CHƯƠNG 1. TONG QUAN VE DAP TRAN CAO VÀ VAN DE ÔN ĐỊNH. HƯỚNG NGANG CUA TRỤ DAP 1. Tông quan về xây dựng đập tràn cao LAL Tình hình xây đụng đập Bê tông trong lực lớn trên thégiới Nguồn nước trên thé giới đông vai trò rit quan trọng đối với cuộc sông và hoại động của ‘con người.
Lượng dong chây bình quân hàng năm trên trái khoảng 40.000 km3, tong đó CŨ iu A chiếm khoảng 13%. Lượng nước tuy dồi dao song lại phân phổ không đều. theo thời gian. Vì vệ lễ khai thác có ệu quả nguồn nước trên phải xây cdựng các công trình thủy lợi “Cách đây khoảng 4000 năm ở Ai Cập, Trung Quốc đã bắt dầu xuất hiện những công trình thủy lợi (đập, kênh mương và công trình đơn giản kháe.
Đập đầu tiên được xây căng ở rên sông Nile cao 15m, di 450m có edt là đá đỗ và đất sét Theo thống ké của Hội dip cao trên thể giới (ÍCOLD) [1] tính đến năm 2000 trên toàn thé gid có khoảng 45000 đập lớn. Theo cách phân loại của ICOLD thì đập có chiều cao. H >15m và chiều đãi L > 5000m, Quins > 2000 m3/s;h& có dung tích W = triệu m3 nước được xếp vào loại đập lớn. Số lượng hơn 45000 đập phân bé không đều trên các.
châu lục, Nước có nhiều đập lớn nhất wén thé giới là Trung Quốc với khoảng 22000 đập chiếm 48% số đập trên thé giới. Đứng thứ hai là Mỹ với 6575 đập va thứ balà An Độ với 4291 đập. Tiếp đến là Nhật Bản có 2650 đập, Tây Ban Nha có 1196 đập. Việt Nam có 460 đập đứng thứ 16 trong số các nước có nhiều đập lớn.
“Tốc độ xây dựng đập cao rên thé giới cũng không đều, thing kê xây dựng đập tử nim 1990 đến năm 2000 thấy rằng thời kỳ xây dựng nhiều nhất là vào những năm 1950 và đình cao là năm 1970, Theo thống kê đập ở 44 nước của ICOLD -1997|1], số đập cao <30 m chiếm 56,2 %, ‘cao từ 30-150 m chiếm khoảng 23,8% và trên 150m chỉ chiếm 0,1% Các thống kê về thể loại của đập ICOLD - 1986{1] cho thấy dip đắt chiếm 78%, dip đá đổ chiếm 5%, đập trọng lực bé tông chiếm 12%, đập vòm chiếm 4% Trong số các đập có chiều cao lớn hơn 100m thi tình hình lại khác: đập đt chỉ chiếm 30%, đập bê tông chiểm 38%, đập vòm chiếm 21,5%. Đi đó cho thấy, đập trọng lực bê tong chiếm wu thé và sử dụng rộng rãi khi chiều cao của đập lớn. ‘Tir những năm 1960 trở lại đây, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, lý thuyết tính toán ngày cảng phát triển và hoàn thiện, kích thước và hình dang đập ngày cảng hợp lý, độ an toàn đập ngày cảng được nâng cao. “Thập ky 30-40 của thể kỳ 20 tỷsố giữa đầy đập B và chiều cao đập H bằng khoảng 02.
Thập ky 50-60 tỷ số BY 0,8. Thập ky 70 B/H=0,7 va từ thập ky 30-70 thé tích giảm. được (20-30) % Đã xuất hiện những đập trọng lực rit cao như đập bê tông Grande Dixence ~ Thụy Sÿ cao 285m, đập bể tông trong lực Mica trên sông British Columbia ở Canada cao 244m „ đập bê tông trọng lực Kishau trên sông Tons ở India cao 236m, một số đập điển hình được thông kệ bằng 1. Bảng 1-1: Thống ké số lượng của đập cao diễn hình trên thể giới (11 Chữu [Dung Năm hoàn Tên đập Sông, Quốc gia cao | ich hd thành m [gm Grande Dixence | Dixence, Switzerland 2S 0a | 1 Ma BrnhCommbia,Cman | #H | 2867 | 1972 Kishau | Tons, India 236 24.67 1985 Bhakra Ý Sutlej, India 226 987 1963 Dworshak [USA 219 4,259 1974 Tongthan Hongshui, China 216 2009 Toktogul Naryn, Kyrgyzstan as | BS | 978 Almanin Tors, Spain 38 | 260 | 1970 Tipo Parand, BnơiUParaguay 10 | am Miell Miel, Columbia 188 2002 Swift USA LÌNG 7 0982 1958 Shasta USA [R7 5.612 1945 Karakaya Firat, Turkey LG 958 1986 Takase | Tapan 176 0076 1979 Hình 1-1 ip Grande Dixence ở Thụy Sĩ là đập bê tông trọng lực cao nhất thé giới (đập cao 285 m) 1.
