Tải về định dạng Word (324KB)

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5060:1990 về công trình thủy lợi - các quy định chủ yếu về thiết kế do Bộ Xây dựng ban hành

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 5060:1990

CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI - CÁC QUY ĐỊNH CHỦ YẾU VỀ THIẾT KẾ
Hydraulic structure – Principal regulation for design

Nhóm H

Tiêu chuẩn này chính thức áp dụng khi lập sơ đồ quy hoạch, dự án đầu tư, luận chứng kinh tế kĩ thuật, thiết kế kĩ thuật và bản vẽ thi công các công trình thủy lợi được xây dựng mới, sửa chữa và mở rộng.

Không áp dụng tiêu chuẩn này để thiết kế đê và các công trình giao thông thủy.

Khi thiết kế các công trình -thủy lợi, ngoài việc tuân thủ những quy định cơ bản nêu trong tiêu chuẩn này, phải tuân theo các quy định trong các tiêu chuẩn thiết kế của từng loại công trình thủy lợi hiện hành,.

1. Quy định chung

1.1. Tuỳ theo thời gian sử dụng của chúng, các công trình. thủy lợi được chia thành công trình lâu dài và công trình tạm thời.

Công trình lâu dài là công trình được sử dụng thường xuyên.

Công trình tạm thời là công trình chỉ được sử dụng trong thời kỳ xây đựng hoặc sửa chữa các công trình lâu dài. Ví dụ: đê quai, công trình dẫn, xả lưu lượng thi công, âu thuyền chỉ sử dụng trong thời gian xây dựng v.v...

1.2. Tuỳ theo mục đích và tầm quan trọng của chúng, các công trình thủy lợi lâu dài được chia thành: công trình chủ yếu và công trình thứ yếu.

1.2.1. Công trình thủy lợi chủ yếu là công trình khi bị hư hỏng sẽ ảnh hưởng tới sự làm việc bình thường của các nhà máy điện; ngừng hay giảm cấp nước vào các hệ thống tới; gây úng, ngập vùng đất bảo vệ, ngừng giảm lưu lượng vận tải thủy hoặc hoạt động cửa cảng sông. Ví dụ: đập, đập tràn, cửa lấy nước và công trình thu nước, kênh đẫn, kênh tới chính và kênh giao thông thủy, tuy nen, ống dẫn nước, bể áp lực và tháp điều áp, nhà trạm thủy điện, trạm bơm, âu thuyền và công trình nâng tàu, bến cảng, công trình thủy công của các nhà máy nhiệt điện, công trình cho cá qua và bảo vệ cá.

1.2.2. Công trình thủy lợi thứ yếu là công trình, khi bị hư hỏng, sẽ ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường của công trình thủy lợi chủ yếu, ví dụ: cửa van sửa chữa, tường và đê hướng dòng và phân cách, cọc neo của âu thuyền, bến cảng phụ, công trình gia cố bờ, cầu công tác không chịu tải trọng của các máy nâng v.v...

1.3. Khi xác định cấp của các công trình thủy lợi lâu dài, cần phải xét đến hậu quả do công trình dâng nước bì sự cố và do phá vỡ chế độ khai thác:

1.3.1. Khi xác định các hậu quả do công trình dâng nước bị sự cố gây ra, phải xét tới:

Các thành phố, các khu dân cư, các khu công nghiệp, các công trình dân dụng và quốc phòng, các trục giao thông chính v.v... ở hạ lưu đầu mối công trình thủy lợi;

Chiều cao lớn nhất của các công trình dâng nước và dung tích của hồ chứa;

Cấu tạo địa chất nền, mức độ động đất trong vùng và đặc điểm địa hình của tuyến công trình.

Tùy thuộc vào hậu quả do sự cố các công trình thủy lợi dâng nước và chiều cao đập, đặc điểm địa chất nền công trình, loại vật liệu làm đập, cấp của chúng được xác định theo bảng 1.

Bảng 1

Đập vật liệu địa phương

Đập bê tông và bê tông cết thép, đá xây, kết cấu dưới nước của nhà trạm thủy điện, công trình nâng tàu, tường chắn đất, và những công trình bê tông và bê tông cốt thép khác tham gia vào việc tạo tuyến áp lực

Cấp công trình

Dạng đất nền

Đá

Cát sỏi, đất sét tảng ở trạng thái cứng nửa cứng

Đất sét bão hoà nước ở trạng thái dẻo

Đá

Cát sỏi, đất sét tảng ở trạng thái cứng nửa cứng

Đất sét bão hoà nước ở trạng thái dẻo

Chiều cao công trình (m)

>100

>70- 100

>25- 70

>10 –25

≤10

>75

>35-75

>15-35

>8-15

≤ 8

>50

>25-50

>15-25

>8-15

≤10

>100

>60- 100

>25- 60

>10 –25

≤10

>50

>25-50

>10-25

>8-10

≤5

>50

>25-50

>10-25

>8-10

≤5

I

II

III

IV

V

Chú thích:

1) Nếu sự cố của công trình dâng nước có thể gây hậu quả có tính chất tai hoạ cho các thành phố, càc khu công nghiệp và quốc phòng, các tuyến đường giao thông, các khu dân cư ở hạ lưu công trình đầu mối, thì cấp công trình xác định theo bảng 1, được phép nâng lên cho phù hợp với quy mô hậu quả khi có luận chứng thích đáng.

2) Nếu sự cố công trình dâng nước không gây hậu quả đáng kể đến hạ lưu (khi công trình nằm ở vùng thưa dân hoặc ở gần biển) cấp của chúng đượcxác định theo bảng 1 đượcphép hạ xuống một cấp.

1.3.2. Khi xác định hậu quả do phá vỡ chế độ khai thác các công trình thủy lợi, cần phải xét tới tổn thất cửa nền kinh tế quốc dân do gián đoạn cung cấp nước, điện cho dân sinh, do ngừng vận tải sông, do ngừng tưới tiêu cho đất nông nghiệp v,v...

Tùy thuộc vào hậu quả do phá vỡ chế độ khai thác các công trình thủy lợi, cấp của chúng được, xác định theo bảng 2.

Cấp của các công trình thủy lợi dâng nước cần được lấy theo giá trị lớn nhất của nó khi xác định theo các bảng 1 và bảng 2.

1.4. Cấp của các công trình thủy lợi chủ, yếu ở cụm công trình đầu mối lợi dụng tổng hợp, đảm bảo đồng thời cho nhiều ngành kinh tế khác nhau (năng lượng, giao thông thuỷ, tưới, tiêu, cung cấp nước) cần phải được ấn định theo chỉ tiêu của hạng mục có cấp cao nhất.

Công trình ở đầu mối lợi dụng tổng hợp chỉ đảm bảo sự hoạt động của chính công trình đó, thì cấp của nó được xác định theo bảng 1 và bảng 2.

1.5. Cấp của các công trình thủy lợi chủ yếu (trừ cấp V) cần giảm xuống một cấp, khi xác định cấp công trình theo bảng 1 và bảng 2 trong các trường hợp sau:

Đối với các công trình cấp I và II không tham gia tạo tuyến áp lực (trừ nhà trạm thủy điện, đường ống dẫn nước có áp và ống dẫn nước vào tốc bin, bể áp lực và tháp điều áp);

Đối với các công trình năng lượng, cải tạo mà các điều kiện khai thác của chúng cho phép tiến hành sửa chữa công trình không ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường của đầu mối thủy lợi.

Đối với các công trình của hệ thống tưới mà tuổi thọ định trước của nó không vượt quá 10 năm.

1.6. Các công trình tạm thời được xếp cấp V, khi có luận chứng cụ thể chứng tỏ là công trình này có thể gây hậu quả cho mặt bằng thi công, cho các khu dân cư, các công trình và xí nghiệp, hoặc gây chậm đáng kể đến việc xây dựng các hạng mục công trình có cấp I, cấp II, cấp III, và cấp IV.

Chỉ khi có luận chứng cụ thể thì các đê quai và tuy nen thi công được phép xếp vào cấp IV và phải được cơ quan duyệt luận chứng kinh tế kĩ thuật phê duyệt.

Đối với các công trình tạm thời chưa được xếp cấp V, được phép tính toán về ổn định và độ bền theo điều 3.12 tiêu chuẩn này ứng với công trình cấp V.

Bảng 2

Nhà máy thủy điện có công suất (103KW)

Hệ thống thủy nông (10ha)

Công trình cấp nước có lưu lượng (m3/séc)

Cấp công trình lâu dài

Tưới

Tiêu

Chủ yếu

Thứ yếu

>300 ÷ 1000

>50 ÷ 300

>2 ÷ 50

>0,2 ÷ 2

≤ 0,2

-

>50

>10 ÷ 50

>2 ÷ 10

≤ 2

-

>50

>10 ÷ 50

>2 ÷ 10

≤ 2

-

>15 ÷ 20

>5 ÷ 15

>1 ÷ 5

≤ 1

I

II

III

IV

V

III

III

IV

IV

IV

Chú thích:

1) Nhà máy thủy điện có công suất lắp máy lớn hơn 1.000.000 KW thuộc cấp đặc biệt. Khi thiết kế, phải xây dựng tiêu chuẩn thiết kế riêng.

2) Cấp của âu tầu và công trình nâng tầu được áp dụng theo sự thoả thuận giữa Bộ thủy lợi và Bộ Giao thông vận tải.

3) Cấp của công trình thủy lợi tạm thời theo quy định ở điều 1.6.

4) Cấp của công trình có tham gia tạo tuyến áp lực, cũng được xác định như cấp của các công trình dâng nước.

5) Cấp của các công trình giao thông cắt qua thân đê, cũng được xác định như cấp của các công trình dâng nước nhưng không thấp hơn cấp của tuyến đê đó:

2. Những yêu cầu chủ yếu về thiết kế các công trình thủy lợi

2.1. Việc thiết kế các công trình thủy lợi phải xuất phát từ các yêu cầu của việc sử dụng tổng hợp tài nguyên nước, việc kết hợp các công trình xây dựng trên cơ sở kế hoạch phát triển kinh tế quốc dân, kinh tế vùng và sơ đồ sử dụng tổng hợp nguồn nước.

2.2. Việc lựa chọn loại công trình và bố trí tổng thể công trình đầu mối thủy lợi phải được tiến hành trên cơ sở so sánh các chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật của các phương án nghiên cứu và xét tới.

a. Các điều kiện thiên nhiên trong vùng và tại vị trí xây dựng công trình (các yếu tố địa chất công trình, địa hình, thủy văn, sinh học và môi trường);

b. Như cầu về phát triển năng lượng, về giao thông thuỷ, nghề cá, du lịch, yêu cầu về cung cấp nước tưới, cung cấp nước sinh hoạt, tiêu úng và phát triển công nghiệp trong tương lai;

c. Sự thay đổi của chế độ thủy văn ở thượng, hạ lưu công trình và sự thay đổi của lũ sau khi xây dựng công trình;

d. Sự lắng đọng của bùn cắt ở thượng lưu công trình, sự biến hình của lòng sông và bờ sông ở thượng, hạ lưu công trình, sau khi xây dựng cụm công trình đầu mối thủy lợi;

e. Sự thay đổi các điều kiện vận tải sông và nghề cá;

f. Sự thay đổi các điều kiện cung cấp nước và điều kiện làm việc của các hệ thống thủy nông;

g. Các điều kiện nghỉ ngơi của nhân dân (các bãi tắm, các vùng chữa bệnh, an dưỡng v.v...);

h. Các yêu cầu về làm vệ sinh và giữ vệ sinh vùng lòng hồ cũng như yêu cầu bảo đảm vệ sinh khi cụm công trình đầu mối thủy lợi có công trình lấy nước để cung cấp nước tập trung;

i. Điều kiện khai thác lâu dài và tạm thời của công trình;

j. Điều kiện và phương pháp thi công, khả năng cung cấp thiết bị và vật liệu xây dựng;

k. Yêu cầu về mỹ thuật khi bố trí công trình ở những nơi đông dân hay nơi danh lam thắng cảnh, du lịch;

2.3. Việc bố trí các công trình dâng nước cấp I và II của cụm công trình đầu mối thủy lợi phải được luận chứng bằng các số liệu nghiên cứu thí nghiệm. Đối với các đầu mối thủy lợi cấp III, IV và V, chỉ bắt buộc thực hiện công tác nghiên cứu thí nghiệm trong trường hợp áp dụng những sơ đố bố trí mới, chưa được thử thách trong thực tế và các điều kiện thiên nhiên phức tạp.

