Bảng 4.7. Lưu lượng lớn nhất để thiết kế chặn dòng

Bảng 4.7. Lưu lượng lớn nhất để thiết kế chặn dòng

Tần suất mưa tính toán để xác định năng lực tháo dẫn cho hệ thống tiêu nông nghiệp quy định p = 10¸20% (xem cột chú thích bảng 4.1).

 

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

 

5.1.1. Các tải trọng thường xuyên và tạm thời (dài hạn và ngắn hạn):

a. Trọng lượng của công trình và các thiết bị cố định đặt trên và trong công trình.

b. áp lực nước tác động trực tiếp lên bề mặt công trình và nền; áp lực nước thấm (bao gồm lực thấm và lực đẩy nổi thể tích ở phần công trình và nền bị bão hoà nước; áp lực ngược của nước lên mặt không thấm của công trình) ứng với mực nước lớn nhất khi xảy ra lũ thiết kế trong điều kiện thiết bị lọc và tiêu nước làm việc bình thường. Riêng các hạng mục nằm trong tuyến chịu áp của hồ chứa, đập dâng còn cần phải tính thêm các áp lực nêu trong mục này ứng với mực nước dâng bình thường.

c. Trọng lượng đất và áp lực bên của nó; áp lực của nham thạch (gây ra cho các hầm lò, tuynen).

d. Tải trọng gây ra do kết cấu chịu ứng suất trước.

e. áp lực đất phát sinh do biến dạng nền và kết cấu công trình, do tải trọng bên ngoài khác.

g. áp lực bùn cát.

h. Tác dụng của co ngót và từ biến.

i. Tải trọng gây ra do áp lực dư của kẽ rỗng trong đất bão hoà nước khi chưa cố kết hoàn toàn ở mực nước dâng bình thường, trong điều kiện thiết bị lọc và tiêu nước làm việc bình thường.

k. Tác động nhiệt lên công trình và nền trong thời kỳ thi công và khai thác của năm có biên độ dao động nhiệt độ bình quân tháng của không khí là trung bình.

l. Tải trọng do tàu, thuyền và vật trôi (neo buộc, va đập).

m. Tải trọng do các thiết bị nâng, bốc dỡ, vận chuyển và các máy móc, kết cấu khác (cần trục, cẩu treo, palăng v.v...), chất hàng có xét đến khả năng chất vượt tải thiết kế.

n. áp lực do sóng được xác định theo tốc độ gió lớn nhất trung bình nhiều năm.

o. Tải trọng gió.

p. áp lực nước va trong thời kỳ khai thác bình thường.

q. Tải trọng động sinh ra trong đường dẫn có áp và không áp khi dẫn ở mực nước dâng bình thường.

5.1.2. Các tải trọng tạm thời đặc biệt gồm:

a. Tải trọng do động đất hoặc nổ.

b. áp lực nước tương ứng với mực nước khi xảy ra lũ kiểm tra.

c. Tải trọng gây ra do áp lực dư của kẽ rỗng trong đất bão hoà nước khi chưa cố kết hoàn toàn ứng với mực nước kiểm tra lớn nhất trong điều kiện thiết bị lọc và tiêu nước làm việc bình thường hoặc ở mực nước dâng bình thường nhưng thiết bị lọc và tiêu nước bị hỏng.

d. áp lực nước thấm gia tăng khi thiết bị chống thấm và tiêu nước không làm việc bình thường.

e. Tác động do nhiệt trong thời kỳ thi công và khai thác của năm có biên độ dao động nhiệt độ bình quân tháng của không khí là lớn nhất.

g. áp lực sóng khi xảy ra tốc độ gió lớn nhất thiết kế.

h. áp lực nước va khi đột ngột cắt toàn bộ phụ tải.

i. Tải trọng động sinh ra trong đường dẫn có áp và không áp khi dẫn ở mực nước lớn nhất thiết kế.

k. áp lực phát sinh trong mái đất do mực nước sông, hồ bị hạ thấp đột ngột (rút nhanh).

a. Tổ hợp tải trọng cơ bản bao gồm các tải trọng và tác động: thường xuyên, tạm thời dài hạn, tạm thời ngắn hạn mà đối tượng đang thiết kế có thể phải tiếp nhận cùng một lúc.

b. Tổ hợp tải trọng đặc biệt vẫn bao gồm các tải trọng và tác động đã xét trong tổ hợp tải trọng cơ bản nhưng một trong chúng được thay thế bằng tải trọng (hoặc tác động) tạm thời đặc biệt. Trường hợp tải trọng cơ bản có xét thêm tải trọng động đất hoặc nổ cũng được xếp vào loại tổ hợp đặc biệt. Khi có luận chứng chắc chắn có thể lấy 2 trong các tải trọng hoặc tác động tạm thời đặc biệt để kiểm tra. Thiết kế phải lựa chọn để đưa ra tổ hợp tải trọng cơ bản và tổ hợp tải trọng đặc biệt bất lợi nhất có thể xảy ra trong thời kỳ thi công và khai thác công trình.

