Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu lựa chọn quy mô công trình dẫn dòng thi công trong xây dựng công trình thủy lợi thủy điện ở Việt Nam

Chia sẻ: Elysale Elysale | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

36
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là tổng quan về dẫn dòng khi xây dựng công trình đầu mối thủy lợi thủy điện; Bổ sung và hoàn thiện phương pháp lựa chọn tần suất và lưu lượng thiết kế dẫn dòng; Phân tích các yếu tố công trình phục vụ lựa chọn hợp lý quy mô công trình dẫn dòng qua đập đá đổ, đá đắp đang xây dựng; Hoàn thiện phương pháp tính toán và thuật toán phục vụ thiết kế và lựa chọn quy mô của công trình dẫn dòng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu lựa chọn quy mô công trình dẫn dòng thi công trong xây dựng công trình thủy lợi thủy điện ở Việt Nam

Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Thủy lợi BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI MAI LÂM TUẤN Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Nguyễn Quang Cường Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS. Lê Văn Hùng NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN QUY MÔ CÔNG TRÌNH DẪN DÒNG THI CÔNG TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM Phản biện 1: GS.TS. Hồ Sĩ Minh - Hội Thủy lợi Việt Nam Phản biện 2: PGS.TS. Vũ Hữu Hải - Trường Đại học Xây Dựng Phản biện 3: PGS.TS. Nguyễn Thu Hiền - Trường Đại học Thủy Lợi Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy Mã số chuyên ngành: 9 58 02 02 Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án họp tại Room 5 - K1 Trường Đại học Thủy Lợi vào lúc 08 giờ 30 ngày 03 tháng 05 năm 2019 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: - Thư viện Quốc gia - Thư viện Trường Đại học Thủy lợi HÀ NỘI, NĂM 2019
MỞ ĐẦU 4. Nội dung nghiên cứu 1. Tính cấp thiết của luận án Tổng quan về công tác dẫn dòng thi công các công trình đầu mối thủy lợi, thủy Khi thiết kế dẫn dòng thi công, việc chọn tần suất thiết kế dẫn dòng, đặc biệt là điện; Cơ sở khoa học và thực tiễn về lựa chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi khi công trình chính tham gia dẫn dòng còn nhiều vấn đề cần bàn luận. công; Xây dựng thuật toán và chương trình tính toán thủy lực dẫn dòng; Lựa chọn hợp lý quy mô công trình dẫn dòng qua đập đá đổ đang đang xây dựng. Dẫn dòng qua đập đang xây dựng giúp tiết kiệm chi phí cho công trình dẫn dòng vào mùa lũ, lựa chọn quy mô của công trình dẫn dòng như thế nào, gia cố đập 5. Phương pháp nghiên cứu đang xây dựng như thế nào cần phải có cơ sở tính toán các phương án khác nhau, Nghiên cứu tổng quan về các phương pháp dẫn dòng thi công; Nghiên cứu kế thừa từ đó lựa chọn ra phương án có hiệu quả nhất về mặt kinh tế và kỹ thuật. và thực tiễn về chọn lưu lượng lớn nhất thiết kế dẫn dòng thi công; Thu thập tài liệu Đề tài “Nghiên cứu lựa chọn quy mô công trình dẫn dòng thi công trong xây và phân tích tổng hợp; Ứng dụng tin học ứng dụng trong tính toán và phân tích. dựng công trình thủy lợi thủy điện ở Việt Nam” là rất cần thiết, có ý nghĩa lớn 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đối với việc thiết kế và thi công các công trình thủy lợi, thủy điện. Tổng hợp phương pháp phân tích và tính toán thủy lực cho phương án dẫn dòng; 2. Mục tiêu nghiên cứu Đóng góp vào cơ sở khoa học lựa chọn hợp lý quy mô của công trình dẫn dòng. Tổng quan về dẫn dòng khi xây dựng công trình đầu mối thủy lợi thủy điện; Bổ Lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công phù hợp với điều kiện làm việc của sung và hoàn thiện phương pháp lựa chọn tần suất và lưu lượng thiết kế dẫn công trình; Đề xuất trình tự tính toán và lựa chọn quy mô của công trình dẫn dòng dòng; Phân tích các yếu tố công trình phục vụ lựa chọn hợp lý quy mô công trình thi công, xác định quy mô công trình dẫn dòng hợp lý về kinh tế và kỹ thuật. dẫn dòng qua đập đá đổ, đá đắp đang xây dựng; Hoàn thiện phương pháp tính 7. Cấu trúc luận án toán và thuật toán phục vụ thiết kế và lựa chọn quy mô của công trình dẫn dòng. Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận án bao gồm: 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Chương 1: Tổng quan các nghiên cứu về dẫn dòng thi công trong xây dựng công 3.1. Đối tượng nghiên cứu trình thủy lợi, thủy điện Đối tượng nghiên cứu là công tác dẫn dòng thi công trong xây dựng công trình Chương 2: Cơ sở khoa học lựa chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công và tính toán đầu mối thủy lợi, thủy điện, trọng tâm là xác định qui mô công trình dẫn dòng. thủy lực dẫn dòng 3.2. Phạm vi nghiên cứu Chương 3: Nghiên cứu phân tích lựa chọn hợp lý quy mô công trình dẫn dòng thi công Công tác dẫn dòng thi công có ứng dụng nhiều công trình cùng đồng thời tham Chương 4: Ứng dụng kết quả nghiên cứu cho một số công trình thủy lợi, thủy điện ở gia dẫn dòng; Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng, tính toán thủy lực dẫn dòng thi Việt Nam công và lựa chọn quy mô các công trình dẫn dòng. Không đi sâu nghiên cứu ảnh hưởng của thấm rối, mạch động và tiêu năng hạ lưu. 1 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ DẪN DÒNG THI CÔNG TRONG XÂY Luận án phân tích các đặc điểm dòng chảy liên quan đến việc chọn thời đoạn dẫn DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN dòng thi công, đưa ra biện pháp xử lý các trường hợp đặc biệt liên quan đến dòng 1.1. Tầm quan trọng của công tác dẫn dòng thi công chảy các vùng miền ở Việt Nam. Lựa chọn phương án dẫn dòng thi công ảnh hưởng đến tiến độ thi công, thời gian 1.2.3. Tính toán thủy lực dẫn dòng ngăn sông, đắp đập vượt lũ, chi phí cho công tác dẫn dòng. Lựa chọn phương án Các phần mềm tính toán thủy lực, các tài liệu về tính toán thủy lực chỉ tính toán dẫn dòng thi công hợp lý sẽ giúp tiết kiệm chi phí, giảm thời gian thi công mà đối với công trình dẫn dòng độc lập, chưa đề cập cụ thể đến việc tính toán thủy vẫn đảm bảo chất lượng công trình. lực dẫn dòng khi sử dụng đồng thời hai hoặc nhiều công trình dẫn dòng. Khi thiết kế dẫn dòng thi công, cần phải phân tích các điều kiện cụ thể và đề xuất Luận án nghiên cứu lập chương trình tính toán thủy lực dẫn dòng đồng thời qua một số phương án khả thi nhất, thông qua tính toán kinh tế kỹ thuật của từng đập đang xây dựng và cống, xây dựng biểu đồ diễn biến lưu tốc dọc theo chiều phương án và so sánh lựa chọn phương án tối ưu nhất. dài dòng chảy qua công trình đập đang xây dựng, làm cơ sở xác định quy mô 1.2. Lựa chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng và tính toán thủy lực dẫn dòng công trình dẫn dòng và biện pháp gia cố khi dẫn dòng qua đập đang xây dựng. 1.2.1. Tần suất thiết kế dẫn dòng thi công 1.3. Dẫn dòng thi công qua cống, đường hầm Trong các tiêu chuẩn, quy chuẩn của Việt Nam, việc chọn tần suất thiết kế dẫn 1.3.1. Dẫn dòng thi công qua cống dòng chỉ phụ thuộc vào cấp công trình, chưa đề cập cụ thể đến chiều cao cột Nên lợi dụng cống lâu dài để tháo nước thi công, khi đó công tác thi công công nước, dung tích lòng hồ khi đang dẫn dòng, việc kiến nghị nâng hạ cấp tần suất trình dẫn dòng sẽ đơn giản đi nhiều, tránh được những khó khăn, phức tạp trong là chưa có cơ sở khoa học rõ ràng. Điều này gây ra khó khăn cho người thiết kế công tác hoành triệt cống, đồng thời giảm bớt được các phí tổn về dẫn dòng. và phê duyệt thiết kế, chưa xác định đúng tần suất thiết kế dẫn dòng. Cống dẫn dòng được sử dụng tháo lũ lớn trong điều kiện cột nước cao như các Trong thực tế dẫn dòng, trường hợp có nhiều công trình cùng tham gia dẫn dòng công trình Sơn La (2.568 m3/s), Lai Châu (1.837 m3/s), Bắc Hà (1.134 m3/s). đồng thời thì quy mô của từng công trình như thế nào để đảm bảo điều kiện kinh 1.3.2. Dẫn dòng thi công qua đường hầm tế kỹ thuật là bài toán thường gặp đối với những công trình có lưu lượng dẫn Đường hầm dẫn dòng có thể sử dụng để dẫn dòng trong cả mùa lũ và mùa kiệt dòng lớn và thi công trong nhiều năm. Việc lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng như công trình Hòa Bình, Cửa Đạt ở Việt Nam. Trung Quốc có công trình trạm ở Việt Nam cần điều chỉnh bổ sung cho rõ ràng hơn, phù hợp với thực tế thi công. thủy điện Long Dương Hiệp, Ô Giang Độ, Đông Giang, ở Ấn Độ có công trình 1.2.2. Thời đoạn dẫn dòng thi công Si-li-sa-lam, ở Mỹ có công trình Devosik, Paoerth... Việc lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng và thời đoạn dẫn dòng quyết định đến Để giảm chi phí, thường lợi dụng đường hầm lâu dài để kết hợp dẫn dòng như lưu lượng thiết kế dẫn dòng, ảnh hưởng trực tiếp đến quy mô công trình dẫn dòng Hòa Bình (Việt Nam), Mao Gia Thôn (Trung Quốc)… thi công. 3 4
1.4. Dẫn dòng thi công qua đập đang xây dựng lượng và cường độ thi công giữa giai đoạn trước và sau khi dẫn dòng qua đập 1.4.1. Dẫn dòng thi công qua đập đá đổ đang xây dựng đang xây dựng. Dẫn dòng qua đập đá đổ đang xây dựng là một hình thức giúp tiết kiệm chi phí 1.5. Kết luận chương 1 cho công tác dẫn dòng vào mùa lũ nhờ khả năng tháo với lưu lượng lớn. Có thể Dẫn dòng thi công là công tác quan trọng, xuyên suốt quá trình thi công, có tính áp dụng hình thức dẫn dòng này đối với các công trình đá đổ, đá đắp, lưu ý chọn chất quyết định sự thành bại khi xây dựng công trình đầu mối thủy lợi, thủy điện. cao trình tràn nước và chiều rộng tràn nước cho phù hợp với điều kiện của từng Để lựa chọn được phương án dẫn dòng cũng như quy mô của công trình dẫn dòng công trình, từ đó có phương án gia cố bề mặt tràn nước, đảm bảo công tác dẫn phải tuân thủ theo các nguyên tắc cơ bản, phù hợp với điều kiện tự nhiên, dân dòng được an toàn, hiệu quả. sinh, kinh tế và đáp ứng các nhiệm vụ của dự án. 1.4.2. Dẫn dòng thi công qua đập bê tông đang xây dựng Những công trình lớn, thời gian thi công dài, thường sử dụng nhiều dạng công Dẫn dòng thi công qua đập bê tông đang xây dựng được áp dụng nhiều đối với đập trình dẫn dòng và kết hợp nhiều công trình tháo với nhau. Trên thế giới và ở Việt bê tông trọng lực do đặc điểm của bê tông là khả năng chịu mài mòn cao trước lưu Nam đã có nhiều thành công cũng như bài học kinh nghiệm về vấn đề này. tốc lớn của dòng nước. Dẫn dòng qua đập bê tông đang xây dựng thường kết hợp Các nghiên cứu của các tác giả chủ yếu tập trung vào thông số tối ưu về thủy lực với