2.4. Khi thiết kế các công trình thủy lợi phải đạt các yêu cầu cơ bản sau:

a. Đảm bảo độ tin cậy của công trình, đảm bảo thuận tiện trong khai thác lâu dài và tạm thời;

b. Đảm bảo khả năng quan trắc thường xuyên sự làm việc và tình trạng các công trình và thiết bị;

c. Tạo ra chế độ thủy lực có lợi nhất đối với những tác động đặc trưng về tường độ trùng lặp nhiều lần trong điều kiện khai thác; cũng như các điều kiện có lợi nhất để giảm tác động có hại của phù sa, bùn cát và vật trôi trên sông lên công trình;

d. Tận dụng vật liệu xây dựng sẵn có tại chỗ;

e. Không lãng phí các mặt sau thành phần và kích thước các bộ phận công trình, thiết bị chính và phụ, khối lượng xây dựng tạm thời v.v...

f. Việc tạo hình kiến trúc của đầu mối các công trình thủy lợi phải phù hợp với cảnh quan xung quanh;

g. Lựa chọn biện pháp thi công tối ưu, thời gian xây dựng hợp lý, phù hợp với tiến độ khai thác, khả năng của thiết bị và cung cấp vật liệu xây dựng. Kết hợp giữa cơ giới và thủ công hợp lý các công tác xây dựng.

h. Giảm thiệt hại tới mức nhỏ nhất do đất đai bị ngập vì mức nước ngầm dâng cao, do lòng sông bị bồi lắng, xói lở, do tái tạo bờ v.v... sau khi xây dựng công trình

Để thực hiện, yêu cầu này phải:

- Bảo vệ các công trình chịu ảnh hưởng của hồ chứa;

- Di chuyển dân, thiết bị và tài sản của, nhân dân;

- Di chuyển và xây dựng lại các đối tổng kiến trúc, công trình, đường giao thông, đường đây liên lạc, đường dây tải điện, các đường dẫn nước v.v...

- Thực hiện các biện pháp chống bệnh sốt rét;

- Bảo vệ các di tích lịch sử và kiến trúc;

- Triệt để khai thác các mỏ khoáng sản có ích v.v...

i. Đảm bảo chế độ có lợi về mực nước ở hạ lưu có xét tới lợi ích của nông nghiệp và các hộ tiêu thụ và sử dụng nước khác ở hạ lưu;

j. Đảm bảo sử dụng toàn diện và hợp lý các hồ chứa nước đã xây dựng phục vụ cho các ngành kinh tế quốc dân khác nhau (năng lượng, vận tải, nông nghiệp, ngư nghiệp và nghỉ mát điều dưỡng);

k. Duy trì các điều kiện bảo vệ thiên nhiên, cảnh quan, vệ sinh, môi trường;

2.5. Khi thiết kế các công trình thủy lợi, phải đảm bảo tích hợp lý về kinh tế kĩ thuật như:

a. Tính toán xây dựng công trình sao cho có thể sớm khai thác từng phần công trình đã hoàn thành trong quá trình thi công;

b. Cung cấp năng lượng, thông tàu thuyền và dẫn cá qua trong thời kỳ xây dựng nhà máy thủy điện;

c. Giải quyết tưới, tiêu nước cho hệ thống thủy nông, trong thời kỳ thi công

2.6. Các công trình thủy lợi dạng khối phải được thiết kế có xét tới việc phân bố vật liệu hợp lý theo vùng trong thân công trình (thí dụ: bê tông có mác khác nhau hoặc có đất có đặc tính khác nhau v.v...) tuỳ thuộc vào trạng thái ứng suất, vào tính không thấm nước v.v...

2.7. Khi thiết kế các công trình thủy lợi chủ yếu cấp I, cấp II và cấp III, cần phải thiết kế thiết bị đo kiểm tra để tiến hành quan trắc tại hiện trường sự làm việc của công trình và nền của chúng trong quá trình xây dựng và trong khai thác, vận hành để đánh giá độ tin cậy của công trình, kịp thời phát hiện những hư hỏng, đề ra các biện pháp sửa chữa, đề phòng sự cố và cải thiện các điều kiện khai thác.

Chỉ đặt các thiết bị đo kiểm tra ở các công trình thủy lợi cấp IV và cấp V khi có luận chứng cụ thể và do cơ quan duyệt luận chứng kinh tế quyết định.

2.8. Trong mọi điều kiện làm việc của các công trình thủy lợi không những phải đảm bảo các yêu cầu về ổn định, về độ bền, tính chống nứt hoặc hạn chế độ mở rộng vết nứt và hạn chế sự phát triển biến dạng của công trình và nền của chúng, mà còn phải thỏa mãn các yêu cầu giới hạn về tính thấm nước, tác dụng xâm thực hoá học của nước, của sinh vật, tác động cơ học của nước, bùn cát và các vật trôi nổi, và tác động xói mòn của đất trong thân và nền công trình.

2.9. Khi thiết kế các công trình thủy lợi cần phải:

a. Định hình hóa tới mức tối đa các phân tử kết cấu và các bộ phận công trình (đặc biệt sử dụng các kết cấu lắp ghép), giảm tới mức nhỏ nhất số lượng kích cỡ các phần tử lắp ghép, lựa chọn các sơ đồ kết cấu sao cho có thể phân chia công trình thành các phần tử đơn giản có thông số kích thước tiêu chuẩn;

b. Thống nhất hóa các thông số cơ bản của các kết cấu lắp ghép và liền khối, đồng thời cố gắng sử dụng hệ thống môđun hiện dùng trong xây dựng công nghiệp;

c. Ứng dụng tới mức tối đa các thiết kế mẫu và thiết kế tương tự.

d. Sử dụng những kiểu công trình và kết cấu, áp dụng các kĩ thuật tiến bộ cho phép tận dụng độ bền của vật liệu và khả năng chịu tải của nền như: kết cấu liên tục, ngàm, khung, kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước, các kết cấu vòm bộ giảm áp v.v....

2.10. Để tăng ổn định cho các công trình bê tông và bê tông cốt thép chịu áp lực, ngoài việc đưa vào khối lượng bản thân của nó, còn phải sử dụng một số giải pháp kết cấu sau:

a. Sử dụng các gia tải của đất, nước và sân trước có néo;

b. Thiết kế màng chống thấm (cần dự kiến khả năng kiểm tra và sửa chữa chúng trong quá trình khai thác);

c. Sử dụng các thiết bị chống thấm ở phía thượng lưu của đường viền dưới đất của công trình trên nền đất;

d. Sử dụng các thiết bị tiêu nước ở nền và thân công trình;

e. Néo công trình và các bộ phận của nó vào trong đá nền;

f. Xét tới sự tì ngang của các công trình với nhau.

3. Các chỉ tiêu thiết kế chính, tải trọng và tác động, các quy định tính toán chủ yếu.

A. Các chỉ tiêu thiết kế chính

3.1. Mức bảo đảm của công trình thủy lợi phục vụ cho các ngành kinh tế quốc dân được xác định theo bảng 3.

Bảng 3

Đối tượng phục vụ của công trình

Mức bảo đảm (%) theo cấp công trình

Chỉ tiêu và điều kiện thể hiện

I

II

III

IV

V

1

2

3

4

5

6

7

Tưới ruộng

75

75

75

75

75

- Hệ số tưới của hệ thống ứng với mô hình mưa tưới vụ điển hình có tần suất tính toán p = 75%. Lượng nước đến thỏa mãn yêu cầu dùng nước của hệ thống và các yêu cầu của các hộ hiện có ở hạ lưu

Tiêu cho nông nghiệp

80 ÷ 90

- Hệ số tiêu của hệ thống ứng với mô hình mưa tiêu của từng thời đoạn điển hình có tần suất tính toán p = 20% 10% đảm bảo cây trồng không bị giảm sản lượng.

- Tuỳ thuộc quy mô của hệ thống tiêu, khả năng tiêu thuận lợi của khu vực, khả năng đảm bảo của khu vực, khả năng đảm bảo của thiết bị, tiền vốn v.v...quan thiết kế xét và kiến nghị mức bảo đảm.

Phát điện

a) Hộ độc lập

90

90

85

85

85

Biểu đồ phụ tải ngày điển hình. Trong những năm bị phá hoại thì trị số công suất hoặc điện lượng giảm sút không được vượt quá 25% trị số định mức; Tổng thời gian phụ tải bị phá hoại trong năm không vượt quá 3 tháng.

b) Sử dụng nước tưới

- Theo chế độ tưới

Khi phát hiện theo chế độ tưới, có thể điều chỉnh biểu đồ dùng nước hoặc thay đổi đôi chút ít để đảm bảo tính hợp lý của trạm thủy điện.

Cấp nước

 

 

 

 

 

- Lưu lượng cấp tính toán của nguồn nước mặt là trung bình ngày hoặc trung bình tháng;

a) Không cho phép gián đoạn hoặc giảm yêu cầu cấp nước

95

95

95

95

95

Khi xác định mức bảo đảm, cần căn cứ yêu cầu cụ thể của hộ dùng nước được quy định trong các tiêu chuẩn hiện hành để quyết định.

b) Không cho phép gián đoạn nhưng giảm yêu cầu cấp nước

90

90

90

90

90

 

c) Cho phép gián đoạn thời gian ngắn và giảm yêu cầu cấp nước

80

80

80

80

80

 

Chú thích:

1. Các mức bảo đảm của các hộ dùng nước khác căn cứ vào các tiêu chuẩn tiêu chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn ngành tương ứng.

2. Mức bảo đảm phục vụ được xem là tổng số năm làm việc đảm bảo công suất thiết kế trong chuỗi 100 năm khai thác liên tục.

3. Việc tăng và hạ mức bảo đảm chỉ được phép sau khi có luận chứng chắc chắn và do cơ quan duyệt luận chứng kinh tế kĩ thuật quyết định.

4. Khi việc lấy nước (hoặc tiêu nước) có ảnh hưởng xấu đến những hộ dùng nước khác hộ dân sinh, môi trường khác, cơ quan lập dự án (đồ án) cần có luận chứng để chứng minh tính ưu việt của phương án mới để trình lên cơ quan phê duyệt và các ngành có liên quan xem xét va quyết định.

5. Ở những vùng có mùa khô hạn đặc biệt kéo dài, những khu vực có yêu cầu thâm canh cao, mức bảo đảm tưới được nâng lên đến 85%, nhưng phải do cơ quan có thẩm quyền duyệt luận chứng.

3.2. Các chỉ tiêu thiết kế chính về dòng chảy.

Khi xác định các chỉ tiêu chính về dòng chảy bằng số liệu thống kê hoặc tính toán căn cứ dự báo khả năng diễn biến của chỉ tiêu đó do điều kiện tự nhiên của lưu vực thay đổi, do sự khai thác dòng chảy và diễn biến kéo theo, do sự phát triển kinh tế của vùng v.v... để có giải pháp kĩ thuật và quyết định đúng đắn nhằm kéo dài thời gian phục vụ của công trình và tiết kiệm vốn.

