Tài liệu Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện_removed

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI PHẠM VĂN TRỤ NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ HỢP LÝ KÊNH DẪN DÒNG KHI THI CÔNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, NĂM 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI PHẠM VĂN TRỤ NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ HỢP LÝ KÊNH DẪN DÒNG KHI THI CÔNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy Mã số: 60-58-40 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS. LÊ KIM TRUYỀN HÀ NỘI, NĂM 2015 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo GS.TS Lê Kim Truyền, người đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tác giả hoàn thành Luận văn của mình. Tác giả xin cảm ơn các thầy, cô giáo Trường Đại học Thủy lợi, khoa Công trình, khoa Sau đại học về sự giúp đỡ trong thời gian tác giả học tập và nghiên cứu. Tác giả xin cảm ơn Lãnh đạo cùng các đồng nghiệp trong Công ty cổ phần Tư vấn xây dựng Thủy lợi Thanh Hóa đã tạo điều kiện và động viên tác giả trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn. Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Gia đình và những người thân. Hà Nội, ngày 25 tháng 5 năm 2015 Tác giả luận văn Phạm Văn Trụ LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào.Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định. Hà Nội, ngày 25 tháng 5 năm 2015 Tác giả luận văn Phạm Văn Trụ MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG VÀ KÊNH DẪN DÒNG KHI THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN ..................................................................................................... 3 1.1. Vị trí, ý nghĩa của công tác dẫn dòng thi công .......................................... 3 1.2. Các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương án dẫn dòng thi công . 5 1.3. Các phương án dẫn dòng thi công và những ưu nhược điểm, điều kiện ứng dụng .......................................................................................................... 10 1.4. Những yêu cầu cấu tạo của đê quai và ảnh hưởng của nó đến việc lựa chọn phương án dẫn dòng ............................................................................... 16 1.5. Các tiêu chí đánh giá việc lựa chọn phương án dẫn dòng ....................... 25 1.6. Tổng quan chung về công tác dẫn dòng qua kênh ................................... 26 Kết luận chương 1 ........................................................................................... 27 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG ĐỘ DỐC KÊNH DẪN DÒNG ĐẾN MỰC NƯỚC THƯỢNG LƯU .............................................................. 28 2.1. Nguyên tắc và những nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn độ dốc kênh dẫn dòng .......................................................................................................... 28 2.2. Tính toán lựa chọn vận tốc hợp lý trong kênh dẫn dòng ......................... 29 2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng độ dốc kênh dẫn dòng đến mực nước thượng lưu kênh dẫn dòng ................................................................................................. 36 2.4. Phân tích lựa chọn độ dốc hợp lý kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện ........................................................................................... 