›
›

Tài liệu Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống kênh tưới

pdf 69 trang hapham 130
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tài liệu Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống kênh tưới", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdftai_lieu_tieu_chuan_thiet_ke_he_thong_kenh_tuoi.pdf

Nội dung text: Tài liệu Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống kênh tưới

  1. TRƯỜNG KHOA W X Tiờu chuẩn thiết kế Hệ thống kờnh tưới
  2. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Nhóm H Hệ thống kênh t|ới - Tiêu chuẩn thiết kế Irrigation systems – Design standard Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu khi thiết kế mới và thiết kế sửa chữa các hệ thống kênh t|ới. 1. Quy định chung 1.1. Hệ thống kênh t|ới đ|ợc phân cấp theo bảng 1 Bảng 1 Diện tích t|ới (103ha) Cấp công trình kênh Lớn hơn 50 II Lớn hơn l0 đến 50 III Lớn hơn 2 đến 10 IV Nhỏ hơn hoặc bằng 2 V Chú thích: 1. Khi kênh t|ới đồng thời làm nhiệm vụ khác (nh| giao thông thuỷ, cấp n|ớc dân dụng công nghiệp v.v ) thì cấp của kênh t|ới đ|ợc lấy theo cấp của kênh làm nhiệm vụ nếu kênh t|ới có cấp thấp hơn. 2. Cấp của các công trình trên kênh t|ới cũng đ|ợc xác định theo bảng 1. Khi có kết hợp với cấp của các công t1'in// trên kênh t|ới lấy theo cấp của các công trình kĩ thuật này của công trình trên kênh t|ới có cấp thấp hơn. 1.2. Hệ thống kênh t|ới bao gồm các kênh thuộc mạng l|ới kênh t|ới và các công trình trên kênh. Các công trình trên kênh bao gồm: các công trình lấy n|ớc, điều tiết, đo n|ớc, chuyển n|ớc, tiêu n|ớc, xả n|ớc, khi có sự cố và xả n|ớc cuối kênh kênh, công trình giao thông và các công trình quản lí hệ thống kênh t|ới. 1.3. Mạng l|ới kênh t|ới bao gồm: kênh chính các kênh nhánh cấp I, các kênh nhánh cấp II, các kênh nhánh cấp III, v.v và các kênh nhánh cấp cuối cùng dẫn n|ớc vào khoảng (lô) sản xuất. Chú thích: 1. Kênh chính dẫn n|ớc từ nguồn n|ớc (tại đầu mối thuỷ lực) phân phối n|ớc cho các kênh 2. Kênh nhánh cấp I dẫn n|ớc từ kênh chính phân phối n|ớc cho các kênh nhánh cấp II, 3. Kênh nhánh cấp II dẫn n|ớc từ kênh nhánh cấp I phân phối n|ớc cho các kênh nhánh cấp III, v.v 1.4. Những kí hiệu các kênh thuộc mạng l|ới kênh t|ới đ|ợc quy định nh| sau: Kênh chính: K.C; Kênh nhánh cấp I: Nl, N2, N3; v.v ;
  3. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Kênh nhánh cấp II: Nl- l; Nl- 2; Nl- 3; v.v , N2- l; N2- 2; N2- 3; v.v. ; N3- l; N3- 2; N3- 3 l v.v Kênh nhánh cấp III: Nl- l- 1; Nl- l- 2; Nl- 1- 3; v.v N1- 2- l , Nl- 2- 2; Nl- 2- 3. Chú thích: 1. Trong tr|ờng hợp một hệ thống kênh t|ới có nhiều kênh chính thì ký hiệu nh| sau: K.C1; K.C2, K.C3 v.v (chỉ số 1; 2; 3;v.v ) đánh theo chiều kim đồng hồ 2. Những kí hiệu 1 chỉ số của kênh nhánh biểu thị kênh nhánh cấp I; có hai trị số biều thị kênh nhánh cấp II; có ba chỉ số, biều thị kênh nhánh cấp III; v.v 3. Chỉ số biểu thị kênh nhánh cấp I nh| sau: nếu đi theo dòng n|ớc chảy trên kênh chính thì dùng số chẵn cho kênh bên phải, số lẻ cho kênh bên trái. Đối với kênh nhánh cấp II trở xuống thì kí hiệu theo thứ tự l, 2, 3, v.v kề từ dầu kênh cấp trên của chúng không phân bên phải hoặc bên trái. Sơ đồ các kí hiệu mạng l|ới kênh t|ới đ|ợc thể hiện ở hình 1. 1.5. Khi thiết kế hệ thống kênh t|ới, cần xác định các hệ số sau: a) Sử dụng ruộng đất (Ksd): (1) Trong đó: Zdt- Diện tích đất thực tế đ|ợc t|ới bằng công trình thuỷ lợi, bao gồm diện tích cây l|ơng thực, cây công nghiệp, rau, đồng cở và cây ăn quả;
  4. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Fd- Diện tích đất vùng đ|ợc t|ới, bao gồm cả diện tích Zdt và diện tích dùng làm hệ thống kênh t|ới, các kênh trong khoảnh (lô), các công trình, đ|ờng sá, ao hồ, các khu xây dựng khác (nhà ở, trạm trại, công x|ởng v.v cũng nh| các diện tích nằm tách biệt bên trong các khoảng (lô) mà việc t|ới các diện tích này xét thấy không hợp lí. Chú thích: Để xác định diện tích đất vùng đ|ợc t|ới do công trình thuỷ lợi nào đảm nhiệm việc phân ranh giới vùng đ|ợc t|ới căn cứ vào ranh giới đồi núi, sông ngòi, đ|ờng sá, hoặc các ranh giới hành chính thuận lợi cho việc tổ chức quản lí, khai thác công trình. b) Hệ số chiếm đất của hệ thống kênh (Kcđ): (2) Trong đó: Fcđ - Diện tích chiếm đất của hệ thống kênh t|ới và kênh tiêu làm mới do hệ thống kênh t|ới gây trở ngại tình trạng tiêu tự nhiên nh| tr|ớc khi xây dựng hệ thống kênh t|ới đó; - Kí hiệu theo giải thích trong công thức (l) . Trong mọi tr|ờng hợp, Kcđ Phải thoả mãn biểu thức d|ới đây: Kcđ d [Kcđ]; (3) Hệ số chiếm đất cho phép (Kcđ) xác định theo bảng 2 Bảng 2 Vùng Kcđ (%) 1. Cây l|ơng thực,rau - Miền núi 4 đến 6 - Trung du và đồng bằng 5 đến 7 2. Cây công nghiệp 3 đến 4 3. Đồng cỏ 2 đến 3 Khi biểu thức (3) không thoả mãn, trong thiết kế phải có luận chứng kinh tế kĩ thuật 2. Bố trí mặt bằng hệ thống kênh t|ới 2.1. Hệ thống kênh t|ới bằng đất. 2.1.1. Khi thiết kế mặt bằng tuyến kênh phải xét t|ới quy hoạch trồng trọt trong khu vực nên bố trí kênh riêng biệt cho từng vùng trồng trọt nh| vùng trồng lúa n|ớc,vùng rau mầu, vùng trồng cây công nghiệp v.v 2.1.2. Cần bố trí các nhánh kênh sao cho phạm vi tối của chúng nằm gọn trong từng địa giới khu vực hành chính hoặc các đơn vị sản xuất nh| nông tr|ờng, hợp tác xã để việc tổ chức sản xuất nông nghiệp và quản lí phân phối n|ớc hợp lí. 2.1.3. Khi thiết kế kênh t|ới phải xét t|ới việc sử dụng tổng hợp nhằm thoả mãn các nhu cầu dùng n|ớc của các ngânh kinh tế để mang lại lợi ích lớn nhất, nh| phát điện vận tải thuỷ, cấp n|ớc cho công nghiệp và dân dụng. 2.1.4. Kênh t|ới phải đ|ợc thiết kế sao cho việc t|ới tự chảy đ|ợc nhiều nhất.
  5. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 2.1.5. Cần thiết kế mạng l|ới kênh t|ới đi qua những vùng có địa chất tốt để kênh ổn định, ít thấm. 2.1.6. Thiết kế kênh nhánh cấp trên phải tạo điều kiện thuận lợi để thiết kế kênh nhánh cấp d|ới và các công trình trên kênh. 2.1.7. Ph|ơng án thiết kế kênh phải bảo đảm: a) Kênh v|ợt qua ch|ớng ngại vật ít nhất; b) Khối l|ợng đào, đắp ít; c) Chiếm ít diện tích đầt sản xuất; d) Dễ thi công, dễ quản lí. 2.1.8. Hệ thống kênh t|ới phải thiết kế đồng thời với hệ thống kênh tiêu, để tạo thành một hệ thống t|ới, tiêu hoàn chỉnh. 2.1.9. Để tiết kiệm đất canh tác, việc lấy đất đắp kênh và đổ đất thải ra cần bố trí hợp lí. Phải san, lấp các thùng đấu san bãi thải, giữ đất mầu làm đất trồng trọt. Khi lập dự toán phải chú ý tính cả chi phí bóc đất mầu và san trả đất mầu để canh tác. 2.1.10. Khi thiếu đất đắp hoặc lấy đất đắp bờ kênh khó khăn, có thể lấy đất ở lòng kênh để đáp nh|ng phải thoả mãn các điều kiện sau: Khoảng cách giữa các hố đào ở lòng kênh không đ|ợc nhỏ hơn 3m; Chiều dài của hố đào từ 3 đến 5m; chiều sâu của hồ đào đ|ợc xác định bởi chiều sâu của mực n|ớc ngầm (để n|ớc ngầm không chảy vào kênh và ng|ợc lại), bởi ph|ơng tiện đào hố và kích th|ớc mặt cắt kênh, nh|ng trong mọi tr|ờng hợp không đ|ợc sâu hơn 0,5m. Mái dốc của hố đào phải bằng hoặc lớn hơn mái dốc của kênh tại cùng một mặt cắt 2.1.11. Khi kênh đi d|ới đ|ờng dây tải điện, khoảng cách tối thiểu từ đỉnh bờ kênh đến đ|ờng dây điện thấp nhất phải theo quy định d|ới đây: Điện thế đến 110KV, không nhỏ hơn 6m; Điện thế đến 150KV, không nhỏ hơn 6,5m; Điện thế đến 220KV, không nhỏ hơn 7,0m; 2.1.12. Khi kênh đi song song với đ|ờng dây tải điện thì khoảng cách từ mép trên ở phía mái dốc ngoài của kênh đến cột đ|ờng dây không đ|ợc nhỏ hơn chiều cao cột t|ơng ứng. 2.2. Hệ thống t|ới bằng máng nổi 2.2.1. Hệ thống t|ới bằng máng nổi đ|ợc áp dụng trong các điều kiện sau: a) Tuyến kênh đi qua vùng đất thấm n|ớc mạnh, lầy thụt; b) Tuyến kênh đi qua vừng đồi núi hoặc thung lũng có hiện t|ợng sụt lở, kém ổn định 2.2.2. Khoảng cách giữa các máng nổi phân n|ớc đ|ợc quy định tuỳ theo điều kiện địa hình của khu t|ới và phải xác định trên cơ sở tính toán kinh tế, kĩ thuật. 2.2.3. Máng nổi nên thiết kế với vận tốc lớn để giảm mặt cắt ngang của máng và chống bồi lắng trong máng. 2.2.4. Mặt cắt ngang của máng nên thiết kế dạng parabôn, nửa hình tròn, chù nhật hoặc hình thang.
  6. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 3. Các công trình trên hệ thống kênh t|ới . 3.1. Các công trình trên hệ thống kênh t|ới phải đ|ợc bố trí một cách hợp lí nhằm: Phân phối n|ớc, điều tiết l|u l|ợng và mực n|ớc trong kênh (nh| công trình lấy n|ớc, cống điều tiết, v.v ); Đo l|ợng n|ớc tại điểm lấy n|ớc và trong hệ thống phân phối n|ớc (nh| các công trình đo n|ớc); Nổi tiếp mực n|ớc th|ợng, hạ l|u làm giảm độ dốc của đáy kênh, giảm khối l|ợng đào, đắp kênh (nh| bậc n|ớc, dốc n|ớc); Chuyển n|ớc trên kênh qua những chỗ giao nhau giữa kênh t|ới với sông suối, với kênh t|ới, kênh tiêu khác, với đ|ờng sắt, với vùng đầt trũng (nh| cầu máng, cống luồn, cầu giao thông v.v ); Bảo đảm sự an toàn của hệ thống (nh| tràn bên kênh gọi tắt: là tràn bên, cống tháo n|ớc cuối kênh); Ngăn cát và phù sa hạt thô (nh| bể lắng cát, đập chắn cát ở đầu kênh chính, v.v ); Bảo đảm giao thông thuỷ, bộ trên những đoạn kênh có điều kiện (nh| công trình cầu giao thông, âu thuyền); Bảo đảm khả năng thoát l|u và tiêu úng (nh| các công trình tiêu n|ớc); Tạo điều kiện thuận lợi cho công tác quản. lí và khai thác hệ thống, từng b|ớc hiện đại hoá hệ thống t|ới (nh| nhà quản lí, hệ thống liên lạc, hệ thống mốc độ cao và cột kilômét. Khi xây dựng các công trình trên hệ thóng kênh t|ới cần phải rút bởi tối đa số l|ợng các công trình trên kênh bằng cách kết hợp một công trình làm nhiều chức năng (nh| một công trình vừa làm nhiệm vụ chia n|ớc, điều chỉnh mức n|ớc, đo n|ớc, v.v. ). Các công trình điều tiết ở gần nhau cần kết hợp thành một cụm để bảo đảm thuận tiện trong việc khai thác hệ thống đo n|ớc sử dụng, tạo ra các mực n|ớc khống chế 3.2. Những yêu cầu kĩ thuật đối với các công trình trên hệ thống kênh t|ới: 3.2.1. Cống lấy n|ớc phải bảo đảm chuyển đ|ợc l|u l|ợng n|ớc từ kênh cấp trên vào kênh nhánh cấp d|ới phù hợp với nhu cầu dùng n|ớc. Cửa cống phải kín n|ớc, đóng mở thuận tiện cho công tác phân phối và t|ới n|ớc. 3.2.2. Công trình điều tiết mực n|ớc và l|u l|ợng. Công trình điều tiết có tác dụng dâng n|ớc và điều tiết l|u l|ợng phục vụ t|ới luân phiên và dâng n|ớc tại những nơi cần thiết (th|ờng là những nơi có sự thay đổi đột ngọt về độ cao mực n|ớc hoặc đoạn kênh dài có tổn thất đâu n|ớc lớn không đạt đ|ợc mực n|ớc khống chế ). Công trình điều tiết phải có cửa van kín và thiết bị đóng mở thuận tiện. Công trình điều tiết th|ờng đ|ợc kết hợp làm cầu qua kênh hoặc công trình nổi tiếp nh| bậc hoặc dốc n|ớc. Khi kênh có kết hợp vận tải thuỷ thì chiều rộng cửa và độ cao tĩnh không phải phù hợp với loại tàu thuyền qua lại trên kênh. 3.2.3. Công trình đo n|ớc. Trong hệ thống kênh t|ới cần phải bố trí công trình đo mực n|ớc và l|u l|ợng, phục vụ cho lông tác quản lí, phân phồi n|ớc, t|ới n|ớc. Công trình đo n|ớc đặt ở đầu kênh chính, đầu các kênh nhánh.
  7. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Ngoài các công trình đo n|ớc, trong hệ thống kênh t|ới cần có công trình đo chuyên dùng để đo các thông số vận tải, độ bối, xói v.v Công trình đo n|ớc ở đầu kênh chính dùng để đo l|ợng n|ớc từ nguồn n|ớc của hệ thống và đặt cách cống lấy n|ớc ở đầu kênh chính về phía hạ l|u khoảng 50 đến 200m (đặt tại nơi có dòng chảy đã trở lại trạng thái chảy ổn định đều trong kênh). Công trình đo n|ớc ở đầu các kênh nhánh aùng để đo l|ợng n|ớc từ kênh cấp trên vào kênh nhánh cấp d|ới, do tổn thất đầu n|ớc trên kênh và đặt cách cống lấy n|ớc ở đầu kênh nhánh về phía hạ l|u từ 20 đến 100m (đặt tại nơi có dòng chảy đã trở lại trạng thái chảy ổn định đều trong kênh). Có thể tận dụng công trình thủy công để đo n|ớc. 3.2.4. Các điều kiện sử dụng công trình thủy công để đo n|ớc: Công trình thủy công phải hoàn chỉnh, không h| hỏng, rò rỉ, biến dạng, thiết bị đóng mở phải tốt, vận hành an toàn; Tr|ớc và sau công trình rãnh cửa không có bùn cát lắng đọng, không có rác tích tụ làm cản trở dòng chảy; Khi dòng chảy từ phía bên vào công trình thì vận tốc dòng chảy không đ|ợc quá 0,7 m/s. Dòng chảy vào công trình phải ồn định; Dòng chảy vào công trình theo phía chính diện phải đối xứng; Tổn thất cột n|ớc qua công trình không đ|ợc nhỏ hơn 5cm; Dòng chảy qua công trình ở trạng thái tự do, khi ở trạng thái chảy ngập thì chi tiêu ngập nh| sau: Chiều sâu n|ớc hạ l|u phải thấp hơn hoặc bằng 0,90 chiều sâu n|ớc th|ợng l|u. 3.2.5. Công trình nổi tiếp: bậc n|ớc hoặc dốc n|ớc. Bậc n|ớc hoặc dốc n|ớc có thể bố trí tập trung hoặc phân tán tuỳ theo yêu cầu khống chế mực n|ớc trên kênh và điều kiện kinh tế, kĩ thuật. Bậc n|ớc hoặc dốc n|ớc cần có hình thức cửa vào thích hợp để duy trì đ|ợc mức n|ớc ở th|ợng l|u công trình, tránh hiện t|ợng phát sinh đ|ờng n|ớc hạ. 3.2.6. Công trình chuyển n|ớc: cầu máng, cống luồn a) Cầu máng: Khi kênh cắt qua đ|ờng giao thông, mà mặt đ|ờng giao thông thấp hơn nhiều so với đáy kênh thì nên làm cầu máng qua đ|ờng. Chiều cao từ mặt đ|ờng đến đáy cầu máng phải lớn hơn độ cao của các ph|ơng tiện đi lại trên đ|ờng. Đối với n|ớc dòng sông, suối, kênh không có yêu cầu giao thông thuỷ, khi có kênh t|ới cần v|ợt qua mà đáy kênh t|ới cao hơn mực n|ớc lớn nhất của sông suối thì nên làm cầu máng nổi tiếp kênh t|ới. Tr|ờng hợp đặc biệt vẫn phải làm cầu máng khi đáy của máng thấp hơn mực n|ớc lớn nhất của sông, suối mà kênh cầt qua (nh|ng không đ|ợc ngập máng) thì cầu máng phải có kết cấu vững chắc để chống lực đẩy nổi, chống các tác động cơ học của các vật nổi và lực xô ngang của dòng chảy. Đối với n|ớc sông, suối, kênh có yêu cầu giao thông thuỷ thì độ dài của nhịp máng phải v|ợt qua và độ cao tĩnh không phải đảm bảo cho tàu thuyền qua lại d|ới gầm cầu máng đ|ợc an toàn. Hai đầu cầu máng cần có biện pháp chống thấm tốt tránh rò rỉ.
  8. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Chân trụ cầu máng phải đ|ợc bảo vệ vững chắc, tránh xói, lở. b) Cống luồn: Khi kênh t|ới đi qua sông, suối, kênh t|ới, tiêu, đ|ờng sá mà mực n|ớc kênh t|ới chênh không nhiều với mực n|ớc sông, suối, kênh khác và cao trình mặt đ|ờng thì nên làm cống luồn. Nếu l|u l|ợng của sông suối nhỏ hơn l|u l|ợng kênh t|ới cắt qua (kể cả trong mùa lũ) thì nên làm cống luồn d|ới kênh. Đối với cống luồn nằm d|ới kênh, cần đắp một lớp đất đầm chặt trên đỉnh cống luồn dày khoảng từ 0,3 đến 0,5m. Khoảng cách từ đáy kênh t|ới đỉnh cống luồn nằm d|ới nó không nhỏ hơn một độ dày f. Tr|ờng hợp kênh có giao thông thuỷ f - l,0m; Tr|ờng hợp kênh không có giao thông thuỷ f = 0,5 y 0,7m. Đối với đoạn cống luồn nghiêng, góc nhọn nghiêng hợp bởi giữa tim cống luồn và đ|ờng nằm ngang không nên lớn hơn 200 Để tránh lắng đọng bùn cát trong cống luồn, vận tốc dòng chảy trong cống luồn nên tế l,5 đến 4m/s và không đ|ợc nhỏ hơn vận tốc dòng chảy trong kênh tại đoạn vào và ra của cống luồn đó. Tr|ờng hợp vận tốc trung bình của dòng chảy trong cống luồn nhỏ hơn l,5m/s, tnỉớc cống luồn cần có bể lắng cát. Cần có luận chứng kinh tế và kĩ thuật để chọn vận tốc dòng chảy trong cống luồn và đ|ờng kính của cống hợp lí. Tr|ớc cửa cống luồn phải có l|ới chắn rác. Phải kiểm tra các chế độ thuỷ lực trong cổng luồn đối với l|u l|ợng lớn nhất và nhỏ nhất, tránh hiện t|ợng n|ớc chảy trong cống. Chỉ làm cống luồn bằng thép trong tr|ờng hợp áp suất trong cống luồn lớn hơn 10at. Khi áp suất nhỏ hơn 10at, muốn làm cống luồn bằng thép phải có luận chứng kinh tế kĩ thuật. 3.2.7. Công trình xả n|ớc khi có sự cố và xả n|ớc cuối kênh. a) Tràn bên Hệ thống kênh t|ới cần phải có các công trình tràn bên để phòng ngừa n|ớc tràn bờ kênh, gây sạt lở vỡ bờ khi: Cống lấy n|ớc đầu kênh bị hỏng, n|ớc vào kênh quá nhiều; n|ớc m|a, n|ớc lũ ở các l|u vực nhỏ hai bên bờ kênh chảy vào trong kênh quá nhiều; Cống ở đầu kênh đã mở, nh|ng các cồng lấy n|ớc hoặc cống điều tiết ở phiá sau mở chậm hoặc mở nhỏ hơn quy định làm cho n|ớc trong kênh dâng cao gây tràn bờ. Các vị trí cần đặt tràn bên: Hạ l|u các cống lấy n|ớc đầu kênh; Th|ợng l|u đoạn kênh xung yếu, nh| đoạn kênh đắp nổi dễ bị xói lở hoặc đoạn kênh đi men s|ờn dốc; Th|ợng l|u cống điều tiết: cầu máng, cống luồn hoặc cống phân phối n|ớc, v,v Cuối đoạn kênh có n|ớc m|a lũ chảy vào.
  9. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Độ cao đ|ờng tràn bên lấy bằng độ cao mức n|ớc thiết kế trong kênh, cột n|ớc tràn bằng hiệu số giữa mức n|ớc lớn nhất và mực n|ớc thiết kế trong kênh. L|u l|ợng thiết kế qua tràn bên có thể lấy bằng 50% l|u l|ợng thiết kế của kênh ở vị trí đặt tràn bên. Khi dùng tràn bên để tháo l|ợng n|ớc m|a lũ chảy vào kênh thì l|u l|ợng qua tràn bên lấy bằng l|u l|ợng m|a lũ chảy vào kênh đó. Trong tr|ờng hợp này cần có biện pháp xủ lí sự lắng đọng bùn cát trong kênh và cần có tràn bên để tháo hết l|ợng n|ớc m|a lũ đã chảy vào kênh. Chú thích: Chi nên làm tràn bên để tháo n|ớc m|a lũ chảy vào kênh khi địa hình không cho phép làm cống tiêu n|ớc cắt qua kênh và l|u vực tập trung n|ớc m|a nhỏ b) Cống tháo n|ớc cuối kênh. Trong mạng l|ới kênh t|ới mà đoạn kênh cuối có l|u l|ợng bằng hay lớn hơn 0,5 m3/s, phải làm cống tháo n|ớc cuối kênh để xả bớt n|ớc trong kênh khi mực n|ớc dâng quá cao hoặc tháo cạn n|ớc trong kênh để sửa chữa kênh hoặc công trình trên kênh. Cống tháo n|ớc cuối kênh lấy bằng 25 đến 50% l|u l|ợng thiết kế của đoạn cuối kênh. 3.2.8. Bể lắng bùn cát. Bể lắng bùn cát th|ờng đ|ợc đặt ở những vị trí: Sau cống lấy n|ớc đầu kênh chính; Tr|ớc công trình dẫn n|ớc nh| cầu máng, cống luồn v.v Nơi có vận tốc n|ớc trong kênh giảm đáng kề; Nơi có điều kiện địa hình, địa chất thích hợp cho việc rửa bùn cát lắng đọng. 3.2.9. Công trình vận tải thuỷ trên kênh. ở những đoạn kênh t|ới có mực n|ớc thay đổi, muốn kết hợp vận tải thủy, cần xây dựng các âu thuyền để tàu và thuyền qua lại an toàn. Việc thiết kế âu thuyền phải do các cơ quan có thẩm quyền quyết định. 3.2.10. Cầu qua kênh. Khi kênh hoặc công trình trên hệ thống kênh cắt qua đ|ờng giao thông, cần bố trí cầu giao thông để đảm bảo giao thông bình th|ờng. Khi thiết kế cầu trên kênh cần xét đến yêu cầu cải tạo và mở rộng của mạng l|ới giao thông khu vực. Cầu giao thông (sắt, bộ), phải thiết kế theo các tiêu chuẩn, quy phạm hiện hành Đối với kênh có giao thông thuỷ, cầu giao thông phải bảo đảm độ cao tĩnh không cho tàu, thuyền qua lại 3.2.11. Các công trình quản lí khai thác hệ thống kênh t|ới. Trên hệ thống kênh t|ới cần có: a) Khu trung tâm và các đơn vị quản lí khu vực (nhà làm việc, nhà ở của công b) Hệ thống liên lạc giữa khu trung tâm và các đơn vị quản lí khu vực; c) Cột km đặt trên bờ kênh bên phải, khi nhìn theo chiều dòng chảy của kênh chính và kênh nhánh cấp I có l|u l|ợng bằng hoặc lớn hơn 1m3/s; d) Hệ thống mốc độ cao dùớỉ đáy kênh và dọc theo tim kênh đối với kênh chính và kênh nhánh cấp I có l|u l|ợng bằng hoặc lớn hơn 1m3/s đ|ợc làm t|ơng ứng với cột km trên bờ kênh.