Với công trình cấp V - III thời gian cần dự báo 20 năm

                             II - I                                   50 năm

3.2.1. Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất để tính toán ổn định, kết cấu cho các công trình thủy lợi lâu dài (chính) trên sông và trên tuyến áp lực của hồ chứa nước bao gồm các công trình lấy nước, dâng nước, tháo nước, dẫn nước khi chưa có công trình điều tiết nhiều nằm ở phía thượng nguồn được xác định theo bảng 4.

Bảng 4

Cấp công trình

Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất để tính ổn định, kết cấu công trình (%)

I

II

III

IV

V

0,10

0,50

1,00

1,50

2,00

Chú thích:

1) Lưu lượng mực nước lớn nhất trong tập hợp thống kê là lưu lượng (mực nước) có trị số lớn nhất xuất hiện trong từng năm. Chất lượng của chuỗi thống kê (độ dài, tính đại biểu thời đoạn thống kê v.v...) cần phải thỏa mãn các yêu cầu nêu trong các tiêu chuẩn tương ứng. Các số liệu cần được xử lí về cùng một điều kiện trước khi tiến hành tính toán.

2) Khi tài liệu tính toán không đủ độ tin cậy hoặc không đáp ứng được các yêu cầu của tiêu chuẩn tính toán thủy văn (độ dài tính liên tục, mức độ chính xác v.v...) nhất thiết phải bố trí thêm công trình xả sự cố. Quy mô và cấp của công trình xả sự cố tuỳ thuộc vào điều kiện tự nhiên và hoàn cảnh kinh tế mà cơ quan thiết kế kiến nghị, nhưng ít nhất phải thấp hơn công trình chính một cấp. Trường hợp không có điều kiện bố trí công trình xả sự cố mới được phép mở rộng thêm quy mô của công trình xả chính.

3) Nếu ở phía thượng nguồn có công trình điều tiết nhiều năm thì khi xác định các yếu tố trong điều này, cần kể đến khả năng điều chỉnh lại lưu lượng của các công trình đó.

4) Nếu ở phía hạ lưu có công trình điều tiết, thì lưu lượng và tổng lượng xả không được phá hoại hoặc vượt quá khả năng điều tiết của công trình đó.

3.2.2. Tần suất mực nước lớn nhất để tính toán chế độ khai thác của các công trình cấp nước cũng được xác định theo bảng 4, trừ trường hợp đã có những quy định không cho phép khai thác ở các mực nước này do có nguy cơ gây mất an toàn cho công trình hoặc có nguy cơ ảnh hưởng đến kinh tế và dân cư ở phía hạ lưu hoặc trái với những quy định về bảo vệ đê điều. Trong trường hợp đó, cơ quan thiết kế phải kiến nghị mức nước lớn nhất tính toán khai thác để cấp có thẩm quyền quyết định.

3.2.3. Tần suất mực nước lớn nhất ngoài sông (phía bể xả) để tính toán chế độ khai thác của các công trình tiêu nước bằng động lực hoặc ở hạ lưu công trình tiêu tự chảy được xác định theo bảng 5.

Bảng 5

Cấp công trình

Tần suất mực nước lớn nhất ngoài sông khai thác (%)

Tự chảy

Động chảy

I, II, III, IV, V

10%

10%

Chú thích:

1) Mực nước ngoài sông được thống kê theo thời đoạn tiêu điển hình tương ứng, có xét đến khả năng xê dịch thời tiết về đầu và cuối thời đoạn lấy bằng 25% độ dài của thời đoạn tiêu điển hình.

2) Mực nước lớn nhất trong tập hơn thống kê là mực nước trung bình ngày, có trị số lớn nhất, xuất hiện trong thời đoạn điển hình trong từng năm.

3) Mực nước kiểm tra dùng để xác định khả năng làm việc chắc chắn của máy bơm khi làm việc ở mực nước này vẫn bảo đảm nằm trong vùng làm việc cho phép và có lưu lượng ít nhất bằng 50% lưu lượng thiết kế.

4) Ở những tuyến áp lực quan trọng, các đê sông lớn v.v... việc xác định tần suất mực nước lớn nhất để khai thác cần xét đến những yêu cầu và quy định an toàn chống bão lụt trong các tiêu chuẩn liên quan khác.

5) Công trình tiêu nước ở đây là công trình phục vụ nông nghiệp. Nếu tiêu nước cho các đối tượng khác thì công trình tiêu cần tuân theo những tiêu chuẩn thiết kế tương ứng khác.

3.2.4. Tần suất lưu lượng mực nước lớn nhất để thiết kế các công trình tạm phục vụ công tác dẫn dòng được xác định theo bảng 6.

Bảng 6

Cấp công trình

Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất khi công trình đầu mối hoàn thành (%)

Trong 1 mùa khô

≥ 2 mùa khô

I

II

III

IV

V

10

10

10

10

10

5

5

10

10

10

Chú thích:

1) Lưu lượng, mực nước lớn nhất trong tập hệ thống kê là lưu lượng mực nước có trị số lớn nhất xuất hiện trong từng mùa dẫn dòng. Mùa dẫn dòng là thời gian trọng trong năm yêu cầu công trình phục vụ công tác dân dòng cần phải tồn tại chắc chắn, khi xuất hiện tần suất nhỏ hơn hoặc bằng tần suất thiết kế. Tần suất thiết kế đọc lấy theo bảng 6.

2) Khi có số liệu về hiệu quả do việc thiết kế với tần suất nêu trong bảng này gây thiệt hại cho phần công trình chính đã xây dựng và cho hạ lưu lớn hơn nhiều lần phần đầu tư thêm cho công trình dẫn dòng, thì cơ quan thiết kế phải kiến nghị nâng tần suất lên mức độ cần thiết.

3) Tương tự, trong điều kiện thi công nhiều năm, căn cứ vào tiến độ, đặc điểm của công trình chính nhất là những công trình bê tông trọng lực trong điều kiện nền tốt, cơ quan thiết kế và thi công có thề kiến nghị việc hạ tần suất.

Tất cả các kiến nghị nâng và hạ tần suất đều phải có luận chứng kinh tế kĩ thuật cụ thể và phải được cơ quan duyệt luận chứng kinh tế kĩ thuật phê chuẩn.

3.2.5. Tần suất lưu lượng lớn nhất để thiết kế lấp dòng được xác định theo bảng 7

Bảng 7

Cấp công trình

Tần suất lưu lượng lớn nhất để thiết kế lấp dòng (%)

I

II

III

IV

V

5%

5%

10%

10%

10%

Chú thích: Lưu lượng trong tập hợp thống kê tính toán là lưu lượng trung bình ngày có trị số lớn nhất đối với dòng chảy không bị ảnh hưởng triều hoặc lưu lượng trung bình giờ có giá trị lớn nhất đối với dòng chịu ảnh hưởng của triều xuất hiện trong thời đoạn dự tính lấp dòng của từng năm thống kê. Thời đoạn dự tính lấp dòng nước được mở rộng về đầu và cuối thêm 25% độ dài thời gian để dự phòng khả năng xê dịch do thi công không khớp tiến độ.

Dựa vào số liệu quan trắc được trong quá trình thi công của đầu của năm dự tính tiến hành lấy dòng, cơ quan thi công cần hiệu chỉnh lại kết quả cho phù hợp với điều kiện thực tế của dòng chảy, thời tiết, lịch chiều của đối tượng cụ thể và trình lên cơ quan quản lí xây dựng cơ bản cấp chủ quản thông qua.

3.2.6. Tần suất lưu lượng, mực nước thấp nhất để tính toán ổn định kết cấu công trình được quy định theo bảng 8.

Bảng 8

Loại công trình

Cấp công trình

Tần suất lưu lượng, mực nước thấp nhất (%)

Tính toán

Kiểm tra

Hồ chứa

Công trình trên sông

I, II, III, IVvà V

I

II

III

IV

V

Mực nước chết

99%

97%

95%

95%

90%

Mực nước tháo để sửa chữa

Chú thích:

1. Lưu lượng mực nước thấp nhất dùng trong tập hợp thống kê là lưu lượng, mực nước có trị số bé nhất xuất hiện trong năm đó.

2. Nếu yêu cầu của các hộ dùng nước phía hạ lưu cần phải bảo đảm một lưu lượng tối thiểu lớn hơn lưu lượng tính theo quy định bảng 8, thì lưu lượng thấp nhất được chọn theo lưu lượng tối thiểu đó mà không lấy theo quy định ở bảng 8 mực nước thấp nhất tính toán lúc này chính là mực nước ứng với lưu lượng tối thiểu nói ở trên.

3. Cần lưu ý đến khả năng xói lòng sông làm giảm thấp mức nước kiệt do ảnh hưởng điều tiết lại của các công trình khác trong bậc thang để dự báo hoặc yêu cầu thí nghiệm cần thiết (khi công trình là cấp I và II) về mực nước thấp nhất làm cơ sở cho việc thiết kế.

3.2.7. Mực nước thấp nhất để tính toán chế độ khai thác được quy định theo bảng 9

Bảng 9

Loại công trình

Cấp công trình

Mực nước thấp nhất khai thác (%)

Tính toán

Kiểm tra

Tự chảy

Động lực

Tự chảy

Động lực

Hồ chứa

I; II; III; IV và V

Mực nước chết

-

-

-

Công trình trên sông

a) Tưới ruộng phát điện, cấp điện cấp nước (các đối tượng dùng nước)

I, II, III, IV và V

Mực nước tương đương với tần suất nêu trong mức bảo đảm ở bảng 3 lấy 3 lấy đủ lưu lượng thiết kế

Mực tương đương với tần suất nêu trong mức bảo đảm ở bảng 3 cộng thêm 5% thỏa mãn lấy được lưu lượng nhỏ hơn hoặc bằng nửa lưu lượng thiết kế

b) Tiêu cho nông nghiệp

I, II, III, IV và V

Mực nước sông tương ứng với thời gian tiêu đệm đầu vụ hoặc tiêu đầu vụ

-

-

Chú thích:

1) Mực nước thấp nhất khai thác nêu trong mục (a) là mực nước trung bình ngày có giá trị số thấp nhất xuất hiện trong thời đoạn khai thác của từng năm thồng kê.

2) Mực nước thấp nhất khai thác nêu trong mục (b) là mực nước trung bình thấp nhất xuất hiện trong thời đoạn khai thác của từng năm thống kê.

3.3. Các chỉ tiêu chính về khí hậu

3.3.1. Tần suất mức tính toán đối với hộ dùng nước, tiêu nước được quy định trong cột "chỉ tiêu và điều kiện thể hiện" của bảng 3.

3.3.2. Tần suất mà tính toán để xác định lượng nước đến cho các đầu mối tích nước khi không có hoặc không đủ số liệu đo dòng chảy tin cậy được phép lấy tương đương với mức bảo đảm nêu trong bảng 3.

Tiêu chuẩn tính áp lực gió tác dụng lên phần công trình ở trên cạn xác định theo TCVN 2737: 1990 (Tải trọng và tác động - yêu cầu thiết kế).

3.3.3. Tiêu chuẩn tính áp lực gió tác động lên phần công trình ở dưới nước thông qua tác động của sóng, nước dành được xác định theo các tiêu chuẩn thiết kế tương ứng với từng đối tượng thiết kế cụ thể.

3.3.4. Các chỉ tiêu tính toán cho các yếu tố khí hậu khác được quy định cụ thể trong các tiêu chuẩn thiết kế tùy thuộc vào từng trường hợp tính toán.

B. Tải trọng, tác động và tổ hợp của chúng

3.4. Khi tính toán các tải trọng và tác động lên công trình thủy lợi, ngoài việc phải tuân theo các quy định trong tiêu chuẩn này, còn phải phù hợp với các quy định của các tiêu chuẩn.