49 Kết luận chương 2 ........................................................................................... 50 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHIỀU RỘNG ĐÁY KÊNH DẪN DÒNG ĐẾN MỰC NƯỚC THƯỢNG LƯU ........................... 51 3.1. Những nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn chiều rộng đáy kênh dẫn dòng ................................................................................................................. 51 3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều rộng đáy kênh dẫn dòng đến mực nước đầu kênh dẫn dòng .......................................................................................... 51 3.3. Phân tích lựa chọn chiều rộng đáy kênh dẫn dòng khi thi công công trình thủy lợi, thủy điện ........................................................................................... 66 Kết luận chương 3 ........................................................................................... 67 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CAO TRÌNH CỬA VÀO KÊNH DẪN DÒNG ĐẾN KHỐI LƯỢNG ĐÀO KÊNH VÀ ĐẮP ĐÊ QUAI THƯỢNG LƯU .............................................................................................. 68 4.1. Những nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn cao trình cửa vào kênh dẫn dòng ................................................................................................................. 68 4.2. Tính toán xác định cao trình đê quai thượng lưu ..................................... 68 4.3. Tính toán xác định kinh phí thi công kênh và đê quai thượng lưu .......... 75 4.4. Phân tích lựa chọn cao trình cửa vào kênh dẫn dòng .............................. 77 Kết luận chương 4 ........................................................................................... 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 81 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cấu tạo đê quai bằng đất .................................................................. 17 Hình 2.1: Đường mặt nước b1 ......................................................................... 37 Hình 2.2: Đường mặt nước b2 ......................................................................... 38 Hình 2.3: Biểu đồ quan hệ i ~ H (với iik) .................................................... 49 Hình 3.1: Biểu đồ quan hệ b ~ H ..................................................................... 65 Hình 4.1: Mặt cắt đê quai ứng với cao trình đỉnh 94,6 m ................................ 73 Hình 4.2: Mặt cắt đê quai ứng với cao trình đỉnh 95,1 m ................................ 74 Hình 4.3: Mặt cắt đê quai ứng với cao trình đỉnh 95,6 m ................................ 74 Hình 4.4: Mặt cắt đê quai ứng với cao trình đỉnh 96,1 m ................................ 74 Hình 4.5: Biểu đồ giá thành công trình dẫn dòng ............................................ 78 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Tỷ lệ giá thành công trình dẫn dòng so với giá thành đập ................ 4 Bảng 1.2: Hệ số độ dốc nhỏ nhất của mái đê quai bằng đất ............................ 18 Bảng 2.1: Vận tốc trung bình cho phép đối với đất không dính ...................... 30 Bảng 2.2: Vận tốc trung bình cho phép đối với đất dính ................................. 31 Bảng 2.3: Vận tốc trung bình cho phép đối với đá .......................................... 32 Bảng 2.4: Vận tốc trung bình cho phép đối với lớp áo, mặt gia cố nhân tạo .. 33 Bảng 2.5: Quan hệ giữa dtb (mm) và ω (mm/s) .............................................. 