Giới thiệu tiêu chuẩn thiết kế công trình trên kênh
06/09/2012 12:50
GIỚI THIỆU TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH TRÊN KÊNH
TS. Nguyễn Trí Trinh – KSCC. Giả Kim Hùng
UV BCH Hội Đập lớn & PT Nguồn nướcVN
1. MỞ ĐẦU
Theo Tổng cục Thủy lợi, hiện cả nước có hàng chục nghìn công trình thủy lợi các loại; trong đó có 904 hệ thống thủy lợi lớn và vừa, quy mô diện tích từ 200ha trở lên; hơn 5.000 hồ chứa các loại, với tổng dung tích trữ nước hơn 35,34 tỷ mét khối; hơn 10.000 trạm bơm lớn; gần 5.000 cống tưới tiêu lớn; 5.700km đê sông, 3.000km đê biển, 23.000km bờ bao ngăn lũ đầu vụ hè thu ở Đồng bằng sông Cửu Long và hàng trăm kilômét kè; hơn 126.000km kênh mương. Theo thiết kế, tổng năng lực của các công trình thủy lợi hiện nay có khả năng tưới cho khoảng 3,45 triệu héc ta đất canh tác, tiêu thoát nước cho 1,72 triệu héc ta đất nông nghiệp. Đồng thời, mỗi năm các công trình thủy lợi cung cấp gần 6 tỷ mét khối nước cho các ngành sản xuất công nghiệp và sinh hoạt.
Bên cạnh các công trình đầu mối thì hệ thống tưới chiếm một vai trò không thể thiếu để đảm bảo tưới, tiêu với diện tích trên. Hệ thống tuới ở nước ta chủ yếu được thiết kế dựa trên tiêu chuẩn TCVN-4118-1985 Hệ thống kênh tưới – Tiêu chuẩn thiết kế. Tiêu chuẩn này đã góp phần quan trọng trong việc đảm bảo các mục tiêu tuới tiêu ở nước ta.
Hiện nay Bộ Nông Nghiệp & PTNT đang chuẩn bị kỹ thuật để xây dựng nhiều hệ thống tưới có quy mô rất lớn: Hệ thống tưới Cửa Đạt (84 000ha); Ngàn Trươi Cẩm Trang ( 32000ha)…có lưu lượng thiết kế lên đến hàng vài chục m3/s trong điều kiện địa hình, địa chất và dân sinh khá phức tạp, khi áp dụng TCVN-4118-1985 trong thiết kế gặp một số khó khăn nhất định do tiêu chuẩn này chưa trình bày cụ thể chi tiết yêu cầu thiết kế cho các công trình trên kênh. Nhân đây, xin giới thiệu thêm với độc giả Tiêu chuẩn thiết kế công trình trên kênh tưới tiêu Trung Quốc SL 482-2011
2. GIỚI THIỆU TÓM TẮT TIÊU CHUẨN TCVN 4118-1985
Tiêu chuẩn TCVN 4118-1985 được các đơn vị tư vấn thiết kế thuỷ lợi sử dụng chính để thiết kế hệ thống kênh tưới. Tiêu chuẩn có 7 mục và 11 phụ lục.
1. Quy định chung
2. Bố trí mặt bằng hệ thống kênh tưới
3. Các công trình trên hệ thống kênh tưới
4. Mực nước khống chế trên kênh tưới
5. Tính toán lưu lượng và hệ số lợi dụng của hệ thống kênh tưới
6. Tính toán mặt kênh tưới
7. Các biện pháp chống thấm cho kênh
Phụ lục 1: Tổn thất cột nước của các công trình trên hệ thống kênh tưới
Phụ lục 2: Hệ số thấm Kt của các loại đất
Phụ lục 3: Bảng tính sẵn lưu lượng thấm trên 1km chiều dài kênh
Phụ lục 4: Hệ số ảnh hưởng của chất đến lưu lượng thấm (At và mt) dùng trong công thức (9)
Phụ lục 5: Hệ số hiệu chỉnh g dung trong công thức 1
Phụ lục 6: Hệ số lợi dụng của kênh nhỏ
Phụ lục 7: Các kích thước mặt cắt kênh
Phụ lục 8 : Vận tốc không xói cho phép
Phụ lục 9: Hệ số nhám của kênh và sông suối
Phụ lục 10: Xác định kích thước mặt cắt kênh Theo phương pháp mặt cắt thuỷ lực lợi nhất
Phụ lục 11: Các ký hiệu vùng tưới, tiêu bằng mầu trên bản đồ
TCVN 4118-1985 chủ yếu tập trung trình bày các yêu cầu bố trí hệ thống tưới, tính toán thuỷ lực hệ thống kênh tưới, lựa chọn mặt cắt và biện pháp gia cố kênh. Riêng mục công trình trên hệ thống tưới vỏn vẹn chỉ có 5 trang trình bày phạm vi áp dụng và yêu cầu chung khi thiết kế các công trình trên kênh, thiếu những yêu cầu cụ thể, chi tiết nên áp dụng thiết kế các công trình trên kênh của hệ thống tưới lớn, phức tạp sẽ gặp nhiều khó khăn.
3. GIỚI THIỆU TÓM TẮT TIÊU CHUẨN TRUNG QUỐC SL 482-2011
Bản Tiêu chuẩn SL 482-2011 có 14 chương 45 tiết với 325 điều và 7 phụ lục, bao gồm các nội dung sau đây: Các nguyên tắc chung, thuật ngữ và ký hiệu, phân loại cấp công trình và tiêu chuẩn phòng lũ, các quy định cơ bản, và các điều quy định cụ thể về thiết kế bố trí tổng thể,hình thức cấu tạo về kết cấu,tính toán thủy lực,thiết kế kết cấu, xử lý nên móng và thiết bị quan trắc an toàn v..v... cho 9 loại hạng mục công trình thường áp dụng trên hệ thống kênh như Cầu máng, Xi phông, Cống ngầm, Cống dẫn nước, Tuy nen, Bậc nước và Dốc nước, Tiêu thoát lũ, Cầu nông thôn, công trình đo lường nước. Trong đó về 2 hạng mục Cống dẫn nước và Tuy nen chỉ nêu các quy định cơ bản khi làm công trình trên hệ thống kênh tưới tiêu để tránh trùng lắp với các quy định trong " Quy phạm thiết kế cống dẫn nước" ( SL265-2001) và "Quy phạm thiết kế tuy nen thủy công" ( SL 279-2002). Về Cầu nông thôn chỉ quy định các yêu cầu thiết kế cần tuân thủ đối với dầm câu trong phạm vi quản lý của kênh tưới tiêu đồng thời quy định về cấp cầu và tiêu chuẩn tải trọng thiết kế cầu nông thôn trên kênh, còn các vấn đề thiết kế cụ thể cần tuân thủ các các quy phạm thiết kế cầu đường bộ hiện hành của Bộ Giao thông vận tải. Đối với công trình đo lường nước chủ yếu quy định về việc bố trí Trạm đo, chọn phương pháp đo lường loại thiết bị đo lường và thiết kế kết cấu của chúng, còn về kích thước cụ thẻ, tính toán đo lường và thao tác quản lý v.v...thì cần theo các quy định của "Quy phạm đo lường nước trên hệ thống kênh tưới" (GB/T 21303-2007).
Mục lục tiêu chuẩn
1. Quy định chung .............................................................................trang 1
2. Thuật ngữ và ký hiệu...............................................................................3
2.1 Các thuật ngữ chính.............................................................................3
2.2 Ký hiệu ................................................................................................5
3. Phân cấp công trình và tiêu chuẩn lũ........................................................7
3.1 Phân cấp công trình hệ thống kênh.......................................................7
3.2 Tiêu chuẩn lũ........................................................................................7
4. Các quy định cơ bản.................................................................................9
4.1 Lựa chọn loại công trình.......................................................................9
4.2 Nguyên tắc bố trí tổng thể...................................................................... 9
4.3 Các quy định cơ bản về thiết kế tính toán kết cấu..................................10
4.4 Nguyên tắc xử lý nên móng.....................................................................13
5. Cầu máng....................................................................................................14
5,1 Quy định chung......................................................................................14
5,2 Bố trí tổng thể.........................................................................................14
5.3 Hình thức và cấu tạo kết cấu..................................................................16
5.4 Thiết kế thủy lực.................................................................................... 20
5.5 Thiết kế kết cấu.......................................................................................21
5.6 Nền và móng...........................................................................................28
6. Xi phông ....................................................................................................34
6.1 Quy định chung.......................................................................................34
6.2 Bố trí tổng thể .........................................................................................34
6.3 Thiết kế thủy lực......................................................................................37
6.4 Thiết kế kết cấu....................................................................................... 38
6.5 Mố ( Bệ ) ống...........................................................................................46
6.6 Thiết kế các kết cầu chi tiết......................................................................47
7. Cống ngầm...................................................................................................49
7.1 Quy định chung........................................................................................49
7.2 Bố trí tổng thể...........................................................................................49
7.3 Thiết kế thủy lực.......................................................................................53
7.4 Thiết kế kết cấu.........................................................................................53
8. Cống lấy nước..............................................................................................55
9. Tuy nen........................................................................................................57
10. Bậc nước và Dốc nước............................................................................... 59
10.1 Quy định chung......................................................................................59
10.2 Bố trí tổng thể.........................................................................................59
10.3 Thiết kế thủy lực.....................................................................................63
10.4 Thiết kế kết cấu.......................................................................................64
11. Công trình tiêu thoát lũ...............................................................................66
11,1 Quy định chung.......................................................................................66