“Tải trọng và tác động. Yêu cầu thiết kế" (TCVN 2737: 1978); “Công trình thủy lợi. Tải trọng tác động và tổ hợp của chúng. Yêu cầu thiết kế" và các tiêu chuẩn, thiết kể từng loại công trình thủy lợi.

3.5. Các tải trọng thường xuyên là:

a) Tải trọng do khối lượng công trình và các thiết bị cố định đặt trên công trình.

b) Áp lực nước tĩnh, áp lực nước thấm, áp lực nước trong lò rỗng, áp lực nước đẩy ngược trong các mặt cắt tính toán, trong các khớp nối thi công của các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, ứng với mực nước dâng bình thường khi thiết bị chống thấm và tiêu nước làm việc bình thường;

c) Áp lực đất có xét tới tải trọng đặt trên mặt:

d) Áp lực của nham thạch;.

e) Tác dụng ứng suất trước của các kết cấu.

3.6. Các tải trọng tạm thời dài hạn là:

a) Áp lực bổ sung của đất (phần lớn hơn áp lực cơ bản của đất sinh ra do biến dạng của nền và của các kết cấu, hoặc do tác dụng của nhiệt độ;

b) Áp lực bùn cát;

c) Tác dụng của co ngót và từ biến.

3.7. Các tải trọng tạm thời ngắn hạn là

a) Tải trọng do tàu, thuyền và vật trôi (chất hàng, neo buộc và va đập);

b) Tải trọng do các thiết bị nâng, bốc dỡ, vận chuyển và các máy móc, kết cấu khác (cần trục, cẩu treo, patăng v.v...);

c) Tải trọng do sóng;

d) Tải trọng gió;

e) Áp lực nước va trong thời kỳ khai thác bình thường;

g) Tải trọng mạch động trong các ống dẫn nước có áp và không áp;

3.8. Tải trọng tạm thời đặc biệt là:

a) Tải trọng do động đất và nổ;

b) Áp lực nước tương ứng với mực nước lũ tính toán;

c) Áp lực nước trong lỗ rỗng bổ sung và áp lực đẩy ngược bổ sung trong các mặt cắt tính toán, trong các khớp nối thi công của các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép ứng với mực nước lũ tính toán.

d) Áp lực nước thấm bổ sung khi thiết bị chống thấm và tiêu nước không làm việc bình thường;

e) Tác động do nhiệt độ và độ ẩm;

g) Tải trọng gió khi bão;

h) Áp lực nước va khi cắt tải hoàn toàn.

3.9. Tải trọng và lực tác dụng phải lấy theo các tổ hợp sau:

a) Tổ hợp tải trọng cơ bản bao gồm các tải trọng và tác động thường xuyên, tạm thời ngắn hạn và tạm thời dài hạn;

b) Tổ hợp tải trọng đặc biệt bao gồm các tải trọng và tác động thường xuyên, tạm thời dài hạn, tạm thời ngắn hạn và một trong các tải trọng tác động tạm thời đặc biệt. Khi có luận chứng chắc chắn, có thể lấy hai trong và tác động tạm thời đặc biệt để tính toán.

Cần chọn tải trọng và tác động đối với tổ hợp không thuận lợi nhất, nhưng có thể xảy ra riêng trong thời kỳ khai thác và thời kỳ thi công.

3.10. Khi tính toán ổn định và độ bền của công trình thủy lợi, hệ số vượt tải (n) phải được lấy theo bảng 10.

Bảng10

Tên các tải trọng và tác động

Hệ số vượt tải (n)

Trọng lượng bản thân công trình

Trọng lượng bản thân của lớp áo đường hầm

Áp lực thẳng đứng của trọng lượng đất

Áp lực bền của đất

Áp lực bùn cát

Áp lực đá:

Trọng lượng của đá khi tạo vòm

Áp lực đá nằm ngang

Trọng lượng toàn bộ lớp đất, đá trên đường hẩm hoặc trọng lượng cùng bị phá huỷ

Áp lực nước tĩnh, áp lực sóng, áp lực nước đẩy ngược cũng như áp lực nước thấm ở mặt tiếp giáp giữa nền và công trình, khớp nối và mặt cắt tính toán của các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép

1,05 (0,95)

1,20 (0,90)

1,10 (0,90)

1,20 (0,08)

1,20

1,50

1,20 (0,80)

1,10 (0,90)

1,00

1,10 (0,90)

Áp lực tĩnh của nước ngầm lên lớp áo đường hầm

Áp lực nước bên trong đường hầm (kể cả nước va)

Áp lực mạch động của nước:

Áp lực của vữa khi phụt xi măng.

Tải trọng thẳng đứng và nằm ngang của máy nâng, bốc dỡ, vận chuyển cũng như tải trọng của các thiết bị công nghe cố định

1,00

1,10 (0,90)

1,00

1,20

1,20 (1,00)

1,20

Tải trọng do gió

Tải trọng do tàu thuyền

Tác động của nhiệt độ và độ ẩm

Tác động của động đất

1,30

1,20

1,10

1,00

Chú thích:

1) Hệ số vượt tải do tàu chạy trên đường sắt, xe chạy trên đường ôtô, phải lấy theo tiêu chuẩn thiết kế cầu.

2) Cho phép lấy hệ số vượt tải bằng 1,00 đối với trọng lượng của bản thân công trình, áp lực thẳng đứng do trọng lượng của khối đất, nếu trọng lượng của khối đất đắp đó không lớn hơn 20% tổng trọng lượng của công trình cũng như đối với tất cả các loại tải trọng của đất khi sử dụng các tham số tính toán của đất lấy theo tiêu chuẩn Việt Nam “Nền các công trình thủy công. Tiêu chuẩn thiết kế ” (TCVN 4253: 1986)

3) Chỉ sử dụng các hệ số vượt tải ghi trong ngoặc đơn khi sử dụng chúng sẽ dẫn tới trường hợp chất tải không lợi đối với công trình.

C. Các quy định tính toán chủ yếu

3.11. Khi tính toán kết cấu các công trình thủy lợi và nền của chúng, phải tiến hành theo các trạng thái giới hạn.

a) Trạng thái giới hạn thứ nhất: tính khả năng chịu lực;

b) Trạng thái giới hạn thứ hai: tính biến dạng và chuyển vị

c) Trạng thái giới hạn thứ ba: tính ổn định về nứt (không cho phép hình thành hoặc hạn chế độ mô rộng vết nứt).

Phải tính toán nền công trình thủy lợi theo trạng thái giới hạn thứ nhất và thứ hai theo tiêu chuẩn Việt Nam "Nền các công trình thủy công. Tiêu chuẩn thiết kế (TCVN 4253: 1986).

3.12. Việc tính toán về ổn định và độ bền của các kết cấu và nền các công trình thủy lợi theo trạng thái giới hạn thứ nhất phải xuất phát từ điều kiện:

Trong đó:

nc: Hệ số tổ hợp tải trọng được xác định như sau :

nc =1,0 - đối với tổ hợp tải trọng cơ bản;

nc = 0,90 - đối với tổ hợp tải trọng đặc biệt;

nc = 0,95 - đối với tổ hợp tải trọng trong thời kỳ thi công và sửa chữa.

Ntt - Tải trọng tính toán tổng quát, được xác định có xét tới các hệ số vượt tải (n), hệ số vượt tải được xác định ở điều 3.10 của tiêu chuẩn này;

R - Sức chịu tải tính toán tổng quát của công trình hoặc kết cấu và nền của nó, được xác định có tính đến hệ số an toàn về đất (kd) (hệ số an toàn về đất được xác định theo tiêu chuẩn Việt Nam: Nền công trình thủy công. Tiêu chuẩn thiết kế (TCVN 4253: 1986);

m - Hệ số điều kiện làm việc, có xét tới loại của trạng thái giới hạn, tính gần đúng của các sơ đồ tính toán, kiểu của công trình của kết cấu hoặc của nền, loại vật liệu v.v... và được xác định theo bảng 11.

kd - Hệ số tin cậy xét tới tầm quan trọng của công trình, tính chất và ý nghĩa cơ bản của hậu quả khi công trình và nền của chúng đạt trạng thái giới hạn, được xác định theo cấp công trình (bảng 12).

Chú thích:

1) Khi tính độ tính toán độ bền của đập vòm đập trụ – chống được lấy tải trọng tính toán tổng quát (Ntt) làm trị số tính ứng suất, có xét tới trạng thái ứng suất phức tạp.

2) Hệ số an toàn tính toán được theo tổ hợp tải trọng tương ứng không được vượt quá 15% của đại lượng  nếu không có những quy định riêng do đặc điểm của công trình.

Bảng 11

Các loại công trình và các loại nền

Hệ số điều kiện làm việc (m)

1. Công trình bê tông và bê tông cốt thép trên nền đất và đá nửa cứng

2. Công trình bê tông và bê tông cốt thép trên nền đá

a) Khi mặt trượt đi qua các khe nứt trong đá nền

b) Khi mặt trượt đi qua mặt tiếp xúc giữa bê tông và đá hoặc đi trong đá nền, một phần qua các khe nứt, một phần qua đá nguyên khối

1,00

 

1,00

0,95

3. Đập vòm và các công trình ngăn chống khác trên nền đá

4. Các mái dốc tự nhiên và nhân tạo

0,75

1,00

Chú thích: Trong các trường hợp cần thiết, khi có luận chứng, ngoài các hệ số được phép lấy các hệ số điều kiện làm việc bổ sung để xét tới đặc điểm riêng của các công trình và nền của chúng.

Bảng 12

Cấp công trình

Hệ số tin cậy (kn)

Cấp I

Cấp II

Cấp III

Cấp IV và V

1,25

1,20

1,15

1,10

3.13. Khi tính toán công trình thủy công theo nhóm trạng thái giới hạn thứ hai, được phép lấy hệ số tin cậy bằng 1,00 trừ những trường hợp đặc biệt được nêu rõ ở các tiêu chuẩn và thiết kế những loại công trình và kết cấu riêng biệt. Khi đó, hệ số an toàn về đất được lấy bằng 1,00, trong mọi trường hợp.

3.14. Tính toán kết cấu theo trạng thái giới hạn thứ nhất về độ bền, về sự hạn chế các biến dạng quá mức, về ổn định hình dạng được tính theo tải trọng tính toán; tính toán kết cấu về độ bền mỏi được tính theo tải trọng tiêu chuẩn.

Tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ nhất, được tính theo tải trọng tính toán.

Tính toán nền và kết cấu theo trạng thái giới hạn thứ hai, được tính theo tải trọng tiêu chuẩn.

Tính toán kết cấu theo trạng thái giới hạn thứ ba, được tính theo tải trọng tính toán hoặc tiêu chuẩn, tùy theo ảnh hưởng của vết nứt đối với điều kiện khai thác các công trình:

3.15. Các sơ đồ tính toán và các vấn đề chủ yếu của việc tính toán công trình và nền của chúng phải được đề ra phù hợp với các điều kiện cùng làm việc thực tế của công trình và nền, trong những trường hợp cần thiết có xét tới:

a) Trình tự thi công và trình tự chất tải của các bộ phận công trình;

b) Ảnh hưởng của các tác động như nhiệt độ, độ co ngót và tác động của áp lực thấm;

c) Các biến dạng phi tuyến đàn hồi và dẻo cũng như tính từ biến của vật liệu cấu thành công trình và nham thạch nền;

d) Tính rời rạc của cấu trúc thân công trình và nền của chúng (độ nứt nẻ, v.v...)

e) Tính không đồng nhất của vật liệu xây dựng, nham thạch nền và tính dị hướng của chúng.

