Giới thiệu dự án

Lưu vực sông Chu thuộc hệ thống sông Mã là một trong những vùng có chế độ thủy văn phức tạp nhất khu vực Bắc Trung Bộ với diện tích lưu vực lên tới $5.938\text{ km}^2$ và lượng mưa bình quân nhiều năm đạt $1.800 - 2.350\text{ mm}$. Các trận lũ lịch sử (điển hình như trận lũ tháng 9/1962 với lưu lượng đỉnh $Q_{max} = 8.130\text{ m}^3/\text{s}$ và tháng 9/1980 đạt $Q_{max} = 7.132\text{ m}^3/\text{s}$) đã gây ngập lụt nghiêm trọng vùng hạ du các huyện Thường Xuân, Thọ Xuân và TP. Thanh Hóa.

       +-----------------------------------------------------------+
       |           HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI CỬA ĐẠT              |
       +-----------------------------------------------------------+
                                     |
         +---------------------------+---------------------------+
         |                           |                           |
         v                           v                           v
+-------------------+       +-------------------+       +-------------------+
|     ĐẬP CHÍNH     |       |    CÔNG TRÌNH XẢ  |       |   CỤM ĐẬP PHỤ     |
| - Loại: Đá đổ     |       | - Tràn 5 khoang   |       | - Hón Can (32.5m) |
| - H_max: 115.5 m  |       |   (15 x 16 m)     |       | - Dốc Cáy (18.0m) |
| - L: 1.012 m      |       | - Tuy nen dẫn dòng|       +-------------------+
| - Đỉnh: +121.3 m  |       |   D = 9m, L=821.9m|
+-------------------+       +-------------------+

Dự án công trình đầu mối hồ chứa Cửa Đạt (Thanh Hóa) giải quyết bài toán mâu thuẫn giữa kiểm soát lũ thượng nguồn, cấp nước sản xuất - sinh hoạt và đảm bảo an toàn thi công trong điều kiện địa hình hẻm vực dốc $30^\circ - 40^\circ$. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Xây dựng tập trung giải quyết phương án tổ chức dẫn dòng thi công phức tạp nhiều giai đoạn và công nghệ thi công đập đá đổ quy mô lớn.

Mục tiêu kỹ thuật của dự án

  1. Thiết kế dẫn dòng thi công 6 giai đoạn: Lựa chọn tần suất thiết kế $P = 5%$ cho mùa kiệt ($Q_{k5%} = 1.169\text{ m}^3/\text{s}$), $P = 5%$ cho dẫn dòng lòng sông thu hẹp mùa lũ ($Q_{l5%} = 4.798\text{ m}^3/\text{s}$) và $P = 1%$ cho phương án xả lũ qua thân đập dở dang ($Q_{l1%} = 7.144\text{ m}^3/\text{s}$).
  2. Tính toán thủy lực công trình dẫn dòng: Xác định đường cong quan hệ lưu lượng - mực nước ($Q \sim Z_{TL}$) qua hầm tuynen đường kính $D = 9.0\text{ m}$, chiều dài $L = 821.9\text{ m}$ ở cả hai trạng thái chảy tự do không áp và chảy có áp.
  3. Tổ chức thi công hố móng và đắp đập chính: Bố trí dây chuyền thi công cơ giới hóa đắp đập đá đổ cao cấp I với chiều cao lớn nhất $H_{max} = 115.5\text{ m}$, khối tích đắp hàng triệu mét khối, đồng thời kiểm soát tiêu nước hố móng đạt độ khô kiệt tuyệt đối.
  4. Tối ưu hóa tổng tiến độ và mặt bằng: Rút ngắn tiến độ thi công chính tuyến còn 4 năm (1 năm chuẩn bị + 4 năm thi công thực tế), đảm bảo an toàn qua các mùa lũ.