cống dẫn dòng đặt trong thân đập. công trình và các giải pháp tiêu năng, gia cố đối với công trình tháo nước thi công 1.4.3. Dẫn dòng thi công qua đập đất đang xây dựng nhưng chưa có đề xuất nào một cách bài bản để giải quyết bài toán thủy lực dẫn Khi cần dẫn dòng qua đập đất đang xây dựng với lưu lượng lớn, có thể áp dụng đối dòng thi công tổng quát. với phần chân khay của công trình. Mùa kiệt năm trước đào móng và đắp chân Dẫn dòng thi công qua cống, đường hầm giúp thi công phần đập lòng sông thuận khay, xử lý chống thấm cho nền công trình. Kết thúc mùa kiệt tiến hành lấp phủ lợi. Cống trong thân đập bê tông và đường hầm có thể sử dụng dẫn dòng đồng thời phần chân khay đã thi công xong và gia cố bề mặt để dẫn dòng cho mùa lũ. Sau với công trình tháo lũ khác để dẫn được lưu lượng lớn về mùa lũ. khi kết thúc mùa lũ, bóc bỏ bùn đất và lớp phủ bề mặt, tiếp tục thi công đắp đập. Dẫn dòng thi công qua đập đang xây dựng là giải pháp giúp tháo được lưu lượng 1.4.4. Dẫn dòng thi công đồng thời qua đập đang xây dựng và cống, đường hầm lũ lớn, việc xác định chế độ thủy lực và biện pháp gia cố công trình đập đang xây dựng khi cho nước tràn qua cần nghiên cứu cụ thể hơn, phục vụ công tác lựa chọn Khi có nhiều công trình cùng tham gia dẫn dòng thì xác định lưu lượng thiết kế quy mô công trình dẫn dòng. cho từng công trình là bao nhiêu m3/s, đây là vấn đề cần nhiều công sức tính toán đối với mỗi phương án dẫn dòng khác nhau. Bên cạnh đó còn phải xác định lưu tốc Các mô hình tính toán thủy động lực sông, hệ thống kênh tưới không phù hợp với dòng chảy tại các vị trí khác nhau nhằm đề ra biện pháp gia cố phù hợp. Cần có tính toán thủy lực dẫn dòng, các chương trình tính toán thương mại chưa giải quyết nghiên cứu thêm về diễn biến lưu tốc trên bề mặt công trình dẫn dòng khi dẫn triệt để việc tính toán thủy lực dẫn dòng và điều tiết lũ. Yêu cầu đặt ra cần phải lập dòng kết hợp qua đập đang xây dựng và cống, đường hầm. chương trình tính toán thủy lực dẫn dòng để phục vụ lựa chọn quy mô công trình dẫn dòng nhanh chóng, hiệu quả. Bên cạnh các thông số về mặt thủy lực công trình dẫn dòng, gia cố bề mặt dẫn dòng đối với sử dụng đập đang xây dựng để dẫn dòng, cần chú ý đến việc cân đối khối 5 6
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ KHOA HỌC LỰA CHỌN LƯU LƯỢNG THIẾT KẾ Khi sử dụng công trình chính làm công trình dẫn dòng cần phải chọn tần suất DẪN DÒNG THI CÔNG VÀ TÍNH TOÁN THỦY LỰC DẪN DÒNG thiết kế dẫn dòng như tần suất đối với công trình tạm hay như đối với công trình 2.1. Phân tích lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công chính sẽ ảnh hưởng đến chi phí cho công tác dẫn dòng. 2.1.1. Cơ sở lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công Khi đề xuất phương án dẫn dòng cho một số công trình ở miền núi, lũ tập trung Việc lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng, thời đoạn dẫn dòng và công trình dẫn nhanh, cột nước tăng cao, trong điều kiện đập không thể thi công vượt lũ thì đê dòng có quan hệ mật thiết qua lại với nhau. Ba nhân tố này là cơ sở quyết định quai bảo vệ hố móng trong trường hợp này sẽ rất cao, có thể chấp nhận cho nước chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng, thời gian làm việc của mỗi công trình dẫn dòng tràn qua đê quai và hố móng đang thi công vào mùa lũ. và sơ đồ tính toán thủy lực dẫn dòng cũng như việc xác định lưu lượng tháo qua Kết quả so sánh trên cũng làm cơ sở cho việc nếu chấp nhận cho lũ tràn qua đê mỗi công trình. quai và hố móng. Khi chấp nhận cho nước tràn qua hố móng thì khả năng chọn Thực tế cho thấy phân tích kinh tế gặp nhiều khó khăn, ứng với từng công trình sẽ lưu lượng thiết nhỏ đi có thể giảm chi phí công trình dẫn dòng mà rủi ro thấp. khác nhau, vì vậy lấy thời gian làm việc của công trình dẫn dòng, chiều cao công 2.2. Xác định thời đoạn dẫn dòng thi công trình chắn nước, dung tích lòng hồ lớn nhất tương ứng với từng giai đoạn dẫn dòng 2.2.1. Nhân tố ảnh hưởng đến việc chọn thời đoạn dẫn dòng thi công làm chỉ tiêu cơ bản của lựa chọn tần suất lưu lượng thiết kế dẫn dòng sẽ tiện cho Thời đoạn dẫn dòng là khoảng thời gian làm việc của công trình ngăn nước như việc sử dụng khi thiết kế dẫn dòng và thuận tiện cho phân tích rủi ro của phương đê quai hoặc đập chính và công trình dẫn nước như kênh, cống, tràn. Việc chọn án dẫn dòng. thời đoạn dẫn dòng thi công ảnh hưởng trực tiếp đến lưu lượng thiết kế dẫn dòng 2.1.2. Cơ sở khoa học để nâng hoặc hạ cấp tần suất thiết kế dẫn dòng thi công. Đối với công trình dẫn dòng là loại công trình chỉ sử dụng trong quá trình thi Thời đoạn dẫn dòng phụ thuộc điều kiện thủy văn, đặc điểm kết cấu công trình, công, vấn đề tiết kiệm chi phí luôn mâu thuẫn với khả năng xảy ra rủi ro. Chọn công trình dẫn dòng, khả năng thi công vượt lũ. Cần phân tích một cách toàn diện tần suất thiết kế chính là chấp nhận rủi ro khi lưu lượng vượt thiết kế. các yếu tố trên, từ đó lựa chọn thời đoạn dẫn dòng hợp lý. Phương pháp thiết kế chọn tần suất dẫn đến cho chúng ta hàng loạt các bài toán 2.2.2. Điều kiện khí hậu và dòng chảy các vùng của Việt Nam xác định thiệt hại do lũ vượt