Chương 1. TONG QUAN CÁC VAN ĐÈ CAN NGHIÊN CỨU 1. Tính cấp thiết phải xây dựng các công trình ngăn sông “Trong các loại hình vận tải thi vận tai bằng đường thủy có giá thành rẻ nhất và mang lại hiệu quả cao bởi những ưu điểm như chuyên chở được khối lượng hàng hóa lớn, có kích thước công kénh, tốc độ vận chuyển trung bình khá lớn, chỉ phí ên liệu bỏ ra trong quá trình vận chuyển nhỏ.v Trên thé giới, các công trình ngăn sông lớn nói chung va âu thuyén nói riêng được xây dựng khá sớm với nhiều hình thức kết cấu và biện pháp thi công khác nhau. Các âu thuyền được xây dựng trong công trình ngăn sông trên thể giới thường kết hợp da mục tiêu (giao thông thủy, du lịch.) vi vậy chúng được thiết kế với nhiều kiến trúc mang tính thẩm my cao và phù hợp với quy hoạch tổng thể nên trở thành những điểm dụ lịch hip dẫn Việt Nam có một hệ thing sông ngôi đây đặc từ bắc vio nam va rit nhiều cửa sông lớn đỗ ra biển như: Sông Hồng, sông Thái Bình (Bắc Bộ), sông Mã, song Lam, sông Thạch Han, sông Trà Khúc (Trung Bộ), hệ thông sông Dong Nai vả sông Cửu.Các con sông này đồng vai tr hit súc to lớn trong phát triển kinh tế xã hội nước ta như cấp nước tưới, sinh hoạt, dân sinh, công nghiệp, phát điện, vận.Tuy nhién, trong thời gian gần đây, tỉnh hình biển đổi khi hậuđi ngày càng phức tạp, ảnh hưởng rắt nhiều tới quy luật ding chảy, từ đó ảnh hưởng, bắt lợi tới inh bình phát triển kinh tế xã hội, đời sống dân sinh, Điều này đặt ra rất nhiễu thách thức cho vig nghiên cứu các giải pháp xây dựng các công trình ngăn sông lớn nhằm đảm bảo các mục tiêu như ngăn mặn, giữ ngọt, giao thông, dân sinh kinh tổ.
Việc ngăn sông lớn kết hợp với xây dựng các giải pháp Âu thuyỂn sẽ đạt được nhiều mục đích như giữ nước và đáp ứng được nhu cầu giao thông thuỷ, đảm bảo an toàn thuận tiện cho ti bè qua li, đặc biệt là trên các con sông lớn, các ving cửa sông ven biển Déngbing sông Cửu Long có lưu lượng tu bè với tải trong và kích thước khác nhau thường xuyên qua lại 1. Tổng quanvÈ âu thuyỀn|4] Au thuyền là công trình thủy công đưa tàu bè qua nơi có mực nước chênh lệch. bằng cách cho tu vio trong buồng âu và thay đổi mực nước trong buồng âu cân "bằng dần dẫn với mực nước thượng lưu, hạ lưu. Hình 1-1: Bản vẽ âu thuyền cổ và cửa van chữ nhân, Trung quốc-]497/) 1.
Chu tạo chungcũu âu thuyền ‘Au thuyền gdm 3 bộ phân chủ yêu: thin âu, đầu âu và kênh dit thuyền. 6-Tường dẫn hướng; 7- Bến đợi; 8-Phai sửa chữa; 9-Ong dẫn nước; 10,11-Tường âu; 13,13-Đáy đầu buằng âu Đầu âu: có nhiệm vụ giữ độ chênh lệch mực nước giữa thượng hạ lưu với buồng âu và đặt các thiết bị của âu như cửa âu, hệ thống cấp tháo nước, thiết bị đồng mỡ cửa âu, van cấp tháo, phai sửa chữa, dây an toàn chống thuyền va vào cửa Đà st pm có đầu âu trên và đầu âu dưới, ngoài ra với âu đa cắp còn có đầu âu giữa Buong âu: là phần giới hạn bởi đầu âu trên và đầu âu đưới, là nơi để chứa tàu. thay và đưa âu lên xuống theo mực nước thay đổi Kích thước buồng âu thuyền được tính toán, xác định dựa trên số liệu thông. kẻ, quy hoạch của con sông cổ công trình ngăn nước như dip, cổng xem xét đến giao thông thuỷ trong tương lai.