3.16. Việc tính toán độ bền và kết cấu công trình làm việc trong các điều kiện trạng thái ứng suất phức tạp (các công trình dạng khối lớn kiểu trọng lực, các kết cấu không gian v.v...) mà chưa có các phương pháp xác định lực và ứng suất tin cậy có xét tới các biến dạng không đàn hồi, được phép xác định theo giai đoạn đàn hồi với điều kiện là các ứng suất lớn nhất ở các mặt cắt không được vượt quá sức kháng tính toán tương ứng.

3.17. Khi tính toán các kết cấu công trình trên nền có thể bị lún, phải xét tới nội lực sinh ra do biến dạng của nền.

3.18. Việc tính toán và nghiên cứu thủy lực cần được tiến hành để làm cơ sở cho việc lựa chọn hình dạng và kích thước của các phần tử và bộ phận công trình, biện pháp gia cố chống tác dụng xói mòn của dòng chảy, cũng như để lựa chọn phương án bố trí đầu mối thủy lực và từng hạng mục công trình một cách hợp lý và kinh tế nhất.

3.19. Cần tính toán, nghiên cứu về thấm để xác định điều kiện chuyển động của dòng thấm ở nền, ở thân công trình, thấm qua hai công trình, chỗ tiếp giáp các công trình khác nhau để làm cơ sở cho việc lựa chọn hình đạng, kích thước, kết cấu công trình, thiết bị tiêu nước, chống thấm sao cho kinh tế và hợp lý nhất. Những tính toán và nghiên cứu trên bao gồm:

a. Sơ đồ đường dòng, đường đẳng áp trong phạm vi nghiên cứu của công trình, tốc độ thấm, lưu lượng thấm ở chỗ ra, cả những chỗ có thể phát sinh hiện tượng xói ngầm ở chỗ tiếp giáp giữa công trình không thấm nước với bờ và công trình thấm nước;

b. Đối với đập đất: vị trí đường bão hoà trong các mặt cắt ngang đặc trưng của đập vận tốc thấm, lưu lượng thấm ở chỗ ra, những chỗ có thể phát sinh hiện tượng xói ngầm.

c. Đối với nền của công trình dâng nước: áp lực của dòng thấm và đường viền thấm dưới đất của công trình, vận tốc thấm ở chỗ ra, những chỗ có thể phát sinh hiện tượng xói ngầm và lưu lượng thấm;

d. Đối với đập đá đổ: vận tốc dòng thấm ở những chỗ có thể phát sinh hiện tượng xói ngầm đất nền, ở thiết bị chống thấm và lưu lượng thấm;

e. Đối với kênh: chế độ nước ngầm ở vùng mà nước ngầm chịu ảnh hưởng của nước trong kênh, khi sử dụng vùng đó phục vụ nền kinh tế chung hoặc khi có khả năng sụt lở nguy hiểm trên sườn sườn dốc vị trí các đường bão hoà và tốc độ dòng thấm ở bờ kênh cao, tổn thất về thấm từ kênh ra cũng như lưu lượng chảy vào các kết cấu tiêu nước.

3.20. Nên giải quyết các vấn đề phức tạp về chế độ thủy lực thấm, sự làm việc tĩnh, động của các công trình, của các phân tử và nền của chúng, trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm đặc biệt. Đối với các công trình cấp I và II, khi không có các phương pháp tính toán lý thuyết tin cậy, hoặc phương pháp đã được kiểm chứng qua các công trình tương tự đã được thiết kế, các việc nghiên cứu nêu trên là bắt buộc.

4. Những yêu cầu chủ yếu đối với những đối tượng thiết kế chính

4.1. Đập

4.1.1. Kiểu đập cần lựa chọn tùy thuộc vào các thông số của công trình, điều kiện địa hình, địa chất công trình, thủy văn, điều kiện khí hậu có xét đến tính động đất của vùng. Cách bố trí cụm đầu mối thủy lực, sơ đồ tổ chức thi công, sử dụng vật liệu xây dựng tại chỗ, thời hạn thi công và điều kiện khai thác đập trên cơ sở so sánh kinh tế - kĩ thuật các phương án. Ưu tiên xét chọn các phương án đập bằng vật liệu tại chỗ nhằm phát huy thế mạnh của điều kiện tự nhiên, phù hợp với hoàn cảnh kinh tế của đất nước, trình độ và phương tiện thi công hiện có.

4.1.2. Đập trên nền đá được thiết kế theo các kiểu dưới đây, tùy thuộc vào điều kiện tại chỗ, điều kiện thi công và những chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật khác.

+ Với những đoạn xả của tuyến áp lực - kết cấu bê tông và bê tông cốt thép

+ Với những đoạn không tràn của tuyến áp lực - đập bằng vật liệu tại chỗ hoặc bằng bê tông khi có luận chứng cụ thể.

+ Trong điều kiện lòng sông hẹp và cao, nền là đá - đập vòm và vòm trọng lực hoặc đập bằng vật liệu tại chỗ tùy thuộc vào điều kiện địa chất ở tuyến đập. Khi các chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật giống nhau, ưu tiên chọn phương án đập vật liệu tại chỗ.

4.1.3. Đập bằng vật liệu tại chỗ trên nền đất cần được áp dụng cho những đoạn không tràn của tuyến áp lực.

Đập bê tông và bê tông cốt thép trên nền đất chỉ được dự kiến để làm đập tràn.

Đập bê tông và bê tông cốt thép không tràn chỉ được sử dụng khi có luận chứng đặc biệt.

4.1.4. Khi thiết kế đập, cần phải tuân thủ tuyệt đối các yêu cầu của các tiêu chuẩn thiết kế đập bê tông và bê tông cốt thép và đập bằng vật liệu tại chỗ.

4.2. Công trình thu nước, lấy nước và bể lắng.

4.2.1. Khi thiết kế công trình thu nước và lấy nước phải dự kiến:

- Cấp nước liên tục cho ống dẫn của trạm thủy điện nhiệt điện trạm bơm và kênh chính của hệ thống tưới;

- Hạn chế bùn cát đáy, các vật nổi,cỏ rác trôi vào ống dẫn và kênh. Không cho phép các vật nói trên đi vào các tổ máy bơm (tuốc bin v.v...).

- Ngừng cấp nước vào ống khi xem xét hoặc sửa chữa cho kênh chính ở thời kỳ giữa các đợt tưới.

4.2.2. Kiểu và vị trí của công trình thu nước và lấy nước và kết cấu của chúng phải được lựa chọn tùy thuộc vào đoạn sông (miền núi, trung du, đồng bằng), nhiệm vụ của công trình thu nước, bố trí cụm đầu mối, kiểu đường dẫn (có áp, không áp, hỗn hợp) - điều tiết và không tự điều tiết, đặc tính của công trình thu nước (kiểu có đập, kiểu không đập), điều kiện tự nhiên và điều kiện khai thác (chế độ bùn cát, chế độ nhiệt, rác, chế độ làm việc và bồi lắng của hồ chứa):

Khi thiết kế cửa lấy nước hoặc công trình thu nước, cần phải đự kiến dòng chảy của toàn bề mặt công trình là thận và không bị tách dòng.

4.2.3. Công trình thu nước không có đập cần phải được sử dụng trong trường hợp nếu mực nước trong sông đảm bảo mực nước khống chế cần thiết của kênh chính khi có các điều kiện địa hình, thủy văn và địa chất thuận lợi. Công trình thu nước có đập cần dự kiến trong trường hợp lại tuyến thu nước, mực nước trong sông không đạt mực nước yêu cầu cần thiết trong kênh chính. Cho phép thay thế công trình lhu nước có đập bằng trạm bơm thông qua tính toán hiệu quả đầu tư.

Khi đó, trị số lưu lượng lớn nhất trong sông ở trạng thái tự nhiên cần được ấn định phù hợp với các yêu cầu của điều 4.3.3 của tiêu chuẩn này, còn mực nước tính toán ở thượng lưu lấy như sau: Với công trình thu nước không có đập - Mực nước sinh thủy khi xảy ra lưu lượng tính toán lớn nhất có xét đến quá trình của lòng dẫn.

Còn với công trình thu nước có đập - Mực nước gia cường ở thượng lưu khi thoát tính toán lưu lượng lớn.

4.2.4. Khi thiết kế cửa lấy nước của trạm, thủy điện kiểu lòng sông và khoang cửa của bể áp lực của trạm thủy điện kênh dẫn và trạm bơm, cần tính đến việc trang bị cửa van, tưới chắn rác, các thiết bị dọn rác.

4.2.5. Ở các cửa lấy nước trên mặt, trong trường hợp cần thiết điều chỉnh việc cấp nước cho đường ống hoặc kênh chính, phải dự kiến đặt các cửa van chính và cửa van sửa chữa; khi không cần điều chỉnh chỉ cần đặt van sửa chữa.

Trong những cửa lấy nước dưới sâu, phải dự kiến đặt các cửa van chính và cửa van sửa chữa - sự cố.

4.2.6. Ở cửa lấy nước của đường dẫn tự điều chỉnh, phải dự kiến đặt cửa van chính sửa chữa - sự cố đóng nhanh.

Ở cửa lấy nước trên mặt vào kênh mà kênh đó nằm hoàn toàn trong khối đào và ở những cửa lấy nước dưới sâu với đường dẫn có áp mà phía cuối của đường dẫn đó có buồng cửa van thì được phép chỉ đặt cửa van sửa chữa.

Ở các cửa lấy nước của đường dẫn không tự điều chỉnh (trong đó bao gồm cả cửa lấy nước dưới sâu cửa đường dẫn không áp) phải dự kiến đặt cửa chính dùng để điều chỉnh liên tục theo cột nước và trang bị máy nâng cho từng cửa van cũng như phải đặt cửa van sửa chữa - sự cố tương tự cửa van chính.

4.2.7. Để tránh cho công trình thu nước và cửa lấy nước không bị ảnh hưởng của bùn cát đáy cần bố trí chung ở phía ngoài vùng chuyển động mạnh cửa bùn cát đáy. Ngoài ra dự kiến làm các công trình chỉnh trị và nắn dòng, các lấm hướng dòng và mỏ hàn làm các ngưỡng cao có lỗ rửa đáy trong ngưỡng. Thiết bị lấy nước trong ngưỡng tràn trong trụ đập và các biện pháp lấy nước khác được xác định trong điều kiện thực tế.

4.2.8. Sự cần thiết bố trí bể lắng và mức độ làm trong nước cần phải xác định trên cơ sở tính toán kinh tế - kĩ thuật.

4.2.9. Khi thiết kế bể lắng cần đảm bảo:

Làm trong nước bằng cách lắng các hạt bùn cát có độ lớn vượt quá trị số cho phép. Cấp nước trong liên tục vào đường dẫn và kênh chính tương ứng với biểu đồ dùng nước.

Loại bỏ bùn cát lắng trong ngăn lắng của bể lắng.

Ngoài ra, bể lắng của hệ thống tưới phải thỏa mãn các yêu cầu sau.

- Chỉ đưa vào mạng tưới những bùn cát mà khối - lượng và độ lớn của chúng đã được chấp nhận trong thiết kế biện pháp bảo vệ hệ thống tưới không bị bồi lắng.

- Không cho phép làm trong lại nước nhằm phòng ngừa việc xói lở kênh.

- Đảm bảo việc đưa vào đồng ruộng càng nhiều phù sa có ích càng tốt.

- Khi có điều kiện thuận lợi cần đảm bảo khả năng rửa bùn cát lắng đọng trong bể lắng thủy lực.

4.2.10. Tính toán bể lắng trên kênh của hệ thống tới phải được thực hiện theo lượng bùn cát của năm có độ đục trung bình và kiểm tra sự làm việc của bể đã thiết kế theo năm có độ đục lớn nhất.

