B

GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR

NG

B

NÔNG NGHI P VÀ PTNT

I H C THU L I

PH M V N TR

NGHIÊN C U L A CH N CÁC THÔNG S

H P LÝ

KÊNH D N DÒNG KHI THI CÔNG CÔNG TRÌNH
TH Y L I, TH Y I N

LU N V N TH C S

HÀ N I, N M 2015


B

GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR

L IC M

N

Tác gi xin bày t lòng kính tr ng và bi t n sâu s c t i th y giáo
GS.TS Lê Kim Truy n, ng

i đã tr c ti p h

ng d n và giúp đ tác gi hoàn

thành Lu n v n c a mình.
Tác gi xin c m n các th y, cô giáo Tr

ng

i h c Th y l i, khoa

Công trình, khoa Sau đ i h c v s giúp đ trong th i gian tác gi h c t p và
nghiên c u.
Tác gi xin c m n Lãnh đ o cùng các đ ng nghi p trong Công ty c
ph n T v n xây d ng Th y l i Thanh Hóa đã t o đi u ki n và đ ng viên tác
gi trong su t th i gian h c t p và hoàn thành lu n v n.
Cu i cùng tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c đ n Gia đình và
nh ng ng

i thân.

Hà N i, ngày 25 tháng 5 n m 2015
Tác gi lu n v n

KÊNH D N DÒNG KHI THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH TH Y L I,
TH Y I N ..................................................................................................... 3
1.1. V trí, ý ngh a c a công tác d n dòng thi công .......................................... 3
1.2. Các nhân t
1.3. Các ph

nh h

ng đ n vi c l a ch n ph

ng án d n dòng thi công . 5

ng án d n dòng thi công và nh ng u nh

c đi m, đi u ki n

ng d ng .......................................................................................................... 10
1.4. Nh ng yêu c u c u t o c a đê quai và nh h
ch n ph

ng c a nó đ n vi c l a

ng án d n dòng ............................................................................... 16

1.5. Các tiêu chí đánh giá vi c l a ch n ph

ng án d n dòng ....................... 25

1.6. T ng quan chung v công tác d n dòng qua kênh ................................... 26
K t lu n ch

c th

ng l u

kênh d n dòng ................................................................................................. 36
2.4. Phân tích l a ch n đ d c h p lý kênh d n dòng khi thi công công trình
th y l i, th y đi n ........................................................................................... 49
K t lu n ch
CH

ng 2 ........................................................................................... 50

NG 3: NGHIÊN C U

KÊNH D N DÒNG

NH H

NM CN

NG C A CHI U R NG

C TH

ÁY

NG L U ........................... 51


3.1. Nh ng nhân t


NG CAO TRÌNH C A VÀO
ÀO KÊNH VÀ

P

Ê QUAI

NG L U .............................................................................................. 68

4.1. Nh ng nhân t

nh h

ng đ n vi c l a ch n cao trình c a vào kênh d n

dòng ................................................................................................................. 68
4.2. Tính toán xác đ nh cao trình đê quai th

ng l u ..................................... 68

4.3. Tính toán xác đ nh kinh phí thi công kênh và đê quai th

ng l u .......... 75

4.4. Phân tích l a ch n cao trình c a vào kênh d n dòng .............................. 77
K t lu n ch

ng 4 ........................................................................................... 78


B ng 1.2: H s đ d c nh nh t c a mái đê quai b ng đ t ............................ 18
B ng 2.1: V n t c trung bình cho phép đ i v i đ t không dính ...................... 30
B ng 2.2: V n t c trung bình cho phép đ i v i đ t dính ................................. 31
B ng 2.3: V n t c trung bình cho phép đ i v i đá .......................................... 32
B ng 2.4: V n t c trung bình cho phép đ i v i l p áo, m t gia c nhân t o .. 33
B ng 2.5: Quan h gi a dtb (mm) và ω (mm/s) .............................................. 35
B ng 2.6: B ng t ng h p quan h i ~ H ( ng v i i
m t trong nh ng công tác chính có vai trò quy t đ nh đ n ti n đ và chi phí
đ u t xây d ng. Vi c l a ch n các s đ d n dòng đ s d ng ph i đ m b o
th a mãn nhi m v d n dòng, đ ng th i ph i đ m b o vi c xây d ng công
trình đ

c ti n hành thu n l i v i m c tiêu: “ Thi công nhanh nh t, kinh phí ít

nh t, d thi công và an toàn tuy t đ i ”.
M i ph

ng pháp đ u có u và nh

tính toán h p lý, ng

c đi m riêng, đ có đ

c k t qu

i thi công c n có cái nhìn t ng quan và qua kh o sát

đi u ki n thi công th c t c a công trình mà đ a ra ph

ng án và ph

ng

pháp thi công h p lý nh t, nh m b o đ m hi u qu trong vi c qu n lý xây
d ng.
D n dòng thi công qua kênh là m t trong nh ng ph
đ

h

ng c a các thông s kênh d n dòng đ n m c n

l

ng đào kênh và đ p đê quai th

ng l u.

