|
BỘ KHOA
HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-------
|
CỘNG HÒA XÃ
HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
---------------
|
|
Số: 2586/QĐ-BKHCN
|
Hà Nội, ngày 06 tháng 9 năm 2018
|
QUYẾT
ĐỊNH
VỀ
VIỆC CÔNG BỐ TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
BỘ TRƯỞNG
BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
Căn cứ Luật
Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật ngày 29/6/2006;
Căn cứ Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 01/8/2007 của Chính phủ quy
định chi tiết thi hành một số điều của Luật
Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật;
Căn cứ Nghị định 78/2018/NĐ-CP ngày 16/05/2018 của Chính phủ sửa
đổi, bổ sung một số điều của Nghị định số 127/2007/NĐ-CP
của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật;
Căn cứ Nghị định số 95/2017/NĐ-CP ngày 16/8/2017 của Chính phủ quy
định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của Bộ Khoa học và Công
nghệ;
Xét đề nghị của Tổng cục trưởng Tổng cục
Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng,
QUYẾT ĐỊNH:
Điều 1. Công bố 03 Tiêu chuẩn quốc gia (TCVN) sau đây:
|
1.
|
TCVN
8302:2018
|
Quy hoạch thủy lợi - Yêu cầu về nội dung,
thành phần, khối lượng
|
|
2.
|
TCVN
12261:2018
|
Công trình thủy lợi - Kết cấu bảo vệ
bờ biển - Yêu cầu thiết kế hệ thống công trình giữ cát giảm sóng
|
|
3.
|
TCVN 12262:2018
|
Công trình thủy lợi - Tràn xả lũ -
Tính toán thủy lực tràn dạng phím piano
|
Điều 2. Quyết định này có hiệu lực thi hành kể từ ngày ký./.
|
Nơi nhận:
-
Vụ
PC;
- Lưu: VT, TĐC.
|
KT. BỘ
TRƯỞNG
THỨ TRƯỞNG
Trần Văn Tùng
|
TIÊU
CHUẨN QUỐC GIA
TCVN
12262 : 2018
CÔNG
TRÌNH THỦY LỢI - TRÀN XÃ LŨ TÍNH TOÁN THỦY LỰC TRÀN DẠNG PHÍM PIANO
Hydraulic
structures - Spillway - Hydraulic calculation of Piano key weirs
Lời nói đầu
TCVN 12262 : 2018 do Viện Khoa học Thủy
lợi miền Nam thuộc Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam biên soạn, Bộ Nông nghiệp và
Phát triển Nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm
định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
CÔNG TRÌNH THỦY
LỢI - TRÀN XÃ LŨ TÍNH TOÁN THỦY LỰC TRÀN DẠNG PHÍM PIANO
Hydraulic
structures - Spillway - Hydraulic calculation of Piano key weirs
1. Phạm vi áp
dụng
1.1 Tiêu chuẩn này
áp dụng trong tính toán thủy lực cho tràn dạng phím piano loại có kết cấu lệch
về phía thượng lưu (PK 1) và loại có kết cấu lệch về 2 phía (PK 2) có chiều cao
cột nước tràn thiết kế nhỏ hơn 7 m.
1.2 Đối với công trình thủy
lợi cấp đặc biệt, cấp I; II và một số trường hợp đặc biệt có điều kiện phức
tạp, khi thiết kế cần phải chính xác hóa bằng thí nghiệm mô hình thủy lực.
2. Tài liệu
viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết cho
việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì
áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu không ghi năm công bố thì áp
dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả sửa đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 8420, Công trình thủy lợi - Tính
toán thủy lực công trình xả kiểu hở và xói lòng dẫn bằng đá do dòng phun.
3. Thuật ngữ và định
nghĩa
Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ,
định nghĩa sau:
3.1
Tràn dạng phím piano (Piano key
weirs)
Là công trình tràn kiểu hở có đường tràn
hình Zíc Zắc dạng phím piano đáy phím có độ dốc để xả nước, thường được bố trí
ở đầu mối công trình thủy.
3.2
Tràn dạng phím piano loại có kết cấu
lệch về phía thượng lưu (The PKW with only one upstream overhang)
Là công trình tràn có đường tràn hình Zíc
Zắc kiểu phím piano có kết cấu lệch về phía thượng lưu để thoát nước, ô đón
nước không nhô, ô thoát nước nhô về phía thượng lưu (xem Hình 1a, 1b, Hình 2).