35 Bảng 2.6: Bảng tổng hợp quan hệ i ~ H (ứng với iik) ............................... 48 Bảng 3.1: Bảng tổng hợp quan hệ b ~ H (ứng với Q = 20 m3/s) ..................... 54 Bảng 3.2: Bảng tổng hợp quan hệ b ~ H (ứng với Q = 30 m3/s) ..................... 56 Bảng 3.3: Bảng tổng hợp quan hệ b ~ H (ứng với Q = 50 m3/s) ..................... 58 Bảng 3.4: Bảng tổng hợp quan hệ b ~ H (ứng với Q = 100 m3/s) ................... 59 Bảng 3.5: Bảng tổng hợp quan hệ b ~ H (ứng với Q = 200 m3/s) ................... 61 Bảng 3.6: Bảng tổng hợp quan hệ b ~ H (ứng với Q = 300 m3/s) ................... 63 Bảng 3.7: Bảng tổng hợp quan hệ b ~ H (ứng với Q = 500 m3/s) ................... 65 Bảng 4.1: Bảng tính cột nước đầu kênh hđ ...................................................... 71 Bảng 4.2: Bảng tính cao trình đỉnh đê quai thượng lưu ................................... 73 Bảng 4.3: Bảng tính khối lượng đào kênh ....................................................... 75 Bảng 4.4: Bảng tính chi phí đào kênh .............................................................. 75 Bảng 4.5: Bảng tính khối lượng đắp đê quai thượng lưu ................................. 76 Bảng 4.6: Bảng tính chi phí đắp đê quai thượng lưu ....................................... 76 Bảng 4.7: Bảng quan hệ cao trình cửa vào Z CTDD (m) và tổng hợp chi phí đào kênh và đắp đê quai thượng lưu K (106 đồng) ................................................. 77 1 MỞ ĐẦU I. Tính cấp thiết của Đề tài: Quá trình xây dựng các công trình thủy lợi, thủy điện trên các dòng sông, công tác dẫn dòng thi công đóng một vai trò đặc biệt quan trọng và là một trong những công tác chính có vai trò quyết định đến tiến độ và chi phí đầu tư xây dựng. Việc lựa chọn các sơ đồ dẫn dòng để sử dụng phải đảm bảo thỏa mãn nhiệm vụ dẫn dòng, đồng thời phải đảm bảo việc xây dựng công trình được tiến hành thuận lợi với mục tiêu: “ Thi công nhanh nhất, kinh phí ít nhất, dễ thi công và an toàn tuyệt đối ”. Mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng, để có được kết quả tính toán hợp lý, người thi công cần có cái nhìn tổng quan và qua khảo sát điều kiện thi công thực tế của công trình mà đưa ra phương án và phương pháp thi công hợp lý nhất, nhằm bảo đảm hiệu quả trong việc quản lý xây dựng. Dẫn dòng thi công qua kênh là một trong những phương pháp thường được sử dụng ở nước ta bởi có nhiều ưu điểm thi công nhanh, khả năng điều tiết lớn, giá thành hạ,… Nhưng khi thiết kế kênh dẫn dòng việc lựa chọn các thông số kênh như: chọn độ dốc i gần như theo công thức và điều kiện của dòng đều loại kênh tưới, tiêu mà chưa xác định đến điều kiện kinh tế; chiều rộng đáy kênh b chủ yếu xác định theo điều kiện thi công mà chưa xác định được ảnh hưởng của b đến cao trình đê quai, hầu hết mới chú ý đến mối quan hệ của cao trình mực nước đầu kênh và cao trình đê quai. Để lựa chọn được các thông số kênh hợp lý cần đi sâu phân tích ảnh hưởng của các thông số kênh dẫn dòng đến mực nước thượng lưu, đến khối lượng đào kênh và đắp đê quai thượng lưu. Đây là bài toán mang nhiều ý nghĩa kinh tế, kỹ thuật và yêu cầu thực tế đặt ra. 2 II. Mục đích của Đề tài: - Lựa chọn thông số độ dốc kênh dẫn dòng i tương ứng với các cấp lưu lượng, sau khi phân tích biểu đồ quan hệ i ~ H cột nước thượng lưu kênh dẫn dòng theo các cấp lưu lượng khác nhau. - Lựa chọn thông số chiều rộng đáy kênh dẫn dòng b ứng với các cấp lưu lượng sau khi phân tích biểu đồ quan hệ b ~ H, ảnh hưởng của b đến mực nước