Tình hình xây dựng đập Bê tông trọng lực ở Việt Nam Từ những năm 1930, ở Việt Nam đã xuất hiện một số dip bê tông trọng lực (dạng đập dâng) nhưng chỉ là những đập thấp, chiễu cao chỉ Sm đến 10 m, Các đập này kết cầu đơn giản, thi công thủ công và chủ yếu là do các kỹ sư người Pháp chỉ đạo thiết kế, thi công. Về nguồn vật liệu chủ yêu là nhập khẩu, cắp phối bê tông thường dựa vào cấp cứu ở nước ngoài, chưa có những giải pháp và công nghệ ph hợp với Vị n 1945 một số đập bê tông trọng lực đã được xây dựng như đập dâng Đô Lương (Nghệ An), đập Bái Thượng (Thanh Hóa), đập ding An Trạch (Quảng Nam). Tir năm 1945 đến 1975 do tinh hình chiến tranh nên việc đầu tr xây dựng công tình thủy vẫn còn hạn chế, Tuy nhiên ngành thủy lợi cũng đã xây dựng một số đập tràn thấp như đập trần thủy điện Thác Ba, đập trần thủy điện Cắm Son,. dưới sự giáp đỡ của các nước xã hội chủ nghĩa như Liên Xô, Trung Quốc.
Từ năm 1975 trở lại đây, các công tình thủy lợi xây dụng nhiều và đa dang về hình thức. Việc ứng dụng hình thức bê tông dim lan tại Việt Nam cũng dang phát riển và đã áp dụng thành công ở một số công tinh như Định Bình (Bình Định), Nước Trong (Quảng Ngãi), A Vương (Quảng Nam). Tuy là nước mới ứng dụng công nghệ bê tông đầm lăn nhưng Việt Nam có nhiễu thé mạnh để pháttiễn, iếp thu được công nghệ các nước di trước, trong đó có Trung Quốc la nước đi đồng như Việt Nam. Tính đến năm 2013 với số lượng đập đã và đang được xây dụng Việt Nam đứng ở vị trí thứ 7 rên thể giới về tốc độ phát iển đập bể tông dm lăn, Từ đó số lương con đập lớn được xây dựng ngày càng nhiều.2) Bảng 1 - 2: Thống ké các đập bề tông dim lăn ở Việt Nam đến năm 2016 [2] STT | Tên công mình | Chiều cao (m) | Địa điểm xây dựng | Năm hoàn thành 1Ô PhiKrong 7 Kon Tum 2007 2 | Dinh Binh 4 Bình Định 2007 3 [ AWương 70 “Quảng Nam 2008 4 SéSand | 80 Gia Lai 2008 5 Bac Ha | 100 Lào Cai.
2008 6 | Binh Điền T8 “Thữn Thiên Huế 2008 7 | cB | 70 Thừa Thiên Huế 2008 3 | DingNai3 | 110 2011 9 | Ding Nad lạ Đắc Nông 2012 10 | DakDring | 100 “Quảng Ngãi 2013 IL | NướcTrong | T0 “Quảng Ngãi 2014 12 | Sona is Son La 2012 13 Bản Chất 130 Lai Châu. 2013 1 | BảnVẽ HH Nghệ An 20 15 | SôngTrnh2 T00 “Quảng Nam 2010 16 | SôngCôn2 | 66 Quảng Nam 2010 17 | Lai Chav iss Tai Châu 2016 zg— Hình 1 ~4: Thủy điện Lai Châu, Lai Châu (đập bê tông đầm lin, cao 137 m) 1. Tran xã lũ và bố trí các bộ phận công trình ở đập tràn cao 1. Trin xã lũ “rong đập bê tông trọng lực thì trần xã là là bộ phận tháo Ia nằm ngay trên tuyển công trình có tác dụng tháo lũ, thường là tràn xả mặt có thẻ có cửa van hoặc không có cửa.