3.3
Tràn dạng phím piano loại có kết cấu
lệch về 2 phía (The PKW with upstream and downstream overhangs)
Là công trình tràn có đường tràn hình Zíc
Zắc dạng phím piano có kết cấu lệch về 2 phía để đón và thoát nước, ô đón nước
nhô về phía hạ lưu, ô thoát nước nhô về phía thượng lưu (xem Hình 1c, 1d, Hình
3).
4. Phân loại tràn dạng
phím piano
Theo kết cấu tổng thể thân tràn, tràn xả
nước kiểu hở dạng phím piano có 2 loại phổ biến:
- Loại có kết cấu lệch về phía thượng
lưu (PK 1) (như Hình 1a, 1b, Hình 2)
- Loại có kết cấu lệch về 2 phía (PK 2)
(như Hình 1c, 1d, Hình 3)
Hình 1 - Sơ đồ
hóa dòng chảy qua tràn dạng phím piano:
(a) tràn dạng phím piano loại có kết cấu
lệch về phía thượng lưu chảy tự do; (b) tràn dạng phím piano loại có kết cấu
lệch về phía thượng lưu chảy ngập; (c) tràn dạng phím piano loại có kết cấu lệch về 2
phía chảy tự do; (d) tràn dạng phím piano loại có kết cấu lệch về 2 phía chảy
ngập.
Hình 2 - Cấu
tạo tràn dạng phím piano loại có kết cấu lệch về phía thượng lưu
Hình 3 - Cấu
tạo tràn dạng phím piano loại có kết cấu lệch về 2 phía
CHÚ THÍCH:
Kích thước tường và chi tiết đỉnh tường
tham khảo Phụ lục A
5. Ký hiệu và chữ viết
tắt
|
H
|
Cột nước thượng lưu, là độ chênh giữa
mực nước thượng lưu với cao trình đỉnh ngưỡng tràn, (m)
|
|
H0
|
Cột nước thượng lưu có xét tới vận tốc
tới gần, (m)
|
|
hn
|
Chiều sâu nước ngập, là độ chênh giữa
mực nước hạ lưu với cao trình đỉnh ngưỡng tràn, (m)
|
|
hno
|
Chiều sâu nước ngập có xét tới vận tốc
tới gần trong điều kiện chảy ngập, (m)
|
|
σn
|
Hệ số ngập
|
|
hghn
|
Chiều cao giới hạn ngập, (m)
|
|
V0
|
Lưu tốc tới gần, (m/s)
|
|
Z
|
Chênh lệch giữa mực nước thượng và hạ
lưu, trường hợp tràn chảy ngập (m)
|
|
LT
|
Khoảng cách từ mặt cắt thượng lưu (T -
T) đến sát mép thượng lưu đập, (m)
|
|
LH
|
Khoảng cách từ mặt cắt hạ lưu (H - H)
đến sát mép hạ lưu đập, (m)
|
|
PT
|
Độ cao thân đập tràn ở thượng lưu,
bằng độ chênh giữa cao trình ngưỡng tràn so với đáy sông (kênh) thượng lưu,
(m)
|
|
PH
|
Độ cao thân đập tràn ở hạ lưu, bằng độ
chênh giữa cao trình ngưỡng tràn so với đáy sông (kênh) hạ lưu, (m)
|
|
Pi
|
Chiều cao ô đón nước, (m)
|
|
Po
|
Chiều cao ô thoát nước, (m)
|
|
Pm
|
Chiều cao tường tràn, (m)
|
|
P
|
Chiều cao tường tràn tại mặt cắt tính
toán, (m)
|
|
W
|
Khoảng cách giữa 2 tường bên vuông góc
với dòng chảy tại vị trí tuyến tràn để bố trí các đơn vị tràn dạng phím piano
(W = n.Wu), (m)
|
|
Wu
|
Chiều rộng của 1 đơn vị tràn dạng phím
piano (Wu = Wi + Wo + 2Ts), (m)
|
|
Wi
|
Chiều rộng ô vào (ô đón nước), (m)
|
|
Wo
|
Chiều rộng ô ra (ô thoát nước) (Wi /Wo ≥ 1,2), (m)
|
|
Wk
|
Chiều rộng mỗi khoang tràn được ngăn
cách bởi những trụ giữa, (m)
|
|
B
|
Chiều dài tường tràn theo phương dòng
chảy, (m)
|
|
n
|
Số đơn vị tràn dạng phím piano
|
|
nk
|
Số khoang tràn được ngăn cách bởi
những trụ giữa
|
|
L
|
Tổng chiều dài tường tràn, (m)
|
|
N
|
Tỉ số giữa tổng chiều dài tràn nước