4.2.11. Vị trí đặt bể lắng cần dự kiến trong phạm vi cụm đầu mối hoặc trên kênh dẫn chính xuất phát từ những điều kiện sau:

- Điều kiện địa chất và địa hình;

- Đường đẫn nước tới phần bể lắng đảm bảo quá trình lắng đọng trong của bùn cát trong buồng lắng;

- Xác định khả năng xả thuận lợi hoặc tính lượng bùn cát lắng đọng trong ngăn lắng.

- Khả năng vận tải của kênh chính và sông ở hạ lưu cụm đầu mối.

Khi bố trí bể lắng trên kênh thì đoạn kênh ở trước bể lắng cần phải tính toán vận tốc đủ để vận chuyển được toàn bộ phù sa lơ lửng trôi vào kênh.

4.2.12. Việc chọn kiểu bể lắng (bằng cách rửa liên tục hoặc định kỳ hay làm cơ giới) phải tiến hành trên cơ sở so sánh chỉ tiêu kinh tế – kĩ thuật của những bể này, có xét đến những điều kiện sau:

- Bể lắng chỉ rửa bằng thủy lực được áp dụng khi có đủ độ dốc thủy lực của tuyến rửa và có lưu lượng nước thừa.

- Bể lắng làm sạch kết hợp (thủy lực và cơ giới) được áp dụng khi không có đủ độ chênh để rửa hoàn toàn lớp lắng đọng, có tính đến việc loại bỏ bùn cát nhỏ bằng cách rửa và dọn sạch hạt lớn bằng cơ giới.

- Bể lắng một buồng rửa định kỳ cần được áp dụng trong trường hợp khi cho phép ngừng cấp nước cho đường dẫn hoặc vào mạng tưới, hoặc cho phép cấp một thời gian ngắn nước không được làm trong. Kích thước bể lắng và các bộ phận của nó được xác định bằng tính toán thủy lực có xét đến sự lắng đọng những hạt bùn cát cho trước.

4.2.13. Khi thiết kế công trình thu nước và lấy nước của hệ thống cấp nước ăn uống sinh hoạt và nước sản xuất phải tuân thủ các yêu cầu của tiêu chuẩn thiết kế cấp nước mạng tưới bên ngoài và công trình tương ứng.

4.2.14. Khi thiết kế các công trình thu nước và lấy nước của hệ thống tưới, phải tuân thủ các yêu cầu của các tiêu chuẩn thiết kế công trình của hệ thống thủy lợi.

4.3. Công trình xả nước - tháo nước - chuyển nước

4.3.1. Khi thiết kế công trình xả nước, tháo nước cần tuân thủ:

a) Đối với công trình xả:

- Thoát lưu lượng lũ tính toán lớn nhất và lưu lượng không sử dụng khác nhằm tránh đầy tràn hồ chứa;

- Tháo nước một cách có lợi từ hồ chứa ra.

b) Đối với công trình tháo:

- Tháo cạn hồ chứa hoàn toàn hoặc một phần để xem xét và sửa chữa những công trình nằm ở thượng lưu, cũng như để dọn sạch hồ chứa theo yêu cầu vệ sinh.

- Xới rửa bùn cát.

c) Đối với công trình chuyển nước.

- Thực hiện việc chuyển nước từ hồ chứa hoặc từ kênh đi.

4.3.2. Khi thiết kế công trình xả nước, tháo nước và vận chuyển nước, cần xem xét khả năng kết hợp chúng với các công trình khác của cụm đầu mối thủy lực cũng như tính đến khả năng sử dụng các công trình thoát nước chính (lâu dài) để xả lưu lượng thi công.

4.3.3. Lưu lượng tính toắn lớn nhất chảy qua công trình tháo của công trình đầu mối thủy lực trong quá trình khai thác được xác định xuất phát từ lưu lượng tính toán lớn nhất của sông trong trạng thái tự nhiên không có điều tiết, có xét đến sự tăng giảm của nó do những hồ chứa đang hoạt động hoặc thiết kế cho từng đối tượng đã nêu và những thay đổi điếu kiện của dòng chảy và sự tăng giảm lũ gây ra do hoạt động kinh tế trong lưu vực. Khi đó trị số lưu lượng lớn nhất phải lấy tương ứng với những chỉ dẫn về xác định các đặc trưng tính toán thủy văn.

4.3.4. Số lượng và kích thước lỗ của công trình xả phải được xác định dựa trên điều kiện xả lưu lượng tính toán lớn nhất khi:

- Mở hoàn toàn tất cả các lỗ xả và lỗ tháo.

- Tháo nước qua tất cả các tuốc bin của trạm thủy điện;

- Sử dụng các công trình khác của đầu mối thủy lực như công trình lấy nước của hệ thống tưới, âu thuyền v.v... để tháo nước

Khi đó cần tính đến:

- Khả năng gia tăng của mực nước thượng lưu;

- Tỉ lưu và lưu tốc cho phép lớn nhất, ở hạ lưu;

- Điều kiện thoát lưu lượng thi công v.v...

4.3.5. Bề rộng và chiều cao của lỗ thoát chữ nhật có cửa van đóng kín cần lấy theo bảng 13 và 14.

4.3.6. Việc ấn định tỷ lưu ở hạ lưu khi thoát nước qua công trình xả nước, tháo nước và chuyển nước cần phải tính toán bằng cách so sánh các chỉ tiêu kĩ thuật các phương án kết cấu gia cố tính đến cấu tạo địa chất lòng dẫn, vận tốc của nước, chiều sâu nước hạ lưu, trị số xói lòng dẫn cho phép, các điều kiện tiêu năng và có xét đến sự không cho phép ách tắc hạ lưu do bùn cát gây ra.

4.3.7. Khi bố trí cụm đầu mối thủy lực tổng hợp, cần phải dự kiến phương và trị số của lưu tốc tới gần công trình xả, tháo và chuyển nước, cũng như điều kiện thủy lực ở hạ lưu khi thoát lũ sao cho không gây khó khăn cho việc vận hành các công trình bố trí ở bên cạnh (cửa lấy nước, âu thuyền, trạm thủy điện công trình thu nước).

4.3.8. Khi thiết kế công trình xả nước, cần dự kiến cửa van chính và cửa van sửa chữa.

Phần trước cửa van phẳng chính trên mặt cũng như trước lỗ xả dưới sâu cần dự kiến đặt cửa sửa chữa - sự cố.

Trong trường hợp bố trí ngưỡng lỗ dưới sâu thấp hơn mực nước hạ lưu thì phải dự kiến đặt cửa van sửa chữa ở phía hạ lưu của lỗ.

4.3.9. Khi chọn kiểu cửa van và máy nâng, phải xét đến tốc độ gia tăng của lũ khả năng tích nước ở thượng hạ lưu và sự cần thiết đảm bảo lưu lượng tối thiểu ở hạ lưu trong trường hợp cất đột ngột một số tuốc bin hoặc toàn bộ trạm thủy điện.

Bảng 13

Nhịp (chiều rộng) của lỗ (m)

0,40

0,60

0,8

1

1,25

1,50

1,75

2

2,25

2,50

3

3,50

4

4,50

5

6

7

8

10

12

14

16

18

20

22

24

27

30

Chú thích: Nhịp của lỗ lấy theo kích thước lòng giữa các mặt bên giới hạn thẳng đứng của lỗ.

Bảng 14

Chiều cao của lỗ (m)

0,60

0,80

1

1,25

1,50

1,75

2

2,50

3

3,50

4

4,50

5

5,50

6

6,50

7

7,50

8

8,50

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Chú thích: Chiều cao của lô được lấy như sau: với các lô trộn mặt - kích thước từ ngưỡng đến mực nước dâng bình thường; với các lô dưới sâu - kích thước từ ngưỡng đến mặt trộn của lỗ.

Chú thích:

1) Khi thiết kế các bộ phận nối tiếp với hạ lưu của công trình xả và công trình tháo (bể tiêu năng, ngưỡng, sân sau), cần dự kiến các cơ cấu nhằm đảm bảo cho toàn bộ công trình đầu mối thủy lực không bị xói nền.

2) Khi thiết kế của các công trình xả tiếp xúc ở dòng chảy có lưu tốc lớn thì cần tính toán thuận của tuyến xả, sử dụng những vật liệu phù hợp hình dạng mũi nhám, đường không khí làm vỏ bọc chống bào mòn v.v...

4.4. Kênh dẫn và đường dẫn nước vào tuốc bin của trạm thủy điện, trạm nhiệt điện, trạm bơm và công trình trên kênh.

4.4.1. Kênh dẫn và đường dẫn nước vào tuốc bin phải được thiết kế xuất phát từ điều kiện tháo đủ nước qua trạm thủy điện và trạm bơm với tất cả chỉ độ khai thác, phòng ngừa xói lở nguy hiểm, bồi lắng bùn cát trong kênh, nâng cao mực nước tính toán, bị tắc nghẽn do các vật trôi và cỏ rác, thực vật sống trong nước phát triển.

4.4.2. Khi chọn tuyến và mặt cắt dọc của đường dẫn nước có áp, cần loại trừ việc tạo ra chân không trong đường dẫn với mọi chế độ làm việc của trạm thủy điện và trạm bơm.

4.4.3. Tổn thất cột nước theo chiều dài đường dẫn, các mực nước cao nhất và thấp nhất trong đường dẫn không áp khi chuyển động không đều và không ổn định, áp lực lớn nhất và bé nhất theo chiều dài của đường dẫn có áp có xét đến nước va, phải xác định bằng tính toán thủy lực.

4.4.4. Mực nước lớn nhất tính toán trong đường hầm không áp và trong kênh phải xác định có xét đến sóng đương sinh ra khi cắt nhanh sự cố hoặc khai thác phụ tải lớn nhất của trạm thủy điện và trạm bơm mà phụ tải này có thể bị cắt đồng thời trong kênh còn phải xét đến sóng do gió và nước dềnh do gió gây ra.

4.4.5. Khi tính toán nước và thủy lực của đường dẫn vào tốc bin và đường dẫn có áp, phải tính toán như một hệ thống chịu áp thống nhất có xét đến ảnh hưởng của bể điều áp khi đó cần tiến hành kiểm tra:

- Cắt toàn bộ phụ tải của tất cả tổ máy;

- Đóng phụ tải theo khả năng lớn nhất theo điều kiện khai thác cho đến khi đạt công suất toàn bộ của trạm thủy điện và trạm bơm.

4.4.6. Cửa van sửa chữa - sự cố để đóng đường dẫn vào tuốc bin phải đặt trước cửa vào đường dẫn hoặc ở phần đầu của nó.

Chú thích: - Yêu cầu đặt cửa van sự cố khi vỡ ống không đặt ra đối với những ống nằm trong thân công trình bê tông và bê tông cốt thép đối với các đường hầm và đường ống thép có vỏ bọc bằng bê tông cốt thép.

4.4.7. Cơ cấu cửa van sửa chữa - sự cố ngoài việc điều khiển tự động phải có khả năng điều khiển từ xa và điều khiển tại chỗ.

4.4.8. Trước cửa van sửa chữa - sự cố của đường dẫn vào tuốc bin phải đặt cửa van sửa chữa.

Sau cửa van sửa chữa - sự cố phải bố trí ống dẫn không khí hoặc van không khí.

4.4.9. Khi thiết kế kênh dẫn, ngoài những quy định chủ yếu trong tiêu chuẩn này, phải tuân thủ những yêu cầu của tiêu chuẩn Việt Nam "Hệ thống kênh tưới. Tiêu chuẩn thiết kế - TCVN 4118: 1985.

4.4.10. Kênh dẫn là kênh đào, hoặc nửa đào nửa đắp, chỉ sử dụng kênh đắp ở những đoạn cá biệt và phải có luận chứng kinh tế kĩ thuật.

