10.1 Cao trỡnh đỉnh đập
10.1.1 Cao trỡnh đỉnh đập là cao trỡnh lớn nhất xỏc định trờn cơ sở tớnh toỏn độ vượt cao của đỉnh đập trờn cỏc mực nước tớnh toỏn của hồ chứa đảm bảo nước khụng tràn qua đỉnh đập. Cỏc mực nước tớnh toỏn của hồ được quy định gồm ba trường hợp sau:
1) Mực nước dõng bỡnh thường;
2) Mực nước lớn nhất thiết kế; 3) Mực nước lớn nhất kiểm tra;
4) Mực nước vượt lũ kiểm tra: chỉ ỏp dụng đối với đập từ cấp I trở lờn, cũn đập từ cấp II trở xuống được ỏp dụng khi cú yờu cầu đặc biệt.
10.1.2 Cao trỡnh đỉnh đập tớnh toỏn tương ứng với cỏc trường hợp quy định ở trờn được xỏc định theo cụng thức 5.
Zđ = Zh + hđ (5) trong đú:
Zđ là cao trỡnh đỉnh đập tớnh toỏn tương ứng với cỏc trường hợp mực nước hồ Zh, m; Zh là mực nước tớnh toỏn của hồ chứa, được tớnh toỏn với cỏc trường hợp quy định ở trờn, m; hđ là độ vượt cao của đỉnh đập tớnh toỏn tương ứng với cỏc trường hợp mực nước hồ Zđ, m; được xỏc định theo điều 10.1.3 của tiờu chuẩn này.
10.1.3 Độ vượt cao của đỉnh đập được quy định khỏc nhau cho cỏc trường hợp được xỏc định theo cụng thức 6.
hđ = ∆h + hsl + a (6) trong đú:
∆h là chiều cao nước dềnh do giú, m; hsl là chiều cao súng leo lờn mỏi đập, m;
a là chiều cao an toàn, xỏc định theo điều 10.1.4 của tiờu chuẩn này, m.
Tần suất giú thiết kế để tớnh toỏn súng leo được quy định tại bảng 4 điều 10.1.4 của tiờu chuẩn này; Phương phỏp tớnh toỏn cỏc yếu tố súng, chiều cao nước dềnh do giú, chiều cao súng leo ỏp dụng theo tiờu chuẩn TCVN 8421 : 2010;
10.1.4 Chiều cao an toàn của đập và tần suất giú tớnh toỏn được quy định theo cấp cụng trỡnh của đập và điều kiện làm việc của hồ chứa (mực nước tớnh toỏn của hồ chứa) tương ứng theo Bảng 3 và 4. 10.1.5 Đập cú xõy dựng tường chắn súng (TCS) loại thẳng đứng, được liờn kết với bộ phận chống thấm của thõn đập thỡ độ vượt cao của đỉnh đập được tớnh từ cao trỡnh mực nước tớnh toỏn đến đỉnh tường chắn súng. Trường hợp này cao trỡnh đỉnh đập phải cao hơn mực nước gia cường kiểm tra tối thiểu 0,30 m. Chiều cao tường chắn súng khụng nờn vượt quỏ 1,2 m.
Việc xõy tường chắn súng thẳng hoặc cong để hạ thấp đỉnh đập, giảm khối lượng đắp đập, phải thực hiện thụng qua tớnh toỏn, so sỏnh kinh tế - kỹ thuật.
Bảng 3 - Chiều cao an toàn của đập (a)
Điều kiện làm việc của hồ chứa Chiều cao an toàn (a) theo cấp đập, m
Đặc biệt I II III IV
Ở mực nước dõng bỡnh thường 1,5 1,2 0,7 0,5 0,5
Ở mực nước lớn nhất thiết kế 1,0 1,0 0,5 0,5 0,5
Ở mực nước lớn nhất kiểm tra 0,5 0,3 0,2 0,2 0,0
CHÚ THÍCH: Khi xỏc định Độ vượt cao của đỉnh đập cho trường hợp xuất hiện Mực nước vượt lũ kiểm tra thỡ lấy chiều cao an toàn của đập a = 0.