Kết cấu buồng âu thuyển có th là một khoang tường thẳng đứng bằng BTCT hoặc là một đoạn sông gia cổ hai bờ bằng BTCT hoặc bằng đá xây. Mặt cắt ngang buồng âu có th là hình chữ nhật, hình thang, hoặc kết hợp cả hình chữ nhật và bình thang. Loại mặt cắt chữ nhật thường được sử dụng, nhit la trong trường hợp cột nước cao. Loại này có ưu điểm là lợi dụng được toàn bộ chiễu rộng của buồng âu để đậu thuy „do vậy, kiêm được lượng nước tiêu hao mỗi in thảo qua âu.
Loại mặt cắt hình thang dùng khi cột nước thấp, loại này có kết cấu đơn giản. Song thuyén chỉ đậu được trong phạm vĩ bằng chiều rộng đáy buồng âu, để dim bảo khi mực nước trong buồng âu hạ thấp, đây thuyền không chạm vio bờ đốc buồng âu. Vì vậy lượng nước mỗi lần tháo qua âu sẽ tốn hơn. Loại kết cấu kết hợp bao gồm phần ở diy theo mặt cắt chữ nhật, có dạng tường chắn đắt ở hai bên, phía trên là mái đốc theo mặt cit hình thang.
Loại này tết kiệm được một phin tường chắn đắt và khắc phục được một phần nhược điểm mặt hình thang. Loại nay được sử dung trong trường hợp có cột nước vừa và nhỏ Kết cấu buồng âu cũng như bắt kỷ công trình thuỷ lợi khác, nó phụ thuộc vào. dia chất nên, Ở nền đá tức địa chất tốt thì xuồng âu có thể đào ngay vào đá thậm. chí có thé tận dụng vách đá để làm tường âu, nhưng ở những nơi nén mém yếu, kết cầu buồng âu phải vững chắc hon và nén cần được xử lý để có thể xây đựng Hệ thẳng cắp thio mước:Hệ thông này nhằm mục đích din nước vào buồng âu hoặc tháo nước về hạ lưu làm cho mye nước trong buồng âu ngang bằng với mye nước thượng lưu hoặc ha lưu khi đưa thuyền qua âu Khi thiết kế các hệ thống dẫn tháo nước cho các âu thuyén cần phải thoả mãn a kiện sau đầy: + Lấy nước ừ thượng lưu vào để đưa thuyén qua âu một cách tết kiệm nhất + Thời gian kim đầy và tháo cạn buồng âu là ít nhất với mọi khả năng có thé, + Phải dim bảo trạng thấi thuỷ lực ở trong buỒng âu én định khi thuyển di chuyển trong thời gian qua âu (không bị va chạm và di động mạnh), cơ động được.
trong buồng âu và trong kênh dẫn Hệ thống dẫn tháo nước gồm hai loại chủ yếu: dẫn tháo tập trung và dẫn tháo phân tin, Loi tập trung như dẫn nước qua lỗ cửa chính. vòng quanh đầu âu hoặc ngưỡng dy âu. Loại phân tin nước được dẫn phân tin dọc theo tường âu hoặc đây buồng âu, Kênh đầu đu: (kênh đất tần) là bộ phận nhằm dim bảo tiu ra vào âu được xuôi thuận an toàn, gồm có: Kênh đầu âu thượng lưu: là bộ phận nỗi tiếp đều âu trên với kênh dẫn thượng lưuiKênh dẫn đầu âu bạ lưu: là bộ phận nỗi tiếp đầu âu dưới với kênh dẫn hạ lưu Trên mỗi kênh đầu âu có: + Tường dẫn hướng: đ hướng tầu ra vào âu thuận lợi dễ đăng + Bến đợi: nơi để tàu neo đỗ chờ đợi qua âu. + Dé chin sóng: bảo vệ thu, công trình khỏiãnh hưởng của ống lớn.