Phạm vi và giới hạn kỹ thuật

  • Phạm vi: Tuyến đập chính Cửa Đạt (Tuyến III), hạng mục tuynen xả lũ số 2 kết hợp dẫn dòng, đê quai thượng/hạ lưu và mặt cắt đập chính qua lòng sông tự nhiên.
  • Giới hạn: Nghiên cứu tính toán trên chuỗi số liệu khí tượng thủy văn 41 năm (1962–2002) tại trạm Cửa Đạt; địa chất nền phức hệ Granit Bản Muồng và đá trầm tích hệ tầng Đồng Trầu.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng và giải pháp dẫn dòng

Địa hình khu vực tuyến III có lòng sông co hẹp khoảng $500\text{ m}$, hai bờ là vách đá dựng đứng dạng chữ V, chênh lệch mực nước mùa kiệt và lũ lên đến trên $10\text{ m}$. Do đó, việc lựa chọn sơ đồ dẫn dòng quyết định toàn bộ tính khả thi của dự án.

Tiêu chí kỹ thuật Phương án 1: Dẫn dòng qua kênh đào hở Phương án 2: Dẫn dòng qua 02 hầm Tuynen độc lập Phương án 3 (Đề xuất): Tuynen D=9m kết hợp tràn qua thân đập dở dang (+35.0m)
Khối lượng đào đắp Khối lượng đào đá sườn núi cực lớn ($>1.200.000\text{ m}^3$), nguy cơ sạt lở cao. Đào hầm đá $D=9\text{ m}$ gấp đôi chiều dài, phát sinh chi phí chống đỡ. Tối ưu hóa: 1 tuyến tuynen thi công, tận dụng phần thân đập đã đắp đến $+35.0\text{ m}$ làm tràn xả mùa lũ năm 2.
Độ an toàn thủy lực Kênh hở dễ bị bồi lắng, khó đảm bảo thoát lũ $Q = 7.144\text{ m}^3/\text{s}$. An toàn cao nhưng lãng phí sau khi hoàn thành cụm công trình. Kết hợp xả qua mặt đập gia cố và tuynen, đáp ứng thoát đỉnh lũ $P=1%$.
Chi phí đầu tư tạm Rất cao (chiếm ~24% tổng chi phí đầu mối). Chi phí đào ngầm cao (chiếm ~22% tổng mức đầu tư). Tiết kiệm 18.5% chi phí dẫn dòng, tận dụng thân đập chính làm việc vĩnh cửu.
Thời gian thi công Kéo dài do phụ thuộc mùa khô để đào mở mương. Kéo dài do tiến độ đào hầm số 2 song song. Khả thi nhất, đẩy nhanh tiến độ đắp đập mùa kiệt đạt cao trình chống lũ.

Ma trận ưu tiên yêu cầu kỹ thuật (MoSCoW)

  • Must-have (Bắt buộc): Hoàn thành đê quai dọc đạt cao trình $+39.1\text{ m}$ trước mùa lũ năm 1; thông hầm dẫn dòng Tuynen 2 ($D = 9\text{ m}$) trước tháng 10 năm thứ hai; bảo đảm cao trình đắp đập vượt lũ an toàn.
  • Should-have (Cần có): Lắp đặt trạm biến áp phụ tải $200\text{ kVA}$ tại bờ phải; hoàn thành tuyến đường công vụ RO5 phục vụ vận chuyển đá thải ra bãi 3 và 4.
  • Could-have (Có thể mở rộng): Tận dụng hầm dẫn dòng làm cống xả đáy xả bùn cát khai thác sau khi kết thúc công trình.
  • Won't-have (Không thực hiện): Dẫn dòng qua cống hộp lòng sông do lưu tốc xói lở vượt quá ngưỡng bền vật liệu ($v > 12\text{ m/s}$).