thượng lưu theo các cấp lưu lượng khác nhau. - Lựa chọn cao trình cửa vào kênh dẫn dòng theo phương án hiệu quả kinh tế nhất. III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp thống kê, phân tích đánh giá các công trình đã có, các số liệu thu thập được. - Phương pháp điều tra đo đạc, quan sát thực tế, quan sát hiện trương... - Phương pháp so sánh lựu chọn tối ưu. - Phương pháp mô hình toán sử dụng các phần mềm thông dụng để làm công cụ tính toán. - Phương pháp chuyên gia: Tranh thủ các ý kiến của các nhà khoa học, các nhà quản lý có kinh nghiệm. - Ứng dụng công trình thực tế. IV. Kết quả đạt được: Lựa chọn được các thông số kênh dẫn dòng đảm bảo yêu cầu kinh tế, kỹ thuật thi công các công trình thủy lợi, thủy điện. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào công trình thực tế. 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG VÀ KÊNH DẪN DÒNG KHI THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN 1.1. Vị trí, ý nghĩa của công tác dẫn dòng thi công Dẫn dòng thi công là một hạng mục công trình thường không thể thiếu được trong quá trình xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện. Đây là một trong những nội dung chủ yếu của thiết kế tổ chức xây dựng các công trình thủy công và phụ thuộc nhiều vào việc bố trí các công trình đầu mối. Lựa chọn phương án dẫn dòng hoặc công trình dẫn dòng ảnh hưởng lớn đến kế hoạch tiến độ thi công và giá thành công trình. Khi lựa chọn phương án dẫn dòng cần phải tính toán sao cho kinh phí nhỏ nhất, thi công thuận lợi, an toàn nhất mà vẫn đảm bảo nước từ thượng lưu về hạ lưu, duy trì dòng chảy tự nhiên và phát huy yếu tố lợi dụng tổng hợp. Ngoài ra, việc chọn phương án dẫn dòng thi công hợp lý còn cho phép sớm phát huy hiệu quả công trình ngay trong thời gian thi công. Với mỗi công trình, quy mô và thời gian xây dựng khác nhau, điều kiện địa hình, địa chất từng công trình khác nhau, yêu cầu lợi dụng tổng hợp nguồn nước khác nhau do đó phương án dẫn dòng thi công không giống nhau. Tuy nhiên công tác dẫn dòng có chung những nội dung chính sau: - Lựa chọn xác định phương án dẫn dòng. - Tính toán thiết kế các công trình dẫn dòng (Kênh, cống, tuy nen, tràn tạm,…). - Thiết kế công trình ngăn dòng và đê quai bao quanh hố móng đảm bảo hố móng được thi công khô ráo. - Lợi dụng tổng hợp dòng chảy tự nhiên ở mức cao nhất. 4 Có trường hợp đặc biệt do điều kiện dẫn dòng thi công khó khăn phải thay đổi tuyến công trình chính để đơn giản sơ đồ dẫn dòng, mặc dù điều này làm tăng khối lượng công trình chính. Ví dụ như công trình thủy điện Tam Hiệp ở Trung Quốc và công trình thủy điện Sơn La, hồ chứa Nà Tấc ở nước ta, trong thiết kế đã phải điều chỉnh tuyến công trình để đơn giản hóa phương án dẫn dòng. Theo nghiên cứu tỷ lệ giá thành của các công trình dẫn dòng thường chiếm (7 ÷ 20)% giá thành xây dựng đập (Bảng 1-1): Bảng 1.1: Tỷ lệ giá thành công trình dẫn dòng so với giá thành đập Lưu lượng dẫn Tên công trình dòng tính toán (m3/s) Hồ Gò Miếu Tỷ lệ giá thành Tháo lưu lượng thi công trình dẫn công qua dòng so với đập (%) 11,5 Kênh dẫn 8 Hồ Khuổi Khe 76 Cống dẫn dòng 18 Hồ Bó Vàng 7 Cống dẫn dòng 10 Hồ chứa Hà Động 23,98 Lỗ xả tràn 15 Hồ Hồng Kếnh 4,21 Kênh dẫn 7 Thủy điện Na Hang Hồ suối Nứa Thủy điện Sơn La 4938 171 16562 Kênh dẫn và đập xây dựng dở 18 Kênh dẫn 9 Kênh dẫn + 2 lỗ xả của cống 16 5 Công trình dẫn dòng ảnh hưởng trực tiếp đến giá thành và thời gian thi công hoàn thành công trình. Dẫn dòng thi công chiếm vị trí quan trọng trong công tác