Bảng 4 - Tần suất giú thiết kế
Điều kiện làm việc của hồ chứa Tần suất giú thiết kế theo cấp của đập,%
Đặc biệt - I II - III IV
Ở mực nước dõng bỡnh thường 2 4 10
Ở mực nước lớn nhất thiết kế 25 50 50
Ở mực nước lớn nhất kiểm tra và vượt lũ
kiểm tra Khụng xột đến thành phần súng leo do giú gõy ra
10.1.6 Độ vượt cao của đỉnh đập khi cú động đất:
Khi xõy dựng đập đất đầm nộn ở vựng cú khả năng xẩy ra động đất từ cấp VII trở lờn, độ vượt cao của đỉnh đập cần tớnh toỏn đến chiều cao của súng trọng lực phỏt sinh trong hồ chứa và độ lỳn đỉnh đập do động đất, cấp và thụng số động đất thực hiện theo TCVN 9386 : 2012.
10.2 Chiều rộng và cấu tạo đỉnh đập 10.2.1 Chiều rộng đỉnh đập
Chiều rộng đỉnh đập cần xỏc định phụ thuộc vào điều kiện thi cụng và khai thỏc, cú xột đến cấp cụng trỡnh, nhưng khụng nờn nhỏ dưới 5,0 m, đồng thời cần xột đến cỏc trường hợp sau đõy:
1) Khi khụng cú yờu cầu khỏc, chiều rộng đỉnh đập nờn từ (5 đến 10) m đối với đập từ cấp II trở xuống và trờn 10 m đối với đập từ cấp I trở lờn;
2) Khi cú yờu cầu kết hợp đường giao thụng cụng cộng thỡ phải thiết kế đảm bảo theo yờu cầu của tiờu chuẩn đường giao thụng. Nếu tiờu chuẩn đường giao thụng nhỏ hơn thỡ phải theo quy định của tiờu chuẩn này.
10.2.2 Chiều rộng đỉnh đập ở vị trớ nối tiếp với cụng trỡnh khỏc
1) Chiều rộng đỉnh đập ở vị trớ nối tiếp với cụng trỡnh khỏc cần xỏc định phự hợp với kết cấu nối tiếp và thường nờn tạo ra một mặt bằng rộng hơn.
2) Phần đỉnh ở hai đầu vai đập cần được làm loe ra để cú chiều rộng đỉnh đập tại đõy rộng hơn, đồng thời tạo mỏi thoải hơn, cú lợi cho ổn định cũng như chống thấm ở vai đập giỳp cho việc đi lại của xe mỏy thuận lợi hơn và tăng tớnh thẩm mỹ của cụng trỡnh. Việc bố trớ mở rộng đỉnh hai đầu đập tạo thành mỏi loe phụ thuộc chủ yếu điều kiện địa hỡnh khu vực vai đập.
10.2.3 Kết cấu và bố trớ mặt đỉnh đập
1) Kết cấu và bố trớ mặt đỉnh đập cần đảm bảo bền vững, an toàn, thuận lợi trong khi khai thỏc và thẩm mỹ.
2) Mặt đỉnh đập cần phải dốc nghiờng về một phớa hoặc hai phớa với độ dốc từ (2 đến 3) %, đồng thời làm tốt hệ thống thoỏt nước xuống mỏi đập, khụng được để nước mưa đọng trờn mặt đỉnh đập.
10.2.4 Lớp bảo vệ đỉnh đập
Lớp bảo vệ đỉnh đập cần căn cứ, yờu cầu quản lý và cỏc mục đớch sử dụng, khả năng đầu tư để chọn một trong cỏc loại vật liệu bảo vệ sau:
- Đất cấp phối cỏt cuội sỏi đầm chặt; - Dăm sỏi xõm nhập nhựa đường; - Bờ tụng hoặc bờ tụng nhựa đường.
Khi cú kế hoạch nõng cao đập trong tương lai gần thỡ chưa nờn làm lớp bảo vệ bằng bờ tụng.
10.2.5 Đỉnh đập kết hợp đường giao thụng
10.2.5.1 Khi đỉnh đập cú kết hợp đường giao thụng cần bố trớ cọc tiờu, thanh chắn, hoặc gờ lề đường để đảm bảo an toàn. Nếu khụng kết hợp giao thụng cũng cần cú cỏc cọc tiờu chỉ dẫn cho xe cụng vụ đi lại. 10.2.5.2 Ở cỏc cụng trỡnh đầu mối cú nguồn điện thỡ trờn mặt đỉnh đập cú thể bố trớ hệ thống đốn cao ỏp chiếu sỏng vừa phục vụ quản lý khai thỏc vừa nõng cao thẩm mỹ cụng trỡnh.