(hình zíc zắc) của một đơn vị tràn dạng phím piano với chiều rộng tràn tương
ứng theo phương thẳng góc với dòng chảy. Xác định theo Bảng 1
|
|
Ts
|
Chiều rộng đỉnh tường tràn, (m)
|
|
r
|
Bán kính cung tròn đỉnh tường tràn,
(m)
|
|
PK1
|
Tràn dạng phím piano loại có kết cấu
lệch về phía thượng lưu
|
|
PK2
|
Tràn dạng phím piano loại có kết cấu
lệch về 2 phía (thượng lưu và hạ lưu)
|
|
ZKT
|
Cao trình mực nước thượng lưu tràn
tương ứng với tần suất lũ kiểm tra, (m)
|
|
ZTK
|
Cao trình mực nước thượng lưu tràn
tương ứng với tần suất lũ thiết kế, (m)
|
|
Zp
|
Cao trình mực nước thượng lưu tràn
tương ứng với tần suất lũ (p) tính toán, (m)
|
|
QKT
|
Lưu lượng xả lũ qua tràn tương ứng với
tần suất lũ kiểm tra, (m3/s )
|
|
QTK
|
Lưu lượng xả lũ qua tràn tương ứng với
tần suất lũ thiết kế, (m3/s )
|
|
Qp
|
Lưu lượng xả lũ qua tràn tương ứng với
tần suất lũ (p) tính toán (m3/s)
|
6. Quy định chung đối
với tràn dạng phím piano
6.1 Tuyến bố trí
tràn
Lựa chọn tuyến bố trí tràn dạng phím
piano trong hệ thống công trình đầu mối công trình thủy tương tự như lựa chọn
tuyến tràn thông thường khác, và khuyến nghị điều kiện dưới đây.
Tuyến bố trí hình thức tràn dạng phím
piano thường được lựa chọn trong trường hợp không gian bố trí chật hẹp, không
phù hợp cho các hình thức tràn khác hoặc nhằm mục đích nâng cao năng lực xả
nước của tràn (đã có hoặc xây mới) nhưng không tăng mực nước thượng lưu trước
tràn.
6.2 Hình thức cửa
vào
Lựa chọn hình thức cửa vào tràn dạng
phím piano giống như lựa chọn hình thức cửa vào tràn thông thường
khác, và lưu ý đặc điểm sau:
- Cấu tạo hợp lý, thuận về thủy lực;
- Phù hợp với điều kiện kinh tế và thi
công tràn dạng phím piano;
- Lựa chọn cao trình đáy sân trước phải
dự báo được tình hình bồi lắng bùn cát đáy để có cơ sở xác định cao trình đáy
sân trước. Việc xác định cao trình đáy sân trước phải đảm bảo PT ≥ Pi.
6.3 Lựa chọn loại
tràn
Để hạn chế chiều cao rơi từ ngưỡng tràn
xuống bề mặt phía hạ lưu và nối tiếp hạ lưu được thuận:
- Nếu PT ≤ 6,0 m khuyến
nghị chọn tràn dạng phím piano loại PK 2 (Hình 3);
- Nếu PT > 6,0 m khuyến
nghị chọn tràn dạng phím piano loại PK 1 (Hình 2).
6.4 Lựa chọn kích
thước, thông số cấu tạo tràn dạng phím piano
Xác định tổng chiều dài tường tràn dạng
phím piano L tiến hành theo 2 bước:
Bước 1:
- Xác định giá trị các thông số B, Wi,
Wo theo gợi ý tại
Bảng 1;
- Tính L theo công thức: L = n.(2B + Wi + Wo).
- So sánh với giá trị tính toán theo
công thức: L = N.W
Bước 2:
Lựa chọn lại các thông số B, Wi,
Wo sao cho vừa
không sai khác quá nhiều với giá trị tính toán ở bước 1 vừa có kích thước hợp
lý để thi công tại hiện trường.
- Tính toán lại L theo công thức: L =
n.(2B +Wi + Wo).
- So sánh: Nếu 4W ≤ L = n.(2B + Wi + Wo) ≤ 6W → các
thông số B, Wi, Wo đã chọn là phù hợp.
CHÚ THÍCH:
- Trong phạm vi cột nước tràn (mục 1.1):
Wu được xác định, khi B tăng thì N tăng và khả năng tháo qua tràn
tăng. Tương quan giữa N và B là đồng biến.
- N có giá trị từ 4 đến 6 được coi là
hợp lý về chi phí xây dựng cho phần lớn các trường hợp với các kích thước,
thông số khuyến nghị trong Bảng 1. Tuy nhiên việc quyết định giá trị của N cần
phải được luận chứng bằng so sánh kinh tế kỹ thuật các phương án.
Bảng 1- Các
kích thước, thông số cấu tạo tràn dạng phím piano
|
Kích thước,
thông số
|
Loại tràn
|
|
Loại PK 1
|
Loại PK 2
|
|
Chiều cao tường tràn Pm,
(m)
|
< 10
|
< 10
|
|
Chiều dài theo phương dòng chảy B, (m)
|
(3,0 đến
3,6)Pm
|
(3,6 đến
4,0)Pm
|
|
Chiều rộng ô vào Wi, (m)
|
(0,6 đến
1,0)Pm
|
(0,8 đến
1,0)Pm
|
|
Chiều rộng ô ra Wo, (m)
|
(0,6 đến
0,8)Pm
|
(0,7 đến
1,0)Pm
|
|
Chiều rộng đỉnh tường tràn Ts, (m)
|
≤ 0,067Pm
|
≤ 0,067Pm
|
|
Tỉ số N=
|
2B + (Wi
+ Wo)
|
|
Wu
|
|
4 đến 6
|
4 đến 6
|
6.5 Xác định trạng
thái chảy qua tràn
Nếu đồng thời thỏa mãn điều kiện hn
> hghn và mực nước hạ lưu cao hơn cao trình đỉnh ngưỡng tràn thì
trạng thái chảy qua tràn dạng phím piano là chảy ngập.
Trường hợp khác với điều kiện trên thì
tính theo công thức tràn dạng phím piano chảy tự do.
Giới hạn ngập tính theo các công thức:
|
- Đối với tràn loại PK 1:
|
|
(1)
|
|
- Đối với tràn loại PK 2:
|
|
(2)
|
6.6 Tính toán lưu
lượng qua tràn
6.6.1 Tràn dạng
phím piano loại có kết cấu lệch về phía thượng lưu (PK1)
a) Chảy tự do (hn ≤ hghn):
|
- Nếu 0,5 m ≤ H0 ≤ 3,0 m, tính
theo (3):
|
|
(3)
|
|
|
|
(4)
|
|
- Nếu 3,0 m < H0 < 7,0 m,
tính theo (5):
|
|
(5)
|
|
|
|
(6)
|
CHÚ THÍCH:
- Các công thức tính toán trên áp dụng
trong trường hợp PT < 9m, trường hợp PT ≥ 9m thì chọn PT = 9 m để tính
- Mặt cắt (T - T) được xác định theo
chiều cao cột nước tràn (xem tại Hình 1): LT = (3 ÷ 5).H
hoặc (2 ÷ 3).Hmax
- Hệ số co hẹp ngang do ảnh hưởng của hình
dạng mép vào tường bên, mố trụ (ε), tham khảo phụ lục B
- Q1-1 và Q1-2 là lưu lượng
tính toán qua tràn dạng phím piano loại PK 1 tương ứng với trường hợp 0,5
m ≤ H0 ≤ 3,0 m và 3,0 m
< H0 < 7,0 m.
- K1-1 và K1-2 là các hệ số
lưu lượng tính toán qua tràn dạng phím piano loại PK 1 tương ứng với trường hợp
0,5 m
≤ H0 ≤ 3,0m và 3,0 m <
H0 < 7,0 m
b) Chảy ngập (hn> hghn):
Lưu lượng qua tràn chảy ngập không co
hẹp ngang được tính theo công thức (7):
trong đó:
σn1 là hệ số ngập tràn
loại PK 1, tính theo công thức (8):
|
|
(8)
|
Q1 là lưu lượng
chảy tự do qua tràn loại PK 1, tính theo công thức (3), (4):
CHÚ THÍCH:
- Các công thức tính toán trên áp dụng
trong trường hợp PT < 9m, trường hợp PT ≥ 9 m thì chọn
PT = 9 m để tính
- Mặt cắt hạ lưu (H - H) để xác định
chiều cao mực nước hạ lưu ngập, cách sát mép hạ lưu tràn (xem tại Hình 1d): LH ≤ (3,2 ÷ 10,0).hn;
- Hệ số ngập tràn loại PK 1 tính theo
công thức (8), với giá trị hn > hghn1
6.6.2 Tràn dạng
phím piano loại có kết cấu lệch về 2 phía (PK 2)
a) Chảy tự do (hn ≤ hghn):
|
- Nếu 0,5 m ≤ H0 ≤ 2,0 m tính
theo (9):
|
|
(9)
|
|
|
|
(10)
|
|
- Nếu 2,0 m < H0 < 6,0 m
tính theo (11):
|
|
(11)
|
|
|
|
(12)
|
CHÚ THÍCH:
- Các công thức tính toán trên áp dụng
trong trường hợp PT < 6m, trường hợp PT ≥ 6 m thì chọn PT
= 6 m để tính
- Mặt cắt (T - T) được xác định theo
chiều cao cột nước tràn (xem tại Hình 1): LT = (3 ÷ 5).H hoặc (2 ÷
3).Hmax
- Hệ số co hẹp ngang do ảnh hưởng của
hình dạng mép vào tường bên, mố trụ (ɛ), tham khảo phụ lục B
- Q2-1 và Q2-2 là
lưu lượng tính toán qua tràn dạng phím piano loại PK 2 tương ứng với trường hợp
0,5 m ≤ H0 ≤ 2,0 m và 2,0 m
< H0 < 6,0 m.
- K2-1 và K2-2 là
các hệ số lưu lượng tính toán qua tràn dạng phím piano loại PK 2 tương ứng với
trường hợp 0,5 m ≤ H0 ≤ 2,0 m và 2,0 m
< H0 < 6,0 m
b) Chảy ngập (hn > hghn):
Lưu lượng qua tràn chảy ngập không co
hẹp ngang được tính theo công thức (13):
trong đó:
σn2 là hệ số ngập tràn loại
PK 2, tính theo công thức (14):
|
|
(14)
|
Q2 là lưu lượng chảy tự do
qua tràn loại PK 2, tính theo công thức (9), (10):
CHÚ THÍCH:
- Các công thức tính toán trên áp dụng
trong trường hợp PT < 6m, trường hợp PT ≥ 6 m thì chọn
PT = 6 m để tính
- Mặt cắt hạ lưu (H - H) để xác định
chiều cao mực nước hạ lưu ngập, cách sát mép hạ lưu tràn (xem tại Hình 1b): LH ≤ (2,0 ÷ 6,5).hn;
- Hệ số ngập tràn loại PK2 tính theo
công thức (14), với giá trị hn > hghn2
CHÚ DẪN:
Tràn Piano tính toán mà chiều dài tường
tràn theo phương dòng chảy B có trị số khác so với bảng 1 thì có thể vận dụng
tính theo công thức tính lưu lượng (3), (4), (8), (9), (10), (14) và hiệu chỉnh
theo cách nội suy (tràn PK 2: B = 12,0m ± ∆B; tràn PK 1: B = 18,0m ± ∆B), trong phạm
vi cột nước (1,5m < H0 ≤ 7,0m) bình quân ∆B
= ± 1,0m tương ứng với ∆q = ± (0,5 ÷ 2,0)%, và ∆q = ± 4,0% đối với H0 ≤ 1,0m.
6.7 Các bước tính
toán thủy lực xác định qui mô tràn dạng phím piano
6.7.1 Các bước tính
toán thủy lực xác định qui mô tràn dạng phím piano xây mới
Bước 1: Chọn tuyến và hình thức tràn
(dạng phím piano)
Bước 2: Lựa chọn loại tràn dạng phím
piano (loại PK 1 hay loại PK 2), dựa vào chiều cao tràn dự kiến và điều kiện
khác liên quan:
- Nếu PT từ 6,0 m đến 8,0 m
khuyến nghị chọn tràn có kết cấu lệch về 2 phía (PK 2);
- Nếu PT > 8,0 m khuyến nghị
chọn tràn có kết cấu lệch về phía thượng lưu (PK 1).
Bước 3: Lựa chọn sơ bộ qui mô tràn dạng
phím piano:
Sử dụng một trong các công thức tính lưu
lượng qua tràn dạng phím piano trong mục 6.6 để tính toán (thông thường tính
với 3 chiều rộng đơn vị Wu tràn khác nhau) để xác định cao trình mực
nước lũ thiết kế (ZTK) và lưu lượng xả lũ thiết kế (QTK)
tương ứng cho mỗi tràn dạng phím piano đề xuất.
So sánh về khả năng tháo lũ, cao trình
mực nước lũ thiết kế và yếu tố liên quan khác (kinh tế, thi công, ngập hạ lưu)
chọn chiều rộng đơn vị tràn Piano (Wu).
Bước 4: Hoàn chỉnh thiết kế kiến trúc
cấu tạo tràn dạng phím piano; chọn tổng chiều rộng bố trí tràn Piano (W = n.Wu).
Bước 5: Xác định các thông số kỹ thuật
tràn.
Tính toán đều tiết lũ với tràn dạng phím
piano lựa chọn để xác định chính xác thông số về cao trình mực nước lũ thiết
kế, lưu lượng thiết kế và cao trình ngưỡng tràn.
Tính toán kiểm tra tràn dạng phím piano
lựa chọn với một số trường hợp khác như lũ kiểm tra, lũ thường xuyên... để xác
định các thông số (ZKT; QKT; Zp; Qp)
phục vụ công tác tư vấn thiết kế.
6.7.2 Tính toán thủy
lực tràn dạng phím piano cho nâng cấp, sửa chữa từ tràn đã có
Trên cơ sở lũ thiết kế, cao trình mực
nước thiết kế, cao trình đập dâng đã xác định và các công trình đầu mối đã có.
Bước 1: Chọn tuyến và hình thức tràn
(dạng phím piano)
Bước 2: Lựa chọn loại tràn dạng phím
piano (loại PK 1 hay loại PK 2); giống như lựa chọn loại tràn dạng phím piano
trường hợp tràn xây mới.
Bước 3: Xác định mới cao trình ngưỡng
tràn
Dựa vào cao trình ngưỡng tràn, quan hệ
lưu lượng với mực nước tại mặt cắt tính toán hạ lưu tràn, xác định trạng thái
chảy qua tràn dạng phím piano (chảy tự do hay chảy ngập).
Sử dụng công thức tính lưu lượng qua
tràn dạng phím piano tương ứng để xác định chiều rộng (Wu) tràn dạng
phím piano hợp lý (thông thường tính với 3 phương án chiều rộng đơn vị tràn
dạng phím piano khác nhau để so sánh).
Xác định mới cao trình ngưỡng tràn: do
lưu lượng qua tràn dạng phím piano lớn hơn tràn truyền thống nên có thể vừa
nâng cao khả năng tháo (tăng lưu lượng lũ thiết kế) theo yêu cầu mới vừa có thể
nâng cao cao trình ngưỡng tràn nhằm tăng dung tích hữu ích hồ chứa nhưng vẫn
không tăng chiều cao đập.
Bước 4: Hoàn chỉnh thiết kế kiến trúc
cấu tạo tràn dạng phím piano; chọn tổng chiều rộng bố trí tràn theo số đơn vị
tràn dạng phím piano đã lựa chọn (W = n.Wu).
Bước 5: Xác định các thông số kỹ thuật
tràn
Tính toán đều tiết lũ với tràn dạng phím
piano lựa chọn để xác định chính xác về mực nước thiết kế, lưu lượng thiết kế
và cao trình ngưỡng tràn.
Tính toán kiểm tra tràn dạng phím piano
lựa chọn với một số trường hợp khác như lũ kiểm tra, lũ thường xuyên để xác
định các thông số mực nước thượng lưu, lưu lượng qua tràn tương ứng.
6.8 Nối tiếp và
tiêu năng hạ lưu tràn dạng phím piano
Thiết kế tiêu năng hạ lưu tràn dạng phím piano áp dụng
như với các loại tràn thông thường khác (TCVN
8420:2010, hoặc thí nghiệm mô hình thủy lực), chú ý ngay sau ngưỡng tràn
dòng chảy có xáo trộn mạnh hơn, vận tốc phân bố không đều, mạch động nhiều hơn.
Thiết kế tiêu năng hạ lưu tràn dạng phím piano cần phù hợp với điều kiện địa chất và thủy lực trong
các trường hợp xả lũ, căn cứ trên địa chất thực tế
khi mở móng, có xét đến
những thay đổi trong quá trình khai thác, và kết quả thí nghiệm mô hình thủy
lực (nếu có). Cụ thể, cần xét đến khả năng chịu lực và chống chịu xói của các
đới đá phong hóa nhẹ hoặc vừa để quyết định cao độ đáy lòng dẫn hạ lưu và thiết kế kết
cấu tiêu năng thích hợp.
6.8.1 Nối tiếp và
tiêu năng hạ lưu tràn dạng phím piano xây mới
Hình thức nối tiếp và tiêu năng ngay sau
tràn dạng phím piano cũng giống như hình thức nối tiếp ngay sau ngưỡng tràn
thông thường khác (TCVN 8420:2010, hoặc thí
nghiệm mô hình thủy lực).