Việc bổ trí đập trần trong hệ thống đầu mối có quan hệ với điều kiện địa chất địa hình, lưu lượng tháo, lưu tốc cho phép ở hạ lưu. Khi lưu lượng tháo lớn, cột nước nhỏ. nếu ling sông không én định và nén không phải nên đá, có câu tạo dia chất phức tạp thi hình thức bé tri công tháo nước có ý nghĩa quyết định. Khi cột nước lớn phải tiêu hao năng lượng lớn việc chọn vị trí của đập tràn cỏ ý nghĩa quan trọng, 1.
Bồ trí các bộ phận công trình ở đập trầm cao Clu tạo đập trần n bu chỗ giống đập không tràn, trong thủy điện đập tran cao thì đập. tràn thường được bổ trí ở giữa lòng sông, hai bên tiếp xúc với đập dâng. Cơ bản đập tràn sằm các bộ phận chính như sau 1. Khe lin và khe nhiệt đổ Tiếp xúc giữa đập ding với đập tràn, hoặc tong đập tn cần bổ trí khe lún và khe a độ dùng để tránh nứt nẻ do biển dạng nhiệt hoặc do lún không đều gây ra, người ta thường chia dp thành những đoạn, chúng được nối với nhau bằng những khe (tong các 10 he này thường bổ tri các vật chắn nước bằng nhựa do hoặc tắm kim loại hoặc kết hop cả hai), các khe này được gọi la khe vĩnh cửu, né tồn tại trong suốt quá tình lâm việc của đập.
Thường thì khe lún cắt suốt chiều cao đập, đảm bảo cho các bộ phận làm việc độc lập với nhau, còn cúc khe nhiệt cổ thể cắt ngắn đến độ sâu nhất định. Xác định Khoảng cách giữa các khe cần xét đến sự phối hợp giữa các trụ pin và lỗ trần thường dùng c thức như sau Hình 1 - 5: Bồ trí khe lún và khe nhiệt độ [3] 4. Khe 6 gitta ry pin chia trụ pin thành hai phần bằng nhau, Lúc nền lún không đều, lỗ tin luôn đảm bảo hình dang cổ định, không ảnh hưởng đến sự lam việc của cứa van, loại này được sử dụng phổ biế trong thực tế b. Khe hin 6 hai by ‘ru pin làm cho trụ pin va thân dap làm vi lập với nhau, "Đặc diém trụ pin có th làm mỏng hơn so với trường hợp a thích hợp với việc dẫn dòng thi công, nhưng có nhược điểm là lúc trụ pin hoäc thân đập bị nghiêng do lún không đều thì sẽ ảnh hưởng đến việc thao tác cửa van.
© Khe ở giữa lỗ tràn thành hai phan, còn hai bên trụ pin có khe nhiệt độ để thích. hap với sự biến hóa nhiệt độ của bộ phân trên khe đập; khe nảy không cần thông suốt tử thân xuống đưới nền. Nhược điểm: kh lún không đều gia 2 đoạn ké nhau thi sẽ đễ bị hở, rd nước phía đưới van. Khe biển dạng có dạng phẳng hoặc dang hình khớp.
Loại khe phẳng có cấu tạo đơn giản va được dùng khá pho biển. in 1 on 2 3 Ch, a) b) Hình 1 - 6; Cấu tạo khe lún a) dạng phẳng b) dạng khớp [3] 1L Nhi chẳng thắm, 3.Tắm lim loại, 3.Giéng nhỏ chữa bium, 4.Giéng thoát nước và kiểm tra 1. Trupin Trụ pin ding để phân đập tran thành nhiều khoang và để thuận lợi cho việc bổ trí cửa van. Trụ pin không những cần thiết cho bổ trí cửa van mã còn để bổ tí cầu công tác, mấy đồng mớ, cầu giao thong và chịu cả áp lực nước qua van truyền đến, Chiều cao quyết định bởi ình thúc cửa van và máy đông mở.