thiết kế: Vỡ đập, tràn qua đê quai và hố móng, hư Ở Việt Nam, do điều kiện khí hậu thủy văn các vùng khác nhau nên thời đoạn hỏng công trình chính và công trình tạm trong quá trình thi công, ảnh hưởng hạ mùa kiệt của các vùng cũng khác nhau, chia làm 5 khu vực: Trung du và miền du nếu có sự cố... núi phía Bắc, Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ. Việc nâng hạ tần suất cần phải có luận chứng kinh tế kỹ thuật để quyết định. Như Các yếu tố về khí hậu, thủy văn ảnh hưởng đến việc lựa chọn thời đoạn thi công vậy sẽ không bao giờ có mức tăng giảm cụ thể mà phải dựa vào phân tích cụ thể theo các vùng miền của Việt Nam. Đặc biệt cần có phương án chống lũ tiểu mãn cho từng công trình và cuối cùng là quyết định của chủ đầu tư. Chấp nhận rủi ro vào thời điểm cuối mùa kiệt của các công trình. đến mức độ nào và vấn đề khó khăn nhất khi ra quyết định. 7 8
2.3. Cơ sở lý thuyết tính toán thủy lực dẫn dòng thi công và điều tiết lũ 2.3.1. Tính toán thủy lực qua đập đang xây dựng Dẫn dòng thi công qua đập tràn trong thực tế rất đa dạng. Về mặt thủy lực công trình tương đương với đập tràn thực dụng hoặc đập tràn đỉnh rộng. Chế độ chảy gồm có chảy ngập và chảy không ngập. Hình 2.9. Sơ đồ tính toán thủy lực qua đập đá đổ đang xây dựng 2.3.2. Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống Lưu tốc Vmax được xác định theo phương pháp vẽ đường mặt nước bằng phương Các chế độ chảy gồm chảy hở khi H0 ≤ (1,2÷1,4)Hc; chảy bán áp hoặc chảy có pháp sai phân theo phương trình (2-16) áp khi H0 > (1,2÷1,4)Hc, tùy thuộc vào đường mặt nước. Trị số (1,2÷1,4)Hc được ∆E =i− j (2-16) chọn như sau: Cửa vào rất thuận thì chọn 1,4Hc; không thuận chọn 1,2Hc. ∆l 2.3.3. Tính toán thủy lực dẫn dòng đồng thời qua hai hoặc nhiều công trình Từ lưu tốc và cột nước tại đầu dốc nước, vẽ đường mặt nước và tìm giá trị lưu dẫn dòng tốc lớn nhất Vmax ở mái hạ lưu. Khi tính toán, cần phải xác định các điều kiện biên của bài toán là: 2.5. Kết luận chương 2 - Lưu lượng tháo qua các công trình phải có điều kiện mực nước thượng lưu (Ztl) Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công liên quan mật thiết với chọn tần suất và hạ lưu (Zhl) như nhau. thiết kế, chọn phương án dẫn dòng trong đó có chọn thời đoạn dẫn dòng thiết kế. - Lưu lượng xả về hạ lưu bằng tổng lưu lượng xả qua các công trình tháo nước. Ràng buộc với chúng là qui mô, kết cấu công trình chính và điều kiện tự nhiên nơi xây dựng. Cùng với các công tác trên là tính toán thủy lực nhằm xác định qui Để giải bài toán này phải tính đúng dần hoặc đồ giải trên cơ sở xây dựng quan hệ mô công trình dẫn dòng. lưu lượng và mực nước thượng lưu (Q ~ Ztl) của các công trình tháo nước. Qui mô công trình dẫn dòng được xác định phụ thuộc vào tổng hợp nhiều yếu tố: 2.3.4. Điều tiết lũ trong dẫn dòng thi công qui mô công trình chính, điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế - xã hội, năng lực Khi mực nước ở dưới thấp, bụng hồ rất nhỏ hoặc chưa hình thành thì trong tính thi công, thời hạn xây dựng, phương án dẫn dòng... Phải thông qua tính toán so toán thiết kế dẫn dòng không xem xét đến điều tiết lũ. Nhưng khi công trình chắn sánh kinh tế kỹ thuật phù hợp với điều kiện cụ thể của từng phương án để lựa nước lên cao và lòng hồ đủ lớn sẽ có tác dụng điều tiết lũ. Luận án sử dụng chọn qui mô công trình dẫn dòng hợp lý. phương pháp lặp giải tích để tính toán. Một trong những nội dung khó trong tính toán thiết kế dẫn dòng thi công là các 2.4. Tính toán lưu tốc lớn nhất khi dẫn dòng qua đập đá đổ, đá đắp đang xây dựng bài toán thủy lực dẫn dòng. Nội dung này cần được cụ thể và chi tiết các bước nhằm giúp cho người thiết kế ít mắc sai lầm và tính toán nhanh đối với những Khi dẫn dòng qua đập đá đổ đang xây dựng, các thông số ảnh hưởng lớn đến lưu công trình có khối lượng tính đồ sộ. Trong đó, trọng tâm là các thông số thủy lực tốc lớn nhất Vmax là lưu lượng đơn vị chảy qua đập đang xây dựng (q), chiều dài công trình bao gồm như: Lưu lượng, mực nước, lưu tốc, các thông số hình học... dốc nước (L) tính từ sau ngưỡng tràn, hệ số mái dốc của dốc nước (m), chênh đối với công trình tham gia dẫn dòng thi công. lệch độ cao cuối dốc nước so với mực nước hạ lưu (H2). Sơ đồ tính toán như Hình 2.9. 9 10
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH LỰA CHỌN HỢP LÝ QUY MÔ CÔNG TRÌNH DẪN DÒNG THI CÔNG 3.1. Nghiên cứu lựa chọn tần suất lưu lượng và thời đoạn thiết kế dẫn dòng 3.1.1. Chọn tần suất lưu lượng thiết kế dẫn dòng theo tiêu chuẩn các quốc gia Hình 3.2. Đắp đập chính theo mặt cắt kinh tế QCVN 04-05:2012 có một số nhược điểm sau: Việc lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng không đề cập đến việc công trình chính có tham gia chắn nước hay không, 3.2. Lập chương trình tính toán thủy lực dẫn dòng thi công và điều tiết lũ không nêu rõ ảnh hưởng của dung tích hồ tương ứng với chiều cao đập đang xây Trong quá trình lập chương trình tính toán thủy lực, ứng với các chế độ chảy khác dựng; Việc nâng hạ cập tần suất không quy định cụ thể như thế nào gây khó khăn nhau của công trình tháo, công thức tính thay đổi theo điều kiện biên. Tuy nhiên, cho người thiết kế và người phê duyệt thiết kế; Khi sử dụng thân đập đá đắp đang về bản chất thủy lực thì dòng chày không thay đổi chế độ đột ngột từ chảy hở xây dựng làm tràn tạm phải dùng tần suất thiết kế công trình là quá an toàn, chưa sang chảy có áp hoặc ngược lại. Trong khi đó, các công thức bán thực nghiệm áp phản ánh đúng tình trạng làm việc của công trình dẫn dòng khi dẫn dòng qua đập dụng tại các điểm chuyển tiếp cột nước sẽ cho hai kết quả khác nhau về giá trị đá đắp đang xây dựng ở cao trình thấp, dung tích lòng hồ không lớn. lưu lượng. Vì vậy cần xử lý về mặt thuật toán tại những vị trí này nhằm thuận lợi 3.1.2. Lựa chọn thời đoạn dẫn dòng trong điều kiện khí hậu Việt Nam cho tính toán nhưng không gây sai khác lớn đến kết quả. Đối với công trình có thời gian thi công lớn hơn 1 năm, cần chia làm thời đoạn mùa kiệt và mùa lũ. Khi chọn thời đoạn, chú ý chọn thời đoạn mùa kiệt sao cho phù hợp, thời gian còn lại trong năm sẽ là mùa lũ. Giai đoạn gần cuối mùa kiệt một số khu vực có lũ tiểu mãn, có 2 phương án đưa ra để xử lý trường hợp này: - Phương án 1: Lựa chọn lưu lượng lớn nhất của tháng có lũ tiểu mãn ứng với tần Hình 3.3. Tương quan Q~H khi Hình 3.4. Tương quan Q~H0 khi suất thiết kế làm lưu lượng thiết kế dẫn dòng cho mùa kiệt. chuyển tiếp chảy ngập sang chảy chuyển tiếp chảy không áp sang - Phương án 2: Chia mùa kiệt làm 2 thời đoạn trước và sau lũ tiểu mãn. Giai đoạn 1: không ngập chảy có áp Từ đầu mùa kiệt đến trước lũ tiểu mãn chọn lưu lượng thiết kế là lớn nhất trong các Luận án lập sơ đồ khối cho tính toán thủy lực qua cống, tính toán thủy lực kết tháng đó, sử dụng để thiết kế công trình dẫn dòng. Giai đoạn 2: Từ tháng có lũ tiểu hợp đập đang xây dựng và cống, tính toán điều tiết lũ. Kết quả tính toán đưa ra mãn đến cuối mùa kiệt chọn lưu lượng lớn nhất của tháng có lũ tiểu mãn làm lưu được lưu lượng chảy qua cống, đập đang xây dựng, lưu lượng tích lại trong lòng lượng thiết kế dẫn dòng. Trong giai đoạn 2 sử dụng công trình dẫn dòng khác giai hồ. Từ lưu lượng chảy qua đập đang xây dựng, tính toán xây dựng đường mặt đoạn 1, có thể tháo được lưu lượng lớn hơn. Khi áp dụng phương án này, có thể nước, chế độ thủy lực trên dốc nước ứng với các phương án khác nhau. Chương dùng đập chính có mặt cắt kinh tế để giảm cường độ thi công của giai đoạn thi trình tính toán thủy lực đã được kiểm định đối chứng với kết quả thí nghiệm mô công vượt lũ (Hình 3.2). hình công trình thủy điện Lai Châu. 11 12
3.3. Lựa chọn các thông số khi dẫn dòng qua đập đá đổ đang xây dựng Khi chênh lệch độ cao cuối dốc nước so với mực nước hạ lưu tăng lên (Hình 3.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số công trình đến lưu tốc lớn nhất 3.14) thì lưu tốc lớn nhất tăng lên với mức độ tương tự nhau ở cả cấp lưu lượng 3.3.1.1. Ảnh hưởng của các thông số đến lưu tốc lớn nhất đơn vị nhỏ và cấp lưu lượng đơn vị lớn. Cần giảm nhỏ chênh lệch độ cao cuối dốc nước so với mực nước hạ lưu để hạn chế độ tăng thêm của lưu tốc lớn nhất. 3.3.1.2. Nhận xét chung Với cùng một chiều dài dốc nước, lưu lượng đơn vị, lưu tốc lớn nhất Vmax phụ thuộc vào hệ số mái dốc của dốc nước. Hệ số mái dốc của dốc nước càng nhỏ thì lưu tốc Vmax càng lớn Hình 3.15 (a), (b). Khi m < 6, H2 = 0m, đường quan hệ lưu tốc lớn nhất với lưu lượng đơn vị nằm tách hẳn so với các trường hợp khác. Vì vậy cần hạn chế sử dụng hệ số mái dốc của dốc nước m < 6. Hình 3.8. Đường mặt nước và diễn Hình 3.12. Quan hệ Q ~ Vmax trường biến lưu tốc hợp L = 150m, H2 = 0m Hình 3.13. Quan hệ Q ~ Vmax trường Hình 3.14. Quan hệ Q ~ Vmax trường a) L = 50m; H2 = 0m b) L = 200m; H2 = 0m hợp m = 8, H2 = 0m hợp m = 8, L = 150m Khi thay đổi hệ số mái của dốc nước (Hình 3.12), lưu tốc lớn nhất tăng lên và tăng nhanh khi m = 4. Với xu hướng tăng mạnh như vậy, đối với dốc nước có chiều dài lớn cần hạn chế dùng hệ số mái của dốc nước nhỏ để hạn chế lưu tốc lớn nhất xuất hiện trên dốc nước. Khi lưu lượng đơn vị nhỏ, việc thay đổi chiều dài dốc nước ít ảnh hưởng đến lưu tốc lớn nhất (Hình 3.13). Khi lưu lượng đơn vị lớn, chiều dài dốc nước ảnh hưởng nhiều hơn đến lưu tốc lớn nhất. Việc kéo dài dốc nước có thể áp dụng với lưu c) L = 50m; H2 = 15m d) L = 200m; H2 = 15m 3 lượng đơn vị q < 25 m /s.m, với lưu lượng đơn vị lớn hơn nên mở rộng chiều Hình 3.15. Ảnh hưởng của thông số m, H2 đến lưu tốc lớn nhất rộng tràn nước để giảm lưu tốc lớn nhất ở trên dốc nước. 13 14
Xem xét mức độ ảnh hưởng của chiều cao H2 trên Hình 3.15 nhận thấy khi chiều Từ Hình 3.15 và Hình 3.16 nhận thấy chiều cao H2 có ảnh hưởng mạnh đến lưu dài dốc nước nhỏ (L = 50m), chiều cao H2 ảnh hưởng rõ rệt đến lưu tốc lớn nhất tốc lớn nhất trên dốc nước, vì vậy khi lựa chọn thông số công trình đập đang xây (trường hợp (a) Vmax = 17,5 m/s, trường hợp (c) Vmax = 23,1 m/s). Khi chiều dài dựng để dẫn dòng cần hạn chế tăng cao H2, thậm chí để H2 < 0 (cửa ra của dốc dốc nước lớn (L = 200m) thì chiều cao H2 ảnh hưởng ít hơn đối với lưu tốc lớn nước thấp hơn mực nước hạ lưu) như Hình 3.17 để thuận lợi cho nối tiếp và tiêu nhất (trường hợp (b) Vmax = 22,4 m/s, trường hợp (d) Vmax = 25,9 m/s). năng ở hạ lưu đập đá đổ đang xây dựng phục vụ dẫn dòng. Hình 3.17. Lựa chọn thông số đập đá đổ đang xây dựng phục vụ dẫn dòng Qua Hình 3.15 và Hình 3.16, lựa chọn thông số lưu lượng đơn vị (q) nhỏ sẽ thuận lợi cho việc gia cố vì lưu tốc lớn nhất không cao, tuy nhiên lựa chọn q nhỏ sẽ làm a) m = 16; H2 = 0m b) m = 16; H2 = 0m tăng chiều rộng công trình đập đang xây dựng lên rất nhiều. Tác giả đề xuất lựa chọn q = (20 - 35) m3/s.m để từ đó lựa chọn chiều rộng công trình đập đang xây dựng để dẫn dòng cho phù hợp. 3.3.2. Gia cố bề mặt đập khi dẫn dòng qua đập đang xây dựng Luận án sử dụng phương án gia cố mặt đập bằng các tấm bê tông cốt thép có chiều dày ttb. Các tấm bê tông này được nối bằng khớp nối chống thấm, ngăn không cho nước thấm vào thân đập đá đổ như Hình 3.20. c) m = 4; H2 = 15m d) m = 4; H2 = 15m Hình 3.16. Ảnh hưởng của thông số L, H2 đến lưu tốc lớn nhất Hình 3.20. Gia cố bề mặt cho nước tràn qua đập đá đổ đang xây dựng Trong hình Hình 3.16, thông số chiều dài dốc nước ảnh hưởng tới lưu tốc lớn nhất khi H2 = 0 (trường hợp (a) Vmax ứng với q = 40 m3/s.m là 11,7 m/s; 14,3 m/s; So với phương án gia cố bằng rọ đá, phương án gia cố bằng tấm bê tông cốt thép trường hợp (b) Vmax ứng với q = 40 m3/s.m là 17,5 m/s; 22,4 m/s). Tuy nhiên khi như trên tốn kém hơn, nhưng không có dòng thấm rối qua thân đập, sẽ bảo vệ H2 = 15m, chiều dài này ảnh hưởng rất ít đến sự thay đổi của lưu tốc lớn nhất được lớp đệm chuyển tiếp không bị dòng nước phá hủy, đồng thời không có thấm (trường hợp (c) Vmax ứng với q = 40 m3/s.m là 20,4 m/s; 21,5 m/s; trường hợp (d) rối ở hạ lưu, hạn chế xói rỗng phần đá dưới các tấm bê tông, an toàn hơn cho các Vmax ứng với q = 40 m3/s.m là 23,1 m/s; 25,9 m/s). tấm bê tông gia cố dốc nước mà không cần phải sử dụng neo thép. 15 16
3.4. Kết luận chương 3 CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHO MỘT SỐ CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM Lựa chọn tần suất lưu lượng thiết kế công trình dẫn dòng cũng như cấp bậc các công trình dẫn dòng đóng vai trò quyết định chi phí cũng như mức độ chấp nhận 4.1. Phân tích việc lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng rủi ro trong xây dựng công trình đầu mối thủy lợi, thủy điện. 4.1.1. Sử dụng công trình chính để dẫn dòng thi công Điều kiện dòng chảy mùa kiệt và mùa lũ ở Việt Nam khác nhau rất nhiều. Cần Bảng 4.5. Tần suất thiết kế dẫn dòng khi dẫn dòng qua đập đang xây dựng phải lựa chọn thời đoạn và phương án công trình dẫn dòng phù hợp với từng khu Cao trình Dung Tần Đánh giá sự phù hợp S Tên Năm tích suất LL Lưu với tiêu chuẩn vực khác nhau, đặc biệt phải xử lý được thời đoạn có lũ tiểu mãn, nhằm giảm chi T công Loại hình đập dẫn đập đang lòng hồ lớn lượng Kết xây dựng Việt Trung quả phí dành cho công trình dẫn dòng. T trình dòng (m) (triệu nhất (m3/s) Nga Nam Quốc m3) TKDD Xử lý thuật toán chuyển tiếp là cần thiết để đảm bảo tính liên tục của đường quan Tuyên Đập đá đắp Bản Thành 1 2004 +48,0 3,1 5% 5.036 x x Quang mặt bê tông công hệ lưu lượng và mực nước, tránh được các lỗi xảy ra trong quá trình tính toán Cửa Đập đá đắp Bản Thất thủy lực của chương trình tính. Chương trình tính toán thủy lực đã được tính toán 2 Đạt mặt bê tông 2007 +50,0 67,8 5% 5.050 x bại kiểm nghiệm với nhiều trường hợp khác nhau của lưu lượng và thông số công 3 Sơn La Đập bê tông 2009 +126,0 75,1 3% 16.044 x x Thành trọng lực RCC công trình thủy điện Lai Châu. Kết quả tính toán phù hợp với kết quả tính toán của đơn Lai Đập bê tông 2014 4 +220 23,9 3% 10.388 x x vị thiết kế và thí nghiệm mô hình. Châu trọng lực RCC (*) Các nhân tố chính ảnh hưởng đến việc lựa chọn quy mô công trình dẫn dòng qua Công trình Cửa Đạt khi dẫn dòng với tần suất 5% đã gặp sự cố, công trình này đập đá đổ đang xây dựng gồm lưu lượng đơn vị, chiều dài dốc nước, hệ số mái theo tiêu chuẩn của Trung Quốc cần chọn tần suất thiết kế dẫn dòng là (1 ÷ 2)% dốc của dốc nước, chênh lệch độ cao cuối dốc nước so với mực nước hạ lưu. Đề hoặc nhỏ hơn để đảm bảo an toàn cho công trình. 3 xuất lựa chọn lưu lượng đơn vị trong khoảng (20 - 35) m /s.m giúp giảm nhỏ chiều 4.1.2. Sử dụng công trình chính tham gia dẫn dòng rộng đập dùng để dẫn dòng. Cần hạn chế tăng cao chênh lệch độ cao cuối dốc Bảng 4.6. Tần suất thiết kế dẫn dòng khi công trình chính tham gia dẫn dòng nước so với mực nước hạ lưu, thậm chí bố trí cửa ra của dốc nước thấp hơn mực Cao Đánh giá sự phù hợp Cột Tần nước hạ lưu để thuận lợi cho nối tiếp và tiêu năng. S Tên Năm trình Lưu với tiêu chuẩn nước suất LL Kết T công Loại hình đập dẫn tràn lượng trước lớn nhất Việt Trung quả Với kết quả nghiên cứu có được, người thiết kế có thể đưa ra nhiều phương án T trình dòng nước (m3/s) Nga đập (m) TKDD Nam Quốc quy mô công trình khác nhau để dẫn dòng qua đập đá đổ đang xây dựng, từ đó (m) Tuyên Đập đá đắp Bản Thành xác định lưu tốc lớn nhất và hình thức gia cố. Phân tích trên cơ sở lưu tốc lớn 1 Quang mặt bê tông 2005 +79,0 ~62 1% 9.060 x x x công nhất, chi phí cho công tác gia cố, khối lượng đắp đập giai đoạn mùa kiệt trước 2 Cửa Đập đá đắp Bản 2008 +85,0 ~65 1% 7.520 x x x Thành Đạt mặt bê tông công mùa lũ và giai đoạn mùa kiệt năm sau để lựa chọn phương án tối ưu nhất. Đập bê tông Thành 3 Sơn La 2010 +145,0 ~75 0,5% 21.947 x x x trọng lực RCC công Lai Đập bê tông Thành 4 2015 +275 ~ 80 0,5% 13.105 x x x Châu trọng lực RCC công 17 18
Đối với các giai đoạn sau khi thi công công trình, các tần suất này không theo 4.2.2. Tính cường độ thi công và chi phí gia cố QCVN 04-05:2012 vì đơn vị thiết kế đã chủ động kiến nghị nâng cấp tần suất để Cường độ và chi phí gia cố được tính toán tự động bằng chương trình tính do tác tăng mức bảo đảm an toàn cho công trình. Các tần suất này đã phù hợp với tiêu giả lập. Người sử dụng có thể thay đổi thông số đầu vào để tính toán cho các chuẩn của Nga. công trình khác nhau và các phương án khác nhau. Việc lựa chọn tần suất phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho công Khối lượng thi công giữa các giai đoạn tính toán đã được kiểm chứng bằng khối trình, mặc dù tiêu chuẩn của Việt Nam chưa quy định cụ thể về vấn đề này nhưng lượng vẽ cho 1 trường hợp trong AutoCad 3D. Kết quả tính là chính xác. các công trình thực tế ở Việt Nam có thời gian thi công dài đã có sự chủ động 4.2.3. Phân tích lựa chọn thông số dẫn dòng trong việc điều chỉnh tần suất trong quá trình thi công. 4.1.3. Đề xuất chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công Tần suất thiết kế dẫn dòng qua các giai đoạn nên chọn phụ thuộc vào mức độ quan trọng của công trình chính, thời gian sử dụng công trình tháo nước để dẫn dòng, chiều cao công trình chắn nước và dung tích hồ chứa tương ứng chiều cao đó nhằm bảo đảm an toàn thi công và ít thiệt hại hạ du nếu sự cố vỡ đập đang xây dựng. Hình 4.4. Lưu tốc lớn nhất các Hình 4.5. Chi phí vật liệu gia cố đập Đề xuất bổ sung, điều chỉnh mục 5.2.8, bảng 7, chú thích 4 của QCVN 04- phương án cho các phương án 05:2012/BNN&PTNT: “Khi xả lũ thi công qua thân đập đá đắp đang xây dựng phải có biện pháp công trình bảo đảm an toàn cho đập và hồ chứa. Tần suất lưu lượng lũ thiết kế dẫn dòng thi công trong trường hợp này phải căn cứ vào mức độ rủi ro phụ thuộc vào dung tích hồ ứng với mực nước tháo lũ và thiệt hại ở hạ du nếu xảy ra sự cố vỡ đập;” 4.2. Lựa chọn thông số dẫn dòng qua đập xây dựng dở cho công trình hồ chứa nước Cửa Đạt Hình 4.6. Khối lượng thi công giai Hình 4.7. Cường độ thi công giai 4.2.1. Số liệu đầu vào đoạn 1 và giai đoạn 2 các phương án đoạn 1 và giai đoạn 2 các phương án Lựa chọn phương án dẫn dòng qua đập đá đổ đang xây dựng và đường hầm dẫn Dựa trên cơ sở phân tích lưu tốc lớn nhất, chi phí vật liệu gia cố, cân đối khối dòng với tần suất P = 2%, thời đoạn dẫn dòng là mùa lũ năm 2007, lưu lượng lượng thi công giai đoạn 1 và giai đoạn 2, tác giả lựa chọn phương án TH2-1-3 thiết kế dẫn dòng Q = 6660 m3/s. Luận án tính toán với các thông số đập xây có các thông số Zng = +40,0, chiều rộng tràn nước B = 180m, hệ số mái dốc của dựng dở: Cao trình ngưỡng +30m, +40m, +50m; Chiều rộng tràn nước 180m, dốc nước m = 6 để làm phương án dẫn dòng thi công qua đập đang xây dựng và 210m, 240m; Hệ số mái dốc nước m = 12; m = 8; m = 6. đường hầm. 19 20
4.2.4. Kiểm chứng bằng phương pháp số tính thủy lực Dòng chảy có sự xáo trộn theo phương ngang ở trên mặt đập đang xây dựng 4.2.4.1. Mô hình 2 chiều dẫn dòng qua đập đá đổ đang xây dựng (Hình 4.16), tập trung hơn ở hai bên dốc nước làm cho lưu tốc tại thủy trực TT4, TT6 tăng lên  15,5 m/s. Kết quả tính toán này phù hợp với kết quả tính toán lý thuyết. Cuối dốc nước do tác động của mực nước hạ lưu, dòng chảy có lưu tốc nhỏ hơn giữa dốc nước nhưng mạch động lưu tốc khá lớn, cần chú ý tăng cường gia cố ở khu vực này. 4.3. Kết luận chương 4 Hình 4.8. Mô hình tính toán dòng chảy Hình 4.9. Kết quả tính toán dòng Khi sử dụng công trình chính để dẫn dòng, các công trình ở Việt Nam đều sử trên bề mặt đập đang xây dựng 2 chiều chảy trên mặt đập đang xây dựng dụng tần suất thiết kế dẫn dòng lớn hơn tiêu chuẩn của Nga. Tiêu chuẩn của Nga Lưu tốc lớn nhất tại cuối dốc nước Vmax  15,0m/s. Kết quả tính toán phù hợp là an toàn hơn so với Việt Nam và Trung Quốc. với kết quả tính toán lý thuyết. Lưu tốc ở cuối dốc nước có mạch động rất lớn, Khi công trình chính tham gia dẫn dòng ở giai đoạn sau, các công trình lớn ở Việt cần tăng cường gia cố ở khu vực này. Nam đã có sự chủ động trong việc điều chỉnh tần suất để đảm bảo an toàn cho 4.2.4.2. Mô hình 3 chiều dẫn dòng qua đập đang xây dựng và đường hầm công trình trong quá trình thi công. Các tần suất này đã phù hợp với tiêu chuẩn của Trung Quốc, Nga và Việt Nam. Lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng của các giai đoạn cần phải dựa vào tầm quan trọng của công trình chính, thời gian sử dụng công trình tháo để dẫn dòng, chiều cao và loại hình công trình chắn nước công trình tháo nước, dung tích hồ chứa tương ứng với chiều cao công trình chắn nước nhằm bảo đảm an toàn thi công và ít thiệt hại hạ du nếu sự cố vỡ đập trong quá trình thi công. Hình 4.14. Mô hình dẫn dòng qua Hình 4.15. Điều kiện ban đầu dẫn Dựa trên phân tích về lưu tốc lớn nhất, chi phí dành cho gia cố bề mặt đập, cân đập đang xây dựng và đường hầm dòng qua đập đang xây dựng và đối khối lượng thi công giai đoạn trước mùa lũ và sau mùa lũ, tác giả đề xuất lựa đường hầm chọn phương án thông số đập đang xây dựng để dẫn dòng: Zng = +40,0m, B = 180m, m = 6. Kết quả tính toán thủy lực cho phương án này được kiểm chứng bằng phần mềm Flow3D, phù hợp với chương trình tính toán của luận án. Đối với công trình lớn và quan trọng, việc sử dụng đập đang xây dựng để dẫn dòng thi công vào mùa lũ cần phải được tính toán kỹ lưỡng và tiến hành thí nghiệm mô hình để xác định chế độ chảy, phân bố lưu tốc, mạch động để có biện Hình 4.16. Phân bố dòng chảy qua Hình 4.17. Phân bố dòng chảy cắt pháp gia cố thích hợp. đập đang xây dựng và đường hầm qua tim đường hầm 21 22
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Người thiết kế có thể đưa ra nhiều phương án công trình khác nhau để dẫn dòng 1. Kết quả đạt được của luận án qua đập đá đổ đang xây dựng, từ đó xác định lưu tốc lớn nhất và hình thức gia cố. Phân tích trên cơ sở lưu tốc lớn nhất, chi phí cho công tác gia cố, khối lượng Luận án đã tổng quan được các vấn đề về lựa chọn quy mô của công trình dẫn đắp đập giai đoạn mùa kiệt trước mùa lũ và giai đoạn mùa kiệt năm sau để lựa dòng cũng như những thành tựu của công tác dẫn dòng thi công trong xây dựng chọn phương án tối ưu nhất. công trình thủy lợi, thủy điện trên thế giới và Việt Nam. Đối với công trình Cửa Đạt, tác giả đề xuất lựa chọn phương án thông số đập Luận án trình bày cơ sở lý thuyết cơ bản trong việc lựa chọn thông số thiết kế các đang xây dựng để dẫn dòng: Zng = +40,0m, B = 180m, m = 6. Kết quả tính toán công trình dẫn dòng thi công và các phương pháp tính toán thủy lực dẫn dòng thủy lực cho phương án này được kiểm chứng bằng phần mềm Flow3D, kết quả phục vụ cho lựa chọn các thông số đó. tính toán là phù hợp với chương trình tính toán của luận án. Việc chọn tần suất thiết kế dẫn dòng qua các giai đoạn nên chọn phụ thuộc vào tầm 2. Những đóng góp mới của luận án quan trọng của công trình chính, thời gian sử dụng công trình tháo nước, chiều cao công trình chắn nước và dung tích hồ chứa tương ứng chiều cao đó nhằm bảo đảm 1) Đề xuất luận cứ khoa học để xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công an toàn thi công và ít thiệt hại hạ du nếu sự cố vỡ đập đang xây dựng. Đề xuất sửa ứng với tần suất và thời đoạn dẫn dòng là hợp lý; đổi tần suất thiết kế dẫn dòng trong QCVN 04-05:2012/BNN&PTNT đối với 2) Xây dựng quan hệ giữa hình dạng, kích thước của công trình đập đá đổ, đá đắp trường hợp xả lũ thi công qua thân đập đá đắp đang xây dựng. với chế độ thủy lực khi cho nước tràn qua; Trong điều kiện khí hậu Việt Nam, cần lựa chọn thời đoạn dẫn dòng theo từng 3) Xây dựng chương trình tính toán lựa chọn quy mô công trình dẫn dòng thi vùng miền khác nhau, nên phân chia thành mùa kiệt và mùa lũ, đặc biệt chú ý xử công khi dẫn dòng đồng thời qua nhiều công trình dẫn dòng. lý chống lũ tiểu mãn vào cuối mùa kiệt. 3. Những tồn tại và kiến nghị Luận án đã xây dựng được sơ đồ khối và chương trình tính toán thủy lực dẫn 3.1. Tồn tại dòng cho các dạng công trình tháo nước khác nhau. Chương trình tính toán đã được kiểm chứng thông qua kết quả thí nghiệm mô hình và số liệu thực đo của Chương trình tính toán phù hợp với sơ đồ tính chưa kể đến tổn thất thủy lực của công trình thủy điện Lai Châu. kênh dẫn vào, tác động qua lại ở cửa cống và đập đang xây dựng khi dẫn dòng. Luận án không đề cập đến vấn đề tiêu năng ở hạ lưu công trình dẫn dòng. Khi áp Các nhân tố chính ảnh hưởng đến việc lựa chọn quy mô công trình dẫn dòng qua dụng vào thực tế, cần tính toán tiêu năng cho phương án chọn để có được phương đập đá đổ, đá đắp đang xây dựng gồm lưu lượng đơn vị, chiều dài dốc nước, hệ án dẫn dòng hoàn chỉnh. số mái dốc của dốc nước, chênh lệch độ cao cuối dốc nước so với mực nước hạ lưu. Đề xuất lựa chọn lưu lượng đơn vị trong khoảng (20 - 35) m3/s.m giúp giảm 3.2. Kiến nghị nhỏ chiều rộng đập dùng để dẫn dòng. Cần hạn chế tăng cao chênh lệch độ cao Hướng nghiên cứu tiếp theo của luận án là xem xét bài toán không gian của các cuối dốc nước so với mực nước hạ lưu, thậm chí bố trí cửa ra của dốc nước thấp công trình dẫn dòng, ảnh hưởng qua lại khi các công trình dẫn dòng cùng làm hơn mực nước hạ lưu để thuận lợi cho nối tiếp và tiêu năng. việc đồng thời, diễn biến mạch động lưu tốc và áp suất trên dốc nước. 23 24
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 1. Mai Lâm Tuấn, "Lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công khi công trình chính tham gia dẫn dòng", Tạp chí Khoa học kỹ thuật thủy lợi và môi trường, no. 60, pp. 89-93, 2018. 2. Mai Lâm Tuấn, "Xác định quan hệ mực nước và lưu lượng khi dẫn dòng thi công qua đập xây dựng dở và cống", Tạp chí Khoa học kỹ thuật thủy lợi và môi trường, no. 60, pp. 83-88, 2018. 3. Mai Lâm Tuấn, "Dẫn dòng thi công qua đập xây dựng dở khi xây dựng công trình thủy lợi - thủy điện", Hội nghị khoa học Thủy lợi toàn quốc, pp. 7-9, 2017. 4. Mai Lâm Tuấn, Lê Văn Hùng, "Dẫn dòng thi công Công trình Cửa Đạt 2005- 2009 và sự cố vỡ đập 04-10-2007", Tạp chí Khoa học kỹ thuật thủy lợi và môi trường, no. 48, pp. 77-84, 2015.