Kênh dẫn: là đoạn tiếp theo kênh đầu âu với tuyến sông hay kênh đào. Phân loi âu thuyền 15] 1. Theo số lượng buông âu bố trí theo hàng dọc ". A 1-Cửa âu trên; 2-Ciea âu dưới; Hình 1-4: Âu Huyễn da cấp 3LNgưỡng âu, 4-Khối nước cấp thio 1 eg âm, 1ƒ-Cột nước chênh lệch; Su-Đó, âu các bung âu “Âu thuyén đơn cáp:Tàu thuyền vượt qua cột nước chênh lệch thượng hạ lưu chỉ qua một buông âu thuyền.âu thuyền da cấp:Âu thuyền cótừ hai buồng âu ở lên, bổ tr nỗi tiếp nhau để tấu cổ thé vượt qua cột nước chữnh lệch lớn Z NSS ia yen Hình 1-5: Cita van bồ wi Tình 1-6: Củ van không ngập ngập 1-Buỗng tiêu năng; 2-Các thanh điều chỉnh lưu lượng 1.
Theo số lượng buéng âu bổ trí theo hồng ngang Au thuyén đơn tuyén: Trên tuyển chạy tàu, tại một mặt cắt ngang chỉ có một budng âu -—-—-TKM““- Hình 1-7: Âu thuyển đơn tuyén du thuyén da tuyển: Bồ trí song song 2 buồng âu trở lên trên mặt edt ngang. Au thuyền đa tuyển thưởng được xây dựng tại vùng sông có mật độ tàu bè lớn, mà. xây âu đơn tuyến thi không đáp ứng được yêu cầu thông thuyển. EE===ä oe) Hình 1-8: du Huyền da tuyén ‘Dé tiện cho thiết kế và thi công, 2 âu thuyén có thé giống nhau, tùy theo tình hình vận tai và ti kiệm nước mà có thể thiết kế 2 âu thuyền không giống nhau (tuyển ngắn và tuyến đi).
Theo phương pháp cấp tháo nước + Âu thuyền cấp tháo nước trực tiếp Trường hợp này cửa âu thuyển đồng thời làm nhiệm vụ cửa van cấp tháo nước. Loại này thường áp dụng nơi có cột nước chệnh lệch nhỏ, Hình 1-10: Một số dạng cp nước trực tiếp * Âu thuyền cắp nước bằng đường dng Cấp thio nước tập trung bằng đường ông ngắn, ding với âu thuyén nhỏ, cột nước thấp, ống ngắn có thể bố ti vòng ngang đầu âu hoặc luồn dọc đúng trong Ue dạ Yy Hình 1-11: Cấp nước tập trung bằng đường dng ngắn 1-Cửa ân -Cắng dẫn nước; 3-Ngưỡng ân “Các thanh điều chỉnh ln lương; 5- Bung tiên năng; + Cp tháo nước phân tin bằng đường dng dài. dũng với âu thuyền lớn, cột ước cao, 1. Cửa van dùng trong âu thuyển| 15] Cửa van đăng trong âu thuyền (cửa thông thuyén) là kết sầu ngĩn chấn nước hoặc tháo nước ở phía đầu âu để đưa thuyền bè từ thượng lưu xuống hạ lưu, hoặc ngược lại bằng khối nước trong bụng âu chữ không phải dùng lực cơ giới nâng hạ thuyền bè a), bì, ©) đ).
Hình 1-13: Các loại cửa thường dùng trong âu thuyén a- Cửa phẳng chim; be Cita cũng: e-Ciraclape true dưới: d-Cita phẳng dy ngưng: 1. Của phẳng chim Cửa này thường bố trí đầu âu trên, được tha chìm xuống trong khe van để cho. thuyền bê từ phía thượng lưu di xuống hạ lưu hoặc ngược li. Cho nước chảy đầy bụng âu bằng cách kéo cửa van lên và sử dung cột nước chênh lệch đã tạo thành từ phía thượng lưu vào bụng âu.
Cột nước chênh lệch không lớn hơn 1Sm thường khoảng 5 > 6m. Việc năng hạ cửa phải dùng thiết bị có sức nang lớn nên cổng kềnh và do đó làm giá thành xây dựng cao. Cia cung Cửa này dùng ở âu thuyén là loại cửa cung el sắp xuống để thuyễn be di «qua ở rên, thường ding ở đầu âu trên. Cửa cung dũng trong trường hợp này cũng giống như cửa phẳng chim đều dùng để tháo nước đầy bụng âu.
Cửa ding xích hoặc xi lanh thủy lực nâng hạ từ bai bên 1. Của chữ nhân Cita chữ nhân là loại hình thức cửa âu thuyền khá phổ biến. Cửa làm việc theo nguyên tắc “quay xung quanh trục đứng và khi đồng thì tựa vào nhau dạng chữ nhân, góc nghiêng thường dũng là 20°.