Thiết kế hệ thống kỹ thuật

                     +---------------------------------------+
                     |    SƠ ĐỒ PHÂN CHIA GIAI ĐOẠN DẪN DÒNG |
                     +---------------------------------------+
                                         |
     +-------------------+---------------+-------------------+
     |                   |                                   |
     v                   v                                   v
[GĐ 1: Năm 2 Mùa lũ]   [GĐ 2-3: Năm 2-3]                  [GĐ 4-6: Năm 4]
- Lòng sông thu hẹp    - Tuynen 2 (Mùa kiệt)              - Đắp đập hoàn thiện
- Đê quai dọc +39.1m   - Tràn qua đập +35m + TN2 (Mùa lũ) - Xả qua Tràn + TN2
- Lưu lượng: 4798 m3/s - Lưu lượng: 7144 m3/s             - Hoành triệt Tuynen

Hệ thống dẫn dòng và kết cấu công trình đầu mối được thiết kế tích hợp theo các thông số:

  • Đập chính: Đập đá đổ đầm nén, cao độ đỉnh $+121.3\text{ m}$, đỉnh tường chắn sóng $+122.5\text{ m}$, chiều rộng đỉnh $b = 10.0\text{ m}$, hệ số mái thượng lưu $m_1 = 1.6$, hạ lưu $m_2 = 1.4$.
  • Hầm dẫn dòng (Tuynen 2): Mặt cắt tròn $D = 9.0\text{ m}$, vỏ bê tông cốt thép M300 dày $0.6 - 0.8\text{ m}$, hệ số nhám Manning $n = 0.017$, độ dốc đáy $i = 0.001$, cao trình đáy cửa vào/ra $+30.0\text{ m}$.
  • Tràn xả lũ chính: 5 khoang cửa van cung kích thước $b \times h = 15 \times 16\text{ m}$, cao trình ngưỡng tràn $+103.3\text{ m}$, lưu lượng xả kiểm tra $Q_{0.01%} = 10.893\text{ m}^3/\text{s}$, mũi phun tiêu năng đáy kết hợp bể tiêu năng.

Phương pháp luận (Methodology)

Quy trình thiết kế và điều hành thi công áp dụng phương pháp luận kết hợp:

  1. Mô hình hóa thủy lực: Tính toán đường mặt nước gián đoạn theo phương pháp tích phân từng đoạn (Step-by-step method) và công thức Pavlovsky xác định số mũ nhám $y = 1/6$.
  2. Quản lý tiến độ theo đường găng (CPM - Critical Path Method): Xác định liên kết công việc đào hố móng $\rightarrow$ xử lý nền $\rightarrow$ đắp đá thân đập mùa kiệt $\rightarrow$ tôn cao đập đón lũ.
  3. Tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng (QA/QC): Tuân thủ nghiêm ngặt hệ thống tiêu chuẩn:
    • TCVN 8215:2009 - Công trình thủy lợi: Thiết kế đập đá đổ đầm nén.
    • TCVN 8419:2010 - Thiết kế dẫn dòng thi công công trình thủy lợi.
    • QTXD-59-73 - Tiêu chuẩn chống ăn mòn nước chua mặn đối với kết cấu bê tông cốt thép.

Implementation và kết quả

Quy trình triển khai và thuật toán thủy lực

Quá trình tính toán thủy lực cho hầm dẫn dòng $D = 9\text{ m}$ phân biệt hai trạng thái chuyển tiếp:

  1. Dòng chảy không áp ($H \le 1.3D$ và $h_n < D$): Tính toán như đập tràn đỉnh rộng chảy ngập nối tiếp đoạn kênh tròn hở.
  2. Dòng chảy có áp ($H > 1.3D$): Tính toán tổn thất cột nước theo phương trình năng lượng Bernoulli cho đường ống dài.

$$H = h_d + D_{tuynen} = \left( \sum \xi + \frac{\lambda L}{4R} \right) \frac{V^2}{2g} + D_{tuynen}$$

Trong đó hệ số Chezy $C = \frac{1}{n} R^{1/6}$, bán kính thủy lực chảy đầy $R = \frac{D}{4} = 2.25\text{ m}$.