ngh a kinh t , k thu t và yêu c u th c t đ t ra.

c th

ng l u, đ n kh i

ây là bài toán mang nhi u ý


2

II. M c đích c a

tài:

- L a ch n thông s đ d c kênh d n dòng i t
l

ng, sau khi phân tích bi u đ quan h i ~ H c t n



ng pháp nghiên c u:

ng pháp th ng kê, phân tích đánh giá các công trình đã có, các s

li u thu th p đ

c.

- Ph

ng pháp đi u tra đo đ c, quan sát th c t , quan sát hi n tr

ng...

- Ph

ng pháp so sánh l u ch n t i u.

- Ph

ng pháp mô hình toán s d ng các ph n m m thông d ng đ làm

công c tính toán.
- Ph

ng pháp chuyên gia: Tranh th các ý ki n c a các nhà khoa h c,

các nhà qu n lý có kinh nghi m.
-


c trong quá trình xây d ng công trình th y l i, th y đi n.

ây là m t

trong nh ng n i dung ch y u c a thi t k t ch c xây d ng các công trình
th y công và ph thu c nhi u vào vi c b trí các công trình đ u m i. L a
ch n ph

ng án d n dòng ho c công trình d n dòng nh h

ng l n đ n k

ho ch ti n đ thi công và giá thành công trình. Khi l a ch n ph

ng án d n

dòng c n ph i tính toán sao cho kinh phí nh nh t, thi công thu n l i, an toàn
nh t mà v n đ m b o n

c t th

ng l u v h l u, duy trì dòng ch y t

nhiên và phát huy y u t l i d ng t ng h p. Ngoài ra, vi c ch n ph

ng án

d n dòng thi công h p lý còn cho phép s m phát huy hi u qu công trình
ngay trong th i gian thi công.


thay đ i tuy n công trình chính đ đ n gi n s đ d n dòng, m c dù đi u này
làm t ng kh i l
Hi p

ng công trình chính. Ví d nh công trình th y đi n Tam

Trung Qu c và công trình th y đi n S n La, h ch a Nà T c

ta, trong thi t k đã ph i đi u ch nh tuy n công trình đ đ n gi n hóa ph

n

c
ng

án d n dòng.
Theo nghiên c u t l giá thành c a các công trình d n dòng th

ng

chi m (7 ÷ 20)% giá thành xây d ng đ p (B ng 1-1):
B ng 1.1: T l giá thành công trình d n dòng so v i giá thành đ p
L ul
Tên công trình

ng d n

dòng tính toán
(m3/s)


C ng d n dòng

10

23,98

L x tràn

15

4,21

Kênh d n

7

H ch a Hà

ng

H H ng K nh
Th y đi n Na
Hang
H su i N a
Th y đi n S n La

4938
171
16562


công
Có nhi u nhân t

nh h

ng đ n vi c ch n ph

ng án d n dòng, nh ng

ch y u t p trung vào các nhân t sau:
1.2.1. i u ki n t nhiên
a hình

1.2.1.1.

i u ki n đ a hình c a khu v c công trình đ u m i th
ch y u quy t đ nh ph
h p, bãi b i

ng án d n dòng:

ng là y u t

d c hai b , lòng sông r ng hay

khu v c lòng sông; đ a hình lân c n d c hay tho i; kh n ng

cho phép thu h p dòng ch y, kh n ng đào kênh d n dòng, l i d ng yên ng a
đ x l .

5

T tháng 05 n m 2009
D n dòng qua lòng
đ n tháng 11 n m 2009
sông, kênh d n dòng
(mùa l n m XD1)

3260/3260

10

T tháng 12 n m 2009
D n dòng qua kênh
đ n tháng 04 n m 2010
d n dòng b trái
(mùa ki t n m XD2)

526/526

5

T tháng 05 n m 2010 D n dòng qua kênh
đ n tháng 11 n m 2010 d n dòng b trái và
đ p tràn xây d
(mùa l n m XD2)

3260/3260

10


4

5

Th i gian

c ch n nh sau:

T tháng 12 n m 2008
D n dòng qua lòng
đ n tháng 04 n m 2009
sông thu h p b ph i
(mùa ki t n m XD1)

2

3

ng án d n dòng thi công đ

526/526

c đi m đ a ch t và đ a ch t th y v n

1.2.1.2.