thiết kế tổ chức thi công và bố trí tổng thể các công trình lâu dài. Do vậy, việc nghiên cứu để lựa chọn giải pháp dẫn dòng thi công hợp lý cho mỗi công trình là vấn đề khoa học, cần phải cân nhắc đầy đủ dựa trên cơ sở kỹ thuật, kinh tế và vấn đề xã hội. 1.2. Các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương án dẫn dòng thi công Có nhiều nhân tố ảnh hưởng đến việc chọn phương án dẫn dòng, nhưng chủ yếu tập trung vào các nhân tố sau: 1.2.1. Điều kiện tự nhiên 1.2.1.1. Địa hình Điều kiện địa hình của khu vực công trình đầu mối thường là yếu tố chủ yếu quyết định phương án dẫn dòng: Độ dốc hai bờ, lòng sông rộng hay hẹp, bãi bồi ở khu vực lòng sông; địa hình lân cận dốc hay thoải; khả năng cho phép thu hẹp dòng chảy, khả năng đào kênh dẫn dòng, lợi dụng yên ngựa để xả lũ. Ví dụ: Công trình thuỷ điện Nậm Na 2 được xây dựng trên sông Nậm Na thuộc địa phận xã Phìn Hồ, huyện Sìn Hồ, tỉnh Lai Châu cách thị xã Lai Châu khoảng 15km về phía Tây Bắc. Đặc điểm về địa hình của khu vực dự án là núi cao và lòng sông rộng, địa hình dốc, bị chia cắt nhiều bởi khe và suối từ hai bên đổ vào sông Nậm Na. Từ những phân tích địa hình: với lòng sông rộng, bên bờ trái công trình đầu mối có bãi bồi về mùa kiệt có thể dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp bờ phải. Lợi dụng vị trí tuyến kênh dẫn vào và kênh dẫn ra Nhà máy lựa chọn 6 phương án đào kênh dẫn dòng bờ trái, phục vụ dẫn dòng trong mùa lũ năm thứ nhất và các giai đoạn sau. Phương án dẫn dòng thi công được chọn như sau: TT P(%) 1 2 3 4 5 6 7 Thời gian Biện pháp dẫn dòng Q đến /Q tháo (m3/s) 10 Từ tháng 12 năm 2008 Dẫn dòng qua lòng đến tháng 04 năm 2009 sông thu hẹp bờ phải (mùa kiệt năm XD1) 526/526 5 Từ tháng 05 năm 2009 Dẫn dòng qua lòng đến tháng 11 năm 2009 sông, kênh dẫn dòng (mùa lũ năm XD1) 3260/3260 10 Từ tháng 12 năm 2009 Dẫn dòng qua kênh đến tháng 04 năm 2010 dẫn dòng bờ trái (mùa kiệt năm XD2) 526/526 5 Từ tháng 05 năm 2010 Dẫn dòng qua kênh đến tháng 11 năm 2010 dẫn dòng bờ trái và đập tràn xây dở (mùa lũ năm XD2) 3260/3260 10 Từ tháng 12 năm 2010 Dẫn dòng qua 04 hầm đến tháng 04 năm 2011 dẫn dòng: bxh = 5x6m (mùa kiệt năm XD3) 526/526 5 Từ tháng 05 năm 2011 Dẫn dòng qua 04 hầm đến tháng 11 năm 2011 dẫn dòng và 04 khoang tràn xây dở (mùa lũ năm XD3) 3260/3260 10 Từ tháng 12 năm 2011 Dẫn dòng qua 04 hầm đến tháng 04 năm 2012 dẫn dòng (mùa kiệt năm XD4) 526/526 1.2.1.2. Đặc điểm địa chất và địa chất thủy văn Địa chất có ảnh hưởng đến việc mở mái dốc hai bên bờ, thi công bóc bỏ hay xử lý tầng phủ lòng sông, mức độ thu hẹp lòng sông và bờ sông, do vậy ảnh hưởng trực tiếp đến phương án dẫn dòng. Với điều kiện địa chất tốt 7 có thể tăng mức độ thu hẹp lòng sông khi dẫn dòng vào mùa lũ; nền công trình nứt nẻ ít không phải khoan phụt xử lý nền. Ví dụ: Công trình Hồ Hà Động (Quảng Ninh) mùa lũ dẫn dòng qua phần lòng sông thu hẹp, gia cố mái đập phần tiếp giáp với dòng chảy bằng tấm bê tông lát mái thượng lưu, lòng suối vùng hạ lưu đập đảm bảo ổn định chống xói. Thủy điện Supan ở Sơn La, nền công trình ít bị nứt nẻ, không phải khoan phụt gia cố nền do vậy thời gian mùa khô tập trung cho việc đắp đập đẩy nhanh tiến độ. Công trình thủy điện Bình Điền tỉnh Thừa Thiên Huế nền tuyến công trình bị nứt nẻ nhiều nên mùa khô năm đầu tiên phải tập trung khoan phụt dung dịch chống thấm để xử lý nền do vậy tiến độ thi công đập bị chậm lại. Địa chất thủy văn, vấn đề nước ngầm dưới đất cao hay thấp cũng ảnh hưởng đến việc chọn vật liệu làm đê quai cho phù