  10. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Chú thích: Cột km và cột mốc độ cao phải có kết cấu vững chắc, thuận tiện cho công tác quản lí, không làm ảnh h|ởng đến sự đi lại trên bờ kênh. 4. Mực n|ớc khống chế trên kênh t|ới 4.1. Hệ thống kênh t|ới phải có năng lực chuyển n|ớc và bảo đảm mực n|ớc cần thiết 4.2. Độ cao mực n|ớc trong hệ thống kênh phụ thuộc độ cao mặt ruộng đ|ợc t|ới và Độ cao mực n|ớc của kênh cấp trên tại đầu kênh nhánh cấp d|ới xác định nh| sau: (4) (5) Trong đó: <n - Tổn thầt đầu n|ớc qua cống đầu kênh nhánh cấp d|ới; ’'n Mực n|ớc tại đầu kênh nhánh cấp d|ới ứng với l|u l|ợng thiết kế; A0 - Độ cao mặt ruộng'cần t|ới tự chảy; hr - Chiều sâu lớp n|ớc t|ới trên mặt ruộng: Tổng các tổn thất cột n|ớc trong hệ thống kênh nhánh cấp d|ới do m|a sát dọc theo chiều dài; Tổng các tổn thất cột n|ớc (cục bộ) qua các công trình trên hệ thống kênh nhánh cấp d|ới 4.3. Khi chọn trị số A0 cần có luận chứng kinh tế kĩ thuật. 4.4. Đối với ruộng lúa n|ớc hoặc ruộng t|ới rãnh, mực n|ớc ở kênh nhánh cấp cuối cùng ứng với l|u l|ợng thiết kế phải cao hơn lớp n|ớc mặt ruộng hoặc cao hơn mực n|ớc cao nhất ở đầu luồng từ 0,05 đến 0,lm. 4.5. Tổn thất cột n|ớc qua các công trình trên hệ thống kênh t|ới xác định theo phụ lục l. 4.6. Để bảo đảm mực n|ớc t|ới cần thiết khi kênh làm việc với l|u l|ợng nhỏ nhất, cần có các công trình điều tiểt để nâng cao mực n|ớc. 5. Tính toán l|u l|ợng và hệ số lợi dụng của hệ thống kênh t|ới 5.1. Các l|u l|ợng dùng để thiết kế kênh 5.1.1. Để xác định mặt cắt kênh t|ới cần dùng 3 cấp l|u l|ợng: L|u l|ợng thiết kế Q (gọi tắt là l|u l|ợng kênh) L|u l|ợng nhỏ nhất Qmin; L|u l|ợng lớn nhất (l|u l|ợng bất th|ờng) Qmax L|u l|ợng thiềt kế là l|u l|ợng lớn nhất trong biểu đồ l|u l|ợng thiết kế thuộc một đoạn kênh, một cầp kênh hay một hệ thống kênh. Biểu đồ l|u l|ợng đ|ợc xây dựng trên cơ sở của biểu đồ hệ số t|ới của các loại cây trồllg do kênh đó đảm nhiệm t|ới sau khi đã đ|ợc điều chỉnh. L|u l|ợng thiết kế dùng để xác định kích th|ớc mặt cắt kênh và để thlết kế các công trình trên kênh.
  11. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 L|u l|ợng nhỏ nhất dùng để kiểm tra khả năng bối lắng trong kênh, khả năng bảo đảm t|ới tự chảy, để trên cơ sở đó nghiên cứu, thiết kế công trình điều tiết trên kênh. L|u l|ợng nhỏ nhất của một đoạn kênh, một cấp kênh, một hệ thống kênh không đ|ợc nhỏ hơn 40% l|u l|ợng thiết kế t|ơng ứng. L|u l|ợng lớn nhất dùng để kiểm tra khả năng xói lở và xác định độ cao an toàn của đỉnh bờ kênh. L|u l|ợng lớn nhất đ|ợc xác định bằng l|u l|ợng thiết kế nhân thêm với hệ số K. Hệ số K đ|ợc quy định nh| sau: a) Khi l|u l|ợng thiết kế Q nhỏ hơn lm3/s thì K bằng l,2 đến 1,3. b) Khi l|u l|ợng thiết kế Q bằng l đến 10m3/S thì K bằng l,15 đến 1,2 c) Khi l|u l|ợng thiết kế Q lớn hơn l0m3/s thì K bằng 1, l0 đến 1,15 Chú thích: Hệ số K sc tỉ lệ nghịch với l|u l|ợng Q (tức là Q càng lớn thì K càng nhỏ). Ví dụ: Q = lm3/s và l0m3/s. 3 3 Qmax (ứng với Q - 1m /s) = 1 x l,20 = l,20 m /s. 3 3 Qmax (ứng với = 10m /s 10 x 1,15 = 11,5 m /s. 5.1.2. L|u l|ợng thiết kế thực tế (Q thực tế) là l|u l|ợng thiết kế của kênh ch|a kế tổn thất -3 3 (Qth|c tế ) =q.Z.10 , (m /s) (6) Trong đó: q - Hệ số t|ới thiết kế trên mặt ruộng (1/s.ha); Z - Diện tích t|ới do kênh đó phụ trách (ha) . Căn cứ vào biểu đồ hệ số t|ới đã đ|ợc điều chỉnh của các loại cây trồng chính để chọn hệ số t|ới q. thực tế 5.1.3. L|u l|ợng nhỏ nhất thực tế (Qmin ) đ|ợc xác định theo công thức (6). Trong đó q đ|ợc thay thể bằng qmin. Căn cứ vào biểu đồ hệ số t|ới đã đ|ợc điều chỉnh để chọn trị số của hệ số t|ới qmin 5.1.4. L|u l|ợng toàn bộ của kênh là l|u l|ợng cần chuyển vào đầu kênh để bảo đảm Qthực tế đã xác định kí htệu là Qtoàn bộ Qtoàn bộ = Qthực tế + Qtồn thất; (7a) hoặc Qthực tế Qtoàn bộ (7b) K Trong đó: Qtổn thất - L|u l|ợng tổn thất trên kênh t|ơng ứng với Qtoàn bộ cần xác định trên kênh đó; K- Hệ số lợi dụng của kênh, xác định theo các điều (5.3. 1) đến (5.3.6) thực tế Chú thích: Qthực tế; Qmin ; Qtoàn bộ; Qtổn thất trong các điều 5.1.2; 5.1.3; 5.1.4 là l|u l|ợng ở đầu một hệ thống kênh, đầu một cấp nhánh kênh hoặc đầu một đoạn kênh đ|ợc xét. 5.1.5. Khi xác định các yếu tố thủy lực của kênh làm việc liên tục, l|u l|ợng tính toán đ|ợc phép lấy tròn vể phía có trị số lớn hơn theo bảng 3.
  12. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Bảng 3 L|u l|ợng (m3/s) 1 đến 10 10 đến 50 lớn hơn 50 Trị số lấy tròn 0,1 0,5 1,0 Ví dụ: Q từ 1,11 đến 1,19 đ|ợc phép lấy tròn Q bằng l,2; Q từ l0,l đến lo,4 đ|ợc phép lấy tròn Q bằng 10,5; Q tù l0,6 đến 10,9 đ|ợc phép lấy tròn Q bằng 11,0; Q từ 50,l đến 50,9 đ|ợc phép lấy tròn Q bằng 51,0; Q từ 51, l đến 51,9 đ|ợc phép lấy tròn Q bằng 52 5.2. Tổn thất l|u l|ợng do thấm. 5.2.1. Tổn thất l|u l|ợng do thấm trên kênh phụ thuộc vào các yếu tố sau: Tính chất vật lí của đất; Điều kiện thuỷ lực của kênh (tiết diện của kênh, chiều sâu n|ớc trong kênh); Điều kiện địa chất thuỷ văn (chiều sâu n|ớc ngầm và h|ớng thoát n|ớc ngầm đó); Chế độ làm việc của kênh (t|ới luân phiên hay t|ới đồng loạt); Mức độ bối lắng trong kênh; Tình hình về mạng l|ới kênh tiêu trong khu vực. 5.2.2. Tính toán tổn thất l|u l|ợng do thấm. 5.2.2.1. Tr|ờng hợp kênh đi qua những vùng có n|ớc ngầm ở sâu và dễ thoát n|ớc, chế độ làm việc của kênh là liên tục. a) Khi mặt cắt kênh đ|ợc xác định: Đối với kênh có mặt cắt ngang gần với dạng hình thang (8a) Đối với kênh mặt cắt hình thang; (8b) (8c) Trong đó: Qt - L|u l|ợng thấm trên km chiều dài kênh (m3/s); Kt - Hệ số thấm xác định theo phụ lục 2;
  13. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 A - Hệ số phụ thuộc vào tỉ số B và m xác định theo bảng 4; B - Chiều rộng mặt cắt ơt của kênh ở chiều sâu h; h - Chiều sâu n|ớc trong kênh; m - Hệ số mái dốc kênh Bảng 4 Trị số A và P B m=1 m=1,5 m=2 h A P A P A P (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 2 - 0,98 - 0,78 - 0,62 3 - 1,0 - 0,96 - 0,82 4 - 1,14 - 1,04 - 0,94 5 3,0 - 2,5 - 2,1 - 6 3,2 - 2,7 - 2,3 - 7 3,4 - 3,0 - 2,7 - 10 3,7 - 3,2 - 2,9 - 15 4,0 - 3,6 - 3,3 - 20 4,2 - 3,9 - 3,6 - b) Khi ch|a có mặt cắt kênh xác định có thể dùng công thức; (9) Trong đó: Qt – L|u l|ợng thấm trên 1km chiều dài (1/s km) (có thể lấy Qt gần đúng theo phụ lục 3) At, mt – Hệ số ảnh h|ởng của chất đất đến l|u l|ợng thấm xác định theo phụ lục 4; Q- L|u l|ợng n|ớc trong kênh c) Khi ch|a có mặt cắt kênh xác định, tổn thất n|ớc do thấm có thể xác định sơ bộ theo công thức sau: (10) V - Tổn thất n|ớc do thấm (tính bằng % của Q)trên 1km chiều dài của kênh; m0, ' - Hệ số phụ thuộc vào loại đất, xác định theo phụ lục 4. 5.2.2.2. Tr|ờng hợp kênh làm việc theo chế độ định kì, thời gian mở n|ớc ngắn. Trong tr|ờng hợp này Qt cũng xác định theo công thức (8a), (8b), (8c), nh|ng hệ số Kt đ|ợc thay bằng Ktb;
  14. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Ktb – Hệ số thấm bình quân trong thời kì mở n|ớc đ|ợc xác định bằng thí nghiệm. 5.2.2.3. Tr|ờng hợp kênh có tầng n|ớc ngầm ở nông và khó thoát n|ớc. Trong tr|ờng hợp này Q’t cũng xác định theo công thức (8a) đến (9), nh|ng kết quả đ|ợc nhân thêm hệ số J Q’t =J. Qt (11) J - Hệ số điều chỉnh, phụ thuộc l|u l|ợng trong kênh, chiều sâu mực n|ớc ngầm và xác định theo phụ lục 5. 5.3. Hệ số lợi dụng của kênh và hệ thóng kênh. 5.3.1. Khi xác định hệ số lợi dụng của kênh (hoặc hệ thống kênh, hoặc tìmg cấp nhánh kênh) phải xét l|u l|ợng tổn thất kể từ kênh đó t|ới mặt ruộng. 5.3.2. Trong tr|ờng hợp thiếu tài liệu thực tế, hệ số lợi dụng của kênh nhô (diện tích t|ới không quá 300ha, l|u l|ợng t|ới không quá 0,3 m3/s) có thể xác định theo phụ lục 6. 5.3.3. Hệ số lợi dụng của hệ thống kênh ảnh h|ởng trực tiếp t|ới giá thành xây dựng công trình đầu mối và hệ thống kênh, ảnh h|ởng tới hệ số chiếm đất của kênh, do đó cần tìm mọi biện pháp để nâng cao hệ số này. Hệ số lợi dụng của hệ thống kênh t|ới không đ|ợc nhỏ hơn hệ số lợi dụng cho phép [K]h trong bảng 5. Bảng 5 Diện tích t|ới Lớn hơn 10 đến của hệ thống Lớn hơn 50 Từ 2 đến 10 Nhỏ hơn 2 50 (103ha) [K]h 0,5 0,65 đến 0,55 0,75 đến 0,65 0,7 Chú thích: 1. Trong tr|ờng hợp đất khu t|ới có tính thấm lớn, kết quả tính toán không phù hợp với trị số cho trong bảng trên, cần có biện pháp chống thấm có hiệu quả nâng cao hệ số lợi dụng của hệ thống kênh t|ới và phải có luận chứng kinh tế kĩ thuật . 2. Hệ số [K]h cho trong bảng 5 có thề xác định bàng nội suy tuyến tính theo diện tích t|ới 5.3.4. Các ph|ơng pháp xác định hệ số lợi dụng của kênh. a) Hệ số lợi dụng của một cấp nhánh kênh l1 khi kênh làm nhiệm vụ dẫn n|ớc là tỉ số giữa l|u l|ợng cuối kênh và l|u l|ợng đầu kênh. (12) Khi kênh vừa làm nhiệm vụ dẫn n|ớc, vừa phân phối n|ớc thì hệ số lợi dụng của kênh xác định nh| sau: (13)
  15. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Trong đó: - Là tổng l|u l|ợng đ|ợc tính đồng thời khi phân phối vào các kênh nhánh cấp d|ới. b) Hệ số lợi dụng của một hệ thống kênh Kh là tỉ số giữa l|ợng n|ớc lấy vào mặt ruộng và l|ợng n|ớc lấy vào công trình đầu môi của hệ thống kênh t|ới trong thời gian nhất định: (14) Chú thích: Khi sử dụng công thức này phài theo một hệ đơn vị thống nhất. Wt - L|ợng n|ớc lấy vào mặt ruộng; W - L|ợng n|ớc lấy vào công trình đầu mối; qi - Hệ số t|ới thiết kế của khu tới thứ i; Zi - Diện tích đất thực tế đ|ợc t|ới của khu t|ới thứ i; ti - Thời gian lấy n|ớc vào khu t|ới thứ i; Qtoàn bộ - Kí hiệu nh| điều (5. l.4) T - Thời gian lấy n|ớc vào công trình đầu mối. 5.3.5. Hệ số lợi dụng thực tế của kênh khi Qthực tế thay đổi và nhỏ hơn Qthiết kế định theo bảng 6. Bảng 6 K D 0,6 0,65 0,7 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 0,4 0,45 0,50 0,56 0,62 0,68 0,76 0,83 0,91 0,5 0,49 0,54 0,60 0,66 0,72 0,78 0,85 0,92 0,6 0,52 0,57 0,62 0,68 0,74 0,80 0,86 0,93 0,7 0,54 0,60 0,65 0,70 0,76 0,82 0,88 0,94 0,8 0,55 0,62 0,67 0,72 0,79 0,83 0,89 0,94 0,9 0,58 0,64 0,68 0,74 0,79 0,84 0,90 0,95 1 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95
  16. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Trong đó: Q Thực tế D và hệ số lợi dụng thực tế của kênh Kthực tế thay đổi theo D và hệ số lợi Q Thiết kế dụng thiết kế K 5.3.6. Tr|ờng hợp kênh có biện pháp chống thấm, có thể xác định mức giảm bớt về tổn thất thấm (tính bằng %) theo biểu thức: (12) Trong đó: K1 và K2 lần l|ợt là hệ số lợi dụng của kênh khi không có biện pháp chống thấm và có biện pháp chống thấm. Chú thích: Căn cứ vào trị số '(%) đã tìm đ|ợc, kết hợp vái việc so sánh kinh tế kĩ thuật để chọn biện pháp chống thấm cho thích hợp. 6. Tính toán mặt cắt kênh t|ới 6.1. Những yêu cầu về cấu tạo mặt cắt kênh t|ới và các yếu tố cần thiết để xác định kích th|ớc mặt cắt kênh. 6.1.1. Hệ số mái kênh và chiều sâu n|ớc trong kênh phải thoả mãn các điều kiện về ổn định, điều kiện thi công và khai thác. Tr|ờng hợp kênh đ|ợc thi công bằng cơ giới, chiều rộng đáy kênh phải thoả mãn điều kiện công tác của máy. Ngoài các yêu cầu về kĩ thuật, về mặt kinh tế cần xác định hợp lí giữa chiều sâu và chiều rộng đáy kênh sao cho khối l|ợng đất đào, đắp và diện tích chiếm đất của kênh ít nhất L|u l|ợng kênh lớn hơn lm3/s nên thiết kế với hệ số E trong khoảng: Trong đó: b- Chiều rộng đáy kênh (m); h - Chiều sâu n|ớc trong kênh (m); Sơ bộ, có thể xác định h theo công thức ( 13) Trong đó: Vk.x - Vận tốc không xói cho phép (m/s) xác định theo phụ lục 8; Q- L|u l|ợng thiết kế của kênh, (m3/s) . Khi l|u l|ợng kênh bằng hoặc nhỏ hơn lm3/s có thể xác định mặt cắt kênh theo phụ lục 7.
  17. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 6.1.2. Kênh có độ dốc đáy lớn hơn độ dốc phân giới nên thiết kế với mặt cắt kênh hình đa giác hoặc hình chữ nhật. Chỉ nên thiết kế mặt cắt đa giác đối với những kênh lớn có chiều sâu lớn hơn 4,5 đến 5m. Để ngăn ngừa việc tạo sóng cho các kênh có chiều dài lớn và có độ đốc đáy lớn hơn độ dốc phân giới, nên thiết kế mặt cắt kênh có chiều sâu tăng dần về phía trục kênh, thể hiện trên hình 2. Khi i nhỏ hơn 0,1 lấy m bằng 4 đến 5; Khi i bằng 0,l đến 0,2 lấy m bằng 3 đến 4 Trong đó: i- Độ dốc (dọc)đáy kênh; m: Hệ số mái kênh 6.1.3. Hệ số mái kênh hình thang phụ thuộc điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn, chiều sâu của kênh, chiều sâu n|ớc trong kênh, cấu tạo mặt cắt ngang của kênh (kênh có bọc hay không có bọc) và điều kiện thi công. Đối với kênh đào đắp: Khi chiều sâu của kênh H nhỏ hơn hay bằng 5m. Chiều sâu n|ớc trong kênh h nhỏ hơn hay bằng 3m, lúc có hệ số mái kênh, có thể xác định theo bảng 7 cho kênh đào hoặc bảng 8 cho kênh đắp. Trong đó: H- Chiều sâu hình học của kênh tính từ đỉnh bờ kênh đến đáy kênh. Khi chiều sâu kênh H lớn hơn 5m, chiều sâu n|ớc trong kênh h lớn hơn 3m, phải tính toán ổn định để xác định hệ số mái kênh. Bảng 7 Chiều sâu n|ớc trong kênh Loại đất h=1 h > 1 đến 2 h > 2 đến 3 Đá cuội liên kết vừa 1,00 1,00 1,00 Đá cuội sỏi lẫn cát 1,25 1,50 1,50 Đất sét 1,00 1,00 1,25
  18. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Đất sét pha 1,25 1,25 1,50 Đất cát pha 1,50 1,50 1,75 Đất cát 1,75 2,00 2,25 Bảng 8 L|u l|ợng của kênh Q>10 Q<10 đến 2 Q< 2 đến 0,5 Q< 0,5 Loại đất Mái Mái Mái Mái Mái Mái Mái Mái ngoà trong ngoài trong ngoài trong ngoài trong i Đất sét 1,25 1,00 1,00 1,00 1,00 0,75 1,00 0,75 Đất sét pha 1,50 1,25 1,25 1,00 1,25 1,00 1,00 1,00 Đất cát pha 1,75 1,50 1,50 1,25 1,50 1,25 1,25 1,00 Đất cát 2,25 2,00 2,00 1,75 1,75 1,50 1,50 1,25 6.1.4. Đối với kênh có chiếu sâu H lớn hơn 5m, cần làm thêm cơ, cứ cao từ 3 đến 5m làm một cơ, chiều rộng của cơ từ 1 đến 2m. Nếu cơ dùng để kết hợp đ|ờng giao thông thì chiều rộng của cơ sẽ xác định theo các yêu cầu của giao thông. Mặt cơ phải có độ dốc về phía rãnh thoát n|ớc từ 0,01 đến 0,02. Trên chiều dài rãnh từ 100 đến 200 m phải thiết kế đ|ờng tháo n|ớc. Rãnh thoát n|ớc và đ|ờng tháo n|ớc phải đ|ợc gia cố chống xói. 6.1.5. Tr|ờng hợp bờ kênh đắp không kết hợp làm đ|ờng giao thông, chiều rộng đ|ợc xác định theo bảng 9. Tr|ờng hợp bờ kênh kết hợp đ|ờng giao thông chiều rộng đ|ợc xác định theo các quy phạm hiện hành. Bảng 9 L|u l|ợng của kênh (m3/s) Chiều rộng của bờ kênh (m) Nhỏ hơn 0,5 Từ 0,5 đến 0,8 Từ 0,5 đến 1,0 Từ 0,8 đến 1,0 Từ 1,0 đến 5,0 Từ 1,0 đến 1,25 Từ 5,0 đến 10,0 Từ 1,25 đến 1,50 Từ 10 đến 30 Từ 1,50 đến 2,0 Từ 30 đến 50 Từ 2,0 đến 2,50 Từ 50 đến 100 Từ 2,50 đến 3,0 6.1.6. Chiều cao an toàn tính từ mực n|ớc lớn nhất tới đỉnh bờ kênh xác định theo bảng 10. Khi kênh có l|u l|ợng lớn hơn 100m3/s chiều cao an toán đ|ợc xác định có xét tới sóng do gió, do tầu thuyền gây ra.
  19. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Bảng 10 Chiều cao an toàn (m) 3 L|u l|ợng của kênh (m /s) Kênh đ|ợc bọc bằng bê tông, bê tông Kênh đất cốt thép, vật liệu atphan và bitun Nhỏ hơn 1 0,20 Từ 0,1 đến 0,15 Từ 1 đến 10 0,30 0,20 Từ 10 đến 30 0,40 0,30 Từ 30 đến 50 0,50 0,35 Từ 50 đến 100 0,60 0,10 Khi bờ kênh kết hợp làm đ|ờng giao thông thì ngoài những quy định trên, chiều cao an toàn phải phù hợp với yêu cầu của tiêu chuẩn và quy phạm về giao thông. 6.1.7. Trị số bán kính cong của tuyến kênh không nên nhỏ hơn 5 lần chiều rộng mặt thoáng của kênh tại đoạn cong đó, ứng với mực n|ớc thiết kế.Khi cần phải giảm nhỏ bán kính cong của tuyến kênh, phải có luận chứng đầy đủ, nh|ng trong mọi tr|ờng hợp phải thoả mãn biểu thức d|ới đây: r t 2B (14) Trong đó: r - Bán kính cong của tuyến kênh . B - Chiều rộng mặt thoáng kênh tại đoạn cong đó, ứng với mực n|ớc thiết kế Những kênh có l|u l|ợng Q lớn hơn hay bằng 50m3/S, bán kính cong của tuyến kênh không đ|ợc nhỏ hơn l00 đến 150m. Phải kiểm tra vận tốc tại đoạn tuyến kênh cong để thoả mãn điều kiện. Vmax Vk l Trong đó: Vkx - vận tốc không xói cho phép (m/s), xác định theo phụ lục 8 Vmax - Vận tốc lớn nhất tại đoạn cong (m/s); Vmin - Vận tốc nhỏ nhất tại đoạn cong (m/s) Vkl - vận tốc không lắng cho phép (m/s), xác định theo công thức (40) Vmax, Vmin - Xác định theo công thức:
  20. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 (16) (17) Trong đó: Q - L|u l|ợng của kênh (m3/s) Z- Diện tích mặt cắt |ớt của kênh (m2); Btb – Chiều rộng trung bình của mặt cắt |ớt (m). Đối với kênh hình thang: Btb =b + mh b - Chiều rộng đáy kênh (m); m - Hệ số mái kênh; h - Chiều sâu n|ớc trong kênh (m).; rl, r2 Lần l|ợt là bán kính cong của tuyến kênh ở bờ lồi và bờ lõm (m) Đối với tuyến kênh cong, tại một mặt cắt ngang, mực n|ớc ở bờ lõm cao hơn mực n|ớc ở bờ lồi một đại l|ợng 'h (18) Trong đó: V - Vận tốc trung bình của dòng chảy ở chỗ tuyến kênh cong (m/s); r - Bán kính cong của tuyến kênh (m); B - Chiều rộng mặt cắt |ớt (m) g - Gia tốc trọng tr|ờng (m/s2) . 6.1.8. Độ dốc (dọc) đáy kênh cần thoả mãn các điều kiện sau: a) Tổn thất đầu n|ớc theo chiều dài kênh không lớn; b) Không có hiện t|ợng bối lắng hoặc xói lở lòng kênh; c) Khối l|ợng đào đắp kênh và các công trình trên kênh . Khi tuyến kênh đi qua vùng địa hình có độ dốc lớn và dòng chảy trong kênh có l|ợng phù sa lớn thì độ dốc đáy kênh có thể chọn từ l/2000 đến l/2500. Đối với kênh dẫn n|ớc từ hồ chứa, nếu địa hình không dốc lắm, độ dốc đáy kênh có thể chọn từ l/3000 đến l/5000. Đối với tuyến kênh đi qua vùng đồng bằng, địa hình t|ơng đối bằng phẳng, độ dốc đáy kênh nên chọn từ l/5000 đến l/15.000. Nói chung, khi chọn dộ dốc đáy kênh cần có luận chứng kinh tế kĩ thuật.
  21. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 6.1.9. Hệ số nhám lòng kênh xác định theo các tài liệu đo đạc thuỷ văn hoặc theo ph|ơng pháp so sánh với lòng kênh t|ơng tự. Tr|ờng hợp không có tài liệu, có thể xác định theo phụ lục 9. 6.2. Những yêu cầu về cấu tạo mặt cắt kênh t|ới kết hợp vận tải thuỷ. 6.2.1. Khi kênh t|ới kết hợp vận tải thuỷ, ngoài những yêu cầu nêu trong các điều từ 6.1.1 đến 6.l.9 cần căn cứ vào điều kiện đi lại của tàu thuyền và điều kiện kinh tế để thiết kế mặt cắt kênh. 6.2.2. Mặt cắt |ớt tối thiểu của kênh xác định theo công thức: (19) Trong đó: Z - Diện tích mặt cắt |ớt của 'kênh ứng với mực n|ớc giao thông thấp nhất (m2); Z I- Diện tích mặt cắt ngang của phần tàu, thuyền chìm trong n|ớc ứng với tải trọng tính toán; n – Hệ số, phụ thuộc vào cấp đ|ờng vận tải thuỷ; Đ|ờng vận tải thuỷ cấp I,n bằng 4,0; Đ|ờng vận tải thuỷ cấp II, n bằng 3,5; Đ|ờng vận tải thuỷ cấp III, IV, n bằng 3,0; Đ|ờng vận tải thuỷ cấp V, VI, n bằng 2,5. Cấp đ|ờng vận tải thuỷ xác định theo quy phạm về giao thông đ|ờng thuỷ 6.2.3. Chiều rộng mặt cắt |ớt của kênh tại ngay mức n|ớc khi tàu thuyền chở đầy tải trọng đ|ợc xác định nh| sau: Khi tàu, thuyền chạy một chiều hiệu B1. B1t (l,3 - l,5)Bt (20) Trong đó: l,3 - Hệ số, lấy đối với kênh có l|ợng hàng hoá vận chuyển trung bình từ 15.000 tấn/ngày - đêm trở xuống; l,5 - Hệ số, lấy đối với kênh có l|ợng hàng hoá vận chuyển trung bình lớn hơn 15.000 tấn/ngày đêm; Bt - Chiều rộng tối đa của tàu thuyền. Khi tàu, thuyền chạy hai chiều kí hiệu B2: B2 = 2B1 (21) 6.2.4. Chiều rộng của kênh ở chỗ tuyến kênh cong khi tàu thuyền chạy hai chiều, phải mở rộng thêm về phía bờ lồi một đoạn 'B . (22)
  22. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Trong đó: L - Chiều dài tính toán lớn nhất của tàu thuyền (m); r - Bán kính cong của tuyến kênh (m) . Khi r nhỏ hơn hay bằng 6L và vận tốc dòng chảy trong kênh lớn hơn 0,3 đến 0,4 m/s thì phải nhân trị số 'B tính trong công thức (22) với hệ số an toàn K xác định nh| sau: (23) Trong đó: Vt - Vận tốc của tàu, thuyền chạy trên kênh (m/s); V - Vận tốc dòng chảy trong kênh (m/s); Khi r lớn hơn 20L,không phải mở rộng kênh thêm. 6.2.5. Để tàu thuyền có thể chạy đ|ợc trong mọi tr|ờng hợp, chiều sâu n|ớc nhỏ nhất trong kênh (kí hiệu h min) phải thoả mãn điều kiện: h min t 1,2T (24) T - Mớn n|ớc tính toán toàn phần của tầu, thuyền trong khi chạy. 6.2.6. Bán kính cong của kênh phải thoả mãn điều kiện sau: r t K.L (25) Trong đó: r, L- Theo kí hiệu nh| điều 6.2.4; K - Hệ số; L, K - Xác định theo bảng 11 . Bảng11 Loại tàu thuyền L K Tàu tự hành Lấy bằng chiều dài của tàu 3 Tàu kéo Lấy bằng chiều dài của chiếc xà lan lớn nhất trong đoàn tàu kéo 5 Tàu đẩy Lấy bằng chiều dài của cả đoàn tàu đẩy 3,5 Bè Lấy bằng chiều dài Bè dài nhất 5 6.2.7. Độ cao an toàn của đỉnh bờ kênh có vận tải lớn cần xác định theo kết quả tính sóng do gió và do tàu thuyền gây ra. Nếu dùng ph|ơng tiện đi trên bờ kênh để kéo tàu, thuyền thì chiều rộng của đỉnh bờ kênh đ|ợc xác định theo yêu cầu của ph|ơng tiện dùng để kéo. 6.2.8. Để bảo vệ mái kênh không bị phá hoại do sóng gây ra, phải gia cố mái kênh trong phạm vi tác dụng của sóng. Tải trọng tác dụng của sóng do gió và do tàu thuyền gây ra xác định theo quy phạm hiện hành. Chú thích:
  23. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 1. Biên độ của sóng do tàu thuyền gây ra phải xác định trên cơ sở tính toán sự chuyển động của tàu, thuyền trong kênh với tốc độ cho phép lớn nhất ứng với mức n|ớc giao thông thuỷ cao nhất và thấp nhất. 2. Kênh t|ới kết hợp vận tải thuỷ có thể không cần gia cố mái khi có luận chứng đầy đủ. 6.3. Xác định kích th|ớc mặt cắt kênh. . 6.3.1. Kích th|ớc mặt cắt kênh theo chể độ n|ớc chuyển động ổn định đều đ|ợc xác định theo công thức: (26) Trong đó: Q - L|u l|ợng của kênh (m3/s); - Diện tích mặt cắt |ớt của kênh (m2); R - Bán kính thuỷ lực (m); . i - Độ dốc đáy kênh; C - Hệ số sezy, xác định theo công thức: (27) n - Hệ số nhám của kênh xác định theo phụ lục 9. (28) Trong tính toán sơ bộ có thể dùng công thức gần đúng d|ới đây để xác định y: Khi R lm thì: y = l,3 (28b) Đối với kênh hình thang: (29) (30) (31) Trong đó: Z, R - Kí hiệu nh| công thức (26) b - Chiều rộng đáy kênh (m); h - Chiều sâu n|ớc trong kênh (m); m - Hệ số mái kênh;
  24. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 X - Chu vi |ớt của kênh (m); Mặt cắt |ớt của kênh nên xác định theo ph|ơng pháp mặt cắt thuỷ lực lợi nhất giới thiệu trong phụ lục l0. 6.3.2. Vận tốc trung bình của dòng chảy trong kênh xác định theo công thức (32) C, R, i - Kí hiệu nh| điều (6.3.1.) Khi xác định kích th|ớc mặt cắt, kênh theo ph|ơng pháp mặt cắt thuỷ lực lợi nhất nên xác định trị số vận tốc theo phụ lục 7. 6.3.3. Khi n|ớc chuyển động không đều trong lòng kênh lăng trụ thì việc tính toán thuỷ lực sê tiến hành theo công thức chuyển động không đều, nếu nh| theo điều kiện làm việc của kênh không thể bỏ qua các sự sai khác so với chế độ chảy đều. 6.3.4. Khi n|ớc chuyển động không đều, có thể xuất hiện đ|ờng cong n|ớc dâng lên khi độ dốc mặt n|ớc nhỏ hơn độ dốc đáy kênh, hoặc đ|ờng cong n|ớc hạ khi có độ dốc mặt n|ớc lớn hơn độ dốc đáy kênh. Chế độ dòng chảy quyết định dạng của đ|ờng cong, chế độ này phụ thuộc vào mối t|ơng quan giữa chiều sâu bình th|ờng của dòng chảy và chiều sâu phân giới hk. 6.3.5. Xác định chiều sâu phân giới của dòng chảy bằng cách thử dần theo ph|ơng trình: (33) Trong đó: Zk - Diện tích mặt cắt |ớt ở chiều sâu phân giới (m2) . Bk - ch;ều rộng mặt cắt |ớt ở chiều sâu phân giới (m); D - Hệ số động năng của dòng chảy; (th|ờng lấy ( D = 1, l) Q - L|u l|ợng của kênh (m3/s); . g - Gia tốc trọng tr|ờng (m/s2). 6.3.6. Đối với kênh hình thang, có thể xác định chiều sâu phân giới theo ph|ơng pháp của I- I- Agros- kin. . hkt =k.hkc (34) Trong đó: xác định theo bảng 12. hkt - chiều sâu phân giới của kênh hình thang; hkc- Chiều sâu phân giới của kênh hình chủ nhật có cùng l|u l|ợng và chiều rộng đáy với kênh hình thang và xác định:
  25. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 (35) Trong đó: Q, g - Kí hiệu nh| điều 6.3.5; Q q - L|u l|ợng đơn vị (là l|u l|ợng trên một đơn vị chiều rộng mặt cắt kênh b chữ nhật); b - Chiều rộng đáy kênh (m) . 6.3.7. Xác định độ dốc phân giới ik, theo công thức: Trong đó: Xk, Bk, Ck - Lần l|ợt là chu vi |ớt, chiều rộng mặt cắt |ớt và hệ số sezy khi chiều sâu phân giới hk bằng h0 (h0 là chiều sâu chảy đều). ở chế độ phân giới của dòng chảy, sự thay đổi không đáng kể về tỉ năng của dòng chảy liên quan t|ới sự thay đổi đáng kể của chiều sâu dòng chảy. Do đó cần phải tránh thiết kế kênh có chế độ gần với chế độ phân giới: Trong tr|ờng hợp đặc biệt cho phép chế độ dòng chảy trong kênh gần với chế độ phân giới với điều kiện phải tân theo nhũng yêu cầu của điều 6.l.2. 6.3.8. Việc tính toán thuỷ lực những lòng dẫn tự nhiên sử dụng nh| kênh dẫn đ|ợc tiến hành theo những công thức chuyển động không đều. Khi mặt cắt ngang và độ dốc của lòng dẫn không thay đổi, cho phép tính toán theo công thức chuyển động đều. Bảng 12 K K K K 0,005 0,998 0,20 0,937 0,40 0,884 0,7 0,82 0,01 0,997 0,21 0,934 0,41 0,881 0,72 0,816 0,02 0,993 0,22 0,931 0,42 0,878 0,74 0,812 0,03 0,99 0,23 0,928 0,43 0,876 0,76 0,809 0,04 0,987 0,24 0,925 0,43 0,874 0,78 0,806 0,05 0,983 0,25 0,922 0,45 0,872 0,80 0,802 0,06 0,98 0,26 0,919 0,46 0,769 0,82 0,799 0,07 0,976 0,27 0,917 0,47 0,767 0,84 0,796 0,08 0,973 0,28 0,914 0,48 0,865 0,86 0,793 0,09 0,97 0,29 0,911 0,49 0,862 0,88 0,789 0,10 0,967 0,30 0,909 0,50 0,86 0,90 0,786 0,11 0,964 0,31 0,906 0,52 0,856 0,92 0,783
  26. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 0,12 0,961 0,32 0,903 0,54 0,852 0,94 0,780 0,13 0,958 0,33 0,900 0,56 0,848 0,96 0,777 0,14 0,955 0,34 0,898 0,58 0,844 0,98 0,774 0,15 0,952 0,35 0,895 0,60 0,839 1,00 0,771 0,16 0,949 0,36 0,893 0,62 0,835 1,1 0,757 0,17 0,946 0,37 0,89 0,64 0,831 1,2 0,744 0,18 0,943 0,38 0,883 0,66 0,827 1,3 0,731 0,19 0,94 0,39 0,886 0,68 0,823 1,4 0,719 6.3.9. Để tránh bối lắng và xói lở lòng kênh, trong tất cả các chế độ làm việc từ Qmin đến Qmax , vận tốc trong kênh phải thoả mãn: Vmin >Vk1 (37) Vmax <Vk.x (38) Trong đó: Vk1, Vkx – Lần l|ợt là vận tốc không lắng và không xói cho phép, xác định theo công thức (40), (39) Vmin, Vmax – Lần l|ợt là vận tốc dòng chảy t|ơng ứng với Qmin , và Qmax Tr|ờng hợp đặc biệt phải tăng vận tốc trong kênh, cần có biện pháp gia cố kênh. 6.3.10. Vận tốc không xói cho phép phụ thuộc: Tính chất cơ lí của đất nơi tuyến kênh đi qua để dùng đắp kênh hoặc làm vật liệu gia cố kênh; L|ợng ngậm phù sa và tính chất phù sa của dòng chảy trong kênh; L|u l|ợng của kênh, kích th|ớc mặt cắt ngang của kênh và các yếu tố thuỷ lực của dòng chảy trong kênh. Khi l|u l|ợng của kênh không lớn lắm (Q nhỏ hơn l00 m3/s), Vận tốc không xói cho phép xác định theo phụ lục 8. 6.3.11. Khi không biết bán kính thuỷ lực, vận tốc không xói cho phép đ|ợc xác định theo công thức: 0,l Vk.x = K.Q (39) Trong đó: K - Hệ số phụ thuộc vào đất lòng kênh, xác định theo bảng 13; Q - L|u l|ợng của kênh. Bảng 13 Loại đất K Đất pha cát 0,53 Đất sét pha nhẹ 0,57 Đất sét pha vừa 0,62 Đất sét pha nặng 0,68 Đất sét 0,75
  27. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Khi l|u l|ợng của kênh lớn (Q lớn hơn l00m3/s) Cần thí nghiệm để xác định vận tốc không xói cho phép. 6.3.12. Vận tốc không lắng cho phép phụ thuộc vào kích th|ớc mặt cắt kênh, l|ợng ngậm phù sa, độ thô thuỷ lực của bùn cát và các yếu tố thuỷ lực của dòng chảy trong kênh. Vận tốc không lắng cho phép đ|ợc xác định theo công thức: (40) Trong đó: W Độ thô thuỷ lực (mm/s) của hạt có đ|ờng kính trung bình dtb (mm); dtb - Đ|ờng kính trung bình của đại bộ phận các hạt phù sa lơ lửng (mm); R - Bán kính thuỷ lực (m); n - Hệ số nhám của lòng kênh; p - Tỉ lệ phần trăm tính theo trọng l|ợng của các hạt phù sa lơ lửng có đ|ờng kính xấp xỉ 0,25mm. Khi thiếu tài liệu đo đạc trực tiếp về độ thô thuỷ lực của hạt có đ|ờng kính trung bình có thể căn cứ vào đ|ờng kính trung bình của hạt để xác định độ thông thuỷ lực theo bảng 14. Bảng 14 dtb(mm) W (mm/s) dtb (mm) W (mm/s) dtb (mm) W (mm/s) 0,005 0,017 0,06 2,49 0,150 15,6 0,01 0,069 0,07 3,39 0,175 18,90 0,02 0,277 0,08 4,43 0,200 21,6 0,03 0,623 0,09 5,61 0,225 24,3 0,04 1,110 0,10 6,92 0,250 27,0 0,05 1,730 0,125 10,81 0,275 29,79 Khi l|ợng phù sa lơ lửng có đ|ờng kính hạt lớn hơn 0,25mm không v|ợt quá 0,01% tính theo trọng l|ợng thì vận tốc không lắng cho phép trong kênh có bán kính thuỷ lực R bằng lm, có thể xác định gần đúng theo trị số dtb theo bảng 15. Bảng 15 dtb(mm) Vkt (m/s) dtb(mm) Vkt (m/s) dtb(mm) Vkt (m/s) 0,1 0,22 1,0 0,95 2,0 1,10 0,2 0,45 1,2 1,0 2,4 1,10 0,4 0,67 1,4 1,02 2,5 1,11 0,6 0,82 1,6 1,05 2,6 1,11 0,8 0,90 1,8 1,07 3,0 1,11
  28. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Chú thích: Đối với kênh có bán kính thuỷ lực R khác 1m thì trị số Vkt tra ở bảng này phải nhân với —R Tr|ờng hợp hàm l|ợng cát của dòng chảy ít (n|ớc lấy từ hồ chứa) và n|ớc chảy trong kênh nhỏ, có thể lấy Vk1 bằng 0,2 m/s. 6.3.13. Để tránh sự phát triển của cỏ dại trong lòng kênh, vận tốc nhỏ nhất trong kênh không đ|ợc nhỏ hơn 0,3m/s. 7. Các biện pháp chống. thấm cho kênh 7.1. Các biện pháp chống thấm 7.1.1. Căn cứ vào tính chất của đất ở lòng kênh, các điều kiện địa chất thuỷ văn, kích th|ớc của kênh và vật liệu hiện có để chọn biện phăp chống thấm. Các biện pháp chống thấm thông th|ờng là lớp bao bọc bằng bê tông, bê tông cốt thép, t|ờng nghiêng bằng đất và lớp đất tự bối lắng (làm tắc mạnh). Biện pháp chống thấm của kênh cần đ|ợc lựa chọn trên cơ sở luận chứng kinh tế kĩ thuật. 7.1.2. Hiệu quả của lớp áo chống thấm đ|ợc đánh giá theo: Sự giảm l|ợng n|ớc tổn thất do thấm; Sự tăng sản l|ợng nông nghiệp do tăng l|ợng n|ớc đ|ợc t|ới dẫn tới tổng diện tích đ|ợc tới; Sự giảm chi phí xây dựng các kết cấu tiêu n|ớc và cải tạo đất; Tuổi thọ của lớp áo chống thấm xác định theo bảng 16. Bảng 16 Vật liệu lớp áo chống thấm Hệ số thấm trung bình Tuổi thọ (năm) (cm/s) Bê tông đổ tại chỗ (3 đến 5).10-6 15 đến 20 Bê tông cốt thép đổ tại chỗ (2,5 đến 3,5).10–6 20 đến 25 Bê tông cốt thép lắp ghép (*) (0,5 đến 2,1).10-6 35 đến 40 T|ờng nghiêng bằng đất sét 7.10-6 đến 1.10-6 5 đến 10 Chú thích: Hệ số thấm của bê tông hoặc bê tông cốt thép lắp ghép có mối nổi chống thấm bằng polime đàn hồi. 7.1.3. Đối với kênh đắp và kênh nửa đào nửa đắp, các lớp áo chống thấm cần làm trong lòng đến đỉnh bờ kênh. Đối với những kênh đào sâu thì lớp áo chống thấm cần làm trong lòng kênh tới trên mực n|ớc lớn nhất một đoạn bằng chiều cao an toàn, xác định theo bảng l0. Trong tr|ờng hợp này, tạị mép trên của lớp áo có thể làm cơ, có chiều rộng đủ để thi công và sửa chữa kênh khi cần thiết. 7.1.4. Vận tốc không xói cho phép của kênh có lớp áo chống thấm xác định theo phụ lục 8. 7.2. Công tác chuẩn bị nền đối với các lớp áo chống thấm. 7.2.1. Nền của các lớp áo chống thấm cần phải chặt và ổn định. Tuỳ theo kiểu áo chống thấm, điều kiện địa chất thuỷ văn và các điều kiện khác, công tác chuẩn bị nền của lớp áo chống thấm th|ờng đ|ợc tiến hành nh| sau:
  29. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Làm chặt đất đắp hoặc đầt tơi xốp; Sàn phẳng mái và đáy kênh; Cho thuốc trừ cỏ 7.2.2. Các lớp áo bằng bê tông đổ tại chỗ có thể đặt trực tiếp trên nền đất, đá san phẳng. 7.2.3. Để đảm bảo bê tông lắp ghép tiếp xúc tốt với nền đất dính, cần có lớp đệm bằng sạn, sỏi đã đ|ợc san phẳng, dày khoảng 10cm. Cho phép đặt trực tiếp các tấm bê tông trên nền đất khi nền đ|ợc san thật bằng phẳng. 7.2.4. Khi kênh đi vên s|ờn đồi núi cần đặt các kết cấu tiêu, lọc n|ớc ở mái kênh để đảm bảo sự ổn định của mái tại nơi cần thiết. 7.3. Lớp áo bằng bê tông hoặc bê tông cốt thép 7.3.1. Các lớp áo bằng bê tông hoặc bê tông cốt thép phải sử dụng khớp nổi kín n|ớc đàn hồi. Tính toán mác bê tông hoặc bê tông cốt thép của lớp áo phải tuân theo TCVN 4116: 1985 "kết cấu bê tông và bê tông cốt thép thuỷ công.Tiêu chuẩn thiết kế". 7.3.2. Hệ số mái kênh có lớp áo bê tông hoặc bê tông cốt thép đ|ợc quy định nh| sau: Khi lớp áo bằng bê tông hoặc bê tông cốt thép liền khối, m lớn hơn hay bằng 1,5 Khi lớp áo bằng bê tông cốt thép lắp ghép, m lớn hơn hay bằng 1,0. 7.3.3. Chiều dày của lớp áo bằng bê tông liền khối lấy theo bảng 17. Bảng 17 Chiều sâu n|ớc trong kênh h, (m) Chiều dày của lớp áo bê tông liền khối, (cm) h nhỏ hơn 1 8 đến 10 h bằng 1 đến 2 10 đến 12 h lớn hơn 2 12 đến 15 Chú thích: Đối với kênh có l|u l|ợng lớn hơn 50m3ls, chiều dày của lớp áo phải xét đến tải trọng tác động của sóng đo gió và tàu, thuyền lên mái theo các quy dịnh hiện hành. 7.3.4. Lớp áo bằng bê tông cốt thép liền khối thì lới thép hàn đ|ợc quy định nh| sau: Đ|ờng kính cốt thép: 6 đến 8mm; Mắt l|ới: 15 x 15cm; 20 x 20cm; 25 x 25cm; Chiều dày lớp áo xác định theo tính toán ổn định và độ bền nh|ng trong mọi tr|ờng hợp không đ|ợc nhỏ hơn l0cm. 7.3.5. Các khe lún và khe nhiệt độ trong các lớp áo bằng bê tông hoặc bê tông cốt thép liền khối đ|ợc quy định nh| sau: Khe lún ngang: từ 3 đến 4m làm một khe; Khe nhiệt độ: + Ngang: từ 12 đến 16m làm một khe; + Dọc: theo đ|ờng tiếp giáp giữa đáy và mái kênh. 7.3.6. Các mối nối thi công của lớp áo bê tông hoặc bê tông cốt thép liền khối cần kết hợp với khe lún và khe nhiệt độ.
  30. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 7.3.7. Lớp áo bằng bê tông cốt thép lắp ghép áp dụng có hiệu quả khi: ở vùng có nhà máy bê tông đúc sẵn; Mỏ vật liệu để làm bê tông ở xa; Việc vận chuyển vật liệu làm bê tông có nhiều khó khăn và tốn kém; Cần thi công lớp áo cả trong mùa m|a; Kênh xây dựng ở những vùng thiếu n|ớc, nhiệt độ cao, điều kiện bảo d|ỡng bê tông đổ tại chỗ khó khăn. 7.3.8. Nên làm lớp áo bê tông cốt thép lắp ghép bằng những tấm mỏng, phẳng, bê tông cốt thép ứng suất tr|ớc. 7.3.9. Khi thiết kế các tấm bê tông cốt thép lắp ghép làm áo kênh phải chọn ph|ơng án tối |u về kích th|ớc của tấm (ứng với những kích th|ớc của giá thành lm2 lớp áo là nhỏ nhất). Chỉ tính toán giá thành của lm2 lớp áo bằng bê tông cốt thép lắp ghép cần xét đến: Chi phí về bê tông cốt thép; Khoảng cách giữa các mối nổi; Vật chống thấm; Điều kiện chuyên chở và lắp ráp tấm. 7.3.10. Có thể thiết kế kết hợp giữa bê tông liền khối và bê tông cốt thép lắp ghép trong một đoạn kênh nh| đáy kênh là bê tông liền khối, còn mái kênh là các tấm bê tông cốt thép lắp ghép. 7.3.11. Để bảo đảm cho mặt trên của tấm bê tông đ|ợc phẳng khi đầm bằng máy, các vòng móc cần bố trí vào thành của tấm và theo chiều dài của tấm. 7.4. Lớp áo bằng đất. Lớp áo kênh bằng đất chí có tác dụng chống thấm, không bảo vệ đ|ợc cho đáy và mái kênh chống tác động của sóng và các tác động cơ học khác. 7.4.1. Khi đáy và mái kênh là đất sét, sét pha bị thấm, để tăng độ chống thấm có thể làm tơi lớp đất mặt dày khoảng 40cm của đáy và mái kênh (tr|ờng hợp hệ số mái kênh m lớn hơn 4), sau đó đầm chặt lại bằng các máy đầm. Khi hệ số mái kênh nhỏ hơn 2, việc làm tơi đất và đầm chặt đất phải đ|ợc tiến hành đồng thời. Nếu bảo đảm đ|ợc độ ẩm tối |u của đất đầm thì có thể đầm chặt đất tới độ sâu 0,6 đến 1m và làm giảm tổn thất thấm từ 1,2 đến l,4 lần. 7.4.2. Kênh đất rời thấm n|ớc mạnh (cát pha, cát) có thể dùng các biện pháp chống thấm d|ới đây: a) Thay đất ở đáy và mái kênh bằng các loại đất ít thấm hơn (sét pha sét), chiều dày lớp áo ở đáy là 0,4 đến 0,6m; ở mái là 0,6 đến 1,0 m. Chiều dày lớp áo ở đáy kênh phải đ|ợc quy định xuất phát từ điều kiện an toàn cho xe cộ đi lại trên bờ kênh. Mặt lớp áo đất nền đ|ợc gia cố bằng đá dăm (hoặc đất cấp phối) từ mép đỉnh tới d|ới mức n|ớc thấp nhất (M.N. min) trong kênh là 0,5m (hình 3). Không cho phép hạ nhanh mực núớc trong kênh xuống thấp hơn mực n|ớc ngầm ở sau áo kênh. Trong tr|ờng hợp không thúc hiện đ|ợc điều quy định này, phải bố trí hệ thống lọc, tiêu ngầm sau áo kênh.
  31. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Khi tháo cạn n|ớc trong kênh để sửa chữa, phải tính toán tốc độ hạ thấp n|ớc trong kênh và khi cần thiết phải hạ mực n|ớc ngầm xuống. b) Gây bồi chống thấm: gây bồi chống thấm đ|ợc sử dụng đối với các kênh đi qua vùng cát. Để gây bồi, sử dụng dòng chảy tự nhiên có l|ợng bùn cát lơ lửng lớn, hoặc bằng ph|ơng pháp nhân tạo, nh| đ|a một dung dịch sét (cỡ hạt 0,1 đến 0,05mm) vào dòng chảy trong kênh. Khi gây bối nhân tạo, các hạt sét th|ờng trôi sâu vào trong đất cát từ 5 đến 20cm tuỳ theo đ|ờng kính trung bình của hạt đất cát đ|ợc bồi D và hạt sét gây bồi d. d Tỉ số không đ|ợc nhỏ hơn 0,2 đến 0,15. D Thời gian liên tục cần tiến hành gây bối xác định theo công thức: (44) Trong đó: W - L|ợng sét khô yêu cầu để gây bồi (kg/m2); s - Diện tích bề mặt lòng kênh cần gây bồi (m2); U - Độ đục của dòng chảy trong kênh cần đ|ợc gây bồi, (kg/m3) Q - L|u l|ợng n|ớc đ|a vào kênh cần đ|ợc gây bồi, (m3/s). Để bảo đảm lắng đ|ợc nhiều các hạt sét trên bề mặt kênh, vận tốc dòng chảy trong kênh ở thời kì gây bồi không đ|ợc v|ợt quá 0,2m/s, còn tốc độ sau đó ở các kênh đã đ|ợc gây bồi không đ|ợc lớn hơn 0,6 đến 0,7m/s. Phụ lục 1 Tổn thất cột n|ớc của các công trình trên hệ thống kênh t|ới 1. Tổn thất cột n|ớc qua cấu giao thông
  32. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Tổn thất cột n|ớc qua cầu phụ thuộc vận tốc dòng chảy trong kênh và hệ số co hẹp Hc lấy theo bảng 1. Bảng 1 Tổn thất cột n|ớc qua eấu giao thông (m), phụ thuộc vào vận tốc trong kênh v(m/s) và hệ số co hẹp Hc H V (m/s) c 0,4 0,6 0,8 0,9 0,95 0,99 0,4 0,052 0,019 0,007 0,004 0,003 0,002 0,5 0,080 0,030 0,010 0,005 0,004 0,002 0,6 0,115 0,041 0,014 0,008 0,005 0,003 0,7 0,157 0,055 0,021 0,011 0,007 0,005 0,8 0,210 0,070 0,030 0,015 0,009 0,006 Trong tính toán sơ bộ có thể lấy Trong đó: Z, Zc- Lần l|ợt là diện tích mặt cắt |ớt của kênh và mát cắt |ớt của kênh bị thu hẹp do trụ cầu (m2) 6d - Tổng các chiều dày của trụ cầu (m); Btb - Chiều rộng của dòng chảy trong kênh lấy theo chiều rộng trung bình: Btb = b + mh; (m); b - Chiều rộng đáy kênh (m); m- Hệ số mái kênh h - Chiều sâu n|ớc trong kênh (m). 2. Tổn thất cột n|ớc qua cầu máng Tổn thất cột n|ớc qua máng trong tr|ờng hợp có phần vào và phần ra thu hẹp và mở rộng đột ngột lấy theo bảng 2. Tr|ờng hợp mở rộng và thu hẹp dần, theo bảng 3. Trong đó: V - Vận tốc trung bình của dòng chảy trong kênh (m/s), ứng với l|u l|ợng thiết kế. Bảng 2 – Tổn thất cột n|ớc qua cấu máng, có phần vào, phần ra, thu hẹp và mở rộng dột ngột (m). H V (m/s) m 0,4 0,6 0,8 0,9
  33. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 (1) (2) (3) (4) (5) 0,4 0,076 0,023 0,007 0,003 0,5 0,120 0,037 0,010 0,004 0,6 0,172 0,051 0,914 0,006 0,7 0,234 0,068 0,020 0,008 0,8 0,307 0,090 0,025 0,010 Bảng 3 - Tổn thất cột n|ớc qua cầu máng có phấn vào, phấn rạ, thu hẹp và mở rộng dần (m) H V (m/s) m 0,4 0,6 0,8 0,9 0,4 0,066 0,021 0,007 0,003 0,5 0,104 0,033 0,010 0,004 0,6 0,149 0,045 0,014 0,006 0,7 0,203 0,061 0,020 0,008 0,8 0,266 0,081 0,025 0,010 Hệ số co hẹp do máng Trong đó: 2 Zm - Diện tích mặt cắt |ớt của cầu máng, (m ); Z- Diện tích mặt cắt |ớt của kênh, (m2). 3. Tổn thất cột n|ớc qua cống luồn Tổn thất cột n|ớc qua cống luồn bao gồm: tổn thất cột n|ớc ở phần vào, phần ra, hW1 (m); tổn thất cột n|ớc dọc theo chiều dài cống hW2 (m); tổn thất cột n|ớc qua một đoạn cong (nếu có) hW3 (m). (Cống luốn cong th|ờng có 2 đoạn cong theo mặt cắt dọc cống kí hiệu hW3 –tổn thất cột n|ớc qua chỗ cong). Tổn thất cột n|ớc qua cống luồn: hW = hWl + hW2 + hW3, (m) Các trị số hWl, hW2, hW3 xác định theo bảng 4 hoặc bảng 5, bảng 6 và bảng 7 Trong các bảng trên:
  34. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Trong đó: V - Vận tốc của dòng chảy trong kênh (m/s), ứng với l|u l|ợng thiết kế; Vc - Vận tốc của dòng chảy trong cống (m/s), ứng với l|u l|ợng thiết kế; Bảng 4- Tổn thất cột n|ớc ở phần vào, phần ra (hw1) thu hẹp và mở rộng đột ngột (m) K V (m/s) c 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0,103 0,076 0,051 0,025 1,5 0,230 0,712 0,115 0,058 2,0 0,409 0,204 0204 0,102 Bảng 5 – Tổn thất cột n|ớc ở phần vào, phần ra (hW1) thu hẹp và mở rộng dần (m) K V (m/s) c 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0,087 0,066 0,046 0,025 1,5 0,195 0,149 0,104 0,038 2,0 0,347 0,265 0,184 0,102 Bảng 6 – Tổn thất cột n|ớc dọc theo chiều dài cống luồn hW2 (m) d(m) 0,05 1,0 1,5 2,0 Vc (m/s) L (m) 1,0 1,5 2,0 1,0 1,5 2,0 1,0 1,5 2,0 1,0 1,5 2,0
  35. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 5. 0,03 0,05 0,10 0,01 0,02 0,03 0,00 0,01 0,02 0,00 0,01 0,01 10. 0,05 0,11 0,20 0,02 0,04 0,06 0,01 0,02 0,04 0,00 0,01 0,02 15. 0,08 0,17 0,30 0,02 0,05 0,10 0,01 0,03 0,05 0,00 0,02 0,04 20. 0,10 0,22 0,39 0,03 0,07 0,13 0,02 0,04 0,07 0,01 0,03 0,05 25. 0,13 0,28 0,49 0,04 0,09 0,15 0,02 0,05 0,09 0,02 0,03 0,06 30. 0,15 0,33 0,59 0,05 0,11 0,19 0,03 0,06 0,11 0,02 0,04 0,07 35. 0,18 0,39 0,69 0,06 0,13 0,22 0,03 0,07 0,12 0,02 0,05 0,08 40. 0,20 0,41 0,78 0,06 0,14 0,25 0,04 0,08 0,14 0,02 0,06 0,10 45. 0,23 0,50 0,88 0,07 0,16 0,28 0,04 0,09 0,16 0,03 0,06 0,11 50. 0,25 0,55 0,98 0,08 0,18 0,32 0,05 0,10 0,18 0,03 0,07 0,12 60. 0,30 0,66 1,20 0,10 0,24 0,36 0,05 0,12 0,24 0,04 0,08 0,12 70. 0,35 0,77 1,40 0,11 0,28 0,42 0,06 0,14 0,28 0,04 0,10 014 80. 0,40 0,88 1,60 0,13 0,32 0,48 0,07 0,16 0,32 0,05 0,11 0,16 90. 0,45 0,99 1,80 0,14 0,36 0,51 0,08 0,18 0,36 0,05 0,12 0,18 100. 0,50 1,10 2,00 0,16 0,40 0,60 0,09 0,20 0,40 0,06 0,14 0,20 Trong đó: d- Đ|ờng kính cống luồn (m); L- Chiều dài cống luồn (m). Bảng 7- Tổn thất cột n|ớc tại chỗ hW3 của cống luồn (m) r : d V (m/s) 0 c 2 4 6 8 10 15 20 1,0 0,002 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 1,5 0,005 0,004 0,003 0,003 0,003 0,002 0,002 2,0 0,004 0,006 0,006 0,009 0,005 0,004 0,003 r0 – Bán kính cong tính đến trục cống tại đoạn cong hW3 của cống luồn (m) 4. Tổn thất cột n|ớc qua cống điều tiết Tổn thất cột n|ớc qua cống điều tiết làm việc theo sơ đồ đập tràn, đỉnh rộng lấy theo bảng 1. Tr|ờng hợp theo sơ đồ chảy qua lỗ lấy theo bảng 8. Bảng 8 – Tổn thất cột n|ớc qua cống điều tiết theo sơ đồ chảy qua lỗ (m) K V (m/s) 1 c 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1,0 0,151 0,149 0,145 0,142 0,139 0,131 0,121 0,111 1,5 0,346 0,336 0,326 0,320 0,314 0,296 0,271 0250 2,0 0,616 0,600 0,580 0,591 0,558 0,529 0,483 0,445
  36. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Chú thích: V0 – Vận tốc trung bình của dòng chảy qua lỗ (cửa cống ) tính bằng m/s. Trong đó: h- Chiều sâu n|ớc tr|ớc cống (m) a- Chiều cao của lỗ (m) 5. Tổn thất cột n|ớc qua cống lấy n|ớc: Cống có áp: xác định theo cống luồn (mục 3 của phụ lục này) Cống không áp: Theo cống điều tiết (mục 4 phụ lục này). Phụ lục 2 Hệ số thấm Kt của các loại đất (Dùng trong công thức 8a) Tính chất của đất Kt (m/ ngày đêm) Đất có tính chất thấm n|ớc rất nhỏ (đất sét nặng) 0,01 Đất có tính chất thấm n|ớc nhỏ (đất sét, đất sét pha nặng) 0,01 đến 0,05 Đất có tính chất thấm n|ớc vừa (đất sét pha) 0,05 đến 0,5 Đất có tính chất thấm n|ớc lớn (đất cát pha, đất cát mịn) 0,4 đến 1,00 Đất có tính chất thấm n|ớc rất lớn (cát thô, sỏi sạn) 1,00 Phụ lục 3 Bảng tính sẵn l|u l|ợng thấm trên 1km chiều dài kênh (Theo công thức 9) L|u l|ợng thấm trên 1km chiều dài kênh Qt (1/s - km) Thấm rất Thấm rất ít Thấm ít Thấm vừa Thấm nhiều L|u l|ợng của mạnh kênh (m3/s ) A = 0,7 A = 1,3 A = 1,9 A = 2,65 A = 3,40 m = 0,30 m = 0,35 m = 0,40 m = 0,45 m = 0,50 1 2 3 4 5 6 0,051 – 0,060 0,90 2,00 3,30 5,40 8,00 0,061 – 0,070 1,00 2,20 3,70 5,90 8,70 0,071 – 0,080 1,10 2,50 4,00 6,40 9,30 0,081 – 0,090 1,20 2,60 4,30 6,80 9,80 0,091 – 0,100 1,30 2,80 4,60 7,30 10,00 0,101 – 0,120 1,50 3,10 5,00 7,90 11,00 0,121 – 0,140 1,70 3,10 5,60 8,60 12,00 0,141 – 0,170 1,90 3,80 6,20 9,70 13,00
  37. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 0,171 – 0,200 2,10 4,30 6,90 10,60 15,00 0,201 – 0,230 2,40 4,70 7,60 11,60 16,00 0,231 – 0,260 2,60 5,10 8,20 12,20 17,00 0,261 – 0,300 2,90 5,00 8,80 13,10 18,00 0,301 – 0,350 3,20 6,00 9,60 14,20 19,00 0,351 – 0 400 3,50 6,60 10,00 15,40 21,00 0,401 – 0,450 3,80 7,30 11,00 16,10 22,00 0,451 – 0,500 4,20 7,90 12,00 17,50 23,00 0,501 – 0,600 4,60 8,70 13,00 18,00 25,00 0,601 – 0,700 5,20 9,70 15,00 20,80 27,00 0,701 – 0,850 5,80 10,90 16,00 22,80 30,00 0,851 – 1,000 6,50 12,30 18,00 25,00 33,00 1,001 – 1,250 7,10 13,90 20,00 28,20 36,00 1,251 – 1,500 8,70 15,70 23,00 31,20 40,00 1,501 – 1,750 9,90 18,30 26,00 34,80 43,00 1,751 – 2,000 11,00 19,30 28,00 37,00 46,00 2,001 – 2,500 12,00 22,00 31,00 41,00 51,00 2,501 – 3,000 14,90 24,30 35,00 46,00 57,00 3,001 – 3,500 16,00 27,10 39,00 50,00 62,00 3,501 – 4,000 18,00 30,00 42,00 54,00 66,00 4,001 – 5,000 20,00 34,00 47,00 60,00 72,00 5,001 – 6,000 23,00 39,10 53,00 68,00 80,00 6,001 – 7,000 26,00 43,00 58,00 74,00 87,00 7,001 – 8,000 29,00 47,00 64,00 80,00 93,00 8,001 – 9,000 31,00 51,00 69,00 86,00 99,00 9,001 – 10,00 34,00 55,00 74,00 91,00 105,00 10,001 – 12,00 37,00 61,00 81,00 98,00 112,00 12,001 – 14,00 42,00 68,00 89,00 101,00 122,00 14,001 – 17,00 48,00 76,00 98,00 120,00 134,00 17,001 – 20,00 54,00 86,00 109,00 132,00 147,00 20,001 - 23,00 60,00 94,00 120,00 144,00 158,00 23,001 – 26,00 66,00 102,00 150,00 152,00 168,00 26,001 – 30,00 72,00 110,00 159,00 162,00 180,00 Phụ lục 4 Hệ số ảnh h|ởng của chất đất đến l|u l|ợng thấm t t (A và m ) dùng trong công thức (9) Bảng 1
  38. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Loại đất Tính chất thấm At mt Đất sét Thấm rất ít 0,07 0,30 Đất sét pha nặng Thấm ít 1,30 0,35 Đất pha sét vừa Thấm vừa 1,90 0,40 Đất sét pha nhẹ Thấm nhiều 2,65 0,45 Đất cát pha Thấm rất mạnh 3,40 0,50 Bảng 2 – Bảng tính hệ số ' và m0 trong công thức10 Loại đất ' m0 Đất pha sét nhẹ (2,85 đến 3,5) 0,5 Đất pha sét vừa (1,87 đến 2,3) 0,4 đến 0,5 Đất pha sét nặng (1,0 đến 1,3) 0,3 đến 0,5 Trong bảng trị số ' nhỏ t|ơng ứng với trị số m0 nhỏ Phụ lục 5 Hệ số hiệu chỉnh J dùng trong công thức (11) Chiều sâu mức n|ớc ngầm (m) kể từ đáy kênh Q (m3/s) 1 3 5 7,5 10 15 20 25 0,3 0,02 - - - - - - 1,0 0,63 0,79 - - - - - - 3,0 0,50 0,63 0,82 - - - - - 10,0 0,41 0,50 0,65 0,79 0,91 - - - 20,0 0,36 0,45 0,57 0,71 0,82 - - - 30,0 0,35 0,42 0,54 0,66 0,77 0,94 - - 50,0 0,32 0,37 0,49 0,60 0,64 0,84 0,97 - 100,0 0,28 0,33 0,42 0,52 0,58 0,73 0,84 0,94 Phụ lục 6 Hệ số lợi dụng của kênh nhỏ Bảng 1 – Hệ số lợi dụng của kênh nhỏ dựa theo diện tích của khu t|ới, loại kênh và tính chất đất đắp kênh Kênh loại A Kênh loại B Diện tích Đất thấm Đất thấm Đất thấm Đất thấm Đất t|ới (ha) Đất thấm ít nhiều vừa nhiều vừa thấm ít
  39. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 25 0,80 0,90 0,95 0,75 0,85 0,90 50 0,75 0,87 0,92 0,70 0,80 0,86 100 0,72 0,84 0,90 0,66 0,75 0,83 150 0,69 0,84 0,87 0,63 0,72 0,80 200 0,66 0,70 0,84 0,60 0,70 0,77 300 0,62 0,74 0,80 0,57 0,66 0,74 Chú thích: kênh loại A có chiều dài nhỏ hơn hoặc bằng 50m/ha và số l|ợng cửa lấy n|ớc nhỏ hơn hoặc bằng 3; Kênh B có chiều dài lớn hơn hoặc 5om/ha và số l|ợng của cửa lấy n|ớc lớn hơn 3. Bảng 2 – Hệ số lợi dụng của kênh nhỏ dựa theo chiều dài của kênh và l|u l|ợng trong kênh Chiều dài của kênh (km) L|u l|ợng (m3/s) <2 2 đến < 4 4 đến < 6 6 đến 8 Nhỏ hơn 0,025 0,80 0,75 - - 0,025 đến nhỏ hơn 0,05 0,83 0,78 - - 0,05 đến nhỏ hơn 0,100 0,85 0,80 0,75 - 0,100 đến nhỏ hơn 0,150 0,87 0,82 0,78 0,75 0,150 đến nhỏ hơn 0,200 0,88 0,84 0,80 0,78 0,200 đến nhỏ hơn 0,250 0,85 0,82 0,79 0,250 đến 0,300 0,86 0,83 0,80 Phụ lục 7 Các kích th|ớc mặt cắt kênh Kích th|ớc mặt cắt kênh khi: (lấy từ bảng 1 đến bảng 10 của phụ lục 7) L|u l|ợng Q nhỏ hơn hoặc bằng 1m3/s; Hệ số mái kênh m bằng 1 và 1,5 Hệ số nhám n bằng 0,025; Độ dốc đáy kênh i bằng 0,0002 đến 0,001