6.8.2 Nối tiếp và tiêu năng
hạ lưu tràn dạng phím piano từ nâng cấp sửa chữa tràn đã có
Giải pháp hợp lý cho hình thức nối tiếp
và tiêu năng hạ lưu tràn dạng phím piano từ việc nâng cấp, sửa chữa tràn đã có.
Do mực nước, lưu lượng thiết kế công trình nối tiếp và tiêu năng có thể thay
đổi lớn hơn trước, việc bố trí công trình nối tiếp và tiêu năng hạ lưu, có thể
xem xét một trong giải pháp sau:
Gia cố bảo vệ phía hạ lưu của bể tiêu
năng đã có.
Nâng cao thêm cao trình tường cuối bể và
đồng thời gia cố bảo vệ phía hạ lưu của bể tiêu năng đã có.
Đặt thêm tường hoặc răng tiêu năng trong
bể tiêu năng đã có.
Làm mới thêm 1 bể tiêu năng ngay sau bể
tiêu năng đã có.
Khi tính toán tiêu năng cần chú ý lưu
lượng đơn vị tính toán là lưu lượng đơn vị qua tràn dạng phím piano.
7. Quản lý, vận hành
tràn dạng phím piano
Tham khảo phụ lục C.
Phụ
lục A
(Tham khảo)
Kích thước tường tràn và chi tiết đỉnh tường tràn
Hình A1 -
Kích thước tường tràn, (m)
Hình A2 - Chi tiết
đỉnh tường tràn, (m)
Phụ
lục B
(Tham khảo)
Hệ số co hẹp ngang ɛ
B1. Đập tràn chỉ có một
khoang (không có mố trụ):
|
|
(B.1)
|
trong đó ξk là hệ số giảm
lưu lượng do ảnh hưởng của hình dạng mép vào tường biên; xác định theo Hình B1.
Trên Hình PLC1 đã nêu lên 3 trị số ξk của 3 loại mép
vào của tường biên có hình dạng khác nhau.
Hình B1 - Các
loại mép vào của tường biên
B2. Đập tràn có nk khoang tràn
riêng biệt, với chiều rộng mỗi khoang là Wk được ngăn cách
bởi những trụ giữa, chiều dày mỗi trụ là d):
|
|
(B.2)
|
trong đó: ξmt là hệ số giảm
lưu lượng do ảnh hưởng của hình dạng của mố trụ trên mặt bằng; xác định theo
Hình B2. Trên Hình PLC2 đã nêu lên 4 trị số ξmt của 4 loại
hình dạng của mố trụ có hình dạng khác nhau.
Hình B2 - Hình
dạng cửa vào mố trụ trên mặt bằng
CHÚ THÍCH:
Khi cần xác định ɛ với độ chính
xác cao hơn 10 %, thì vấn đề co hẹp ngang phải được chính xác hóa bằng các thí
nghiệm trong phòng.
Phụ
lục C
(Tham khảo)
Quản lý, vận hành
C.1 Theo dõi thời
kỳ đầu mới đưa công trình tràn dạng phím piano vào vận hành
C.1.1 Theo dõi kỹ thuật
Theo dõi kỹ thuật là một khâu quan trọng
đối với công trình ứng dụng kết cấu mới, giúp cho việc quản lý vận hành hiệu
quả, khắc phục kịp thời các sự cố xảy ra. Việc theo dõi kỹ thuật là cần thiết
đối với tràn dạng phím piano.
C.1.2 Theo dõi thủy văn,
thủy lực
Đo đạc mực nước trước và sau tràn Piano;
Đo bình đồ dòng chảy đoạn lòng dẫn hạ
lưu tràn (lưu ý dòng chảy lệch, uốn lượn,...).
C.1.3 Theo dõi kết cấu
Kiểm tra nứt các cấu kiện tràn dạng phím
piano;
Kiểm tra thấm của cấu kiện tràn dạng
phím piano;
Kiểm tra chuyển vị các cấu kiện tràn
dạng phím piano;
Đo đạc chuyển vị và biến dạng một số cấu kiện quan
trọng.
C.1.4 Theo dõi xói lở hạ lưu
Đo đạc hố xói hay đoạn nối tiếp sau bể
tiêu năng trong thời kỳ đầu;
Đo đạc hố xói định kỳ trong vài năm đầu;
Theo dõi hố xói định kỳ 2 năm đến 3
năm/lần khi đã khá ổn định.
C.2 Xử lý vấn đề
nảy sinh và khắc phục
C.2.1 Cây trôi, vật nổi phía
thượng lưu tràn dạng phím piano
Khi tràn ở cột nước tràn thấp (H <
1,0 m) cây trôi, vật nổi nhỏ có thể bị tràn dạng phím piano cản lại tạo thành
bè lớn nhưng nước vẫn chảy qua tràn và thoát xuống hạ lưu, đồng thời với quá
trình này là mực nước phía thượng lưu dâng cao dần. Khi mực nước thượng lưu
tràn dâng cao dần tới chiều cao cột nước tràn H > 1,1 m đến 1,5 m thì dòng
chảy sẽ kéo theo rác, cây trôi nhỏ xuống hạ lưu.
Đối với cây trôi, vật nổi có kích thước
lớn có thể va đập vào tràn làm hư hỏng hoặc cây có tán lớn mắc vào tràn làm gia
tăng về lực tác động đến kết cấu và làm mực nước phía thượng lưu dâng cao so
với tính toán gây bất lợi cho tràn. Vì vậy tùy vào điều kiện cụ thể, cần được
bố trí giải pháp khắc phục cho hợp lý.
C.2.2 Về kết cấu
Sự cố kết cấu có thể xảy ra đối với kết
cấu tràn:
- Lún không đều (ít xảy ra đối với kết cấu mới);
- Nứt nẻ bề mặt bê tông;
- Ăn mòn bê tông cốt thép các kết cấu tràn.
Các sự cố này có ảnh hưởng lớn đến ổn
định, độ bền và sự làm việc bình thường của kết cấu. Đây là những lỗi rất
khó khắc phục.
C.2.3 Về xói lở hạ lưu
tràn dạng phím piano
Khi gặp xói lở mạnh, sạt lở lớn phần mái
bờ khu vực hạ lưu tràn, cần có hướng xử lý thích hợp. Để chuẩn bị cho công tác
xử lý cần thực hiện một số việc sau:
- Cảnh báo khu vực nguy hiểm do sạt lở;
- Di dời người, tài sản, gia súc, máy
móc thiết bị ra khỏi khu vực nguy hiểm;
- Đo đạc khu vực sạt lở;
- Đo mực nước, dòng chảy (vận tốc, bình
đồ dòng chảy) trong thời kỳ vận hành để đối chiếu với các chỉ tiêu thiết kế;
- Thiết kế biện pháp phòng xói thích
hợp;
- Thi công xử lý kịp thời.
C.2.4 Về bồi tụ phía
thượng lưu tràn dạng phím piano
Đối với tràn dạng phím piano có chiều
cao tràn thấp hoặc tràn dạng phím piano cho các đập dâng, hàng năm lũ có thể
cuốn trôi bùn cát theo dòng chảy về phía công trình. Khu vực trước tràn (cửa
vào tràn) thường có hiện tượng lắng đọng 1 phần hạt thô, khu vực cửa vào tràn
có thể sẽ bị bồi tụ cao dần. Nếu cao độ đáy phía trước tràn dạng phím piano bị
bồi lấp làm chiều cao
phía thượng lưu tràn (PT) giảm nhỏ hơn (PT giảm nhỏ đi so
với Pi từ 1 m đến 2 m thì lưu lượng của tràn dạng
phím piano sẽ giảm nhỏ hơn từ 15% đến 20% so với lưu lượng thiết kế). Vì vậy
định kỳ đo đạc kiểm tra cao độ đáy khu vực cửa vào tràn và có biện pháp xử lý
phù hợp.
Mục lục
1. Phạm vi áp dụng
2. Tài liệu viện dẫn
3. Thuật ngữ và định nghĩa
4. Phân loại tràn dạng phím piano
6. Quy định chung đối với tràn dạng phím
piano
6.1 Tuyến bố trí tràn
6.2 Hình thức cửa vào
6.3 Lựa chọn loại tràn
6.4 Lựa chọn kích thước,
thông số cấu tạo tràn dạng phím piano
6.5 Xác định trạng thái
chảy qua tràn
6.6 Tính toán lưu lượng qua
tràn
6.7 Các bước tính toán thủy
lực xác định qui mô tràn dạng phím piano
6.8 Nối tiếp và tiêu năng
hạ lưu tràn dạng phím piano
7. Quản lý, vận hành tràn dạng phím
piano
Phụ lục A
Phụ lục B
Phụ lục C