 

6. Các quy định tính toán chủ yếu

m

kn_­

R nc.kn

hoặc K= ³

Trong đó:

nc - Hệ số tổ hợp tải trọng.

- Trong tính toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất:

nc = 1,00 - đối với tổ hợp tải trọng cơ bản;

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

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

K - Hệ số an toàn chung của công trình; Bình thường hệ số K không được vượt quá 15% giá trị nc.kn /m trừ trường hợp có những quy định riêng.

Ntt - Tải trọng tính toán tổng quát (lực, mômen, ứng suất), biến dạng hoặc thông số khác mà nó là căn cứ để đánh giá trạng thái giới hạn.

R - Sức chịu tải tính toán tổng quát, biến dạng hoặc thông số khác được xác lập theo tiêu chuẩn thiết kế (TCVN, TCXD, TCXDVN, TCN).

m - Hệ số điều kiện làm việc: xét tới hình loại công trình, kết cấu hoặc nền, dạng vật liệu, tính gần đúng của sơ đồ tính, nhóm trạng thái giới hạn và các yếu tố khác được qui định trong các tài liệu tiêu chuẩn thiết kế hiện hành cho mỗi loại công trình, kết cấu và nền khác nhau. Hệ số điều kiện của một số công trình thủy điển hình qui định ở phụ lục B.

kn - Hệ số bảo đảm được xét theo quy mô, nhiệm vụ của công trình.

Công trình cấp I lấy kn_­ = 1,25

Công trình cấp II lấy kn_­ = 1,20

Công trình cấp III, IV và V lấy kn_­ = 1,15

Khi công trình sử dụng khối lượng lớn vật liệu tại chỗ bao gồm cả vật liệu đất đắp, đá đắp v.v... sức kháng tính toán của vật liệu được xác định thông qua xử lý thống kê các kết quả thí nghiệm trong phòng và nghiên cứu thực nghiệm tại hiện trường.

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

b. ảnh hưởng của các tác động của nhiệt độ, co ngót và tác động của áp lực thấm đột biến.

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.

 

7. Những yêu cầu chủ yếu đối với các công trình thuỷ

a. Cấp nước liên tục cho đường dẫn theo yêu cầu;

b. Có khả năng điều chỉnh và chủ động ngừng cấp nước vào đường dẫn khi cần tiến hành kiểm tra, sửa chữa theo quy trình vận hành hoặc trường hợp gặp sự cố;

c. Phải bố trí lưới chắn rác, thiết bị hoặc phương tiện thu gom rác, bậc ở phần vào, bể lắng cát, hành lang tháo rửa v.v... để ngăn ngừa và loại bỏ bùn cát, vật nổi, cỏ rác xâm nhập vào đường dẫn.

Cần đảm bảo nước vào đường dẫn có áp không hút theo không khí và có tổn thất cột nước ít nhất.

Thông thường cửa lấy nước được thiết kế gồm một số đơn nguyên để khi cần thiết có thể tách rời từng đơn nguyên tiến hành sửa chữa hoặc nạo vét.

7.2.3. Khi bố trí công trình lấy nước sinh hoạt từ hồ chứa phải xét đến khả năng tái tạo đường bờ, chất lượng nước hiện tại và trong tương lai trên các đoạn để quyết định vị trí đặt công trình; đồng thời phải xem xét mức độ hàm khí và sự chảy dồn xiết cũng như hàm lượng sinh khối ở dòng mặt bao gồm cả rêu rong, tảo ở vị trí này.

7.2.4. Việc chọn kiểu công trình lấy nước phải tuỳ thuộc vào các loại mực nước điển hình trên sông và cao trình mực nước yêu cầu đạt trong đường dẫn chính, có xét đến điều kiện thủy văn, địa hình và địa chất tại chỗ.

Công trình lấy nước không đập được sử dụng trong trường hợp mực nước sông luôn đảm bảo cao hơn cao trình mực nước yêu cầu của đường dẫn chính. Trong trường hợp mực nước sông tại tuyến công trình lấy nước thấp hơn mực nước yêu cầu của đường dẫn chính thì phải dùng công trình lấy nước có đập.

Cho phép thay thế công trình lấy nước có đập bằng trạm bơm thông qua so sánh hiệu quả đầu tư.

7.2.5. Mực nước tính toán ở thượng lưu công trình lấy nước qui định như sau:

a. Với công trình lấy nước không đập - Mực nước tương ứng với lưu lượng tính toán lớn nhất thiết kế và kiểm tra tại tuyến công trình được xác định phù hợp với các yêu cầu Điều 4.2.1 của Tiêu chuẩn này.

b. Với công trình lấy nước có đập - Mực nước tương ứng ở thượng lưu đập khi xả lưu lượng tính toán lớn nhất thiết kế và kiểm tra.