10.3 Mỏi đập thượng và hạ lưu 10.3.1 Mỏi đập
10.3.1.1 Mỏi đập gồm cú mỏi thượng lưu và mỏi hạ lưu, cú ký hiệu tương ứng là mt và mh. Thụng số mỏi đập được thể hiện qua hệ số mỏi m, là giỏ trị chiều ngang của mỏi tương ứng với chiều cao mỏi bằng 1 (m = 2,0; 2,5; 3,0, v.v…).
10.3.1.2 Mỏi đập phải đảm bảo ổn định theo tiờu chuẩn quy định trong mọi điều kiện làm việc của đập. Độ dốc mỏi đập được xỏc định căn cứ vào loại hỡnh đập, chiều cao đập, tớnh chất vật liệu của thõn đập và nền đập, cỏc lực tỏc động lờn mỏi (như: trọng lượng bản thõn, ỏp lực nước, lực thấm, lực mao dẫn, lực động đất, lực thủy động, tải trọng ngoài trờn đỉnh đập và mỏi đập), điều kiện thi cụng và khai thỏc cụng trỡnh. 10.3.1.3 Khi sơ bộ xỏc định độ dốc mỏi được phộp sử dụng tài liệu của cỏc đập tương tự đó xõy dựng trong khu vực hoặc dựng phương phỏp gần đỳng, sau đú kiểm tra bằng tớnh toỏn theo cỏc quy định tại điều 11.3.2 của tiờu chuẩn này.
10.3.1.4 Khi ở phớa thượng lưu đập cú tường nghiờng đắp bằng vật liệu cú cỏc chỉ tiờu chống trượt (ϕ, c) thấp hơn cỏc chỉ tiờu tương ứng của đất đắp thõn đập thỡ độ dốc mỏi thượng lưu cần xỏc định trờn cơ sở đỏnh giỏ khả năng trượt mỏi núi chung và khả năng trượt của tường nghiờng theo mặt tiếp xỳc với thõn đập cũng như trượt của lớp bảo vệ trờn mặt tường nghiờng.
10.3.2 Kết cấu mỏi đập
10.3.2.1 Cơ trờn mỏi đập được bố trớ theo yờu cầu kiểm tra sửa chữa trong quỏ trỡnh khai thỏc, yờu cầu thi cụng đập,hoặc do sử dụng đờ quai (thi cụng ở) thượng lưu và đống đỏ tiờu nước hạ lưu vào thõn đập. Số lượng cơ phụ thuộc vào chiều cao đập, điều kiện thi cụng, kiểu gia cố mỏi và khả năng ổn định mỏi.
10.3.2.2 Ở mỏi thượng lưu, việc bố trớ cơ đập phụ thuộc vào điều kiện thi cụng và hỡnh thức bảo vệ mỏi, nờn bố trớ cơ đập ở giới hạn dưới của lớp gia cố chớnh để tạo thành gối đỡ cần thiết, hoặc lợi dụng đỉnh đờ quai mỏi thượng lưu nằm trong thõn đập để làm cơ sở. Số cơ ở mỏi thượng lưu thường ớt hơn số cơ ở mỏi hạ lưu.
10.3.2.3 Ở mỏi hạ lưu, nờn bố trớ cơ để sử dụng vào việc tập trung và dẫn nước mưa, làm đường cụng tỏc, và để tăng độ ổn định mỏi đập khi cần thiết. Trường hợp cú kết hợp đường giao thụng trờn cơ ở đập hạ lưu thỡ cơ phải thiết kế đỏp ứng được theo tiờu chuẩn thiết kế đường giao thụng. Khoảng từ (10 đến 15) m theo chiều cao đập nờn bố trớ một cơ. Chiều rộng của cơ khụng được nhỏ dưới 3 m.
10.3.2.4 Trờn mỏi thượng lưu và hạ lưu đập cần bố trớ một số bậc lờn xuống để tạo điều kiện thuận lợi cho cụng tỏc quản lý vận hành đập.
10.3.2.5 Trờn mỏi hạ lưu khụng nờn kết hợp làm kờnh dẫn nước và cỏc cụng trỡnh khỏc (trừ đường giao thụng khi cú yờu cầu kết hợp). Trường hợp cần bố trớ kờnh dẫn trờn mỏi đập thỡ phải cú luận chứng kinh tế - kỹ thuật, cỏc biện phỏp chống thấm, chống rũ nước từ kờnh ra, phải đảm bảo cú độ tin cậy cao.
10.3.3 Gia cố mỏi đập thượng lưu
10.3.3.1 Mỏi đập phải được gia cố bảo vệ chống lại tỏc động phỏ hoại của súng, mưa và cỏc yếu tố phỏ hoại khỏc. Hỡnh thức kết cấu bảo vệ mỏi đập được chọn một trong cỏc hỡnh thức quy định ở cỏc điều 10.3.3.2 và 10.3.3.4 của tiờu chuẩn này, trờn cơ sở so sỏnh kinh tế kỹ thuật, đảm bảo cỏc yờu cầu:
- Kiờn cố ổn dịnh, chống đỡ mọi loại phỏ hoại đối với mỏi đập, tiờu thoỏt nước mặt tốt; - Tận dụng vật liệu tại chỗ và sử dụng cỏc vật liệu cụng nghệ mới, giỏ thành hợp lý;
- Thi cụng đơn giản, quản lý duy tu thuận lợi;
- Tớnh thẩm mỹ cao, nhất là ở mỏi hạ lưu và phần lộ thường xuyờn bờn trờn mực nước ở mỏi thượng lưu.
10.3.3.2 Cỏc hỡnh thức bảo vệ mỏi đập thượng lưu thường ỏp dụng cỏc hỡnh thức bảo vệ sau: a) Đỏ đổ;
b) Đỏ lỏt khan;
c) Đỏ xõy vữa từng ụ nhỏ cú khe co gión và lỗ thoỏt nước;
d) Tấm bờ tụng hoặc cốt thộp đổ tại chỗ hoặc tấm đỳc sẵn cú khe cú gión và lỗ thoỏt nước hoặc cú khớp chắn nước và khụng đục lỗ thoỏt nước;
e) Bờ tụng nhựa đường từng ụ cú khe co gión và lỗ thoỏt nước hoặc cú khớp chắn nước và khụng đục lỗ thoỏt nước;
g) Thực vật (ỏp dụng cho đập thấp, hồ cú súng nhỏ nhưng cần cú biện phỏp phũng chống mối). Kớch thước lớp bảo vệ mỏi phụ thuộc vào hỡnh thức kết cấu gia cố và cỏc thụng số súng, được xỏc định thụng qua tớnh toỏn theo TCVN 8421 : 2010 và TCVN 8419 : 2010.
10.3.3.3 Lớp gia cố mỏi đập thượng lưu cần phải phõn thành đoạn gia cố chớnh ở vựng chịu tỏc dụng của súng lớn nhất thường xảy ra trong thời kỳ khai thỏc, và đoạn gia cố phụ bố trớ ở cỏc vựng cũn lại, dọc theo chõn mỏi của phần gia cố chớnh cần cú chõn tựa bằng đỏ xõy hoặc bờ tụng.
Phạm vi bảo vệ mỏi thượng lưu bắt đầu từ đỉnh đập xuống dưới mực nước khai thỏc thấp nhất (thường là mực nước chết) 2,5 m đối với đập từ cấp II trở lờn, và từ (1,5 đến 2) m đối với đập từ cấp III trở xuống.
Lớp đệm nằm dưới kết cấu bảo vệ mỏi cần đảm bảo bền vững, ổn định khi chịu tỏc động của súng đồng thời phải ngăn ngừa trụi đất do dũng thấm ngược từ đập ra khi mực nước hồ giảm nhanh. Cần cú biện phỏp bảo vệ tương ứng nếu phần mỏi thượng lưu khụng cú lớp gia cố bảo vệ bị dũng thấm ngược kộo trụi đất.
10.3.3.4 Kết cấu gia cố mỏi đập thượng lưu cần được xem xột lựa chọn dựa trờn cỏc yếu tố sau: - Chiều cao súng leo do giú và tàu thuyền tỏc dụng lờn mỏi;
- Đặc tớnh của vật liệu thõn đập và mức độ xõm thực của nước hồ;
- Trữ lượng cỏc loại vật liệu gia cố cú ở khu vực xõy dựng và điều kiện sản xuất chỳng; - Cấp và tớnh chất đa mục tiờu của cụng trỡnh.
