TIÊu chuẩn việt nam tcvn 5060: 1990

CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI - CÁC QUY ĐỊNH CHỦ YẾU VỀ THIẾT KẾ

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,.

1.1. 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.

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

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.

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.