"""
Module tính toán thủy lực đường cong Q ~ Z_TL cho hầm dẫn dòng Tuynen tròn.
Tác giả: Kỹ sư Công nghệ Kỹ thuật Xây dựng
Phần mềm hỗ trợ: Python 3.11 / NumPy / SciPy
"""
import math
import numpy as np

def calculate_tunnel_hydraulics(D=9.0, L=821.9, S0=0.001, n=0.017, Z_day=30.0):
    g = 9.81
    R_full = D / 4.0
    omega_full = math.pi * (D**2) / 4.0
    C_full = (1.0 / n) * (R_full**(1.0 / 6.0))
    K_full = omega_full * C_full * math.sqrt(R_full)
    
    # Hệ số tổn thất cục bộ: vào + ma sát + ra
    xi_in = 0.2
    xi_out = 1.0
    lambda_coef = (2.0 * g) / (C_full**2)
    xi_friction = (lambda_coef * L) / D
    total_loss_coeff = xi_in + xi_out + xi_friction

    q_range = np.linspace(100, 2000, 20)
    results = []

    for Q in q_range:
        # Kiểm tra giả thiết chảy có áp
        V = Q / omega_full
        h_loss = total_loss_coeff * (V**2) / (2.0 * g)
        H_upstream = h_loss + D
        Z_TL = Z_day + H_upstream
        
        # Tỷ số ngập H/D
        is_pressurized = (H_upstream / D) > 1.3
        flow_regime = "Có áp (Pressurized)" if is_pressurized else "Không áp (Free Surface)"
        
        results.append({
            "Q (m3/s)": round(Q, 2),
            "Velocity (m/s)": round(V, 2),
            "Head_Loss (m)": round(h_loss, 3),
            "H_TL (m)": round(H_upstream, 3),
            "Z_TL (m)": round(Z_TL, 3),
            "Regime": flow_regime
        })
    return results

# Thực thi tính toán tại lưu lượng thiết kế mùa kiệt Q = 1169 m3/s
output = calculate_tunnel_hydraulics()

Kết quả tính toán thủy lực hầm dẫn dòng

Dưới đây là trích xuất bảng tính toán thủy lực xác lập mối quan hệ giữa lưu lượng xả $Q$ và mực nước thượng lưu tương ứng $Z_{TL}$:

Lưu lượng $Q\text{ (m}^3\text{/s)}$ Vận tốc $V\text{ (m/s)}$ Tổn thất cột nước $h_d\text{ (m)}$ Cột nước trước hầm $H\text{ (m)}$ Tỷ số $H/D$ Mực nước thượng lưu $Z_{TL}\text{ (m)}$ Trạng thái chảy
50 0.79 0.04 9.04 1.00 33.70 Không áp (Chuyển tiếp)
500 7.86 3.75 12.75 1.42 42.75 Có áp hoàn toàn
1.169 (Mùa kiệt $P=5%$) 18.38 20.52 29.52 3.28 59.52 Có áp (Cường độ cao)
2.000 31.44 60.03 69.03 7.67 99.03 Có áp giới hạn

Tính toán đê quai và tiêu nước hố móng

  • Cao trình đê quai dọc: Ứng với lưu lượng mùa lũ $Q_{l5%} = 4.798\text{ m}^3/\text{s}$, mực nước hạ lưu dâng lên $Z_{HL} = 37.1\text{ m}$. Cột nước dềnh do gió $h = 0.3\text{ m}$, chiều cao sóng leo $h_{sl} = 1.0\text{ m}$ (tần suất $1%$), độ gia cao an toàn đập cấp I $a = 0.7\text{ m}$. $$Z_{đq} = Z_{TL} + h + h_{sl} + a = 37.1 + 0.3 + 1.0 + 0.7 = 39.1\text{ m}$$
  • Trạm bơm tiêu nước hố móng: Tổng lưu lượng nước thấm qua tầng phủ bồi tích lòng sông và nước mưa tràn hố móng tính toán đạt $Q_{drain} = 3.600\text{ m}^3/\text{h}$. Bố trí 4 tổ máy bơm ly tâm trục đứng công suất $Q = 1.000\text{ m}^3/\text{h}$, cột áp $H = 25\text{ m}$ (3 tổ chạy liên tục, 1 tổ dự phòng 100%).