4.4.11. Khi thiết kế kênh, cần dùng cỏ để tách rời phần mái trên mặt nước với mặt dưới nước.

4.4.12. Độ vượt cao của đỉnh bờ kênh và cơ kênh trên mực nước lớn nhất trong kênh được xác định tùy thuộc vào lưu lượng thiết kế kênh và kết cấu áo kênh có xét đến sóng do gió. Bề rộng của đỉnh bờ kênh được quyết định theo điều kiện thi công và khai thác thực tế.

4.4.13. Khi thiết kế tuyến đi qua những đoạn sườn núi sụt lở, cần thiết kế các kết cấu đảm bảo ổn định cho sườn núi (kết cấu tiêu nước, lường chần, kết cấu gia tải, kết cấu gia cố v.v...)

4.4.14. Khi thiết kế tuyến -kênh đi qua đất lún sụt (đất có hàm lượng lớn muối dễ hòa tan, đất trương nở v.v...), cần dự kiến các biện pháp để khắc phục các hậu quả xấu do tính chất của những loại đất này gây ra khi khai thác kênh (kết cấu màng chắn, tiêu nước, thay thế, đất mới v.v...)

4.4.15. Lưu tốc trong kênh khi chuyển lưu lượng tính toán không được vượt quá vận tốc giới hạn cho phép theo điều kiện xói lòng không bọc lót và không được nhỏ hơn trị số xuất hiện bồi lắng.

Những kênh có bọc lót, trị số lưu tốc được chọn trên cơ sở tính toán kinh tế kĩ thuật.

4.4.16. Khi thiết kế kênh, cần dự kiến bọc lót phần mái kênh ở dưới nước và đáy kênh để bảo vệ cho chúng không bị xói lở và hư hỏng cơ học, để giảm hệ số nhám và giảm tổn thất thấm. Tính hợp lý của việc bọc lót phải được luận chứng bằng những tính toán kinh tế kĩ thuật.

Khi chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật như nhau, cần ưu tiên chọn loại kênh không có bọc lót.

4.4.17. Việc chọn độ dốc mái kênh và kết cấu áo kênh (lớp bọc lót) phải ấn định cơ sở tính toán ổn định của mái dốc có xét đến áp lực thấm khi có dao động mực nước trong kênh cũng như kinh nghiệm khai thác những kênh (đang hoạt động hiện có ở trong các điều kiện khai thác và địa chất tương tự.

4.4.18. Khi thiết kế kênh, cần dự kiến lượng thoát nước mưa từ kênh ra và cách ly nước từ ngoài chảy vào kênh bằng rãnh ven sườn núi, giếng thu và công trình dẫn nước mưa.

4.4.19. Dòng bùn đất cắt ngang tuyến kênh cần được thoát theo các máng dẫn.

4.4.20. Khi thiết kế, cần dự tính bố trí đường khai thác dọc theo kênh để kiểm tra tình trạng của kênh và công trình trên kênh.

4.4.21. Khi thiết kế kênh, phải dự kiến các biện pháp phòng ngừa sự lầy hóa các vùng tiếp cận, cản dòng chảy do thực vật sống và chết.

Đường hầm thủy công

4.4.22. Khi thiết kế đường hầm thủy công, ngoài những quy định chủ yếu này, còn cần phải tuân thủ những yêu cầu của các tiêu chuẩn thiết kế đường hầm thủy công.

4.4.23. Việc lựa chọn kiểu (có áp hoặc không có áp) và tuyến cửa đường hầm, mặt cắt ngang của nó, dạng vỏ bọc (áo đường hầm) phải được tiến hành có xét đến bố trí chung của cụm đầu mối thủy lực, chiều sâu đặt đường hầm so với cao trình mặt đất tính toán, điều kiện địa chất công trình, chế độ thủy lực và chế độ làm việc tĩnh định của đường hầm và phương pháp thi công, trên cơ sở so sánh các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật, có xét đến ảnh hưởng tương hỗ của đường hầm và các công trình khác của cụm đầu mối liên hệ với sự làm việc của chúng.

4.4.24. Theo khả năng có thể, cần phải thiết kế tuyến đường hầm thẳng có chiều dài ngắn nhất. Được phép chọn tuyến đường hầm không thẳng bởi do các yêu cầu bố trí cụm đầu mối thủy lực, do điều kiện địa chất công trình và địa chất thủy văn (sự phá huỷ kiến tạo đáng kể và dòng chảy ngầm, trượt, castơ v.v...), do điều kiện thi công, cũng như các đoạn gãy bất lợi về mặt vệ sinh.

4.4.25. Khi thiết kế đường hầm thủy công cho mục đích khai thác lâu dài, thường tính đến khả năng thoát toàn bộ hay một phần lưu lượng thi công qua chúng.

Ống dẫn

4.4.26. Việc chọn lựa kiểu ống dẫn (ống bê tông cốt thép, ống bê tông cốt thép lót thép, ống phibrôuximăng, ống thép v.v...) cần tiến hành tùy thuộc vào nhiệm vụ của đường ống, bố trí tổng thể công trình, trị số cột nước và lưu lượng, điều kiện lắp đặt và khai thác ống dẫn. Khi các chỉ tiêu kĩ thuật như nhau, phải ưu tiên chọn đường ống bằng bê tông cốt thép.

4.4.27. Đường kính trong tính toán của đường ống dẫn thép, phải lấy theo cấp chênh lệch;

100mm đối với đường kính 1000 ÷ 3000 mm

200mm đối với đường kính 3200 ÷ 70000mm

500mm đối với đường kính 7500mm

4.4.28. Khi thiết kế ống dẫn có đường kính trong tính toán thay đổi theo chiều dài, thì phải chia ống dẫn đó ra từng đoạn, mỗi đoạn phải có cùng một đường kính.

4.4.29. Ống dẫn bê tông cốt thép và thép đặt trên nền biến dạng phải dự kiến có lớp co dãn để đảm bảo tính mềm cần thiết của ống.

4.4.30. Khi thiết kế ống dẫn bằng thép phải bảo vệ chúng khỏi rỉ và bùn cát mài mòn.

Được phép tăng bề dày ống dẫn vì những lý do khác khi có luận chứng thỏa đáng.

4.4.31. Khi thiết kế ống dẫn, cần dự kiến các cửa quan sát thiết bị làm đầy nước trong ống dẫn và trong trường hợp cần thiết, cần bố trí khớp bù nhiệt.

Thiết bị để đưa không khí vào và dẫn không khí ra phải được đặt ở những điểm cao nhất của ống dọc theo tuyến, ở những chỗ có khả năng tạo ra chân không và ống phải không dễ bị tắc rác.

Bể điều tiết ngày đêm của trạm thủy điện

4.4.32. Bể điều tiết ngày đêm của kênh dẫn cần tính đến khả năng khi không có đủ dung tích điều tiết trên đường dẫn và nằm ở thượng lưu của đập.

4.4.33. Khi thiết kế điều tiết ngày đêm, cần bố trí bể nằm ở trên tuyến đường dẫn hoặc trên các nhánh gần bể áp lực, có thể dùng lòng sông và vùng trũng tự nhiên làm dung tích chứa xét đến điều kiện thấm từ bể ra và khả năng bể bị bùn cát bồi lấp.

4.4.34. Khi thiết kế điều tiết ngày đêm cho những trạm thủy điện có chế độ làm việc đỉnh, cần phải xét đến các ảnh hưởng dao động đột ngột mực nước đến ổn định của công trình đất xung quanh.

Bể áp lực của trạm thủy điện

4.4.35. Khi thiết kế bể áp lực cần dự kiến

- Việc dẫn nước vào đường ống tuốc bin không hút theo không khí và có tổn thất cột nước nhỏ nhất.

- Ngăn ngừa vật nổi và rác trôi vào đường dẫn tuốc bin.

- Ngừng cấp nước vào đường dẫn tuốc bin khi xem xét, sửa chữa chúng cũng như trong trường hợp sự cố.

- Dẫn không khí vào đường dẫn tuốc bin khi chúng bị chống do sự cố hoặc khai thác và dẫn không khí từ đường dẫn ra ngoài khi chứa đầy ống.

- Xả nước thừa cũng như vật nổi và rác rưởi.

- Tổng bùn cát lắng đọng trong bể.

Cần dự kiến trang bị cửa van, phải sửa chữa, lưới chắn rác, thiết bị dọn rác cho bể.

4.4.36. Mực nước khai thác thấp trong khi bể áp lực cần được xác định, có xét đến sóng xuất hiện khi có chế độ chảy không ổn định lúc đóng phụ tải lớn nhất có thể xảy ra, theo điều kiện khai thác của trạm thủy điện.

4.4.37. Khi thiết kế đường dẫn không tự điều chỉnh, cần dự kiến công trình xả tự động (đập tràn không cửa, xả kiểu xiphông, xả có cửa tự động hoạt động bằng nguyên tắc thủy lực) nằm kề bể áp lực. Thông thường các công trình xả này phải đảm bảo thoát được toàn bộ lưu lượng tính toán của trạm thủy điện.

4.4.38. Khi thiết kế đường dẫn nước tự điều chỉnh, trong trường hợp cần thiết cần dự kiến công trình xả ở kề bể áp lực để cấp nước cho những hộ phía dưới trong trường hợp trạm thủy điện ngừng làm việc.

4.4.39. Khi bể áp lực ở trên nền đất, cần dự kiến biện pháp dề phòng hiện tượng trượt có thể xuất hiện do thấm nước từ bể áp lực xuống nền.

Tháp điều áp

4.4.40. Sự cần thiết bố trí tháp điều áp phải được luận chứng bằng những số liệu tính toán nước và thủy lực và phân tích điều kiện làm việc của tổ máy trong thiết kế.

4.4.41. Phải tiến hành tính toán thủy lực chế độ chuyển đổi trong tháp điều áp khi ngắt và đóng phụ tải. Phải xác định mực nước dâng cao nhất trong tháp điều áp khi cắt hoàn toàn phụ tải của toàn trạm thủy điện; Khi đó mực nước ở thượng lưu phải lấy theo mực nước lớn nhất, còn tổn thất bé nhất có thể xảy ra.

Mực nước thấp nhất phải được xác định theo điều kiện tăng phụ tải lớn nhất khi khai thác. Khi đó mực nước ở thượng lưu phải lấy bằng mực nước thấp nhất, còn tổn thất cột nước lấy theo tổn thất lớn nhất có thể xảy ra.

4.5. Nhà của trạm thủy điện và trạm bơm

4.5.1. Việc lựa chọn kiểu trạm thủy điện và trạm bơm cần phải thực hiện trên cơ sở so sánh các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật có xét đến sự làm việc có hiệu quả lớn nhất của thiết bị chính và phụ, tổn thất dẫn nước trong phần cấp và thoát nước, đến độ tin cậy và thuận lợi trong khai thác các thiết bị chống thấm, tiêu nước, cách nước v.v... cũng như những điều kiện thi công xây lắp.

4.5.2. Khi thiết kế trạm thủy điện kiểu lòng sông, kiểu đê đập, phải xem xét các phương án bố trí nhà trạm tách rời và kết hợp với công trình xả mặt hoặc xả sâu.

Khi có luận chứng thỏa đáng, những trạm thủy điện đặt trong khe núi hẹp có thể thiết kế bố trí máy thành hai hàng.

4.5.3. Kích thước phần dưới nước trạm thủy điện hoặc trạm bơm cần phải lấy ở mức cần thiết tối thiểu xuất phát từ kích thước phần thông nước của tổ máy và bố trí trang thiết bị. Việc bố trí các phòng sản xuất, phục vụ và phụ trợ không được làm tăng phần dưới nước của nhà trạm.

4.5.4. Để quan sát tình trạng của phần dưới nước của trạm, cần phải dự kiến bố trí các giếng và các hành lang quan sát. Trong hành lang của trạm thủy điện, trạm bơm cần dự trù hai lối ra. Các lối đó phải có cầu thang cách li khỏi các phòng và các đỉnh của chúng cần bố trí cao hơn mực nước lớn nhất ở hạ lưu 0,5m.