Hỡnh thức kết cấu gia cố bằng đỏ đổ cú thể ỏp dụng trong tất cả cỏc trường hợp khi tại khu vực xõy dựng cú đầy đủ khối lượng đỏ sử dụng được, và thuận lợi cho việc thi cụng bằng cơ giới.
Hỡnh thức kết cấu tấm gia cố bằng đỏ lỏt khan hoặc đỏ xõy vữa ỏp dụng khi khụng cú điều kiện thi cụng bằng cơ giới.
Hỡnh thức kết cấu tấm bờ tụng cốt thộp và bờ tụng nhựa đường chỉ nờn ỏp dụng ở vựng hiếm đỏ và tỏ ra ưu việt về kinh tế hơn so với cỏc hỡnh thức gia cố khỏc.
Dưới lớp gia cố bảo vệ mỏi cần bố trớ tầng đệm (cú thể sử dụng thờm lớp vải địa kỹ thuật dưới tầng đệm để bảo vệ đất) cú tỏc dụng nối tiếp giữa lớp gia cố với thõn đập và cú tỏc dụng của tầng lọc ngược để phũng chống xúi trụi đất do súng và khi nước hồ hạ thấp đột ngột.
Cấp phối và chiều dày cỏc lớp đệm cần thiết kế theo cỏc quy định và hướng dẫn thiết kế tầng lọc ngược hiện hành. Thụng thường tầng đệm dưới bảo vệ bằng đỏ xõy khan hoặc đỏ xõy vữa gồm hai lớp: dăm sỏi và cỏt, chiều dày mỗi lớp tối thiểu 15 cm. Với những vựng khan hiếm cỏt cú thể nghiờn cứu sử dụng vải địa kỹ thuật làm lớp lọc.
Khi dựng tấm bờ tụng, bờ tụng cốt thộp, bờ tụng nhựa đường, đỏ xõy vữa để bảo vệ mỏi cú bố trớ lỗ thoỏt nước để giảm ỏp lực nước bờn trong khi mực nước hồ rỳt nhanh hoặc do cỏc nguyờn nhõn khỏc
thỡ kớch thước và số lượng (mật độ) lỗ thoỏt nước cần thụng qua tớnh toỏn thấm để xỏc định. Khi lớp gia cố bằng bờ tụng, bờ tụng nhựa đường bảo vệ mỏi khụng bố trớ lỗ thoỏt nước thỡ nhiệm vụ dẫn nước thấm từ thõn đập xuống chõn mỏi do tầng đệm dưới nú đảm nhiệm, chiều dày lớp đệm cần phải đảm bảo yờu cầu thoỏt nước thấm như nờu ở trờn.
10.3.4 Gia cố mỏi đập hạ lưu
10.3.4.1 Mỏi đập hạ lưu thường ỏp dụng cỏc hỡnh thức bảo vệ sau: - Trồng cỏ trờn lớp đất màu được phủ trờn mỏi đắp;
- Rải đỏ dăm hoặc sỏi dày 0,2 m lờn toàn bộ mỏi đập; - Đỏ xõy hoặc lỏt khan;
- Khuụn bờ tụng cốt thộp trong đổ đỏ; - Cỏc hỡnh thức khỏc.
10.3.4.2 Hỡnh thức bảo vệ cần lựa chọn phự hợp với tớnh chất vật liệu đắp ở hạ lưu đập, điều kiện khớ hậu và đảm bảo cỏc yờu cầu quy định ở điều 10.3.3.1 của tiờu chuẩn này.
10.3.4.3 Khi chọn hỡnh thức trồng cỏ cần trỏnh dựng loại cỏ cõy cao ảnh hưởng đến quan sỏt cỏc hiện tượng xúi lở, rũ rỉ trờn mỏi đập hoặc tạo cơ hội cho động vật làm hang hốc trong thõn đập. Nờn chọn loại cỏ cú khả năng chịu hạn thớch hợp điều kiện khớ hậu ở địa phương.
10.3.4.4 Mỏi đập hạ lưu được bảo vệ từ đỉnh đập đến chõn đập hoặc đến đỉnh của lăng trụ đỏ tiờu nước (nếu cú).
10.3.4.5 Đối với đập vừa và cao, cần bố trớ hệ thống rónh thoỏt nước mưa trờn toàn bộ mỏi đập hạ lưu.
Hệ thống rónh này nờn đặt xiờn với mặt đập một gúc 45o để giảm hiện tượng rónh bị xúi do nước chảy.