 8) 7.1.2 Các thơng số chuẩn tắc luồng dẫn ra/vào âu xác định bảng 10 Hình Sơ đồ bố trí luồng dẫn vào âu tàu Bảng 10 Các thông số chuẩn tắc luồng dẫn ra/vào âu Luồng dẫn Điều kiện vận hành (C) Chiều rộng luồng dẫn nhỏ nhất, WLA (m) 2,0B Chiều dài luồng dẫn nhỏ nhất, LLA (m) (A) 2,2B Điều kiện vận hành (C) Đã bao gồm khoảng cách an tồn, khơng 2,4B 3,2B bao gồm vùng đợi tàu Giá tăng vùng đợi tàu 1,0L Độ sâu luồng dẫn, hLA (m) Độ vuốt hình phễu (B) Ghi Luồng dẫn (A) 4,0B 1,0L 1,4T 1:4 (B) Ghi 4,8B Đã bao gồm khoảng cách an tồn, khơng bao gồm vùng đợi tàu Giá tăng vùng đợi tàu 1,4T 1:6 1:4 1:6 7.2 Luồng khoang thơng thuyền có cửa 7.2.1 Khoang thơng thuyền có cửa hệ thống phịng lũ ngăn mặn cần bảo đảm cho thực chức giữ nước đóng cửa cho tàu qua an toàn mở cửa 7.2.2 Trục khoang thơng thuyền có cửa phải trùng với đường tim luồng Vị trí khoang thơng 20 thuyền có cửa không đặt khoảng cách hai lần chiều dài tàu thiết kế kể từ chỗ luồng phân nhánh giao Đoạn luồng thẳng trước sau cửa thơng thuyền có chiều dài 1,5 lần chiều dài tàu thiết kế 7.2.3 Mặt cắt ngang khoang thơng thuyền có cửa nên có dạng hình chữ nhật 7.2.4 Chiều rộng khoang thông thuyền tuyến đường thuỷ không nhỏ 1,6 lần chiều rộng tàu thiết kế Nếu chiều dài khoang thông thuyền lớn nửa chiều dài tàu thiết kế, cần gia tăng chiều rộng tương ứng với 0,02 lần chiều dài tàu thiết kế Các khoang thông thuyền phải có kết cấu dẫn luồng nơi giao với cầu 7.2.5 Chiều sâu khoang thông thuyền không nhỏ 1,4 lần mớn nước tàu thiết kế 7.2.6 Chiều cao tĩnh không khoang thông thuyền có cửa lấy, ngăn nước đóng mở theo chiều thẳng đứng từ xuống qui định giống chiều cao tĩnh không khoang thông thuyền cầu TCVN 5664 7.3 Luồng cầu 7.3.1 Quy định chung - Trên tuyến đường thuỷ hai làn, không bố trí trụ cầu luồng - Trong trường hợp chiều dài khoang thông thuyền cầu lớn nửa chiều dài tàu thiết kế, phải tăng thêm chiều rộng tương đương với 0,02L - Chiều rộng luồng khoang cầu quay, cầu cất tuyến đường thuỷ hai không lấy nhỏ trường hợp cầu cố định - Những nơi có cầu bắc qua, chiều rộng luồng chạy tàu nhỏ 1,8 lần chiều rộng tàu thiết kế tuyến đường thuỷ nhỏ lần chiều rộng tàu thiết kế tuyến đường thuỷ hai cần có cơng trình hướng dịng 7.3.2 Khẩu độ thơng thuyền - Khẩu độ thông thuyền luồng nhân tạo xác định dựa vào quy định Bảng 11 Bảng 11 Khẩu độ thông thuyền sông nhân tạo Khẩu độ thông thuyền luồng Loại ĐTNĐ Khẩu độ thông thuyền luồng Mực độ vận hành (C) (B) (A) Ghi (C) (B) (A) Ghi Chiều rộng thông thuyền tối thiểu Wb (m) 2.0 B 2.2 B 2.4 B Wb ≥ 5.0 m 3.2 B 4.0 B 4.8 B Wb ≥ 5.0 m Chiều cao thông thuyền tối thiểu Hb (m) 1.05 Hsn 1.05 Hsn 1.05 Hsn Hb ≥ 0.3 m 1.05 Hsn 1.05 Hsn 1.05 Hsn Hb ≥ 0.3 m CHÚ THÍCH 1: Hsn - Chiều cao tàu lớn tính từ mực nước thiết kế ứng với tàu không tải (m) CHÚ THÍCH 2: Wb - Chiều rộng an tồn tối thiểu (m) CHÚ THÍCH 3: Hb - Chiều cao an tồn tối thiểu (m) 21 - Khẩu độ thơng thuyền luồng sông tự nhiên xác định dựa vào quy định Bảng 12 Bảng 12 Khẩu độ thông thuyền sông tự nhiên Khẩu độ thông thuyền luồng Loại ĐTNĐ Khẩu độ thông thuyền luồng Mực độ vận hành (C) (B) (A) Ghi (C) (B) (A) Ghi Chiều rộng thông thuyền tối thiểu Wb (m) 2.9 B 3.3 B 3.5 B Wb ≥ 5.0 m 3.6 B 4.4 B 5.2 B Wbm ≥ 5.0 Chiều cao thông thuyền tối thiểu MNCTK MNCTK MNCTK Hb ≥ MNCTK + MNCTK + MNCTK + Hb ≥ 2.0 tàu +1.05 Hsn +1.05 Hsn +1.05 Hsn 2.0 m 1.05 Hsn 1.05 Hsn 1.05 Hsn sông-biển Hb (m) Chiều cao thông thuyền tối thiểu MNCTK MNCTK MNCTK Hb ≥ MNCTK + MNCTK + MNCTK + Hb ≥ 0.3 tàu sông +1.05 Hsn +1.05 Hsn +1.05 Hsn 0.3 m 1.05 Hsn 1.05 Hsn 1.05 Hsn Hb (m) 7.4 Luồng tàu đường dây điện Tĩnh không luồng tàu đường dây điện cần xem xét theo quy định đây: 7.4.1 Khi tàu thiết kế có chiều dài lớn chiều dài tàu cấp III miền Nam cấp IV với Bắc khu vực lại, chiều cao tĩnh không đường dây điện lấy tối thiểu 12+ H (m) 7.4.2 Khi tàu thiết kế có chiều dài nhỏ chiều dài tàu cấp III miền Nam cấp IV với Bắc khu vực cịn lại, chiều cao tĩnh khơng đường dây điện lấy tối thiểu 7+ H (m) CHÚ THÍCH: H chiều cao dự trữ an tồn đường dây diện, lấy theo quy định hành bảo vệ an tồn cơng trình lưới điện cao áp (m) 7.5 Luồng hệ thống đường ống ngầm / cáp ngầm Luồng hệ thống đường ống ngầm/cáp ngầm cần xem xét theo quy định đây: 7.5.1 Khi tàu thiết kế có chiều dài lớn chiều dài tàu cấp II Miền Nam cấp III với Miền Bắc khu vực lại, chiều sâu đặt đường ống ngầm/cáp ngầm lấy tối thiểu 2,0m cao độ thiết kế đáy luồng 7.5.2 Khi tàu thiết kế có chiều dài nhỏ chiều dài tàu cấp II Miền Nam cấp III với Miền Bắc khu vực lại, chiều sâu đặt đường ống ngầm/cáp ngầm lấy tối thiểu 1,5m cao độ thiết kế đáy luồng 7.6 Luồng cho tàu khách 7.6.1 Đối với tàu lớn 100 chỗ, thông số chuẩn tắc luồng thiết kế tuân theo quy định Điều 7.6.2 Các luồng phục vụ cho tàu khách có sức chở 100 chỗ thiết kế luồng Cấp V với mặt cắt luồng hai 7.6.3 Bán kính cong luồng tàu khách tùy theo cấp kỹ thuật sông không nhỏ 60m 22 7.6.4 Tại đoạn cong có bán kính nhỏ 100m góc cong 20 độ, luồng cần mở với độ mở rộng khơng nhỏ 2m bố trí phía bờ lồi đoạn cong 7.6.5 Đoạn chuyển tiếp đoạn thẳng đoạn cong mở rộng cần tiếp nối dần chiều dài không nhỏ 40m 7.6.6 Khi mật độ tàu khách vượt 30.000 chuyến/năm, với cấp 10.000 chuyến vượt năm, nên tăng thêm chiều rộng luồng thêm 5m tăng độ sâu luồng 0,3m Vũng quay tàu, vũng chờ tàu 8.1 Vũng quay tàu 8.1.1 Vũng quay tàu cảng-bến thủy nội địa bố trí theo dẫn đây: 8.1.1.1 Về nguyên tắc, cảng-bến thủy nội địa phải có nơi để tàu quay đầu neo tàu quay tàu Các tàu thường quay trở lại theo hướng mà chúng đến sau phải quay vịng lại Vũng quay tàu khoảng cách chấp nhận từ cầu cảng phụ thuộc vào mật độ tàu quay trở, nên bố trí khu vực để tàu phía trước 8.1.1.2 Chỉ chấp nhận cho tàu quay trở theo cách khác khơng cản trở việc q trình lại tàu khác Khoảng cách để tàu quay trở không vượt 1000 m Quy định áp dụng với luồng có mật độ thấp 8.1.2 Đối với bến cảng có chiều dài 1000 m, 10 lần chiều dài tàu nên bố trí vũng quay tàu hạ lưu cảng 8.1.3 Đường kính vũng quay tàu tối thiểu lấy 1,2L khu vực quay tàu vũng sông nhánh, kênh rạch (xem Hình 9) Chiều dài tàu × hệ số Hình Bố trí vũng quay tàu 8.1.4 Đường kính vũng quay tàu tối thiểu vùng nước hở, không bị giới hạn tàu quay tự lấy 1,5L, tàu quay quanh điểm cố định lấy 1,2L (xem Hình 9) 8.1.5 Độ sâu vũng quay tàu với độ sâu luồng 8.2 Vũng chờ tàu 8.2.1 Vũng chờ đợi tàu xác định thông qua mật độ thời gian tàu ra/vào cảng âu tàu 8.2.2 Chiều dài vũng chờ đợi tàu lấy không nhỏ 1,1L khu vực luồng bị hạn chế (B, C) không nhỏ 1,2L luồng không bị hạn chế (A) 8.2.3 Chiều rộng vũng chờ đợi tàu lấy tối thiểu tổng chiều rộng tàu (B), chiều rộng đệm tàu chiều rộng dự trữ (0,5B) 23 Tài liệu tham khảo [1] Hướng dẫn đường thủy 2011 - Waterway Guidelines 2011, RWS Centre for Transport and Navigation, Delft, ISBN: 9789036900690 [2] PIANC, 2019 Hướng dẫn thiết kế kích thước luồng đường thủy nội địa - Design guidelines for inland waterway dimensions, InCom WG Report no 141-2019, PIANC 24