a ch t có nh h

ng đ n vi c m mái d c hai bên b , thi công bóc


tuy n công trình b n t n nhi u nên mùa khô n m đ u tiên ph i t p trung
khoan ph t dung d ch ch ng th m đ x lý n n do v y ti n đ thi công đ p b
ch m l i.
a ch t th y v n, v n đ n
h

i đ t cao hay th p c ng nh

ng đ n vi c ch n v t li u làm đê quai cho phù h p v i đ a ch t n n, hình

th c tiêu n
1.2.1.3.

c h móng.
c đi m khí t

Sông có l u l
l

c ng m d

ng th y v n dòng ch y
ng l n hay nh , chênh l ch c t n

ng c a mùa l và mùa khô, l u l

tr c ti p nh h

ng t i ph

ng mùa khô và mùa l

ng l n d n dòng qua lòng sông và kênh d n


8

Công trình H Hà

ng (Qu ng Ninh) l u l

ng thi t k d n dòng mùa

l Q l = 987,0 m3/s, mùa khô QTkdd ki t = 23,98 m3/s, l u l
khô chênh nhau r t l n, mùa khô dòng ch y đ

ng mùa l và mùa

c d n qua l x d

i tràn,

mùa l d n dòng qua lòng sông thu h p ph n b trái.
V i dòng sông có l u l
n

ng mùa khô không l n, th

ng đê quai ng n


1.2.1.4. Hình th c và b trí công trình chính
Hình th c k t c u công trình th y công, b trí t ng th và kh i l

ng

công trình chính … là m t trong nh ng y u t quan tr ng đ đ xu t và l a
ch n ph

ng án d n dòng. Quá trình d n dòng c n l i d ng công trình lâu dài

tham gia vào d n dòng đ gi m giá thành xây d ng.
đá xây, đ p bê tông có th xem xét đ n ph

ng án cho n

trình đang xây d trong mùa l . Tuy nhiên tr
ph

i v i đ p đá đ ho c
c tràn qua công

ng h p này c n ph i so sánh

ng án d a trên c s k thu t và kinh t …
Ví d : Công trình th y đi n N m Na 2 l i d ng v trí và s d ng công

trình lâu dài tham gia d n dòng nên ti t ki m đ
trình t m là r t l n, c th nh sau:

c giá thành xây d ng công

l i d ng t ng h p, c p n

ng, c n l u ý đ n v n đ

c cho h l u trong su t quá trình thi công, đây

c ng là v n đ khó kh n cho công tác d n dòng.
1.2.2.2. i u ki n dân sinh, kinh t
C s h t ng khu v c công trình (đ

ng giao thông, đi n, n

c ng là nh ng y u t thu n l i hay khó kh n cho ph

ng án d n dòng. Ví d

nh m t b ng khu v c công trình đ r ng, giao thông thu n l i thì ph
d n dòng s đ n gi n nhi u so v i tr

ng h p đ

c,…)
ng án

ng giao thông khó kh n.

1.2.2.3. i u ki n và kh n ng thi công
i u ki n v th i gian thi công, kh n ng cung c p thi t b xe máy,
nhân l c và v t li u …
Trình đ t ch c s n xu t và qu n lý công tr


ng giao thông bên ngoài và bên trong công tr

ng.

Công trình th y đi n Hòa Bình vào giai đo n mùa khô n m 1982 đã
ph i đào đ p v i kh i l

ng l n (302÷360).103 m3/ tháng, t

ng

ng

(12÷13).103 m3/ ngày đêm, đòi h i đ n v thi công ph i có n ng l c, kinh
nghi m t ch c thi công m i đáp ng đ
kh i l

c các m c kh ng ch và hoàn thành

ng công vi c theo yêu c u. Hi n nay v i kh n ng cung c p máy móc

thi t b c ng nh trình đ s n xu t và qu n lý, chúng ta thi công thành công
các công trình l n nh th y đi n Na Hang, H C a

t, công trình th y đi n

S n La …
1.3. Các ph



h l u đ công trình thi công đ
h p dòng ch y

h l u.

c an toàn và đ m b o yêu c u l i d ng t ng


11

Công trình d n dòng th
d

ng dùng là kênh d n bên b , máng d n, c ng

i sâu, tràn t m, tuy nen.

1.3.1.1. D n dòng qua máng
cđ

N

c ch y qua máng b c ngang đê quai th

V t li u làm máng: th
Máng d n đ
d h ch a

ng làm b ng g , bê tông, bê tông c t thép, thép.

u đi m:
- D ng ghép ván đ n gi n nhanh chóng.
- S d ng đ
- Tr
d ng đ

c v t li u đ a ph

ng.

ng h p s d ng máng thép, thép, bê tông c t thép l p ghép thì s

c nhi u l n nên ti t ki m và phí t n ít.