4.5.5. Để xem xét và sửa chữa buồng tuốc bin, ống hút, ống đẩy cần phải dự kiến hành lang tiêu, cửa công tác và lối đi riêng.

Khi bố trí chúng trong các phòng của trạm thủy điện, trạm bơm, phải dự kiến thiết bị nhằm loại trừ khả năng bị ngập phòng đó do sự cố và phá hoại sự làm việc của trạm.

4.5.6. Các hồ lấy nước phải được trang bị cửa van, lưới chắn rác, thiết bị dọn rác ở cuối ống dẫn, cấp nước cho một vài tuốc bin, trước phần dẫn vào buồng của những tuốc bin phải dự kiến bố trí sửa chữa sự cố.

Trên tất cả các lỗ dẫn vào và dẫn ra của đường xả, cần bố trí rãnh để đặt cửa van sửa chữa hoặc sửa chữa sự cố. Ở lỗ dẫn ra của ống hút cấn dự kiến rãnh để đặt cửa van sửa chữa lưu động.

Lỗ dẫn vào cửa ống hút của trạm thủy điện và trạm bơm phải có lưới chắn rác. Rãnh đặt lưới thường trùng với cửa của van sửa chữa.

4.5.7. Chiều dài sàn lắp ráp được xác định theo kích thước của diện tích cần thiết để sắp đặt các chi tiết của một tổ máy và để sửa chữa máy biến áp (nếu việc sửa chữa được dự kiến tiến hành trên sàn này). Cần xét tới khả năng sử dụng một phần diện tích gian máy để phục vụ cho công tác lắp ráp.

4.5.8. Ở những trạm thủy điện kiểu kênh dẫn, kiểu kè đập hoặc trạm bơm có đường dẫn áp lực bằng bê tông cốt thép hoặc các đường dẫn nằm trong khối bê tông của đập, mà sự phá hoại của chúng không mang tính chất nguy hiểm thì việc bảo vệ như trạm tránh dòng chảy sự cố không cần phải đặt ra.

Trường hợp ống dẫn áp lực bằng thép (hoặc gỗ), trong thiết kế phải dự kiến biện pháp bảo vệ trạm tránh hậu quả sự cố đường ống dẫn. Những biện pháp đó là:

- Bố trí nhà trạm và ống dẫn sao cho loại trừ khả năng dòng chảy sự cố chảy vào nhà trạm.

- Xây dựng tường hoặc kết cấu hướng dòng riêng để lái dòng chảy sự cố khỏi xô vào nhà trạm.

4.5.9. Khi thiết kế trạm thủy điện ở vùng núi có thể bố trí gian máy ngầm và dẫn kiểu đường hầm, nếu các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của các phương án bố trí công trình hở và ngầm cùng giá trị.

4.5.10. Khi thiết kế lớp bọc lót (áo) của gian hầm ngầm thuộc đầu mối trạm, cần phải tuân thủ những yêu cầu của các tiêu chuẩn thiết kế đường hầm thủy công tương ứng.

4.5.11. Trong nhà trạm ngầm phải dự kiến hệ thống gió để đảm bảo dự khai thác bình thường của trạm.

4.5.12. Khi thiết kế các nhà trạm ngầm, phải dự kiến, những hành lang và giếng vận chuyển để có thể cơ giới hoá việc vận chuyển thiết bị, vật liệu nhân viên quản lý. Phải dự kiến đường đi bộ hoặc cầu thang để tăng lối ra bên ngoài cho các nhân viên quản lý.

4.5.13. Theo điều kiện có thể, cần thiết kế hành lang vận chuyển nằm ngang. Hành lang và giếng vận chuyển phải nối với sàn lắp ráp. Đường cáp cần kết hợp với hành lang và giếng vận chuyển.

4.5.14. Chế độ thủy lực trong đường hầm tháo với mọi mực nước ở hạ lưu phải ổn định hoặc có áp hoặc không áp. Chế độ thay đổi từ có áp sang không áp hoặc ngược lại ở trong đường hầm tháo chỉ được phép xảy ra trong thời gian ngắn, khi có luận chứng thỏa đáng.

4.5.15. Trong đường hầm tháo phải dự kiến đường không khí vào hầm với mọi chế độ làm việc.

4.5.16. Việc chọn vị trí đặt thiết bị điện ngầm dưới đất, hoặc trên mặt đất phải được luận chứng bằng cách so sánh kinh tế kĩ thuật các phương án.

4.5.17. Thiết bị phân phối điện áp của máy phát và như cầu từ dùng, cũng như trạm điều khiển trung lâm trong trường hợp bố trí chúng ngầm dưới đất, theo khả năng có thể, cần bố trí chúng trong gian nhà máy mà không làm tăng kích thước mặt bằng chính, trong những trường hợp cần thiết, thì làm ngách riêng để bố trí thiết bị và máy móc.

4.5.18. Cần bố trí các phòng sản xuất phụ trợ trên mặt đất, khi không có những yêu cầu cần đặc biệt.

4.5.19. Tất cả các phòng của hệ thống đầu trong trạm thủy điện phải bố trí trên mặt đất.

4.5.20. Khi thiết kế trạm bơm, phải dự kiến cấp đủ nước theo dung lượng yêu cầu tương ứng với biểu đồ cấp nước cho kênh, phù hợp với mọi chế độ làm việc của hệ thống bơm chuyển.

Dung lượng và biểu đồ cấp nước cho kênh, công suất của trạm bơm được xác định thông qua tính toán cân bằng thủy lợi của hệ thống bơm chuyển có xét đến.

- Dung lượng và chế độ dùng nước, tổn thất lượng nước trong hệ thống bơm chuyển, khả năng dẫn và điều chỉnh của hệ thống, sơ đồ khai thác được.

- Các thông số thủy văn của nguồn nước.

- Sự đảm bảo lưu lượng cần thiết ở nguồn cho công trình thu nước ở phía dưới hồ.

4.5.21. Các trạm bơm phải được phân loại theo cột nước và các thiết bị bơm chính. Các trạm bơm khác kiểu máy cùng đặt trên một tuyến kênh chỉ được phép khi có luận chứng thỏa đáng.

4.5.22. Khi thiết kế chế độ làm việc của các trạm bơm có công suất lớn hơn 10.000KW, tư cách là một hộ tiêu thụ điều chỉnh công suất của hệ thống năng lượng.

4.5.23. Khi bố trí động cơ điện của nhà máy bơm chính thấp hơn mực nước lớn nhất ở bể chứa, phải dự kiến thiết bị nhằm loại trừ khả năng động cơ bị ngập do nước.

4.5.24. Khi thiết kế các công trình chuyển nước của trạm bơm cần đảm bảo chế độ chảy thuận, bằng cách tản dòng chảy, bằng cách phân bố lại và giảm nhỏ lưu tốc dòng chảy và ngắt.

Trên công trình chuyển nước phải dự kiến đặt thiết bị nhằm đảm bảo ngắt từ ống dẫn nước không cho chảy vào kênh (cơlăppê ngược, cửa van sự cố, van phá chân không v.v...)

4.6. Hồ chứa

4.6.1. Tuổi thọ của hồ chứa có thể được xác định tùy thuộc vào cấp công trình (bảng 1 và 2) có tính đến đặc tính tái tạo bờ của hồ, đặc tính bùn cát, phù sa của dòng chảy, khả năng cải tạo hồ sau khi bị lấp đầy v.v... theo bảng 15.

Bảng 15

Cấp hồ chứa

Tuổi thọ (năm)

V

IV

III

II và I

75

100

150

200

4.6.2. Để giảm thiệt hại và tăng an toàn cho hồ chứa khi gặp điều kiện thời tiết bất thường, khi công trình trên tuyến áp lực có nguy cơ bị hỏng, sự cố, nên bố trí một công trình xả sâu, vừa rút bớt nước hồ khi cần thiết, vừa kết hợp xả bùn cát nhằm tăng luổi thọ cho hồ chứa hoặc tạo thuận lợi cho các cửa lấy nước kề bên hoặc dẫn dòng thi công mùa khô v.v...

4.6.3. Cần chọn lưu lượng của công trình xả sâu sao cho phù hợp với tốc độ tháo cho phép, không gây ra tình trạng sạt mái công trình đất và bờ dốc, vận tốc xói bùn cát đọng trước cống vào thời kỳ có lưu lượng thừa, lưu lượng dẫn dòng thi công v.v... và được quyết định trên cơ sở luận chứng kinh tế kĩ thuật.

4.6.4. Mực nước gia cường của hồ chứa cần phải được xác định trên cơ sở điều tiết dung tích từ mực nước dâng, bình thường trở lên (khi hồ có đặt dung tích phòng lũ thì xét từ mực nước phòng lũ trở lên) và lượng nước xả và tháo qua các công trình trong tuyến áp lực của hồ chứa nước theo mô hình lũ bất lợi nhất về phương diện đỉnh lũ hoặc tổng lượng lũ có xét đến khả năng xẩy ra lũ kép do ảnh hưởng của mua bão.

4.6.5. Trong đồ án thiết kế, cần dự kiến đầy đủ việc khai thác tài nguyên lòng hồ (khoáng sản, lâm sản v.v...) trước khi ngập nước và các vùng đất bán ngập nước và các vùng đất bán ngập trong từng chu kỳ điều tiết hồ chứa.

4.7. Công trình bảo vệ ở hồ chứa và hạ lưu đầu mối.

4.7.1. Các công trình bảo vệ ở hồ chứa nước và ở hạ lưu đầu mối (đê bao, công trình gia cố bờ v.v...) phải được dự kiến nhằm bảo vệ các vùng đất thuộc các đối tượng kinh lế quốc dân thành phố, xí nghiệp công nghiệp, đất nông nghiệp để cải thiện để cải thiện điều kiện vệ sinh của ao hồ v.v...) khỏi bị úng ngập và xói lở bờ.

4.7.2. Cấp của công trình bảo vệ (đê bao) được xác định theo tiêu chuẩn Việt Nam “Đê. Tiêu chuẩn phân cấp”.

4.7.3. Việc tính toán và cấu tạo đê bao cần tiến hành theo những tiêu chuẩn thiết kế loại công trình này.

Khi xác định cao trình của đỉnh đê cần tính đến khả năng dâng cao mực nước mặt chảy vào vùng được bảo vệ thu hẹp dòng chảy.

4.7.4. Chiều rộng của đê được chọn là tối thiểu xuất phát từ điều kiện thi công và khai thác. Trong trường hợp sử dụng đỉnh đê làm đường ôtô thì bề rộng của đỉnh lấy theo tiêu chuẩn đường giao thông hiện hành.

4.7.5. Trong tính toán chọn công suất của trạm bơm dùng để bơm nước mặt chảy vào vùng được bảo vệ, cần phải tính đến khả năng tích lại một phần của dòng chảy đó.

4.7.6. Thiết kế gia cố bờ phải được nghiên cứu có xét đến việc dự báo tái tạo bờ và sự đảm bảo ổn định chung của đoạn bờ phải bảo vệ.

4.7.7. Nếu vùng đất bảo vệ bị ngập úng, cần phải dự kiến thiết lập mạng lưới hố khoan trắc diễn biến của nước ngầm.

Tìm kiếm

Thông tin Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN5060:1990
Loại văn bảnTiêu chuẩn Việt Nam
Số hiệuTCVN5060:1990
Cơ quan ban hành
Người ký***
Lĩnh vựcXây dựng
Ngày ban hành12/03/1990
Ngày hiệu lực...
Ngày công báo...
Số công báoHết hiệu lực
Tình trạng hiệu lựcKhông xác định
Cập nhậtTháng trước
(11/10/2020)