Đổi mới và đóng góp

Đột phá trong giải pháp kỹ thuật

                             +-------------------------------+
                             |    HIỆU QUẢ CẢI TIẾN DẪN DÒNG |
                             +-------------------------------+
                                             |
         +-----------------------------------+-----------------------------------+
         |                                                                       |
         v                                                                       v
+-----------------------------------+                   +-----------------------------------+
|     GIẢM DIỆN TÍCH TUYNEN 42%     |                   |      TIẾT KIỆM 18.5% TỔNG CHI PHÍ |
| - Kết hợp tràn qua thân đập dở    |                   | - Giảm 1 ống tuynen D=9m vĩnh cửu |
|   dang tại cao trình +35.0 m      |                   | - Tận dụng đá đào hố móng đắp đập |
+-----------------------------------+                   +-----------------------------------+
  1. Dẫn dòng mùa lũ qua thân đập đá đổ dở dang gia cố: Thay vì phải xây dựng 2 hầm tuynen $D = 9\text{ m}$ chạy song song, giải pháp cho lũ $Q_{l1%} = 7.144\text{ m}^3/\text{s}$ tràn qua thân đập đang đắp ở cao trình $+35.0\text{ m}$ (chiều rộng tràn $B = 200\text{ m}$, dốc thủy lực $i = 0.02$) kết hợp với 1 hầm Tuynen 2 đã giảm diện tích công trình ngầm tạm thời tới 42%.
  2. Tận dụng tối đa sản phẩm đào hố móng để đắp đập: Khối lượng đá đào hố móng tuynen và móng đập chính ($> 450.000\text{ m}^3$) được phân loại trực tiếp tại hiện trường để làm vật liệu đắp đê quai và đắp thân đập chuyển tiếp, giảm chi phí vận chuyển bãi thải và giảm nhu cầu mở mỏ khai thác đá mới $14.2%$.
  3. Cơ cấu tổ chức thi công đầm lèn phân lớp công nghệ cao: Áp dụng lu rung tự hành trọng tải lớn $18 - 25\text{ tấn}$, chiều dày rải lớp $d = 0.8 - 1.0\text{ m}$, kết hợp tưới nước áp lực cao với tỷ lệ $15 - 20%$ thể tích đá đắp để triệt tiêu độ lún dư của khối đắp.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Phân bổ thiết bị và tổ chức mặt bằng

Mặt bằng thi công bố trí theo hai khu vực phân tách bởi dòng sông:

  • Khu bờ phải: Bố trí bãi gia công cốt thép, trạm nghiền sàng đá cốt liệu công suất $150\text{ m}^3/\text{h}$, trạm trộn bê tông M300 tự động $60\text{ m}^3/\text{h}$, bãi thải RO5.
  • Khu bờ trái: Trại nhà ở công nhân, văn phòng điều hành, kho mìn phục vụ nổ mìn đào hầm ngầm.
                           SƠ ĐỒ BỐ TRÍ MẶT BẰNG THI CÔNG
====================================================================================
  [BỜ TRÁI: Khu Lán trại + Kho Vật liệu Nổ]
  ~~~~~~~~~~~~~~~~~~ (Mép nước sông Chu) ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  [LÒNG SÔNG: Đập chính H_max=115.5m]  <--->  [TUYNEN DẪN DÒNG D=9m (Bờ Phải)]
  ~~~~~~~~~~~~~~~~~~ (Mép nước sông Chu) ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  [BỜ PHẢI: Trạm Nghiền Sàng 150m3/h + Trạm Trộn Bê Tông 60m3/h + Tuyến Đường RO5]
====================================================================================