Nh

c đi m:

- Kh n ng tháo n
- Th

c nh nên đê quai cao.

ng rò r gây

t át h móng, khó kh n cho thi công do các giá

ch ng đ .
1.3.1.2. D n dòng qua kênh
Kênh d n bên b đ


c lâu dài n m trong thân đ p đ t

ng c ng ng m đ

c xây d ng s m ngay t

đ u mùa khô n m thi công đ u tiên đ tham gia công tác d n dòng. H u h t
các công trình mi n núi đ u l i d ng c ng ng m làm công trình d n dòng thi
công vào mùa khô khi l u l
Ph m vi s d ng: Th
h nh p

ng d n dòng không l n.
ng dùng xây d ng các đ p đ t hay đ p đ t đá

sông su i nh , lòng h p, l u l

ng không l n.

u đi m: M t b ng thi công không b chia c t, giao thông thu n ti n
hai b , công trình d n dòng không c n tr đ n giao thông, thi công công trình
khác.
Nh

c đi m:

- N u s d ng c ng t m th i thì ph i l p c ng, n u s d ng c ng t
thì kh n ng tháo n


ng làm t ng kh i l

1.3.1.5. D n dòng qua đ

c v h l u.
ng án d n dòng qua

ng đào đ p.

ng h m

Nói chung vi c d n dòng qua đ

ng h m ch y u ng d ng

các công

trình mi n núi, lòng sông h p, b d c, khu v c công trình là đá r n ch c. Thi
công đào đ

ng h m th

ng g p nhi u khó kh n: Ph i đào đá, đi u ki n thi

công ch t h p, yêu c u thi t b hi n đ i. Không ít tr
thi công d n đ n tr

ng h p trong quá trình

ng h p s p h m, s p c a vào, c a ra c a h m gây tai n n

c đi m: Chi phí xây d ng l n.

1.3.1.6. D n dòng qua c ng đáy


14

V i công trình bê tông hay đá xây, quá trình thi công có th t o c ng x
đáy cùng v i kênh tham gia c ng d n dòng. C ng này th
mùa khô n m thi công cu i cùng. Nhi u tr

ng đ

ng h p c ng đáy đ

c l p vào
c thi t k

làm nhi m v x cát trong quá trình khai thác.
u nh

c đi m ph

ng pháp này:

- Ph i thi công l p c ng r t khó kh n, ch t l
h

ng ch l p kém, nh


Bi n pháp d n dòng qua lòng sông thu h p th
công công trình đ u m i th y l i, th y đi n có kh i l

ng đ

c s d ng đ thi

ng l n. Khi thi công

có th chia thành nhi u đ t, nhi u đo n thi công và nhi u giai đo n d n dòng.
Ph
đ

ng pháp này ng

i ta đ p đê quai ng n m t ph n lòng sông. Dòng ch y

c d n v h l u qua ph n lòng sông đã b thu h p. Giai đo n đ u ti n hành

thi công b ph n công trình n m trong ph m vi b o v c a đê quai. M t khác
ph i xây d ng xong công trình tháo n

c đ chu n b d n dòng cho giai đo n

sau. Khi thu h p lòng sông ph i đ m b o th a mãn yêu c u thi công, th a mãn
đi u ki n l i d ng t ng h p và ch ng xói l .


15


T
tháng 01 đ n D n dòng qua lòng sông
tháng 05 n m 2007 thu h p

32,5

2

10

T tháng 6 đ n tháng D n dòng qua lòng sông
thu h p
10 n m 2007

1252

3

10

T tháng 11n m 2007
đ n tháng 5 n m D n dòng qua c ng
2008

32,5

4

10



khi thi công công trình đ p b ng đá xây ho c bê tông có c t n
l p khe r ng l

c th

ng khó kh n và nh h

c áp d ng

c th p và vi c

ng đ n ch t l

ng và tính

ch nh th c a công trình.
Theo ph

ng pháp này trong giai đo n đ u thi công, khi xây d ng các

công trình bê tông, bê tông c t thép xây d ng thành 1 h th ng khoang tràn
(có d ng g n gi ng r ng l

c) đ tháo n

1.3.2.3. D n dòng qua ch lõm

c thi công cho giai đo n sau.



c khô ráo và thu n l i.

B trí đê quai, gi i pháp thi công và giá thành đê quai có quan h ch t
ch v i công trình d n dòng, không th ch nghiên c u gi i pháp d n dòng mà
không nghiên c u đ n c u t o hình th c và b trí đê quai. Công trình d n
dòng và đê quai có quan h ch t ch v i nhau v k thu t, kinh t và th i gian
thi công chúng.