Xác định lưu lượng thấm qua đập đá đổ đang thi công khi xả lũ thi công bằng thực nghiệm

Nhiều năm trở lại đây, các công trình thủy lợi thủy điện lớn, đập dâng đã và đang được xây dựng là loại đập đá đổ bê tông bản mặt. Trong thời kỳ thi công thường căn cứ vào yêu cầu kinh tế, kỹ thuật để lựa chọn sơ đồ, giải pháp dẫn dòng thi công hợp lý.

Vì vậy việc thiết kế sơ đồ dẫn dòng thi công đối với các công trình này thường được lựa chọn là xả lũ thi công qua đập đá đổ đang thi công (đắp dở). Phương pháp này rất hiệu quả và tiện lợi đặc biệt là khi xây dựng ở những nơi có địa hình chật hẹp, giảm đáng kể kinh phí và thời gian xây dựng công trình dẫn dòng và công trình chính. Tuy vậy, hiện nay chưa có nhiều tài liệu tham khảo, tính toán chính xác, thường áp dụng theo kinh nghiệm các công trình đã xây dựng. Bài viết này xin nêu kết quả nghiên cứu xác định lưu lượng thấm qua thân đập so với tổng lưu lượng xả qua đập bằng thực nghiệm khi dẫn dòng xả lũ thi công qua đập đá đổ bê tông bản mặt đang thi công (đắp dở).

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Với bất kỳ một công trình thủy lợi, thủy điện nào khi xây dựng nếu không hoàn thành trong một mùa khô thì đều phải tính toán đến đến phương án dẫn dòng xả lũ thi công. Phương án dẫn dòng xả lũ thi công là công tác hết sức quan trọng, vì xác định được biện pháp dẫn dòng thi công hợp lý là đảm bảo cho công tác thi công công trình đúng tiến độ, an toàn và giảm giá thành xây dựng.

Phương án dẫn dòng thi công tùy thuộc vào khối lượng, thời gian xây dựng, lưu lượng dẫn dòng, điều kiện địa hình... mà có các sơ đồ xả lũ thi công khác nhau; có thể là dẫn dòng thi công một đợt (hình 1) hay dẫn dòng thi công nhiều đợt (hình 2).[1]

Khi khối lượng thi công công trình lớn, thời gian thi công kéo dài, lưu lượng dẫn dòng thi công lớn, chênh lệch lưu lượng giữa hai mùa lũ và kiệt nhiều, quá trình thay đổi lưu lượng và cao trình mực nước trong mùa lũ dao động mạnh. Nếu theo phương pháp truyền thống sẽ phải xây dựng nhiều các công trình tạm như cống, tuy nen… Do đó, làm tăng kinh phí và thời gian dẫn dòng thi công. Một trong các sơ đồ dẫn dòng thi công thường được áp dụng, mang lại hiệu quả lớn về kinh tế và kỹ thuật đó là cho nước tràn qua đoạn đập dâng đang thi công có kết cấu vật liệu là bê tông hay đá đổ kết hợp với cống hay tuynen để xả lũ thi công (hình 3) là một giải pháp rất khả thi.[2]

Như vậy, từ thực tiễn cho thấy, phương pháp xả lũ thi công cho tràn qua đập đang thi công (xây dở) sẽ giảm được thời gian và chi phí xây dựng công trình. Phương pháp này đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới và ở trong nước. Tuy nhiên, việc tính toán dẫn dòng thi công qua đoạn đập đang thi công chưa có nhiều tài liệu để tham khảo, đặc biệt là tính toán xả lũ thi công qua đoạn đập (làm bằng vật liệu đá đổ) đang thi công, nhất là các thông số dòng thấm trong thân đập.

2. CÁC HÌNH THỨC XẢ LŨ THI CÔNG QUA ĐẬP ĐANG THI CÔNG

2.1. Đập (đê quai) đá đổ thấm nước

2.2. Đập (đê quai) đá đổ tràn nước

2.3. Đập đá đổ tràn nước, thấm nước

3. THIẾT KẾ MÔ HÌNH

3.1. Sơ đồ nghiên cứu

3.2. Tiêu chuẩn tương tự [6]

3.3. Mô hình hóa

4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

4.1. Phương pháp thí nghiệm xác định lưu lượng thấm

4.2. Các cấp lưu lượng thí nghiệm

4.3. Xác định lưu lượng dòng thấm

4.4. Kết quả thí nghiệm

5. KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]      TCVN 9160-2012 công trình thủy lợi - Yêu cầu thiết kế dẫn dòng trong xây dựng.

[2]      Studenichnikov B.I (1961), Tháo lũ qua đập đá đổ đang xây dựng dở, tạp chí KHKT trường đại học xây dựng Matxơcơva.

[3]      X.V.Izbas (1974), Thủy lực chặn dòng sông, nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, trang   76 – 201.

[4]      Học viện thủy lợi Hoa Đông [2001], sổ tay thiết kế thủy công tập 4, trang 100-114.

[5]      Viện Khoa học Thuỷ lợi (2004), Báo cáo kết quả thí nghiệm mô hình các công trình dẫn dòng và tuynen xả lũ công trình Cửa Đạt, Thanh Hóa, trang 48-101.

[6]      Trần Quốc Thưởng (2005): Thí nghiệm mô hình thủy lực - NXB xây dựng, Hà Nội.