Bảng định mức thiết bị đắp đập đá chính

Hạng mục cơ giới Model thiết bị tiêu chuẩn Số lượng huy động Năng suất bình quân
Máy đào gầu nghịch Komatsu PC800-8 (Dung tích gầu $3.5\text{ m}^3$) 06 máy $220\text{ m}^3/\text{h/máy}$
Xe vận chuyển đá Kamaz 6520 / CAT 740 (Tải trọng $20 - 40\text{ tấn}$) 28 xe $180\text{ tấn/ca/xe}$
Máy ủi san gạt Komatsu D85A-21 (Công suất 220 HP) 05 máy $1.200\text{ m}^2/\text{ca}$
Lu rung đầm đá Bomag BW226-DH5 / Dynapac CA600D (25 tấn) 06 xe $350\text{ m}^3/\text{h}$
Xe bồn tưới nước Dongfeng 15.000 Lít (Vòi phun cao áp) 04 xe Áp lực $6\text{ bar}$

Hiệu quả kinh tế và lộ trình giải ngân (ROI)

  • Cắt giảm lũ: Đảm bảo mực nước tại Xuân Khánh không vượt $+13.71\text{ m}$, bảo vệ toàn bộ đê hữu sông Chu và hạ du thành phố Thanh Hóa, ước tính giảm thiệt hại lũ lụt hàng năm trên 180 tỷ VNĐ.
  • Cấp nước & Nông nghiệp: Đảm bảo nguồn tưới ổn định cho 86.862 ha đất nông nghiệp; cấp nước công nghiệp hạ lưu $q = 7.715\text{ m}^3/\text{s}$.
  • Phát điện: Nhà máy thủy điện sau đập $N_{lm} = 88 - 97\text{ MW}$ cung cấp sản lượng điện bình quân trên 350 triệu kWh/năm, tạo nguồn thu trực tiếp bù đắp chi phí vốn đầu tư trong 12.5 năm.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật hiện hữu

  • Rủi ro sạt lở cục bộ mái dốc tuynen: Đới phong hóa $4a, 4b$ tại hai sườn núi có thành phần á sét lẫn dăm sạn dễ bị trượt lở dưới tác động của mưa lớn tập trung ($> 150\text{ mm/ngày}$).
  • Hiện tượng xâm thực do vận tốc cao: Trong điều kiện dòng chảy có áp mùa lũ qua tuynen, vận tốc nước đạt tới $V \approx 18.38\text{ m/s}$, tiềm ẩn rủi ro xâm thực bề mặt bê tông vỏ hầm nếu độ nhám cục bộ không được kiểm soát.

Hướng phát triển và mở rộng công nghệ

  1. Ứng dụng mô hình hóa số CFD 3D: Sử dụng ANSYS Fluent hoặc OpenFOAM mô phỏng trường áp suất âm tại cửa vào tuynen để tối ưu hóa bán kính cong loa vào, triệt tiêu bọt khí.
  2. Quan trắc tự động hóa địa kỹ thuật (IoT Geotechnical Instrumentation): Lắp đặt cảm biến đo áp lực nước lỗ rỗng (Piezometer), mốc đo độ lún sâu đa điểm (Multi-point extensometer) truyền số liệu thời gian thực qua sóng vô tuyến SCADA về trung tâm chỉ huy công trường.

Đối tượng hưởng lợi

+-----------------------------------------------------------------------------+
|                          ĐỐI TƯỢNG HƯỞNG LỢI                                 |
+-----------------------------------------------------------------------------+
| 🎓 SINH VIÊN KỸ THUẬT   : Tài liệu mẫu về thủy lực dẫn dòng & tổ chức đắp đập|
| ⚙️ KỸ SƯ / TƯ VẤN        : Quy trình tính toán hầm tròn chuyển tiếp có áp   |
| 🏢 DOANH NGHIỆP XÂY LẮP : Định mức định biên dây chuyền máy thi công đập lớn|
| 🔬 NHÀ NGHIÊN CỨU       : Dữ liệu thủy văn và tương tác thủy lực đập dở dang|
+-----------------------------------------------------------------------------+
  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng Thủy lợi - Thủy điện: Nắm bắt quy trình phân đoạn dẫn dòng thực tế và bài toán thủy lực hầm ngầm chuyển tiếp giữa không áp và có áp.
  • Kỹ sư và Chỉ huy trưởng công trường: Tham khảo quy cách định biên thiết bị đắp đập đá lớn ($H > 100\text{ m}$) và quy trình tiêu nước hố móng sâu.
  • Chủ đầu tư và Ban quản lý dự án thủy điện: Mô hình tham chiếu để kiểm soát chi phí công trình tạm, kiểm soát tiến độ đường găng và giảm thiểu rủi ro pháp lý - an toàn đập.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để khởi công hố móng đập chính là gì?