7.2.6. Để bảo đảm điều kiện vận hành khai thác và phòng ngừa sự cố cho bản thân công trình, cho đường dẫn - trang thiết bị công nghệ của các công trình ở phía sau cần trang bị các loại cửa van thích hợp cho cửa nhận nước. Loại cửa van, số lượng, vị trí được xác định theo nhiệm vụ cụ thể của công trình.

7.2.7. Để đảm bảo nước đưa vào đường dẫn có độ trong cần thiết phải dự kiến công trình lắng cát cùng các thiết bị thích hợp và được quyết định trên cơ sở tính toán kinh tế - kỹ thuật.

7.2.8. Khi thiết kế công trình lấy nước phải tuân thủ các yêu cầu nêu ở Điều 4.11 phần 4 - “Các công trình cho cá đi và công trình bảo vệ cá”.

7.3. Bể lắng cát

7.3.1. Bể lắng cát và thiết bị cần phải bảo đảm:

a. Giữ lại trong bể các hạt bùn cát có độ lớn vượt quá trị số cho phép để lấy được nước có độ trong phù hợp với yêu cầu chất lượng. Độ lớn của bùn cát cho phép đưa vào đường dẫn được xác định thông qua tính toán kinh tế - kỹ thuật (tận dụng lượng phù sa có ích ở mức tối đa; Hạn chế hoặc không gây bồi lắng hoặc xói lở kênh dẫn; Không làm giảm tuổi thọ trang thiết bị công nghệ dưới mức qui định v.v...);

b. Đảm bảo cấp đủ nước có độ trong phù hợp đáp ứng biểu đồ dùng nước;

c. Chủ động loại bỏ bùn cát lắng đọng trong buồng lắng khi cần thiết. Tận dụng biện pháp xói rửa bùn cát lắng đọng bằng phương pháp thủy lực.

a. Điều kiện địa hình và địa chất tại chỗ cho phép bố trí đường dẫn nước tới bể lắng cát có kích thước và chế độ chảy thích hợp để những hạt bùn cát có hại lắng đọng trong buồng lắng;

b. Có khả năng xả bỏ bùn cát lắng đọng ra khỏi buồng lắng hoặc dồn đống trong bể để nạo vét định kỳ bằng cơ giới.

7.3.4. Việc chọn kiểu buồng lắng thau rửa liên tục hoặc định kỳ bằng phương pháp thủy lực hay làm sạch bằng cơ giới phải tiến hành trên cơ sở so sánh kinh tế - kỹ thuật, lựa chọn kiểu buồng lắng dựa trên cơ sở sau:

a. Buồng lắng thau rửa bằng thủy lực áp dụng cho những nơi có lượng nước thừa phong phú, tuyến thau rửa có đủ độ dốc thủy lực;

b. Khi không đủ độ chênh cột nước để xói rửa toàn bộ lớp lắng đọng trong bể cần sử dụng buồng lắng thau rửa kiểu hỗn hợp: bùn cát hạt nhỏ được loại bỏ bằng phương pháp thủy lực, bùn cát hạt lớn được dọn sạch bằng cơ giới;

c. Các bể lắng cát kiểu một buồng thau rửa định kỳ chỉ áp dụng khi được phép ngừng cấp nước hoàn toàn hoặc được phép cấp nước chưa xử lý (thô) trong thời gian thau rửa.

a. Đối với công trình xả:

- Các công trình xả lâu dài bao gồm các cửa tràn, lỗ xả, đường dẫn tuốcbin v.v... có mặt trong đầu mối thủy lực và công trình xả lũ dự phòng phải đủ năng lực đảm bảo cho mực nước ở thượng hạ lưu không vượt quá mực nước qui định khi xả lũ thiết kế và lũ kiểm tra.

Thông thường các công trình xả lũ dự phòng chỉ làm việc khi mực nước ở thượng lưu bắt đầu vượt qúa mực nước thiết kế lớn nhất. Khi không có điều kiện bố trí công trình xả lũ dự phòng riêng biệt thì phải mở rộng công trình xả chính hoặc nâng đập để tăng dung tích điều tiết của hồ chứa, hoặc kết hợp cả hai để đảm bảo xả lũ kiểm tra an toàn.

- Chủ động xả nước theo quy trình quản lý khai thác.

b. Đối với công trình tháo:

- Tháo cạn hoàn toàn hoặc một phần hồ chứa hoặc đường dẫn (kênh) để xem xét và sửa chữa công trình cũng như để dọn sạch theo yêu cầu vệ sinh môi trường hoặc rút nước phòng sự cố cho công trình chịu áp;

- Xói rửa bùn cát;

- Có thể tham gia tháo lũ.

7.4.2. Khi thiết kế công trình xả nước, tháo nước cần xem xét khả năng kết hợp chúng với các công trình khác trong cụm đầu mối cũng như tính đến khả năng sử dụng chúng để xả lưu lượng thi công.

7.4.3. Lưu lượng xả tính toán trong quá trình khai thác qua các công trình xả - tháo - chuyển nước lâu dài của công trình đầu mối cần xác định xuất phát từ lưu lượng lũ thiết kế được qui định ở khoản 4.2.1 Điều 4.2 và bảng 4.2 có xét đến sự biến đổi của nó do tác động điều tiết lại của các hồ chứa hiện có hoặc hồ chứa đang thiết kế và sự thay đổi điều kiện hình thành dòng chảy do những hoạt động kinh tế xã hội trong lưu vực.

Khi xác định lưu lượng lớn nhất thiết kế và kiểm tra của công trình đầu mối trên sông khai thác theo sơ đồ bậc thang cần xét đến cấp của bản thân công trình, vị trí của nó trong bậc thang, năng lực xả -tháo - chuyển nước của cụm đầu mối ở bậc trên ứng với mực nước dâng bình thường và mực nước gia cường (khi xả lũ thiết kế và lũ kiểm tra), quy định vận hành khai thác công trình thuỷ và hồ chứa của các bậc thang, dòng chảy nhập lưu của các sông nhánh vào đoạn sông thượng lưu tiếp cận với công trình đầu mối đang thiết kế.

Không phụ thuộc vào cấp của công trình đầu mối và vị trí của chúng trong bậc thang, quá trình xả - tháo - chuyển lưu lượng về hạ lưu của trường hợp tính toán cơ bản không được ảnh hưởng đến việc khai thác bình thường của các công trình thuỷ lâu dài ở bậc thang dưới.

Trường hợp cấp chủ yếu của công trình đầu mối đang thiết kế thấp hơn cấp của công trình đầu mối ở bậc trên, cho phép tăng năng lực xả - tháo - chuyển để dẫn được lưu lượng kiểm tra của công trình đầu mối ở bậc trên mà không nâng cấp thiết kế công trình.

a. Mực nước thiết kế lớn nhất ở thượng lưu công trình đầu mối: là mực nước cao nhất xuất hiện trong quá trình xả lũ thiết kế khi các công trình xả nước mở hoàn toàn, tất cả các tuốc bin đều làm việc, các công trình tháo, chuyển nước khác làm việc ở chế độ khai thác bình thường.

Khi khai thác ở trường hợp này các hạng mục trong công trình đầu mối kể cả phần nối tiếp thượng hạ lưu cùng trang thiết bị phải bảo đảm làm việc bình thường, không bị hỏng hóc.

Tải trọng và tác động ứng với trường hợp này được tính theo tổ hợp tải trọng cơ bản.

b. Mực nước kiểm tra ở thượng lưu công trình đầu mối: là mực nước cao nhất xuất hiện trong quá trình xả lũ kiểm tra khi tất cả các công trình tháo nước, xả nước, chuyển nước v.v... nói ở mục (a) và công trình xả dự phòng đều hoạt động.

Khi khai thác ở trường hợp này cho phép:

- Giảm sản lượng của trạm thủy điện (nếu điều đó có lợi cho an toàn công trình).

- Công trình lấy nước làm việc khác điều kiện khai thác bình thường nhưng không dẫn đến tình huống sự cố cho các đối tượng dùng nước.

- Tháo nước qua đường dẫn kín với chế độ thủy lực thay đổi (từ không áp sang có áp và ngược lại) nhưng không dẫn đến phá hỏng đường dẫn.

- Lòng dẫn và mái dốc ở hạ lưu công trình đầu mối bị xói lở nhưng sự hư hỏng này không đe dọa phá hủy các hạng mục chính của công trình đầu mối, các vùng dân cư, công nghiệp ở hạ lưu.

- Có hư hỏng ở công trình xả dự phòng nhưng sự hư hỏng này không ảnh hưởng đến độ an toàn của công trình chính.

- Tải trọng và tác động ứng với trường hợp này được tính theo tổ hợp tải trọng đặc biệt.

7.4.4. Để thuận lợi cho việc chuẩn hoá và tăng khả năng lắp lẫn khi cần thiết, bề rộng của lỗ thoát chữ nhật có cửa van nên lấy theo các kích thước sau: 0,40; 0,60; 0,80; 1; 1,25; 1,50; 1,75; 2; 2,50; 3; 3,50; 4; 4,50; 5; 6; 7; 8; 10; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 24; 30m.

Tương tự, chiều cao của lỗ thoát là 0,6; 0,8; 1; 1,25;1,5; 1,75; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 7; 8; 9; 10; 12; 15; 16; 18; 20m.