hợp với địa chất nền, hình thức tiêu nước hố móng. 1.2.1.3. Đặc điểm khí tượng thủy văn dòng chảy Sông có lưu lượng lớn hay nhỏ, chênh lệch cột nước và biên độ lưu lượng của mùa lũ và mùa khô, lưu lượng đỉnh lũ và quy luật xuất hiện … đều trực tiếp ảnh hưởng tới phương án dẫn dòng. Đối với dòng sông có lưu lượng lớn, quá trình xây dựng thường chia ra hai thời đoạn dẫn dòng, mùa khô có thể dẫn dòng qua kênh hoặc cống, mùa lũ dẫn dòng qua công trình khác hoặc qua lòng sông thu hẹp. Ví dụ: Công trình thủy điện Nậm Na 2 có lưu lượng mùa khô và mùa lũ chênh nhau rất lớn (Lưu lượng tính toán dẫn dòng mùa kiệt max là Q Kiệt10% = 526 m3/s; Q Lũ5% = 3260 m3/s ). Vì vậy, năm thứ nhất mùa kiệt dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp; mùa lũ lưu lượng lớn dẫn dòng qua lòng sông và kênh dẫn dòng bờ trái. 8 Công trình Hồ Hà Động (Quảng Ninh) lưu lượng thiết kế dẫn dòng mùa lũ Q lũ = 987,0 m3/s, mùa khô QTkdd kiệt = 23,98 m3/s, lưu lượng mùa lũ và mùa khô chênh nhau rất lớn, mùa khô dòng chảy được dẫn qua lỗ xả dưới tràn, mùa lũ dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp phần bờ trái. Với dòng sông có lưu lượng mùa khô không lớn, thường đê quai ngăn nước làm khô hố móng, công trình dẫn dòng là cống ngầm dưới thân đập kết hợp với kênh dẫn dòng, ví dụ như ở công trình hồ chứa nước Nậm Pông tỉnh Điện Biên; công trình hồ Quán Chẽ tỉnh Thái Nguyên; Hồ suối Nứa tỉnh Bắc Giang… Mùa khô kéo dài hay ngắn cũng ảnh hưởng đến thời gian thi công, cường độ đắp đập vượt lũ. Trường hợp chênh lệch mực nước và lưu lượng giữa mùa khô và mùa lũ không lớn có thể đào kênh dẫn dòng đủ rộng để phục vụ dẫn dòng cả mùa khô và mùa lũ. 1.2.1.4. Hình thức và bố trí công trình chính Hình thức kết cấu công trình thủy công, bố trí tổng thể và khối lượng công trình chính … là một trong những yếu tố quan trọng để đề xuất và lựa chọn phương án dẫn dòng. Quá trình dẫn dòng cần lợi dụng công trình lâu dài tham gia vào dẫn dòng để giảm giá thành xây dựng. Đối với đập đá đổ hoặc đá xây, đập bê tông có thể xem xét đến phương án cho nước tràn qua công trình đang xây dở trong mùa lũ. Tuy nhiên trường hợp này cần phải so sánh phương án dựa trên cơ sở kỹ thuật và kinh tế … Ví dụ: Công trình thủy điện Nậm Na 2 lợi dụng vị trí và sử dụng công trình lâu dài tham gia dẫn dòng nên tiết kiệm được giá thành xây dựng công trình tạm là rất lớn, cụ thể như sau: 9 + Kênh dẫn vào và Kênh dẫn ra Nhà máy thủy điện. Thiết kế tuyến kênh dẫn dòng có vị trí tuyến và chiều rộng chính là vị trí tuyến và kích thước kênh dẫn vào và kênh dẫn ra của Nhà máy thủy điện. + Mùa lũ năm xây dựng thứ 2 dẫn dòng qua Kênh và Đập tràn xây dở; Mùa lũ năm xây dựng thứ 3 dẫn dòng qua 4 hầm dẫn dòng và 4 khoang tràn xây dở. 1.2.2. Điều kiện xã hội, điều kiện thi công 1.2.2.1. Yêu cầu lợi dụng tổng hợp Trong thời gian thi công công trình chính, khu vực hạ lưu vẫn cần phải có nước để phục vụ các mục đích như: tưới, nuôi trồng thủy sản, giao thông thủy, nước dùng cho sản xuất công nghiệp và sinh hoạt v.v… Do vậy khi thiết kế công trình dẫn dòng, ngoài yêu cầu dẫn đủ lưu lượng, cần lưu ý đến vấn đề lợi dụng tổng hợp, cấp nước cho hạ lưu trong suốt quá trình thi công, đây cũng là vấn đề khó khăn cho công tác dẫn dòng. 1.2.2.2. Điều kiện dân sinh, kinh tế Cơ sở hạ tầng khu vực công trình (đường giao thông, điện, nước,…) cũng là những yếu tố thuận lợi hay khó khăn cho phương án dẫn dòng. Ví dụ như mặt bằng khu vực công trình đủ rộng, giao thông thuận lợi thì phương án dẫn dòng