  40. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  41. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  42. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  43. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  44. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  45. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  46. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Chú thích: Các bảng 1đến bảng 10 đ|ợc biểu thị nh| sau; b- Chiều rộng đáy kênh (m) Dòng trên – các trị số chiều sâu n|ớc trong kênh (h) tính bằng mét; Dòng d|ới – các trị số vận tốc trung bình trong mặt cắt, tính bằng m/s Kí hiệu (-) và (x) biểu thị mặt cắt quá hẹp và quá rộng; trị số : Không nên thiết kế kênh có trị số E lớn quá vì những mặt cắt này th|ờng chiếm nhiều diện tích mặt bằng. Phụ lục 8 Vận tốc không xói cho phép Bảng 1 – Vận tốc không xói cho phép (m/s) đối với đất dính Loại đất Kích th|ớc hạt Vkx ứng với chiều sâu n|ớc trung bình trong kênh (m/s) (mm) htb= 0,4 htb= 1,0 htb= 2,0 htb t 3 Bụi và bùn 0,005 đến 0,05 0,12 đến 0,17 0,15 đến 0,21 0,17 đến 0,24 0,19 đến 0,26 Cát nhỏ 0,05 đến 0,25 0,17 đến 0,27 0,21 đến 0,32 0,24 đến 0,37 0,26 đến 0,4 Cát vừa 0,25 đến 1,00 0,27 đến 0,47 0,32 đến 0,57 0,37đến 0,65 0,4 đến 0,7 Cát thô 1 đến 2,5 0,47 đến 0,53 0,57 đến 0,65 0,65 đến 0,75 0,7 đến 0,8 Sỏi nhỏ 2,5 đến 5,0 0,53 đến 0,65 0,65 đến 0,8 0,75 đến 0,9 0,8 đến 0,95 Sỏi vừa 5 đến 10,0 0,65 đến 0,80 0,8 đến 1,0 0,9 đến 1,1 0,95 đến 1,2 Sỏi lớn 10 đến 15 0,8 đến 0,95 1,0 đến 1,2 1,1 đến 1,3 1,2 đến 1,4 Đá dăm nhỏ 15 đến 25 0,95 đến 1,2 1,2 đến 1,4 1,3 đến 1,6 1,4 đến 1,8 Đá dăm vừa 25 đến 40 1,2 đến 1,5 1,1 đến 1,8 1,6 đến 2,1 1,8 đến 2,2 Đá dăm lớn 40 đến 75 1,3 đến 2,0 1,8 đến 2,4 2,1 đến 2,8 2,2 đến 3,0 Đá cuội nhỏ 75 đến 100 2 đến 2,3 2,4 đến 2,8 2,8 đến 3,2 3,0 đến 3,1 Đá cuội vừa 100 đến 150 2,3 đến 2,8 2,8 đến 3,4 3,2 đến 3,9 3,1 đến 4,2 Đá cuội lớn 150 đến 200 2,8 đến 3,2 3,4 đến 3,9 3,9 đến 4,5 4,2 đến 4,9 Đá tảng lớn hơn 200 lớn hơn 3,2 lớn hơn 3,9 lớn hơn 4,5 lớn hơn 4,9 Bảng 2 – Vận tốc không xói cho phép đối với đất dính khi bán kính thủy lực R= 1 và hàm l|ợng phù sa trong n|ớc 0,1kg/m3 Loại đất Tỉ lệ hạt có Dung trọng khô của đất (T/m3)
  47. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 đ|ờng kính (d) d|ới 1,1 đến 1,3 1,3 đến 1,7 1,7 đến 2,0 0,005mm (%) (1) (2) (3) (4) (5) Đất sét pha nhẹ 12 đến 18 0,40 đến 0,60 0,60 đến 0,80 0,80 đến 0,90 Đất sét pha vừa 18 đến 25 0,45 đến 0,65 0,65 đến 0,85 0,85 đến 1,00 Đất sét pha nặng 25 đến 31 0,55 đến 0,70 0,70 đến 1,00 1,00 đến 1,20 Đất sét 33 0,65 đến 0,75 0,75 đến 0,90 0,95 đến 1,25 Chú thích: 1. Nếu hàm l|ợng phù sa trong n|ớc lớn hơn 0,1kg/m3 thì trị số vận tốc không xói trong bảng trên có thể cộng thêm một số gia theo bảng 3. 2. Khi R khác 1, các trị số trong bảng 2 cần nhân với R1/3 Bảng 3 – Số gia của vận tốc không xói cho phép khi hàm l|ợng phù sa dòng chảy trong kênh lớn hơn 0,1kg/m3 Loại đất Số gia (%) Loại đất Số gia (%) Cát nhỏ và cát vừa 15 đến 30 Cuội 5 đến 10 Cát to 25 đến 35 Đất sét pha nhẹ 10 đến 15 Sỏi nhỏ 25 đến 35 Đất sét pha vừa 15 đến 20 Sỏi vừa 20 đến 25 Đất sét pha nặng 20 đến 25 Sỏi to 10 đến 20 Đất sét 20 đến 25 Bảng 4 – Vận tốc không xói cho phép của kênh đào trong đá (m/s) L|u l|ợng của kênh (m3/s) Loại đá d|ới 1 1 y 10 trên 10 - Đá trầm tích phong hóa mềm yếu (sét kết, bột kết, cát 2,5 3,00 3,5 kết phong hoá) - Đá trầm tích phong hoá vừa (đá dăm kết, đá vôi nứt nẻ, 3,5 4,25 5,0 cát kết nứt nẻ) 5,0 6,00 7,0 - Đá trầm tích rắn chắc (cát kết, đá vôi, đá vôi silic) 8,0 9,00 10,0 - Đá kết tinh, đá phún xuất Bảng 5 – Vận tốc không xói cho phép của kênh có lớp áo bọc chống thấm (m/s) Mác bê Chiều sâu n|ớc trong kênh (m) Loại gia cố tông hoặc 0,5 1,0 3,0 5,0 vữa xây 1 2 3 4 5 6 Lớp áo bằng bê tông (trong dòng chảy 50 9,6 10,6 12,3 13,0
  48. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 không có cát và cuội sỏi) 75 11,2 12,4 11,3 15,2 100 12,5 13,8 16,0 17,0 150 14,0 15,6 16,0 19,1 200 15,6 17,3 20,0 21,2 300 19,2 21,2 24,6 21,1 Lớp áo bằng đá xây (trong dòng chảy 150-50 7,4 8,7 10,7 11,6 không có cát và cuội sỏi) 25 6,3 7,1 9,1 9,8 10 4,3 5,6 6,2 6,7 Rọ đá (2,5 x 5,0 x 1,0) m và lớn hơn - 4,7 5,5 6,8 7,3 áo bằng một lớp đá hộc đặt trên lớp đá dăm hoặc đất sét: + Nền bằng đất đắp mới đầm nện khi cỡ đá hộc; 2,4 2,8 3,5 3,8 15 đến 20cm 2,8 3,3 4,1 4,4 20 đến 30cm + Nền đá lún hoặc đ|ợc đầm nện chặt khi có đá hộc: 15 đến 20 - 2,6 3,0 3,7 4,0 20 đến 30 - 3,0 3,6 4,5 4,9 áo gồm 2 lớp đá hộc đặt trên lớp đá dăm khi cỡ đá hộc: 15 đến 20 - 3,0 3,5 4,3 4,7 20 đến 30 - 3,1 3,7 4,7 5,1 Phụ lục 9 Hệ số nhám của kênh và sông suối Bảng 1- Hệ số nhám của kênh đất Hệ số nhám (n) của lòng Đặc điểm của kênh kênh Kênh t|ới Kênh tiêu 1. L|u l|ợng kênh lớn hơn 25m3/s - Tuyến kênh đi qua đất dính và các loại đất cát 0,020 0,025 - Tuyến kênh đi qua đất lẫn sỏi cuội 0,0225 0,0275 2. L|u l|ợng của kênh từ 01 đến 25 m3/s - Tuyến đi qua đất dính và các loại đất cát 0,0225 0,030 - Tuyến đi qua đất lẫn sỏi cuội 0,025 0,0325 3. L|u l|ợng của kênh nhỏ hơn 1m3/s 0,035 0,035 4. Kênh sử dụng theo định kì 0,0275
  49. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Bảng 2 - Hệ số nhám của kênh đào trong đá Đặc điểm của mặt lòng kênh Hệ số nhám (n) l. Mặt đ|ợc sửa sang tốt 0,02 đến 0,025 2. Mặt đ|ợc sửa sang vừa và không có chỗ lồi lõm 0,03 đến 0,035 3. Mặt đ|ợc sửa sang vừa, có chỗ lồi lõm 0,04 đến 0,045 Bảng 3 - Hệ số nhám của kênh có lớp áo bọc Hệ số nhám Loại gia cố Đặc điểm ở trên mặt (n) 1. Tráng vữa xi măng trên mặt bằng phẳng - Nhẵn 0,012 - Không nhẵn 0,014 2. Mặt bằng bê tông - Dùng ván khuôn bằng gỗ 0,015 - Mặt nhám 0,017 3. Mặt phun vữa xi măng - Mặt đã sửa chữa bằng phẳng 0,015 4. Cầu máng bằng gỗ - Mặt ch|a sửa 0,018 - Gỗ bào nhẵn 0,012 - Gỗ ch|a bào nhẵn 0,013 5. Mặt lát bằng đá tròn cạnh 0,0225 6. Mặt xây lát bằng đá đã gia công 0,015 7. Mặt xây lát bằng gạch 0,013 8. Mặt xây lát đá hộc trát bằng vữa xi măng 0,011- 0,012 Bảng 4 - Hệ số nhám của sông suối thiên nhiên Đặc tr|ng của lòng dẫn Hệ số nhám (n) - Lòng dẫn là đất trong điều kiện thuận lợi (sạch, thẳng) 0,025 đến 0,03 - Lòng dẫn có lẫn đá trong điều kiện thuận lợi 0,03 đến 0,04 - Lòng dẫn là đất cứng trong các điểu kiện rất thuận lợi 0,04 - Lòng dẫn có dòng chảy quẩn,có nhiều bối tích hoặc thực vật che phủ, dòng 0,05 chảy quẩn,cô nhiều tạp chất và rất cong. - Lòng dẫn cong đều đặn với số l|ợng bãi bối và hố xói không lớn lắm 0,033 đến 0,045 - Nh| trên nh|ng dòng chảy có nhiều tạp chất và đá lăn 0,035 đến 0,05 - Những đoạn sông có nhiều tạp chất,dòng chảy rất chậm và các hố xói sâu 0,05 đến 0,08 - Những đoạn sông có rất nhiều tạp chất kiểu đầm lầy (rác r|ởi, ở nhiều chỗ 0,075 đến 0,15 n|ớc ứ đọng) - Các bãi bối của sông lớn và trung bình có các lớp phủ bằng thực vật (có bụi cây) 0,05 - Các bãi bối có rất nhiều tạp chất,dòng chảy yếu, hố xói sâu và lớn 0,08
  50. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 - Nh| trên nh|ng với dòng chảy xiết 0,10 - Các bãi bồi khô, các lùm cây rậm 0,20 Phụ lục 10 Xác định kích th|ớc mặt cắt kênh theo ph|ơng pháp mặt cắt thuỷ lực lợi nhất Bài toán 1: - Xác định chiều rộng đáy kênh hình thang, biết Q = 8m3/s; h = l,60m; m = l,75; n = 0,025 và i= 0,0004 Tính trị số Trong đó: - xác định theo bảng l của phụ lục này; Bln - bán kính thuỷ lực ứng với mặt cắt thuỷ lực lợi nhất. - Từ bảng 2 tìm đ|ợc Bln = 1,03m do đó: - Theo bảng 3, khi m = l,75 tỷ số b Ta có: 3,28và chiều rộng đáy kênh cần tìm sẽ là Rln Đ b ã ă á 3,28.1,03 3,38 b ă áRln m â Rln ạ Bài toán 2: Xác định chiều sâu n|ớc h của kênh hình thang biết: b = 2m, Q = 3m3/s, m = l, n = 0,014, i =0,0008
  51. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Theo bảng 2 khi n = 0,014 ta thấy trị số: Rln = 0,54m do đó b 2 3,7 Rln 0,54 b Từ bảng 3 tìm đ|ợc 1,46; Rln Chiều sâu của dòng chảy trong kênh: h = l,46 Rln= l,46.0,54 = 0,79m Bài toán 3: Tính kích th|ớc của kênh hình thang biết: Q = 4,25m3/s, m = l,5, i= 0,0004, n = 0,225 và vận tốc V = 0,75m/s. Tra bảng 2 với n = 0,0225 có: Rln= 0,81m và C Rln = 38,54m/s Vận tốc ứng với mặt cắt thuỷ lực lợi nhất Theo bảng 3 ứng với: Kích th|ớc kênh sẽ là:
  52. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985 Bài toán 4: Xác định chiều rộng đáy và độ dốc của kênh hình thang để tải l|u l|ợng: Q = 3,5m3/s, cho biết m = 1,5, n = 0,025, h = 1,2m và V = 0,5m/s. - Bán kính thuỷ lực: - Tra bảng 2: - ứng với n= 0,025 tìm đ|ợc - Độ dốc đáy kênh: -1 Bảng 1 – Bảng xác định trị số (4m0) theo m m 0 0,50 0,75 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25 2,5 3,00 m0 2,000 1,736 1,750 1,828 1,952 2,106 2,282 2,482 2,885 3,325 -1 (4m0) 0,1250 0,144 0,143 0,137 0,128 0,119 0,110 0,101 0,087 0,076
  53. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  54. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  55. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  56. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  57. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  58. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  59. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  60. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  61. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  62. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  63. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  64. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  65. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  66. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  67. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985
  68. Tiêu chuẩn việtnam TCVN 4118 : 1985