Cần hoàn thành việc đắp đê quai dọc đạt cao trình tối thiểu $+39.1\text{ m}$ (trên đỉnh lũ $P=5%$), hoàn thành tuyến hầm dẫn dòng Tuynen 2 ($D = 9.0\text{ m}$) và kích hoạt hệ thống trạm bơm tiêu nước hố móng công suất tối thiểu $3.600\text{ m}^3/\text{h}$ để giữ đáy hố móng luôn khô ráo.

2. Giới hạn chuyển tiếp trạng thái chảy từ không áp sang có áp trong tuynen tính như thế nào?

Theo lý thuyết Hứa Hạnh Đào, khi mực nước thượng lưu $H \le 1.3D$ và độ sâu dòng đều trong hầm $h_n < D$, hầm chảy không áp (tính theo đập tràn đỉnh rộng). Khi $H > 1.3D$, dòng nước chạm trần cửa vào và hình thành trạng thái chảy có áp hoàn toàn (tính theo bài toán thủy lực đường ống dài).

3. Biện pháp bảo vệ bề mặt thân đập đá đổ khi cho lũ tràn qua ở cao trình $+35.0\text{ m}$?

Toàn bộ mái hạ lưu và mặt đỉnh đập xây dở ở cao trình $+35.0\text{ m}$ phải được gia cố bằng lồng rọ đá bọc nhựa PVC liên kết lưới thép neo sâu vào thân đá đắp, kết hợp đổ lớp bê tông bảo vệ dày $30\text{ cm}$ để chống xói trôi hạt đá dưới tác dụng của lưu tốc tràn vượt quá $8\text{ m/s}$.

4. Nguồn điện phục vụ thi công hố móng và đào hầm ngầm được đảm bảo ra sao?

Bố trí trạm biến áp $200\text{ kVA}$ nối lưới trung thế $35\text{ kV}$ của tỉnh Thanh Hóa, đồng thời duy trì thường trực 02 tổ máy phát điện Diesel dự phòng công suất $500\text{ kVA}$ để đảm bảo không mất điện cho trạm bơm hố móng và quạt thông gió hầm tuynen.

5. Dự toán chi phí dẫn dòng thi công chiếm bao nhiêu phần trăm trong tổng mức đầu tư?

Trong dự án này, nhờ giải pháp kết hợp hầm tuynen 1 lỗ $D = 9\text{ m}$ với tràn qua thân đập dở dang, chi phí dẫn dòng chỉ chiếm ~8.2% tổng dự toán xây lắp công trình đầu mối, thấp hơn đáng kể so với mức bình quân $12 - 15%$ của các công trình thủy điện cùng quy mô.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế tổ chức thi công công trình đầu mối Cửa Đạt" là một công trình nghiên cứu ứng dụng toàn diện, giải quyết chuẩn xác bài toán dẫn dòng sông Chu có lưu lượng lũ cực đại lớn trong điều kiện hẻm vực dốc. Bằng việc kết hợp hầm tuynen dẫn dòng $D = 9.0\text{ m}$ với phương án thoát lũ qua thân đập dở dang cao trình $+35.0\text{ m}$, đồ án đã tối ưu hóa toàn bộ chuỗi tiến độ thi công trong 4 năm, mang lại hiệu quả kinh tế vượt trội và đảm bảo độ an toàn tuyệt đối cho đập chính cao $115.5\text{ m}$. Đây là tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo chuyên môn sâu cho sinh viên, kỹ sư và các nhà quản lý dự án thủy công trình tại Việt Nam.