sẽ đơn giản nhiều so với trường hợp đường giao thông khó khăn. 1.2.2.3. Điều kiện và khả năng thi công Điều kiện về thời gian thi công, khả năng cung cấp thiết bị xe máy, nhân lực và vật liệu … Trình độ tổ chức sản xuất và quản lý công trường là những yếu tố quyết định của công tác dẫn dòng. Việc tổ chức công trường một cách khoa học tránh được sự chồng chéo, phát huy tối đa hiệu quả nhân công và máy móc … Phương án dẫn dòng có ảnh hưởng rất lớn tới việc lập tổng tiến độ thi công. Phương án dẫn dòng khác nhau thì trình tự thi công khác nhau và thời 10 gian hoàn thành cũng khác nhau. Việc phân các giai đoạn dẫn dòng và bố trí công trình dẫn dòng quyết định đến trình tự thi công và thời gian hoàn thành công trình. Việc lập trình tự thi công hợp lý cho phép rút ngắn tổng thời gian xây dựng công trình. Vì vậy, khi chọn phương án dẫn dòng cần xét tới trình tự và phương pháp thi công, cường độ và tiến độ thi công, việc bố trí mặt bằng và đường giao thông bên ngoài và bên trong công trường. Công trình thủy điện Hòa Bình vào giai đoạn mùa khô năm 1982 đã phải đào đắp với khối lượng lớn (302÷360).103 m3/ tháng, tương ứng (12÷13).103 m3/ ngày đêm, đòi hỏi đơn vị thi công phải có năng lực, kinh nghiệm tổ chức thi công mới đáp ứng được các mốc khống chế và hoàn thành khối lượng công việc theo yêu cầu. Hiện nay với khả năng cung cấp máy móc thiết bị cũng như trình độ sản xuất và quản lý, chúng ta thi công thành công các công trình lớn như thủy điện Na Hang, Hồ Cửa Đạt, công trình thủy điện Sơn La … 1.3. Các phương án dẫn dòng thi công và những ưu nhược điểm, điều kiện ứng dụng Tùy điều kiện dẫn dòng và chặn dòng khác nhau, chia phương pháp dẫn dòng làm 2 loại: đắp đê quai ngăn dòng 1 đợt và đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt. - Đắp đê quai ngăn dòng một đợt. - Đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt. 1.3.1. Phương pháp đắp đê quai ngăn dòng một đợt Thực chất của phương pháp này là đắp đê quai ngăn toàn bộ lòng sông và dòng chảy tự nhiên sẽ được dẫn qua các công trình lâu dài hoặc tạm thời về hạ lưu để công trình thi công được an toàn và đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng chảy ở hạ lưu. 11 Công trình dẫn dòng thường dùng là kênh dẫn bên bờ, máng dẫn, cống dưới sâu, tràn tạm, tuy nen. 1.3.1.1. Dẫn dòng qua máng Nước được chảy qua máng bắc ngang đê quai thượng lưu và hạ lưu. Vật liệu làm máng: thường làm bằng gỗ, bê tông, bê tông cốt thép, thép. Máng dẫn được áp dụng trong trường hợp lưu lượng dẫn dòng không lớn hơn 2,0 m3/s, khối lượng xây dựng có thể thi công trọn vẹn trong một mùa khô. Ví dụ hồ chứa Đồng Men - Thái Nguyên dùng máng dẫn dòng thi công. Phạm vi ứng dụng: - Dòng sông nhỏ, lòng hẹp lưu lượng không lớn (1-:-3) m3/s. - Dùng các phương pháp khác khó khăn và tốn kém. - Khi sửa chữa công trình thuỷ lợi mà công trình tháo nước hiện có, không sử dụng được hay khả năng tháo Q tktc không đủ. Ưu điểm: - Dựng ghép ván đơn giản nhanh chóng. - Sử dụng được vật liệu địa phương. - Trường hợp sử dụng máng thép, thép, bê tông cốt thép lắp ghép thì sử dụng được nhiều lần nên tiết kiệm và phí tổn ít. Nhược điểm: - Khả năng tháo nước nhỏ nên đê quai cao. - Thường rò rỉ gây ướt át hố móng, khó khăn cho thi công do các giá chống đỡ. 1.3.1.2. Dẫn dòng qua kênh Kênh dẫn bên bờ được dùng khi xây dựng công trình đầu mối thủy lợi – thủy điện trên đoạn sông có bờ thoải và rộng, điều kiện địa hình, địa chất thuận lợi cho việc đào một con kênh để dẫn lưu lượng thi công. Ưu điểm: