Đang tải... (xem toàn văn)
SỔ TAY AN TOÀN ĐẬP CCWR BIÊN SOẠN THUỶ LỢI SỔ TAY AN TOÀN ĐẬP CCWR BIÊN SOẠN THUỶ LỢISỔ TAY AN TOÀN ĐẬP CCWR BIÊN SOẠN THUỶ LỢISỔ TAY AN TOÀN ĐẬP CCWR BIÊN SOẠN THUỶ LỢISỔ TAY AN TOÀN ĐẬP CCWR BIÊN SOẠN THUỶ LỢI
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN BAN QUẢN LÝ TRUNG ƯƠNG CÁC DỰ ÁN THỦY LỢI DỰ ÁN HỖ TRỢ THỦY LỢI VIỆT NAM (VWRAP) Khoản vay số Cr.3880-VN SỔ TAY AN TOÀN ĐẬP ĐƠN VỊ TÀI TRỢ : NGÂN HÀNG THẾ GIỚI (WB) Hà Nội, 12-2012 ĐƠN VỊ BIÊN SOẠN TRUNG TÂM TƯ VẤN KHCN PHÁT TRIỂN TÀI NGUYÊN NƯỚC (CCWR) - CÔNG TY TNHH PHÁT TRIỂN HẠ TẦNG (IDCC) THUỘC HỘI ĐẬP LỚN VÀ PHÁT TRIỂN NGUỒN NƯỚC VIỆT NAM (VNCOLD) NHÓM BIÊN SOẠN TT Họ tên Chức danh KSCC Hoàng Xuân Hồng Chủ biên Th.s Phạm khắc Thưởng Chuyên gia thiết kế KSCC Trần Ngọc Lai Chuyên gia thiết kế KSC Đinh Sỹ Quát Chuyên gia thiết kế GS.TS Hà Văn Khối Chuyên gia thủy văn Th.s Đỗ Ngọc Cương Chuyên gia địa chất KSC Nguyễn Xuân Tiệp Chuyên gia thể chế CN Đan Văn Vân Chuyên gia tin học Nhóm biên soạn xin gửi đến Thạc sỹ Lê Văn Ngọ - Cố vấn kỹ thuật dự án VWRAP lời cám ơn chân thành đóng góp thiết thực hiệu trình biên soạn Sổ tay an tồn đập để có kết hơm MỤC LỤC CHƯƠNG I - GIỚI THIỆU SỔ TAY AN TOÀN ĐẬP 10 CHƯƠNG II - TRÁCH NHIỆM ĐỐI VỚI AN TOÀN ĐẬP 15 2.1 QUẢN LÝ NHÀ NƯỚC VỀ AN TOÀN ĐẬP 15 2.1.1 Nội dung quản lý nhà nước an toàn đập 15 2.1.2 Trách nhiệm quan quản lý nhà nước an toàn đập 15 2.2 TRÁCH NHIỆM QUẢN LÝ, VẬN HÀNH, BẢO VỆ, KHAI THÁC HỒ CHỨA NƯỚC ĐẢM BẢO AN TOÀN ĐẬP 16 2.2.1 Quản lý, vận hành, khai thác 17 2.2.2 Bảo vệ cơng trình đảm bảo an toàn đập 17 2.2.3 Lưu trử hồ sơ kỹ thuật 18 CHƯƠNG - TỔ CHỨC QUẢN LÝ AN TOÀN ĐẬP HIỆN HÀNH 19 3.1 NGUYÊN TẮC QUẢN LÝ AN TOÀN ĐẬP 19 3.2 CƠ CẤU TỔ CHỨC QUẢN LÝ AN TOÀN ĐẬP HIỆN TẠI 19 3.2.1 Tổ chức quản lý Nhà nước an toàn đập 19 3.2.2 Tổ chức quản lý vận hành hồ chứa nước 20 3.3 CẢI TIẾN TỔ CHỨC QUẢN LÝ, ĐÀO TẠO 21 3.3.1 Cải tiến tổ chức quản lý 21 3.3.2 Hoàn thiện văn pháp lý 22 3.3.3 Đào tạo nâng cao lực 22 3.3.4 Trang thiết bị quản lý 22 CHƯƠNG IV - THIẾT KẾ AN TOÀN ĐẬP 23 4.1 PHẦN CHUNG 23 4.1.1 Nội dung an tồn cơng tác xây dựng đập 23 4.1.2 Thuật ngữ “ Đập” 23 4.1.3 Một số đặc thù chung đập cơng trình thủy lợi 23 4.1.4 Một số bất cập thiết kế, xây dựng ảnh hưởng đến an toàn đập 24 4.1.5 Căn để đưa giải pháp bảo đảm an toàn cho đập 28 4.2 TÍNH TỐN LŨ 29 4.2.1 Tiêu chuẩn thiết kế lũ hồ chứa hành 29 4.2.2 Tiêu chuẩn lũ thiết kế áp dụng cho dự án hỗ trợ thủy lợi Việt nam (VWRAP) 30 4.2.3 Tính tốn lũ thiết kế 32 4.3 THIẾT KẾ AN TOÀN ĐẬP 35 4.3.1 Lựa chọn vùng tuyến đập 35 4.3.2 Về sơ đồ tổng thể vùng đập kết cấu hạng mục cơng trình 36 4.3.3 Lựa chọn hình loại, vị trí kết cấu cơng trình xả 36 4.3.4 Cống xả tháo cống lấy nước đặt thân đập 37 4.3.5 Mạng lưới quan trắc, cảnh báo 38 4.4 XÂY DỰNG CÁC TÀI LIỆU KỸ THUẬT LIÊN QUAN ĐẾN QUẢN LÝ AN TOÀN ĐẬP 41 4.4.1 Quy trình vận hành 41 4.4.2 Quy trình Bảo trì đập 43 4.4.3 Lập Kế hoạch sẵn sàng Trường hợp Khẩn cấp 47 4.5 NHỮNG LƯU Ý TRONG CÔNG TÁC THIẾT KẾ LIÊN QUAN ĐẾN AN TOÀN ĐẬP 47 4.5.1 Những nguyên nhân gây cố Đập 47 4.5.2 Sự cố đập nước tràn qua đỉnh 47 4.5.3 Sự cố đập gây dòng thấm 49 4.5.4 Những loại cố thường gặp khác 51 4.6 MỘT SỐ SỰ CỐ ĐIỂN HÌNH 55 CHƯƠNG V - THI CƠNG ĐẢM BẢO AN TỒN ĐẬP 59 5.1 MỞ ĐẦU 59 5.2 MỘT SỐ NỘI DUNG CẦN TẬP TRUNG THỰC HIỆN ĐẺ TĂNG MỨC ĐỘ AN TOÀN ĐẬP KHI THI CÔNG 59 5.2.1 Kiểm tra đánh giá tài liệu địa chất 59 5.2.3 Công tác đắp đất đá 60 5.2.4 Khống chế độ ẩm đất 60 5.2.5 Chọn độ ẩm thi cơng thích hợp loại đất 61 5.2.6 Vấn đề thí nghiệm dung trọng khơ đất 61 5.2.7 Quan hệ số dung trọng khô K hệ số đầm chặt K 62 5.2.8 Vấn đề xử lý mặt tiếp giáp 62 5.2.9 Công tác thi công bê tông 62 5.3 GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG THI CÔNG 63 5.3.1 Yêu cầu giám sát chất lượng thi công đập 63 5.3.2 Các tổ chức có trách nhiệm việc giám sát chất lượng thi công đập 63 5.3.3 Nhiệm vụ giám sát chất lượng thi công đập 63 5.4 BẢN VẼ HOÀN CÔNG 65 5.4.1 Nhà thầu thi công xây dựng đập 65 5.4.2 Lập vẽ hồn cơng 65 5.4.3 Xác nhận vẽ hồn cơng 65 5.5 TỔNG KẾT KỸ THUẬT THI CÔNG ĐẬP 65 CHƯƠNG VI - ĐO ĐẠC, QUAN TRẮC ĐẬP VÀ CÁC YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN 67 6.1 ĐO ĐẠC, QUAN TRẮC CÁC YÊU TỐ KHI TƯỢNG THỦY VĂN 67 6.1.1 Mục đích 67 6.1.2 Tổ chức quan trắc yếu tố khí tượng, thủy văn 67 6.1.3 Tính tốn dịng chảy đến hồ theo tài liệu quan trắc 69 6.2 QUAN TRẮC CÁC YÊU TỐ ĐỊA CHẤT VÀ ĐỊA CHẤN 70 6.2.1 Mục đích 70 6.2.2 Đối tượng phạm vi 70 6.2.3 Nội dung công tác quan trắc địa chất, địa chấn 70 6.2.4 Tổ chức quan trắc địa chất địa chấn 71 6.3 QUAN TRẮC ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SẠT LỞ BỜ HỒ CHỨA 71 6.3.1 Mục đích 71 6.3.2 Đối tượng phạm vi 71 6.3.3 Nội dung công tác quan trắc 71 6.3.4 Tổ chức quan trắc đánh giá sạt lở bờ hồ 72 6.4 QUAN TRẮC ĐẬP 72 6.4.1 Mục đích quan trắc đập 72 6.4.2 Các yếu tố cần tiến hành quan trắc 72 6.4.3 Yêu cầu quan trắc đập 72 6.4.4 Tổ chức công tác quan trắc đập 74 6.5 CHỈNH BIÊN TÀI LIỆU QUAN TRẮC 75 6.5.1 Quy định chung 75 6.5.2 Yêu cầu công việc chỉnh biên 75 6.6 QUẢN LÝ THIẾT BỊ QUAN TRẮC 76 6.6.1 Lập hồ sơ thiết bị quan trắc 76 6.6.2 Lắp đặt thiết bị quan trắc 76 6.6.3 Kiểm tra, kiểm định thiết bị 76 6.6.4 Duy tu, bảo dưỡng thiết bị quan trắc 76 6.7 HƯỚNG DẪN QUAN TRẮC AN TOÀN ĐẬP 77 CHƯƠNG VII - VẬN HÀNH HỒ CHỨA 78 7.1 ĐIỀU CHỈNH QUY TRÌNH VẬN HÀNH HỒ CHỨA 78 7.1.1 Lý phải điều chỉnh QTVH 78 7.1.2 Nguyên tắc điều chỉnh: 78 7.1.3 Các trường hợp điều chỉnh 78 7.2 ĐIỀU CHỈNH QUY TRÌNH VẬN HÀNH NĂM 79 7.2.1 Dự báo dòng chảy đến năm 79 7.2.2 Dự báo lượng nước yêu cầu 79 7.2.3 Tính tốn cân nước – lập quy trình tích cấp nước hồ chứa 80 7.3 ĐIỀU CHỈNH QUY TRÌNH VẬN HÀNH LŨ HỒ CHỨA 80 7.3.1 Dự báo lũ vận hành hồ chứa 80 7.3.2 Sơ đồ tính tốn vận hành lũ hồ chứa 81 7.3.3 Lựa chọn mơ hình tốn tính tốn dự báo lũ đến hồ 81 7.3.4 Tài liệu phục vụ cho tính tốn điều chỉnh qui trình vận hành hồ chứa 82 7.3.4 Tính tốn điều chỉnh quy trình vận hành xả lũ hồ chứa 82 7.4 VẬN HÀNH CƠNG TRÌNH XẢ THEO KẾT QUẢ DỰ BÁO DÒNG CHẢY ĐẾN 84 7.4.1 Cống lấy nước 84 7.4.2 Tràn xả lũ 84 7.5 VẬN HÀNH HỒ TRONG TÌNH TRẠNG KHẨN CẤP 85 7.5.1 Khái niệm chung 85 7.5.2 Vận hành hồ tình trạng khẩn cấp 85 7.6 TỔ CHỨC THỰC HIỆN QUY TRÌNH ĐIỀU TIẾT VẬN HÀNH HỒ CHỨA 85 7.6.1 Trách nhiệm chủ đập 85 7.6.2 Trách nhiệm cán tham gia vận hành đập 86 7.6.3 Ghi chép, lưu trữ số liệu 86 7.6.4 Tổng kết, rút kinh nghiệm 86 CHƯƠNG VIII - BẢO VỆ, KIỂM TRA VÀ BẢO DƯỠNG ĐẬP 87 8.1 BẢO VỆ ĐẬP 87 8.1.1 Phạm vi bảo vệ đập 87 8.1.2 Phương án bảo vệ đập 87 8.2 KIỂM TRA ĐẬP 87 8.2.1 Trách nhiệm kiểm tra đập: 87 8.2.2 Lập Kế hoạch kiểm tra đập 87 8.2.3 Thực kế hoạch kiểm tra 88 8.3 BẢO DƯỠNG ĐẬP 89 8.3.1 Trách nhiệm bảo dưỡng đập 89 8.3.2 Lập kế hoạch bảo dưỡng đập 89 8.3.3 Thực kế hoạch bảo dưỡng 90 8.4 LẬP BÁO CÁO AN TOÀN ĐẬP 90 CHƯƠNG IX - KIỂM ĐỊNH AN TOÀN ĐẬP 92 9.1 YÊU CẦU CHUNG VÀ CÁC CƠ SỞ ĐỂ KIỂM ĐỊNH ĐẬP 92 9.1.1 Yêu cầu chung 92 9.1.2 Cơ sở để kiểm định đập 92 9.2.1 Hồ sơ kiểm định đập 93 9.2 ĐÁNH GIÁ CÔNG TÁC QUẢN LÝ ĐẬP 93 9.2.1 Đánh giá công tác vận hành hồ chứa 93 9.2.2 Đánh giá công tác vận hành cửa van cơng trình 94 9.2.3 Đánh giá công tác quan trắc đập yếu tố khí tượng thủy văn 94 9.2.4 Đánh giá công tác Bảo vệ 94 9.2.5 Đánh giá công tác Kiểm tra đập 95 9.2.6 Đánh giá công tác tu, bảo dưỡng đập 95 9.2.7 Đánh giá công tác báo cáo trạng an toàn đập 95 9.3 TÍNH TỐN LŨ VÀ KIỂM TRA KHẢ NĂNG XẢ LŨ CỦA HỒ 95 9.3.1 Tính toán cập nhật lũ 95 9.3.2 Kiểm tra khả xả lũ hồ chứa 96 9.4 KIỂM TRA, ĐÁNH GIA CHẤT LƯỢNG VÀ SỰ AN TOÀN ĐẬP 97 9.4.1 Kiểm tra cao tọa độ mặt đập 97 9.4.2 Kiểm tra thấm 98 9.4.3 Kiểm tra, đánh giá trạng đập đất đá 98 9.4.4 Kiểm tra, đánh giá trạng kết cấu xây đúc 99 9.4.5 Kiểm tra, đánh giá trạng kết cấu kim loại, thiết bị 100 9.4.6 Kiểm tra, đánh giá trạng hạng mục, thiết bị khác 100 9.4.7 Kiểm tra tình trạng sạt lở bờ bồi lắng hồ chứa 100 9.5 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN CÔNG TÁC PHÒNG CHỐNG LỤT BÃO101 9.5.1 Tổ chức PCLB 101 9.5.2 Kế hoạch PLCB EPP 102 9.5.3 Tình hình thực năm qua 102 9.5.4 Kết luận chung, tồn biện phán khắc phục 102 9.6 ĐÁNH GÍÁ CHUNG VỀ AN TỒN ĐẬP 102 9.6.1 Đánh giá chung tình trạng an tồn đập 102 9.6.2 Kết luận 102 9.6.3 Kiến nghị 103 CHƯƠNG X - KẾ HOẠCH SẴN SÀNG TRONG TRƯỜNG HỢP KHẨN CẤP (EPP)104 10.1 MỞ ĐẦU 104 10.1.1 Khái niệm EPP 104 10.1.2 Mục đích EPP 105 10.1.3 Nội dung, trách nhiệm, phạm vi lập áp dụng EPP 105 10.1.4 Các công việc 106 10.1.5 Hồ sơ EPP 107 10.2 GIỚI THIỆU CHUNG 107 10.2.1 Các sở pháp lý 107 10.2.2 Các tài liệu cần thu thập, khảo sát 107 10.3 LẬP KẾ HOẠCH SẴN SÀNG TRONG TRƯỜNG HỢP KHẨN CẤP (EPP) 108 10.3.1 Trách nhiệm thực EPP 108 10.3.2 Phát hiện, đánh giá phân loại khẩn cấp 114 10.3.3 Cơ chế sơ đồ thông báo 120 10.3.4 Lập Bản đồ ngập lụt 125 10.3.5 Lập kế hoạch sơ tán (KHST) 133 10.3.6 Triển khai công tác chuẩn bị sẵn sàng: 135 10.4 KẾ HOẠCH ỨNG PHÓ TRONG TRƯỜNG HỢP KHẨN CẤP (ERP) 139 10.4.1 Phân loại ứng phó khẩn cấp 139 10.4.2 Kế hoạch ứng cứu khẩn cấp chủ đập 141 10.4.3 Kế hoạch ứng cứu khẩn cấp cấp quyền, quan hạ du 143 10.4.4 Mẫu ghi chép hoạt động ứng phó khẩn cấp đập 145 10.5 NỘI DUNG BÁO CÁO EPP 147 QUYỂN I 147 PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG 147 Chương 1: CĂN CỨ ĐÊ LẬP EPP 147 1.1 Các sở pháp lý 148 1.2 Các tài liệu 148 Chương 2: GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 148 2.1 Giới thiệu cơng trình 148 2.2 Tóm tắt đặc điểm tự nhiên kinh tế xã hội khu vực hạ du 148 2.3 Phạm vi nghiên cứu 148 2.4 Những việc cần triển khai tiếp 148 PHẦN II: KẾ HOẠCH SẴN SÀNG TRONG TRƯỜNG HỢP KHẨN CẤP (EPP) 148 Chương 3: TRÁCH NHIỆM THỰC HIỆN EPP 148 3.1 Danh mục quan đơn vị tham gia thực EPP 148 3.2 Xác định trách nhiệm thực EPP 148 3.3 Danh sách người nắm giữ EPP 148 Chương 4: PHÁT HIỆN, ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN LOẠI KHẨN CẤP 148 4.1 Xác định tình khẩn cấp 148 4.2 Phát tình khẩn cấp 148 4.3 Đánh giá Phân loại khẩn cấp 148 Chương 5: CƠ CHẾ VÀ SƠ ĐỒ THÔNG BÁO 148 5.1 Cơ chế thông báo 148 5.2 Sơ đồ thông báo 148 5.3 Danh mục điện thoại liên lạc khẩn cấp 148 Chương 6: BẢN ĐỒ NGẬP LỤT 148 6.1 Lựa chọn kịch để lập đồ ngập lụt 149 6.2 Tóm tắt kết tính tốn thủy lực 149 6.3 Các đồ ngập lụt 149 6.4 Kết lập đồ ngập lụt 149 Chương 7: KẾ HOẠCH SƠ TÁN (KHST) 149 7.1 Sự cần thiết KHST 149 7.2 Lựa chọn kịch lập KHST 149 7.3 Các để xây dựng KHST 149 7.4 Nội dung KHST 149 Chương 8: KẾ HOẠCH TRIỂN KHAI CÔNG TÁC CHUẨN BỊ SẴN SÀNG 149 8.1 Ban huy PCLB 149 8.2 Chủ đập 149 8.3 UBND huyện, xã 149 8.4 Các quan đơn vị khu vực hạ du (trình bầy quan, đơn vị) 149 PHẦN III: KẾ HOẠCH ỨNG PHÓ TRONG TRƯỜNG HỢP KHẨN CẤP (ERP) 149 Chương 9: PHÂN LOẠI ỨNG PHÓ KHẨN CẤP 149 9.1 Báo động cấp 149 9.2 Báo động cấp 149 9.3 Báo động cấp 149 9.4 Báo động cấp 149 Chương 10: KẾ HOACH ỨNG PHÓ KHẨN CẤP CỦA CHỦ ĐẬP 149 10.1 Những công việc chủ đập thực 150 10.2 Lập kế hoạch ứng cứu khẩn cấp chủ đập 150 Chương 11: KẾ HOẠCH ỨNG PHÓ KHẨN CẤP CỦA CHÍNH QUYỀN VÀ CƠ 150 11.1 Ban huy PCLB 150 11.2 UBND huyện (lần lượt trình bầy cho huyện) 150 11.3 Các quan đơn vị khu vực hạ du (trình bầy quan, đơn vị) 150 11.4 Mẫu ghi chép hoạt động ứng phó khẩn cấp đập 150 PHẦN IV: CÁC BẢNG BIỂU VÀ BẢN ĐỒ KÈM THEO TẬP I 150 CÁC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ 150 Danh sách người nắm giữ EPP 150 Danh bạ điện thoại liên lạc khẩn cấp (lập cho cấp báo động) 150 Bảng phân loại khẩn cấp 150 Các bảng liên quan đến Kế hoạch sơ tán: 150 Các Sơ đồ 150 TẬP BẢN ĐỒ NGẬP LỤT VÀ KẾ HOẠCH SƠ TÁN 151 Tập Bản đồ ngập lụt bao gồm: 151 Tập Bản đồ sơ tán cho phương án 151 10.6 NỘI DUNG CÁC PHỤ LỤC 151 QUYỂN II - PHỤ LỤC EPP 151 PHỤ LỤC 1: TÍNH TỐN THỦY LỰC VÀ LẬP BẢN ĐỒ NGẬP LỤT 151 TỔNG QUAN 151 1.1 Khái niệm mục đích xây dựng đồ ngập lụt 151 1.2 Phạm vi nghiên cứu lập đồ ngập lụt 151 1.3 Các tài liệu 151 1.4 Giới thiệu cơng trình 151 1.5 Đặc điểm tự nhiên dân sinh xã hội khu vực nghiên cứu 151 1.6 Lựa chọn kịch để lập đồ ngập lụt 151 TÍNH TOÁN THỦY LỰC 151 2.1 Sơ đồ mạng lưới tính tốn thủy lực 152 2.2 Các tài liệu đầu vào 152 2.3 Tính tốn điều tiết lũ hồ chứa 152 2.4 Tính tốn tốn vỡ đập 152 2.5 Tính tốn thủy lực mạng lưới sơng 152 XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT 153 3.1 Cơ sở để xây dựng đồ ngập lụt 153 3.2 Phương pháp xây dựng đồ ngập lụt 153 3.3 Các bước xây dựng đồ ngập lụt 153 3.4 Xây dựng đồ ngập lụt theo kịch 153 ĐÁNH GIÁ THIỆT HẠI DO NGẬP LỤT 153 4.1 Các liệu ban đầu 153 4.2 Phương pháp xác định mức độ thiệt hại cho kịch 153 4.3 Thống kê thiệt hại kịch 153 KẾ HOẠCH SƠ TÁN (KHST) 153 5.1 Sự cần thiết KHST 153 5.2 Lựa chọn kịch lập KHST 153 5.3 Nội dung KHST 153 PHỤ LỤC - CÁC TÀI LIỆU CƠ BẢN SỬ DỤNG ĐỂ LẬP EPP 153 Tài liệu cơng trình: 154 Tài liệu khu vực hạ du lưu vực lân cận: 154 Đề cương lập EPP phê duyệt 154 Các văn làm việc: 154 PHỤ LỤC - CÁC BẢNG BIỂU, BẢN ĐỒ KÈM THEO 154 Các bảng biểu, sơ đồ 154 1.600 0.560 8.560 52.472 63.261 1.800 0.390 9.630 36.543 45.922 2.000 0.280 10.700 26.236 10 32.979 2.200 0.207 11.770 19.396 11 24.318 2.400 0.147 12.840 13.774 12 18.187 2.600 0.107 13.910 10.026 13 13.213 2.800 0.077 14.980 7.215 14 9.789 3.000 0.055 16.050 5.154 15 7.176 3.200 0.040 17.120 3.748 16 5.219 3.400 0.029 18.190 2.717 17 3.864 3.600 0.021 19.260 1.968 18 2.850 3.800 0.015 20.330 1.406 19 2.104 4.000 0.011 21.400 1.031 20 1.521 4.200 0.010 22.470 0.937 21 1.066 4.400 0.007 23.540 0.656 22 1.060 4.600 0.003 24.610 0.281 23 0.845 4.800 0.002 25.680 0.141 24 0.361 5.000 0.000 26.750 0.000 25 0.230 26 0.000 Đường đơn vị tính tốn lưu vực hồ chứa nước Phú Ninh xác định theo đường đơn vị không thứ nguyên SCS 100.000 Tung độ đường đơn vị Umax (m3/s-cm) 80.000 60.000 40.000 20.000 0.000 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Giờ Hình 3-3: Đường đơn vị U~t lưu vực hồ chứa Phú Ninh 172 Quá trình lưu lượng lũ đến hồ Phú Ninh tính tốn theo đường đơn vị SCS Trận lũ từ 28/11 đến 9/12 năm 1999 3000 Lưu lượng (m3/s) 2500 2000 1500 1000 500 12/9/1999 0:00 12/8/1999 0:00 12/7/1999 0:00 12/6/1999 0:00 12/5/1999 0:00 12/4/1999 0:00 12/3/1999 0:00 12/2/1999 0:00 12/1/1999 0:00 11/30/1999 0:00 11/29/1999 0:00 11/28/1999 0:00 Thời gian Hình 3-4: Kết tính lũ hồ từ mưa thời đoạn 1h theo đường đơn vị U~t lưu vực hồ chứa Phú Ninh Tc 4.827 8.045h Bước 3: Xác định thời gian đỉnh TL (giờ) theo công thức (3-7): TL 8.045 5.36h Bước 4: Tính đỉnh đường đơn vị tính tốn U max theo công thức (3-8): U max 2.08 235 91.13 (m / s cm) 5.36 Bước 5: Tính tung độ đường đơn vị U~t (cơng thức 3-9), kết ghi bảng (3-2) Đường đơn vị tính tốn thời đoạn 1h thể hình 3-3 Bước 6: Từ đường đơn vị xác định, tính lũ hồ chứa theo cơng thức 3-3 với mưa thời đoạn Xuân Bình (Xem hình 3-4) Trong ví dụ này, tài liệu đo mưa lấy theo tài liệu thực đo giả định số liệu dự báo mưa quan Khí tượng thủy văn cung cấp Trong thực tế, số liệu dự báo bị sai lệch so với thực tế nên q trình lưu lượng dự báo khơng xác Tuy nhiên, quan dự báo khí tượng thủy văn liên tục phát báo 6h 12h lần Mỗi lần có số liệu dự báo cần tính lại từ đầu với số liệu trước số liệu đo mưa thực tế số liệu số liệu dự báo./ 173 PHỤ LỤC 4: TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT LŨ THEO PHƯƠNG PHÁP LẶP TRỰC TIẾP 4.1 TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT LŨ CHO HỒ CHỨA ĐƠN Nguyên lý tính điều tiết lũ hợp giải hệ phương trình sau: V2 = V + Q1 Q2 q q2 t t 2 (4-1) q = f(Zt, Zh, A) (4-2) Đường quan hệ mực nước dung tích: Z ~V Đường quan hệ mực nước lưu lượng hạ lưu: H ~Q Với Q1, Q2 lưu lượng lũ đầu cuối thời đoạn, giá trị biết; q1 lưu lượng xả đầu thời đoạn xác định biết trước mực nước; q2 lưu lượng xả cuối thời đoạn cần phải xác định - V1, V2 tương ứng dung tích đầu cuối thời đoạn tính tốn - Zt, Zh mực nước thượng hạ lưu hồ thời điểm tính tốn t - A thơng số hình thức biểu thị thơng số cơng tác cơng trình xả lũ Phương trình (10-12) có dạng cụ thể tuỳ theo hình thức cơng trình xả lũ, Ví dụ: - Đối với đập tràn chảy tự do: q mB g h / (4-3) - Đối với đập tràn chảy ngập: q mB g h / (4-4) - Đối với lỗ chảy tự do: q gh (4-5) - Đối với lỗ chảy ngập: q g ( Z t Z h ) (4-6) Trong hệ phương trình (4-1) (4-2) có giá trị cần phải xác định, q2 V2, vậy, thời đoạn giá trị xác định cách tính dần Trước tiên cần giả định hai giá trị (thường chọn đặc trưng q2), sau dựa vào hệ phương trình tính lại giá trị q2, giá trị tính lại sai lệch với giá trị giả định giá trị cần tính tốn, trường ngược lại cần phải giả định lại giá trị Phương pháp gọi phương pháp lặp trực tiếp 4.2 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ CHO HỆ THỐNG HỒ CHỨA BẬC THANG Đối với hệ thống hồ chứa, tính tốn điều tiết lũ cho hồ chứa xem xét mối quan hệ hồ với hồ chứa phía Lũ đến hồ chứa (trừ hồ chứa cùng) hình thành lũ xả từ hồ phía nhập lưu khu Tính tốn điều tiết lũ cho hệ thống hồ chứa thực theo hai phương pháp: phương pháp cân nước phương pháp diễn toán lũ 4.2.1 Theo nguyên lý cân nước Dựa vào phương trình cân nước: Qj(t) = q x (t) Q kg (t) (4-7) Trong đó: Qj(t) lưu lượng lũ đến hồ chứa thứ j thời điểm t; q x (t) tổng lưu lượng xả từ hồ chứa phía trên; Q kg (t) lưu lượng nhập khu 174 Cách tính tốn áp dụng hồ chứa mà khoảng cách chúng không lớn Đối với toán quy hoạch sơ khoảng cách hồ chứa lớn tính tốn theo cách 4.2.2 Theo mơ hình diễn tốn lũ Đối với hồ chứa mà khoảng cách chúng đáng kể, truyền lũ xả từ hồ chứa phía xuống hồ chứa phía bị biến dạng nhiều, khơng thể xác định q trình lũ theo cách thứ Quá trình lũ tuyến vào hồ chứa hồ phía xác định theo phương pháp diễn tốn lũ hệ thống sơng Diễn toán lũ thực theo hai phương pháp: - Phương pháp thuỷ lực với áp dụng mơ hình dịng khơng ổn định kênh hở mơ tả hệ phương trình Saint-Venant - Phương pháp thuỷ văn với áp dụng mơ hình thuỷ văn thuỷ lực Chẳng hạn sử dụng mơ hình Muskingum có dạng: Qj(t)= QD(t) = C0QT(t)+C1QT(t-1)+C2QD(t-1) Với (4-8) q (t) +k Q (t) Q (t-1) = q (t-1) + k Q QT(t) = T x (4-9) kg x kg(t-1) QD(t-1) = QD(t-1)+k2 Qkg(t-1) (4-10) (4-11) Trong đó: - QT(.), QD(.) tổng lưu lượng tuyến (tuyến xả lũ) tuyến (tuyến hồ chứa phía dưới) thời điểm tính tốn phân lưu lượng khu cho hai tuyến - k1, k2 hệ số phân phối lưu lượng khu cho tuyến tuyến với điều kiện k1+ k2=1 Trong thực tế thường chọn k1= k2= 0,14 Mơ hình Muskingum ví dụ cho việc tính tốn truyền lũ lượng nhập khu khơng lớn Trong thực tế, mơ hình truyền lũ đa dạng lựa chọn tuỳ thuộc vào đặc điểm hệ thống nghiên cứu Bạn đọc tham khảo tài liệu mơ hình tốn Do tính tốn điều tiết lũ cho hệ thống hồ chứa, có hệ thống hồ chứa bậc thang phức tạp, cần thiết phải có phần mềm hỗ trợ tính tốn Hiện nay, mơ hình HEC-RESim lựa chọn tốt để giải tốn điều tiết hệ thống, thay cho mơ hình HEC1 HEC5 quy định tiêu chuẩn thiết kế lũ Hoa Kỳ Dưới tóm tắt cấu trúc khả ứng dụng mơ hình 4.3 TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT LŨ BẰNG MƠ HÌNH HEC-RESSIM (Download miễn phí: http://www.hec.usace.army.mil) Mơ hình Hec-ResSim (Resevoir Simulation) mơ hình tính tốn mơ phỏng, điều hành hệ thống hồ chứa, phần HEC (mơ hệ thống kiểm sốt lũ), sản phẩm tập thể kỹ sư thuỷ văn thuộc quân đội Hoa Kỳ Hướng dẫn sử dụng tham khảo tập “Nghiên cứu điển hình” giáo trình Quy hoạch quản lý nguồn nước Chương trình bao gồm cơng cụ: mơ phỏng, tính tốn, lưu trữ số liệu, quản lý, đồ hoạ, báo cáo hệ thống nguồn nước Số liệu vào, mô hình lưu trữ chỉnh sửa chương trình HEC - DSS (Data Storage System) Mơ hình bao gồm môđuyn: môđuyn thiết lập lưu vực (Watershed Setup), môduyn mạng lưới hồ chứa (Resevoir Network) môđuyn mô (Simulation) Mỗi môđuyn cung cấp chức khác nhau, môđuyn liên hệ với nhau, tập hợp công việc thông qua Menu, Toolbar sơ đồ mạng lưới (xem hình 4-1) Chương trình có hệ thống giao diện đồ hoạ tiện ích dễ sử dụng, số liệu vào quản lý cách có hệ thống Chương trình thực hữu hiệu lựa chọn phương án xả có lũ khẩn cấp lựa chọn phương án kiểm soát lũ cho hồ chứa có nhiệm vụ phịng lũ cho hạ du, điều tiết chống lũ chọn thông số thiết kế cơng trình, tính tốn điều tiết hồ chứa cấp nước, phát điện hồ chứa lợi dụng tổng hợp Mơ hình áp dụng hồ chứa độc lập nhiều hồ chứa hệ thống hồ toán quy hoạch, thiết kế quản lý vận hành 4.3.1 Cấu trúc mơ hình Mơ hình HEC - ResSim cấu tạo mơđuyn chính: - Mơđuyn thiết lập lưu vực (Watershed Setup): 175 Người sử dụng thiết lập định nghĩa lưu vực nghiên cứu cho ứng dụng khác thông qua môđuyn Một lưu vực định nghĩa bao gồm: hệ thống sơng suối, cơng trình thủy lợi (hồ chứa, đập, kênh dẫn ) vùng bị ảnh hưởng ngập lụt Trong môđuyn hạng mục cơng trình miêu tả tính chất vật lý Ngồi người sử dụng nhập đồ từ vào để thiết lập lưu vực - Môđuyn mạng lưới hồ (Resevoir Network): Trong môđuyn này, dựa vào sườn chung xác định mơđuyn thiết lập lưu vực để hồn chỉnh hệ thống mạng lưới hồ chứa Trong môđuyn nút, đoạn sơng, mạng lưới cơng trình đưa thêm vào để tạo thành mối liên hệ chung yếu tố hệ thống mạng lưới hồ chứa Ngồi số liệu mơ tả tính chất vật lý, vận hành yếu tố, phương án chạy toán khai báo mơđuyn Khi hồn thành xác định sơ đồ mạng lưới, khai báo tính chất vật lý cấu thành phần hệ thống tiến hành đặt phương án cho toán bao gồm: khai báo cấu hình (định hình hệ thống), mạng lưới hồ, tập hợp phương án vận hành, điều kiện ban đầu, chuỗi số liệu đầu vào phương án Hình 4-1: Sơ đồ tổng qt modun mơ hình HEC-RESSIM - Mơđuyn mơ (Simulation): Qúa trình mơ hệ thống hồ chứa, tính chất hệ thống tính tốn theo phương án định môđuyn mạng lưới hồ thực môđuyn Trước hết phải thiết lập cửa sổ thời gian mơ phỏng, bước thời gian tính tốn, sau thành phần phương án tính tốn lựa chọn Chúng ta thay đổi, sửa chữa số liệu môđuyn Sau mô thực kết hiển thị thông qua bảng biểu đồ, chuỗi số liệu kết lưu trữ file dạng DSS Ngun lý tính tốn điều tiết dịng chảy hồ chứa dựa vào hệ phương trình cân nước phương trình động lực đường đặc trưng hồ chứa đường quan hệ, tham số mô tả đặc tính hệ thống cơng trình 4.3.2 Diễn tốn đoạn sơng Trong mơ hình diễn tốn lũ hệ thống sông áp dụng theo sáu phương pháp: Muskingum, Muskingum-Cunge kênh điểm, Muskingum-Cunge kênh lăng trụ, Modified Puls diễn tốn SSARR, trường hợp khơng diễn tốn đoạn sơng (coi khơng có thời gian trễ hay lan truyền) chọn hình thức Null Rounting Mơ hồ chứa Đây thành phần HEC - ResSim Số liệu nhập vào mô tả hồ chứa bao gồm hai phần chính: số liệu mơ tả đặc tính vật lý hồ chứa bao gồm: đường đặc trưng hồ chứa thấm, bốc hơi, số lượng cửa xả, kích thước cửa đặc tính làm việc, đặc điểm làm việc nhà máy thủy điện hồ 176 chứa có nhiệm vụ phát điện, thơng số mơ tả q trính điều hành hồ chứa (các yêu cầu cấp nước, phát điện, tiêu chuẩn phòng lũ cho hạ du, ) Đối với hồ chứa có nhiệm vụ phát điện phần cửa xả có điều khiển (Control Outlet) xả qua tuốcbin cần nhập thêm công suất giới hạn, hệ số vượt công suất, tổn thất lưu luọng, tổn thất cột nước, mực nước hạ lưu số lấy theo mực nước hồ phía hạ lưu (trường hợp ngập chân) nhập vào dạng quan hệ (Q~HHL), chương trình chọn giá trị lớn số lựa chọn Vận hành hồ chứa: Trong phương án điều hành (Operation Set) mơ hình cung cấp cho sẵn vùng (Zone) vùng phịng lũ (Flood Zone), vùng dung tích hiệu dụng (Conservation Zone) vùng dung tích chết (Inactive Zone) Ngồi người sử dụng thiết lập thêm vùng khác tuỳ thuộc yêu cầu sử dụng Trong phần cần nhập vào cao trình cao vùng giá trị bảng số thay đổi theo thời gian nhập vào từ file số liệu dạng Time-series Trong vùng xác định phương án vận hành cấp nước, phát điện, kiểm soát lũ, lưu lượng xả giới hạn hồ theo yêu cầu (Rule) Ngoài phần xác định biểu đồ điều phối kho nước (Guide Cuver) Hướng dẫn cụ thể phần mềm tính tốn Download miễn phí địa (http://www.hec.usace.army.mil) 177 PHỤ LỤC : KIỂM TRA, KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT, ĐỊA CHẤN PHỤC VỤ CHO CƠNG TÁC KIỂM ĐỊNH ĐẬP 5.1 MỤC ĐÍCH Sau hồ dâng nước đất đá thân công trình đầu mối (đập, cơng trình lấy nước, xả nước, nhà máy thủy điện ) bị bão hòa nước với tác động tải trọng cơng trình, thay đổi mực nước hồ chứa trình vận hành làm đất đá thân công trình có suy giảm chất lượng, cần thiết phải có đánh giá kiểm định an tồn đập Cơng tác khảo sát địa chất, địa chấn phục vụ kiểm định an toàn đập phải đảm bảo yêu cầu sau: - Đánh giá biến đổi địa chất nền, thân vai cơng trình đầu mối theo thời gian làm sở cho việc tính tốn lại ổn định chủ động biện pháp xử lý nhằm đảm bảo an toàn đập, đặc biệt trường hợp cơng trình đầu mối bị hư hỏng gặp cố - Đánh giá dự báo khả sạt lở lòng hồ theo thời gian làm sở cho việc tính tốn lại ổn định chủ động biện pháp xử lý nhằm đảm bảo an tồn cơng trình đầu mối, đặc biệt trường hợp sạt lở gây sóng lớn uy hiếp an tồn đập - Đánh giá biến đổi đứt gãy cơng trình đầu mối sau xây dựng nhằm mục đích phát đứt gãy có biến đổi (có dấu hiệu hoạt động, chuyển dịch…) vượt phạm vi cho phép theo yêu cầu thiết kế sở quy định hành đề giải pháp khắc phục đảm bảo an tồn ổn định cơng trình đầu mối - Đánh giá cấp động đất gia tăng sau xây dựng hồ sở thực tế cấp động đất phát sinh để kiểm tra lại khả đáp ứng u cầu chống động đất cơng trình đầu mối theo quy phạm hành 5.2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI - Đối tượng phạm vi công tác khảo sát địa chất phục vụ kiểm định an toàn đập toàn đất đá khu vực bờ hồ (phần mực nước dâng bình thường) tồn đất đá cơng trình đầu mối - Đối tượng đánh giá biến đổi đứt gãy chủ yếu tập trung vào đứt gãy lớn (từ bậc III trở lên) có dấu hiệu hoạt động thời gian tuổi thọ đập Phạm vi đánh giá đập có chiều cao >15m (đập lớn theo quy định điều 2.3 nghị định 72/2007-NĐ-CP) cơng trình đầu mối liên quan cơng trình xả nước, dẫn nước khu vực phụ cận Lý đập thường đặt khu vực có đứt gãy lớn (đứt gãy bậc III trở lên), đứt gãy nhỏ (từ bậc IV trở xuống) thường xử lý triệt để trước xây dựng đập - Đối tượng để kiểm tra an toàn chống động đất đập, cơng trình đầu mối có quan hệ đến an tồn đập cơng trình xả nước, dẫn nước khu vực bờ hồ gần đập Việc đánh giá cấp động đất gia tăng sau xây dựng hồ tiến hành đập có cấp động đất (bao gồm cấp động đất gia tăng) > VI (theo thang MSK64) Đối với đập cấp I (theo quy định bảng 2.2 TCXDVN 285:2002) xem xét đánh giá lại thiết kế phòng chống động đất theo quy định hành 5.3 THỜI GIAN THỰC HIỆN Thời gian thực công tác khảo sát địa chất phục vụ kiểm định an toàn đập cần tiến hành vào mùa khô (khi mực nước hồ xuống thấp) phù hợp với thời gian kiểm định an toàn đập, cụ thể sau: - Đối với đập hồ chứa nước có dung tích trữ lớn 10.000.000 m3 (mười triệu mét khối) không 10 năm, kể từ ngày hồ tích nước kể từ lần khảo sát địa chất gần - Đối với đập hồ chứa có dung tích trữ 10.000.000 m3 (mười triệu mét khối) không năm, kể từ ngày hồ tích nước kể từ lần khảo sát địa chất gần 178 - Đối với đập có dấu hiệu hư hỏng cố như: thấm ướt, sạt lở, nứt nẻ…, cần tiến hành công tác khảo sát địa chất để đánh giá biến đổi địa chất vai đập phục vụ công tác sửa chữa đập - Việc đánh giá cấp động đất gia tăng, hoạt động đứt gãy nên tiến hành định kỳ hàng năm sau hồ dâng nước đến cao trình thiết kế có xuất động đất có dấu hiệu đứt gãy hoạt động khu vực đập vùng phụ cận 5.4 THÀNH PHẦN KHỐI LƯỢNG CỦA CÔNG TÁC KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT, ĐỊA CHẤN PHỤC VỤ KIỂM ĐỊNH AN TOÀN ĐẬP Công tác khảo sát địa chất, địa chấn phục vụ kiểm định an tồn đập chưa có quy chuẩn, tiêu chuẩn quy định cụ thể nên thành phần khối lượng công tác khảo sát địa chất, địa chấn phục vụ kiểm định an toàn đập cần tuân thủ theo yêu cầu sau: - Yêu cầu thiết kế (của chủ nhiệm đồ án) nhằm phục vụ đánh giá ổn định, sửa chữa nâng cấp phần tồn hạng mục cơng trình đầu mối Trong trường hợp cơng trình bị hư hỏng cố ngồi u cầu thiết kế cần khảo sát bổ sung thêm theo yêu cầu Chủ Đầu Tư quan chức phục vụ việc xác định nguyên nhân biện pháp xử lý - Tham khảo áp dụng thành phần khối lượng công tác khảo sát địa chất theo tiêu chuẩn Việt Nam 8477:2010 “ Cơng trình thủy lợi - u cầu thành phần khối lượng khảo sát địa chất giai đoạn lập dự án thiết kế” bổ sung thêm thành phần khối lượng khảo sát phù hợp (nếu thấy cần thiết), trình cấp có thẩm quyền phê duyệt để thực 5.5 NỘI DUNG (BIỆN PHÁP) KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT, ĐỊA CHẤN PHỤC VỤ KIỂM ĐỊNH AN TOÀN ĐẬP Các biện pháp khảo sát địa chất, địa chấn sử dụng kiểm định an toàn đập thường sử dụng hai biện pháp là: Biện pháp khảo sát gây phá hoại biện pháp khảo sát không gây phá hoại Việc áp dụng biện pháp khảo sát cho phù hợp tùy thuộc vào trạng cơng trình u cầu thiết kế Các biện pháp khảo sát địa chất, địa chấn không gây phá hoại 5.5.1 Các biện pháp khảo sát địa chất không gây phá hoại thường áp dụng việc kiểm định an toàn đập bao gồm: a Thu thập phân tích tài tài liệu Cơng tác thu thập tài liệu địa chất liên quan đến đập làm sở để so sánh đánh giá mức độ biến đổi địa chất thân đập trước sau xây dựng đập, trước sau dâng nước hồ chứa trước sau đập bị hư hỏng sửa chữa Các tài liệu cần thu thập bao gồm: (Thành phần khối lượng hồ sơ theo quy định điều 4.3 tiêu chuẩn Việt Nam 8477:2010 “ Cơng trình thủy lợi - yêu cầu thành phần khối lượng khảo sát địa chất giai đoạn lập dự án thiết kế”) - Hồ sơ khảo sát địa chất giai đoạn lập dự án thiết kế - Hồ sơ địa chất q trình thi cơng: Hồ sơ mơ tả trạng địa chất hố móng, hồ sơ kiểm tra đánh giá chất lượng đất đắp đập, chất lượng đất đắp mỏ… - Hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ kiểm định an toàn đập, kết quan trắc địa chất nền, thân vai đập (nếu có) - Hồ sơ liên quan đến cơng tác kiểm tra, quản lý vận hành sửa chữa đập (nếu có) - Đối với việc đánh giá đứt gãy cần thu thập thêm tài liệu sau: 179 + Thu thập tài liệu liên quan đến đứt gãy khu vực tuyến đập, đặc biệt đứt gãy lớn có dấu hiệu hoạt động, bao gồm: Vị trí, chiều dài, chiều rộng đới phá hủy, nằm, loại đứt gãy (thuận, nghịch, chờm…), cự ly dịch chuyển + Các tài liệu đứt gãy hồ sơ khảo sát địa chất giai đoạn lập dự án thiết kế, đặc biệt tài liệu đánh giá động đất, tân kiến tạo đứt gãy Viện Vật Lý địa cầu khu vực dự án vùng lận cận + Hồ sơ thiết kế, biện pháp chất lượng thi công xử lý đứt gãy nhằm đảm bảo khả chịu tải chống thấm đập + Các kết quan trắc đập q trình thi cơng vận hành, đặc biệt lưu ý tài liệu quan trắc lún chuyển vị ngang, quan trắc đường bão hòa, ứng suất lưu lượng thấm qua thân đập… khu vực có đứt gãy + Các kết quan trắc địa chấn đập vùng phụ cận - Đối với việc đánh giá động đất cần thu thập thêm tài liệu sau: + Cấu tạo địa chất nền, tính chất vật liệu đắp đập bao gồm: cấu tạo, loại đá gốc, nằm, đứt gãy khe nứt vật chất lấp nhét, tính chất hóa lỏng đất đá tầng đất yếu… + Thu thập tài liệu lịch sử động đất vùng xây dựng đập phụ cận: thời gian xảy động đất, vị trí tâm động đất, cấp động đất, độ sâu tâm động đất (chấn tâm, chấn tiêu), cường độ Richter, thiệt hại, đồ phân bố tâm động đất ghi chép hoạt động động đất xảy + Thu thập các thông số động đất như: thời gian động đất, gia tốc động đất, tốc độ dịch chuyển chấn động, chu kỳ động đất… + Tải trọng tổ hợp tải trọng động đất thiết kế, mặt cắt ngang phận kết cấu nhạy cảm với động đất như: hành lang tiêu thoát nước, tầng lọc ngược, vùng bố trí vật liệu có khả bị hóa lỏng… + Mơ hình, thơng số, tiêu chuẩn phục vụ tính toán kết áp dụng để thiết kế chống động đất + Tài liệu quan trắc động đất phát sinh q trình vận hành cơng trình như: thời gian phát sinh động đất, gia tốc chấn động, áp lực nước kẽ rỗng xáy động đất, thiệt hại xảy động đất + Thu thập phân tích tài liệu quan trắc đập trước, sau xảy động đất gia tăng + Thu thập tài liệu liên quan đến kết luận, kiến nghị kết đánh giá an toàn chống động đất đập thực trước (nếu có) b Đo vẽ trạng, siêu âm, súng bật nảy - Đo vẽ trạng đập (cụm công trình đầu mối) nhằm khoanh vùng, xác định phạm vi phân bố, hướng phát triển bề mặt khu vực đập bị hư hỏng cố như: thấm ướt, sạt lở, nứt nẻ, lún… Tỷ lệ phạm vi đo vẽ trạng đập theo quy định đo vẽ địa chất cơng trình đầu mối điều 6.3.2.4.c.2 & 6.3.2.4.c.3 TCVN8477:2010 - Đo vẽ trạng bờ hồ thực tất hồ chứa với dung tích khác nhằm khoanh vùng, xác định phạm vi phân bố khối trượt đã, có khả xảy hồ dâng nước Tỷ lệ phạm vi đo vẽ trạng bờ hồ theo quy định đo vẽ địa chất cơng trình vùng hồ điều 6.3.1.5.b TCVN8477:2010 - Công tác siêu âm, súng bật nẩy thực cơng trình, cấu kiện bê tơng cốt thép nhằm mục đích xác định mật độ cường độ bê tông Khối lượng thực theo yêu cầu thiết kế c Cơng tác thăm dị địa vật lý 180 Cơng tác thăm dị địa vật lý nhằm xác định chiều sâu, hướng, phạm vi phân bố, phát triển dòng thấm, khe nứt, vùng sụt lún đồng thời phát khu vực xung yếu (dị thường) thân đập Phương pháp đo địa vật lý chủ yếu đo sâu điện mặt cắt điện, trường hợp cơng trình bị hư hỏng lớn cố cần tiến hành tổ hợp phương pháp đo điện đo địa chấn khúc xạ (với dao động đập búa) - Đối với cơng trình đầu mối: Công tác địa vật lý tiến hành theo mặt cắt dọc tim cơng trình, cơng trình có dấu hiệu hư hỏng cố cần tiến thành thêm mặt cắt dọc từ - mặt cắt ngang vị trí có dấu hiệu hư hỏng, cố với mật độ - 10m/1điểm tuyến đo địa vật lý - Đối với khối trượt ven bờ hồ: Công tác địa vật lý tiến hành đo tuyến dọc từ - tuyến ngang khối trượt với mật độ 10 - 20m/1điểm tuyến đo địa vật lý d Lắp đặt hệ thống quan trắc tiến hành đo vẽ chuyên mơn Ngồi hệ thống quan trắc đập (cụm cơng trình đầu mối) lắp đặt theo quy định khu vực có động đất có dấu hiệu hoạt động đứt gãy với mức độ chuyển dịch (>5mm/1năm quan trắc); đồng thời thân cơng trình có dấu hiệu như: lún, nứt, thấm, sạt lở, trồi sụt… với tốc độ nhanh vượt phạm vi cho phép theo dự kiến hồ sơ thiết kế cần tiến hành bổ sung lắp đặt bổ sung hệ thống quan trắc đo vẽ chuyên môn như: (các hệ thống quan trắc nên lắp đặt cơng trình có quy mơ lớn có điều kiện hoạt động tân kiến tạo phức tạp): - Thiết lập hệ thống quan trắc chuyển dịch với độ xác cao dọc ngang theo đứt gãy - Thiết lập hệ thống quan trắc động đất với độ xác cao đập vùng phụ cận - Tiến hành công tác đo vẽ chuyên môn như: đo vẽ khe nứt, đo từ, đo phóng xạ… với khối lượng mật độ theo quy định hành nghiên cứu động đất đứt gãy 5.5.2 Các biện pháp khảo sát địa chất gây phá hoại Các biện pháp khảo sát địa chất gây phá hoại thường áp dụng việc kiểm định an tồn đập bao gồm: a Cơng tác khoan, đào Cơng tác khoan đào nhằm xác định địa tầng, tìm hiểu lớp đất đá thân đập như: trạng thái, kết cấu, mức độ phong hố, đặc tính lý, độ nứt nẻ, phân lớp, tính thấm nước, nước ngầm, khe nứt, đứt gãy v.v Công tác khoan đào cịn để lấy mẫu đất, đá, nước thí nghiệm phục vụ cơng tác thí nghiệm trường Do đặc điểm cơng trình xây dựng nên áp dụng công tác khoan đào cần lưu ý số vấn đề sau: - Không nên tiến hành khoan cấu kiện bê tông cốt thép, trường hợp đặc biệt cần thiết thực Chiều sâu hố khoan tối thiểu sâu vào cơng trình 5m, trường hợp cơng trình có dấu hiệu hư hỏng chiều sâu hố khoan tăng thêm không vượt chiều sâu chống thấm (nếu có) vượt 1H (H chiều cao cơng trình vị trí khoan) - Cơng tác khoan tay nên thực cơng trình đất có chiều cao nhỏ 10m đặt đất - Công tác đào thực với chiều sâu đào không 5m cần quan sát mơ tả chi tiết vị trí có xuất khe nứt, thấm, lún, chuyển dịch… b Cơng tác thí nghiệm phịng ngồi trời Thí nghiệm phịng ngồi trời nhằm mục đích xác định tính chất đất đá thân cơng trình như: tính thấm, khả chịu tải, tính chất lý, độ chặt… Kết cơng tác thí nghiệm dùng để so sánh đánh giá biến đổi tính chất đất đá thân cơng trình, xác định nguyên nhân hư hỏng đồng thời cung cấp tiêu phục vụ cho tính tốn ổn định sửa chữa đập Thí nghiệm ngồi trời 181 Thí nghiệm ngồi trời chủ yếu thí nghiệm sau: (các thí nghiệm đặc biệt khác như: bàn nén trường, nén ngang, đẩy trượt… thực có yêu cầu phải đồng ý chủ đầu tư) Các hố khoan tim cơng trình khu vực bị hư hỏng, cố thực 100% số hố, hố khoan vị trí cịn lại thực 50% số hố - Thí nghiệm đổ nước, múc, hút nước thực thân cơng trình, đất đá phong hóa hồn tồn, đá phong hóa mạnh với chiều dài đoạn thí nghiệm trung bình 5m toàn chiều dài hố khoan - Thí nghiệm ép nước thực đá phong vừa - nhẹ cơng trình kết cấu bê tông với chiều dài đoạn ép trung bình 5m - Thí nghiệm xun tiêu chuẩn thực thân cơng trình đất, đất đá phong hóa hồn tồn, đá phong hóa mạnh toàn chiều dài hố khoan với mật độ - 3m/1điểm - Thí nghiệm cắt cánh thực lớp đất mềm yếu với mật độ - 3m/1điểm Thí nghiệm phịng Thí nghiệm phịng chủ yếu thí nghiệm sau: - Mẫu đất: Đối với thân đập hồ chứa nước có dung tích trữ lớn 10.000.000 m3 (mười triệu mét khối) trở lên tổng số mẫu thí nghiệm nguyên dạng (17CT) cho lớp đất từ 10 đến 20 mẫu Đối với thân đập hồ chứa nước có dung tích trữ nhỏ 10.000.000 m3 (mười triệu mét khối) trở xuống có từ đến 10 mẫu nguyên dạng cho lớp đất Đối với đất không lấy mẫu nguyên dạng, cần phải lấy mẫu phá huỷ 1/3 đến 1/2 số lượng mẫu nêu Trường hợp đặc biệt có u cầu cần thí nghiệm thêm mẫu ba trục với khối lượng 1/2 khối lượng mẫu kể - Mẫu thí nghiệm kiểm tra chất lượng đất đắp đập (mẫu 3CT: thành phần hạt, độ ẩm, dung trọng) thực theo chiều sâu hố khoan từ - 2m/1mẫu Thí nghiệm đầm tiêu chuẩn, thực 1/3 số lượng mẫu 3CT, lấy mỏ vật liệu đắp đập hố khoan - Thí nghiệm kiểm tra tính chất đặc biệt đất đắp thân đập (trương nở, co ngót, tan rã, hàm lượng muối) từ - 8mẫu/1 khối đắp thân đập - Mẫu cát sỏi Số lượng đến mẫu cho lớp; - Mẫu đá phân tích thạch học: Số lượng đến mẫu cho loại đá; - Mẫu đá phân tích lý: Số lượng đến 10 mẫu cho lớp phong hoá loại đá đập hồ chứa nước có dung tích trữ lớn 10.000.000 m3 (mười triệu mét khối) trở lên từ đến mẫu cho công trình cịn lại - Mẫu bê tơng phân tích lý: Số lượng đến mẫu cho cấu kiện bê tơng - Mẫu nước phân tích ăn mịn bêtông gồm: đến mẫu nước mặt, đến mẫu nước ngầm cho tầng chứa nước - Nghiên cứu hố đất tiến hành tính chất hố học chúng có ảnh hưởng tới tính ổn định cơng trình Số lượng từ đến mẫu /1 lớp; 5.6 LẬP HỒ SƠ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH PHỤC VỤ KIỂM ĐỊNH AN TỒN ĐẬP Thành phần, nội dung khối lượng hồ sơ theo quy định điều 5.4 tiêu chuẩn Việt Nam 8477:2010 “ Cơng trình thủy lợi - u cầu thành phần khối lượng khảo sát địa chất giai đoạn lập dự án thiết kế” Do đặc thù công tác kiểm định an toàn đập thực phần số hạng mục cơng trình đầu mối nên thành phần, nội dung khối lượng hồ sơ địa chất cơng trình phục vụ kiểm định an tồn đập bao gồm phần toàn yêu cầu nêu Ngoài cần bổ sung thêm số nội dung sau: 5.6.1 Đối với việc đánh giá nguyên nhân hư hỏng cố cơng trình 182 - Sự sai khác móng, vật liệu xây dựng hồ sơ khảo sát địa chất với thực tế thi công q trình vận hành cơng trình Ngun nhân dẫn đến sai khác kể do: Thành phần khối lượng khảo sát địa chất thiếu so với tiêu chuẩn hành, chất lượng công tác khảo sát địa chất, cơng tác phân tích tài liệu lập hồ sơ chưa đáp ứng yêu cầu hay nguyên nhân chủ quan khách quan khác… - Tổng kết lại biện pháp xử lý thực giai đoạn thi cơng q trình vận hành cơng trình - Dự báo ảnh hưởng biện pháp xử lý thời gian tới, đồng thời đề xuất biện pháp giảm thiểu ảnh hưởng biện pháp xử lý kể trình vận hành cơng trình nhằm đảm bảo đập an toàn suốt tuổi thọ thiết kế Đối với việc đánh giá biến đổi đứt gãy cấp động đất gia tăng sau xây dựng hồ chứa 5.6.2 - Trong trường hợp đập có cấp động đất > VI (thang MSK64) có cấp động đất gia tăng lớn cấp động đất thiết kế: Tiến hành tính toán kiểm tra khả chống động đất đập cơng trình có liên quan sở tài liệu thu thập Trong trình tính tốn sử dụng mơ hình, tiêu chuẩn, quy phạm hành với thông số lớn động đất thu thập - Trường hợp cấp động đất gia tăng (trong tài liệu thu thập được) lớn cấp động đất thiết kế khu vực có xuất động đất ≥ cần tiến hành công tác chuyên môn để xác định lại động đất vùng tuyến đập Trên sở thơng số động đất xác định tính tốn kiểm tra khả chống động đất đập - Trường hợp kết tính tốn khơng đáp ứng hệ số an toàn chống động đất đập theo quy định hành cần tiến hành biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập - Trên sở kết khảo sát tính tốn bổ sung kiến nghị biện pháp xử lý nhằm đảm bảo an tồn đập Nội dung cơng tác khảo sát địa chất địa chấn đồng thời phục vụ cho việc kiểm định an toàn đập 1) Kiểm tra, khảo sát thấm - Xác định diện tích bề mặt thấm mái hạ lưu, vùng tiếp giáp đập mái núi, vùng hạ lưu - Xác định lưu lượng thấm qua thân đập - Đánh giá dòng thấm qua đập, có mang theo đất cát, phù sa hay khơng đập + Những cơng trình có thiết bị quan trắc đường bão hịa đập làm việc tốt sử dụng số liệu đo đạc thiết bị + Những thiết bị làm việc không đáng tin cậy đường bão hịa dâng cao lên mức tinh tốn khoan kiểm tra 2) Kiểm tra, khảo sát chuyển vị, sạt trượt mái, nứt thân đập - Phải vẽ toàn cung trượt - Phải đo độ sâu, độ rộng vết trượt công cụ thích hợp - Phải đo độ sâu vết nứt, độ rộng vết nứt cơng cụ thích hợp 3) Kiểm tra, khảo sát cửa van máy đóng mở - Kiểm tra, xác định nguyên nhân kẹt (nếu có) loại cửa van - Kiểm tra khớp nối thân cống khối đập - Kiểm tra gioăng kín nước loại cửa van - Kiểm tra điều kiện hoạt động phận khí cửa van máy đóng mở, tình trạng dầm chịu lực, bưng cửa van 5.7 ĐÁNH GIÁ ĐẬP SAU KHI KIỂM TRA, KHẢO SÁT CHI TIẾT Tập hợp tất số liệu kiểm tra, khảo sát loại đề cập để nghiên cứu, phân tích, đánh giá tình trạng đập sở thiết kế thi công sửa chữa 183 PHỤ LỤC 6: MẶT CẮT NGANG TRÀN TỰ VỠ 184 PHỤ LỤC 7: CÁC TÀI LIỆU VIỆN DẪN VÀ THAM KHẢO [1] Luật tài nguyên nước [2] Pháp lệnh khai thác bảo vệ công trình thủy lợi – 2010 [3] Pháp lệnh phịng chống lụt bão [4] Nghị định 179/CP quy định việc thi hành luật tài nguyên nước [5] Nghị định 72/2007/NĐ-CP quản lý an toàn đập [6] Nghị định 143/2003/NĐ-CP quy định chi tiết thi hành số điều pháp lệnh khai thác bảo vệ cơng trình thủy lợi [7] Nghị định 112 Chính phủ ngày 20 tháng 10 năm 2008 Quản lý, bảo vệ, khai thác tổng hợp tài nguyên nước môi trường hồ chứa thủy điện thủy lợi [8] Thông tư số 33/2008/TT-BNN ngày 04/02/2008 hướng dẫn thực số điều thuộc Nghị định số 72/2007/NĐ-CP [9] Thông tư số 34/2010/TT-BCT Bộ Công thương ngày 07 tháng 10 năm 2010 Quy định quản lý an tồn đập cơng trình thủy điện [10] Quyết định số 3562/QĐ-BNN-TL ngày 13/11/2007 Quy định tạm thời yêu cầu lực kỹ thuật đơn vị quản lý đập [11] QCVN 04-05:2012/BNNPTNT - Cơng trình thủy lợi - Các quy định chủ yếu thiết kế [12] TCVN 8216:2009: Thiết kế đập đầm nén [13] TCVN 9137:2012: Cơng trình thủy lợi - Thiết kế đập bê tông bê tông cốt thép [14] TCXDVN 285:2002 - Cơng trình thủy lợi - Các quy định chủ yếu thiết kế [15] TCXDVN 5060-90 - Cơng trình thủy lợi - Các quy định chủ yếu thiết kế [16] Đề tài tổng kết thiết kế cống đập – 2002 [17] TCVN 8214:2009: Các quy định chủ yếu thiết kế bố trí thiết bị quan trắc cụm cơng trình đầu mối [18] Quy phạm tính tốn đặc trưng thủy văn thiết kế QP.TL.C-6-77 [19] Tiêu chuẩn khảo sát đập Nhật Bản [20] Những hư hỏng cơng trình thủy cơng – Lưu Di Trụ Nhũ Hiệu Vũ [21] Sự cố số cơng trình thủy lợi Việt Nam – Phan Sỹ Kỳ Các tài liệu Ngân hàng Thế giới (WB) [22] BP 4.37 - Safety of Dams, October, 2001 [23] BP 4.37, Annex A -Dam Safety Reports: Content and Timing, October, 2001 [24] OP 4.37 - Safety of Dams, September 1996 [25] Op 4.01 Environment Assessment, January 1999 Hướng dẫn An toàn Đập [26] Federal Guidelines for Dam Safety, April, 2004, US Department of Homeland Security [27] Federal Guidelines for Dam Safety, Glossary of Terms, April, 2004, US Department of Homeland Security [28] Federal Guidelines for Dam Safety, Selecting and Accommodating Inflow Design Floods for Dams, April, 2004, US Department of Homeland Security 185 [29] Federal Guidelines for Dam Safety, Earthquake Analyses and Design of Dams, May, 2005, US Department of Homeland Security [30] Federal Guidelines for Dam Safety, Hazard Potential Classification System for Dams, April, 2004, US Department of Homeland Security [31] Federal Guidelines for Dam Safety, Emergency Action Planning for Dam Owners, April, 2004, US Department of Homeland Security [32] Dam Safety Guidelines, Technical Note 2: Selection of Design/Performance Goals for Critical Project Elements, July, 1992, Washington State, Department of Ecology [33] Dam Inspection Guidelines, Fact Sheet Dam Safety, Water Resources Board, State of Oklahoma [34] ER 1110-2-106, September, 1979, Recommended guidelines for safety inspection of DAMS, Department of the Army [35] Dam Owner’s Guide to Plant Impact on Earthen Dams, September, 2005, US Department of Homeland Security [36] The National Dam Safety Program, Seepage through Embankment Dams, US Department of Homeland Security [37] Conduits through Embankment Dams, Best Practices for Design, Construction, Problem Identification and Evaluation, September 2005, US Department of Homeland Security Sổ tay An toàn Đập [38] Dam Safety Manual, January, 2002, State Engineer’s Office, State of Colorado, January, 2002 [39] Maryland Dam Safety Manual, 1996 Edition (rev November 2003) [40] Technical Manual for Dam Owners Impacts of Animals on Earthen Dams, 9/2005 Tiêu chuẩn An toàn Đập [41] N.J.A.C 7:20 Dam Safety Standards, New Jersey Administrative Code, June 16, 2008 186