\r\n\r\n

TIÊU CHUẨN VIỆT\r\nNAM

\r\n\r\n

TCVN\r\n8214:2009

\r\n\r\n

THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH THỦY LỰC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN

\r\n\r\n

Hydraulics\r\nphysical model test of water headworks

\r\n\r\n

1. Phạm vi áp dụng

\r\n\r\n

Tiêu\r\nchuẩn này quy định nội dung, phương pháp thí nghiệm mô hình thủy lực cho các\r\ncông trình thủy công (có lực tác dụng chủ yếu là trọng lực) thuộc công trình\r\nthủy lợi, hệ thống thủy lợi, thủy điện và có thể áp dụng cho các công trình\r\nkhác có nội dung thí nghiệm tương tự.

\r\n\r\n

Tiêu\r\nchuẩn này áp dụng trong các bước thiết kế của các giai đoạn đầu tư xây dựng\r\ncông trình thủy lợi, thủy điện. Phạm vi nghiên cứu thí nghiệm mô hình, gồm việc\r\nbố trí hợp lý cụm đầu mối công trình thủy lợi, thủy điện và vấn đề thủy lực của\r\ncác hạng mục công trình thủy công trên hệ thống thủy lợi như: tối ưu hóa hình\r\ndạng công trình tháo nước, khả năng tháo nước, lực của dòng chảy tác dụng lên\r\ncông trình, chế độ nối tiếp dòng chảy thượng, hạ lưu công trình thủy công và\r\ncác biện pháp phòng xói lở, bồi lắng, v.v…

\r\n\r\n

Khi tiến\r\nhành thí nghiệm mô hình thủy lực, ngoài việc áp dụng tiêu chuẩn này, còn khuyến\r\nkhích áp dụng các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành về các phương pháp thí\r\nnghiệm, sử dụng thiết bị đo có liên quan.

\r\n\r\n

2. Nhiệm vụ, nội dung và các trường hợp thí nghiệm mô hình thủy\r\nlực

\r\n\r\n

2.1 Nhiệm vụ của thí nghiệm mô hình thủy lực công trình thủy lợi, thủy\r\nđiện

\r\n\r\n

a) Mô\r\nphỏng lại công trình thực tế bằng mô hình tỷ lệ thích hợp theo tiêu chuẩn tương\r\ntự nhằm kiểm nghiệm phương án thiết kế và xác định phương án tối ưu theo điều\r\nkiện thủy lực;

\r\n\r\n

b) Nghiên\r\ncứu động học và động lực học dòng chảy trong các công trình dẫn nước và chế độ\r\nnối tiếp, an toàn thượng hạ lưu;

\r\n\r\n

c) Nghiên\r\ncứu quy trình khai thác, chế độ, quy trình vận hành tối ưu về chế độ thủy lực,\r\nan toàn công trình;

\r\n\r\n

d) Nghiên\r\ncứu, bổ sung hoàn thiện những quy luật về động học và động lực học dòng chảy.

\r\n\r\n

2.2 Các trường hợp thí nghiệm mô hình thủy lực

\r\n\r\n

2.2.1 Các công\r\ntrình thủy lợi, thủy điện cấp I, II trong giai đoạn lập dự án đầu tư và các\r\ngiai đoạn thiết kế xây dựng công trình nếu chưa có luận cứ xác đáng hoặc số\r\nliệu thí nghiệm công trình tương tự thì khuyến nghị áp dụng tiêu chuẩn này để\r\nlàm rõ cơ sở khoa học cho thiết kế.

\r\n\r\n

2.2.2 Các công\r\ntrình thủy lợi, thủy điện từ cấp III trở xuống mà chưa có luận cứ xác đáng hoặc\r\nsố liệu thí nghiệm của công trình tương tự thì cũng được khuyến nghị áp dụng\r\ntiêu chuẩn này để thí nghiệm mô hình thủy lực ở một trong các trường hợp sau:

\r\n\r\n

\r\n\r\n

- Cống ở các hồ chứa:\r\nThiết kế chênh lệch cột nước thượng hạ lưu từ 10 m trở lên, hoặc cửa van đặt ở\r\ngiữa hay đầu cống;

\r\n\r\n

- Cống lấy nước và\r\nlấy phù sa hai tầng trở lên ở dưới đê.

\r\n\r\n

b) Đối với tràn xả\r\nlũ:

\r\n\r\n

- Vận tốc đuôi tràn hay\r\nbậc nước từ 15 m/s trở lên;

\r\n\r\n

-  Công trình dẫn nước\r\nphải bố trí ở địa hình phức tạp, đường dẫn không thẳng;

\r\n\r\n

-  Tràn xả lũ có địa\r\nchất hạ lưu không phải là nền đá tốt;

\r\n\r\n

-  Tràn máng bên: có lưu\r\nlượng tháo lớn hơn hoặc bằng 100 m³/s;

\r\n\r\n

-  Tràn giếng đứng hoặc\r\nnghiêng một góc a;

\r\n\r\n

-  Công trình tháo lũ\r\nkiểu xi phông.

\r\n\r\n

2.2.3 Các công trình thiết\r\nkế định hình trước khi duyệt để đưa ra áp dụng đại trà phải kiểm tra thí nghiệm\r\nthủy lực.

\r\n\r\n

2.2.4 Các công trình tháo\r\nxả bùn cát.

\r\n\r\n

2.2.5 Các công trình từ cấp\r\nIII trở lên bị hư hỏng do nguyên nhân thủy lực cũng cần khuyến nghị sử dụng\r\ntiêu chuẩn thông qua thí nghiệm mô hình để chọn giải pháp sửa chữa tối ưu.

\r\n\r\n

2.2.6 Các công trình từ cấp\r\nII trở lên nếu chưa có luận cứ xác đáng hoặc số liệu thí nghiệm của công trình\r\ntương tự thì khuyến nghị thí nghiệm về dẫn dòng thi công. Các công trình từ cấp\r\nIII trở xuống nếu chưa có luận cứ xác đáng hoặc số liệu thí nghiệm của công\r\ntrình tương tự thì cũng nên thí nghiệm về dẫn dòng thi công khi chế độ dòng\r\nchảy phức tạp ở thượng hoặc hạ lưu công trình.

\r\n\r\n

2.2.7 Công trình cấp đặc\r\nbiệt phải có quy định riêng về thí nghiệm mô hình thủy lực.

\r\n\r\n

2.3 Nội dung thí nghiệm mô hình thủy lực

\r\n\r\n

Các nội dung thí\r\nnghiệm mô hình thuỷ lực bao gồm:

\r\n\r\n

-  Xác định khả năng\r\ntháo lưu lượng tương ứng với các trường hợp khai thác, vận hành;

\r\n\r\n

-  Xác định diễn biến\r\nmực nước ứng với các trường hợp khai thác, vận hành;

\r\n\r\n

- Xác định trường lưu\r\ntốc dòng chảy trung bình; hoặc Xác định lưu tốc mạch động của dòng chảy;

\r\n\r\n

- Xác định áp suất\r\ntrung bình của dòng chảy; hoặc Xác định áp suất mạch động của dòng chảy;

\r\n\r\n

- Xác định hình thức,\r\nthông số của hiện tượng nối tiếp, tiêu năng thượng hạ lưu;

\r\n\r\n

- Xác định lưu hướng,\r\nhướng dòng chảy;

\r\n\r\n

- Xác định sóng leo (hoặc\r\nsóng xiên) trong các trường hợp khai thác, vận hành (hướng sóng, biên độ\r\nsóng, chu kỳ sóng, đỉnh sóng max, chân sóng min …);

\r\n\r\n

- Đánh giá xói lở,\r\nbồi lắng, biến dạng lòng dẫn và vùng bờ trên mô hình lòng cứng;

\r\n\r\n

- Xác định chiều sâu,\r\nphạm vi xói cục bộ ở thượng, hạ lựu công trình trên mô hình lòng mềm;

\r\n\r\n

- Xác định các thông\r\nsố đóng mở cửa van phục vụ công tác lập quy trình vận hành đối với cửa van có\r\nđiều khiển;

\r\n\r\n

- Xác định góc mở (hoặc\r\nđộ mở) cửa van trong khai thác vận hành công trình thủy lợi, thủy điện, đặc\r\nbiệt là cửa van tự động;

\r\n\r\n

- Xác định mô men\r\nthủy động tác dụng lên cửa van (hoặc lực đóng mở) khi cửa đang vận hành;

\r\n\r\n

- Đánh giá hiệu quả\r\ncủa hình thức kết cấu tiêu năng và nối tiếp của công trình, phạm vi vùng ảnh\r\nhưởng trực tiếp ở thượng và hạ lưu;

\r\n\r\n

- Đánh giá sự hợp lý\r\ncủa tuyến công trình;

\r\n\r\n

- Xác định thông số\r\nnước va: chu kỳ, biên độ, tần số, áp lực, v.v... trong đường dẫn có áp (công\r\ntrình thủy điện hoặc trạm bơm lớn, đường hầm tháo lũ dạng xả sâu, ...);

\r\n\r\n

- Xác định độ dốc thủy\r\nlực của dòng thấm qua công trình (khi thí nghiệm thấm);

\r\n\r\n

- Xác định đường thấm\r\nbão hòa trong thân công trình (khi thí nghiệm thấm);

\r\n\r\n

- Xác định lưu lượng\r\nthấm qua công trình chặn dòng, lấp sông khi thi công công trình thủy lợi, thủy\r\nđiện (công trình sử dụng vật liệu rời có đường kính hạt lớn);

\r\n\r\n

- Xác định hệ số thấm\r\nrối qua công trình chặn dòng, lấp sông (công trình sử dụng vật liệu rời có\r\nđường kính hạt lớn);

\r\n\r\n

- Xác định khẩu độ giới\r\nhạn của công trình khi chặn dòng lấp sông;

\r\n\r\n

- Xác định hệ số tổn\r\nhao vật liệu khi chặn dòng lấp sông (do nguyên nhân thủy lực);

\r\n\r\n

- Xác định cường độ đổ\r\nvật liệu hợp lý khi lấn sông hoặc lấp sông;

\r\n\r\n

- Xác định kích thước\r\nvật liệu thích hợp cho từng thời đoạn lấp sông (Hàn khẩu hoặc hợp long);

\r\n\r\n

- Nghiên cứu đặc trưng\r\nthủy lực của dòng chảy có hiện tượng hàm khí, khí thực;

\r\n\r\n

- Xác định hệ số trộn\r\nkhí đối với công trình có dòng chảy với vận tốc V >15 m/s (hệ số trộn khí tự\r\nnhiên).

\r\n\r\n

2.4 Tổ chức thực hiện công tác thí nghiệm mô hình thủy lực công\r\ntrình

\r\n\r\n

Việc tổ chức thực\r\nhiện được thực hiện như sau:

\r\n\r\n

- Cơ quan tư vấn lập\r\nyêu cầu thí nghiệm và trình cấp có thẩm quyền phê duyệt;

\r\n\r\n

- Cơ quan thí nghiệm mô\r\nhình thủy lực căn cứ yêu cầu thí nghiệm lập đề cương, dự toán trình cấp có thẩm\r\nquyền phê duyệt;

\r\n\r\n

- Cơ quan thí nghiệm mô\r\nhình thủy lực thực hiện nội dung theo đề cương được phê duyệt;

\r\n\r\n

- Cơ quan liên quan\r\ntiến hành đánh giá và nghiệm thu kết quả thí nghiệm mô hình thủy lực theo quy\r\nđịnh.

\r\n\r\n

GHI CHÚ:

\r\n\r\n

1) Thí nghiệm mô hình\r\nthủy lực là một hạng mục tương đối độc lập trong công tác thiết kế;

\r\n\r\n

2) Theo quy định tại\r\nquyết định số 11/2005/QĐ-BXD ngày 15/4/2005 của Bộ trưởng Bộ xây dựng thì định\r\nmức chi phí lập dự án và thiết kế xây dựng công trình chưa bao gồm chi phí cho\r\nviệc xây dựng và thí nghiệm mô hình.

\r\n\r\n

3 Tiêu chuẩn thí nghiệm mô hình thủy lực

\r\n\r\n

3.1 Quy định về điều kiện tương tự

\r\n\r\n

Mô hình phải đảm bảo\r\ntương tự hình học, tương tự về đặc trưng động học và tương tự động lực học của\r\ndòng chảy với nguyên hình.

\r\n\r\n

Đối với mô hình thủy\r\nlực công trình, hiện tượng thủy lực thường do tác động chủ yếu của trọng lực\r\n(khi nước chảy qua đập, qua cống, qua dốc nước, qua lỗ…) thì phải tuân theo\r\ntiêu chuẩn tương tự trọng lực là số Froud của mô hình và của nguyên hình phải\r\nbằng nhau (Fr_n=Fr_m=idem)

\r\n\r\n

Ngoài điều kiện cơ\r\nbản là thỏa mãn tương tự trọng lực còn phải thỏa mãn các điều kiện giới hạn\r\nsau:

\r\n\r\n

- Chế độ chảy ở nguyên\r\nhình phải được bảo tồn trên mô hình, nghĩa là số Râynôn trên mô hình (Re_M)\r\nphải lớn hơn số Râynôn giới hạn (Re_K);

\r\n\r\n

- Trong thí nghiệm mô\r\nhình cần chọn vật liệu và phương pháp hợp lý để hiệu chỉnh độ nhám cho phù hợp;

\r\n\r\n

- Để tránh ảnh hưởng\r\ncủa sức căng mặt ngoài, lưu tốc bề mặt mô hình không được nhỏ hơn 23 cm/s, độ\r\nsâu nước không được nhỏ hơn 2,0 cm;

\r\n\r\n

\r\n\r\n

3.2 Trang thiết bị cơ bản của thí nghiệm

\r\n\r\n

3.2.1 Hệ thống hạ tầng khu thí nghiệm

\r\n\r\n

Hạ tầng khu vực sử\r\ndụng cho thí nghiệm cần phải được trang bị hệ thống cấp và thu nước, bao gồm:\r\nbể chứa nước, bơm động lực, bể lặng nước, hệ thống ống phân bố nước và máng hồi\r\nnước, các thiết bị cấp và thu cát … phù hợp với yêu cầu và tiêu chuẩn thí\r\nnghiệm.

\r\n\r\n

Các\r\nthiết bị thông dụng cố định: căn cứ vào nhiệm vụ thí nghiệm, có thể xây dựng\r\nlắp đặt các thiết bị cố định có tính thông dụng như: Máng kính, tháp nước cao\r\nvà bể áp lực, v.v...

\r\n\r\n

3.2.2 Thiết bị đo đạc thí nghiệm

\r\n\r\n

a) Thiết bị đo mực\r\nnước:

\r\n\r\n

- Kim đo mực nước dùng\r\nđể đo mực nước khi dòng chảy có lưu lượng không đổi cần chọn loại đáp ứng yêu\r\ncầu về khoảng đo và độ chính xác;

\r\n\r\n

- Kim đo mực nước tự\r\nđộng dùng để đo mực nước khi dòng chảy có lưu lượng biến đổi cần chọn loại đáp\r\nứng yêu cầu về khoảng đo và tốc độ bám theo vết;

\r\n\r\n

- Thiết bị đo chiều cao\r\nsóng dùng vào việc đo dao động trên mặt nước cần chọn loại có thể phối hợp được\r\nvới các thiết bị thu thập tín hiệu và xử lý tín hiệu.

\r\n\r\n

b) Thiết bị đo áp\r\nsuất, áp suất mạch động:

\r\n\r\n

- Ống đo áp dùng để đo\r\náp suất khi lưu lượng không đổi, có:

\r\n\r\n

 Đường kính trong của\r\nlỗ đo áp cần nhỏ hơn hoặc bằng 2 mm,

\r\n\r\n

\r\nMiệng lỗ cần vuông góc với thành bên, chiều sâu lỗ ít\r\nnhất bằng 2 lần đường kính ống,

\r\n\r\n

 Đường kính trong ống\r\ncủa đo áp (ống thủy tinh) không đổi và lớn hơn 1 cm,

\r\n\r\n

\r\nThân ống giữ thẳng đứng. Cao trình điểm không (0) được\r\nhiệu chỉnh bằng máy thủy chuẩn;

\r\n\r\n

- Khi\r\náp suất nhỏ hơn 3,0 m cột nước thì dùng ống đo PenZometers, áp suất vượt qua 3,0\r\nm cột nước thì nên dùng cột áp thủy ngân;

\r\n\r\n

- Khi áp suất vượt quá\r\n10,0 m cột nước, nên dùng áp kế thích hợp, đáp ứng yêu cầu về khoảng đo và độ\r\nchính xác.

\r\n\r\n

c) Thiết bị đo lưu\r\nlượng có thể dùng các thiết bị sau:

\r\n\r\n

- Thiết bị đo lưu lượng\r\ntự động điều chỉnh van bằng điện;

\r\n\r\n

- Đập tràn dùng để đo\r\nlưu lượng không đổi, để đáp ứng yêu cầu của khoảng đo và độ chính xác nên chọn\r\nloại đập tràn sau:

\r\n\r\n

 Khi lưu lượng Q <\r\n10 L/s, dùng đập tràn tam giác vuông, lưu lượng được xác định theo đường cong\r\nchuẩn,

\r\n\r\n

 Khi lưu lượng Q >\r\n10 L/s, dùng đập tràn hình chữ nhật, tính toán lưu lượng dùng công thức\r\nRebhock,

\r\n\r\n

 Khi lưu lượng Q >\r\n200 L/s, có thể dùng đập tràn hình thang với hệ số dốc ở mép bên m = 0,25 (góc\r\na=14⁰), chiều rộng đáy\r\ndưới hình thang b £ 4H (H là cột nước\r\nqua tràn),

\r\n\r\n

- Yêu cầu của việc lắp\r\nđặt đập tràn do nước:

\r\n\r\n

 Chiều rộng lòng máng\r\ncủa đập tràn tam giác cân bằng 3 đến 4 lần cột nước tràn lớn nhất trên đập,

\r\n\r\n

 Thân đập phải đặt\r\nthẳng đứng, vuông góc với lòng máng, đỉnh của tấm đập nằm ngang bằng,

\r\n\r\n

 Chiều rộng lòng máng\r\nkhông đổi (đối với đập tràn chữ nhật),

\r\n\r\n

 Giữa tấm đập tràn\r\nhình chữ nhật và làn nước dưới đập tràn cần bố trí lỗ thông khí, mực nước hạ\r\nlưu phải thấp hơn cao trình ngưỡng tràn ít nhất 7 cm,

\r\n\r\n

 Lưới giảm sóng đặt ở\r\nthượng lưu đập tràn, cách đập tràn một khoảng ít nhất bằng 10 lần cột nước tràn\r\nlớn nhất trên đỉnh đập tràn,

\r\n\r\n

 Lỗ kim đo mực nước\r\nthượng lưu đặt ở vị trí cách đập tràn ít nhất bằng 6 lần cột nước tràn lớn nhất\r\ntrên đỉnh đập tràn;

\r\n\r\n

- Ống Venturi dùng vào\r\nviệc đo lưu lượng dòng chảy không đổi, kích cỡ phải phù hợp thiết kế tiêu\r\nchuẩn, đường kính tùy theo lưu lượng mà định. Hệ số lưu lượng dùng đường cong\r\nchuẩn.

\r\n\r\n

d) Thiết bị đo lưu\r\ntốc phải có độ chính xác thích hợp và phù hợp với từng trường hợp thí nghiệm.

\r\n\r\n

e) Kiểm định thiết bị\r\nđo đạc theo quy định hiện hành.

\r\n\r\n

3.3 Thiết kế mô hình

\r\n\r\n

Tiến hành thiết kế mô\r\nhình theo yêu cầu về điều kiện tương tự đã chọn.

\r\n\r\n

Tỷ lệ hình học và\r\nphạm vi mô hình được chọn theo: Yêu cầu độ chính xác của công trình, điều kiện\r\nsân bãi thí nghiệm, thiết bị, lưu lượng cấp nước, điều kiện giới hạn và điều\r\nkiện kinh tế.

\r\n\r\n

Chọn loại mô hình:

\r\n\r\n

- Nghiên cứu bố trí cụm\r\ncông trình đầu mối thủy lợi, thủy điện và quan hệ tương hỗ giữa các công trình\r\ndùng mô hình lòng cứng chỉnh thể, tỷ lệ không nhỏ hơn 1/100;

\r\n\r\n

- Nghiên cứu đặc tính\r\nthủy lực của một công trình nào đó trong cụm đầu mối, dùng mô hình riêng lẻ, tỷ\r\nlệ không nhỏ hơn 1:80;

\r\n\r\n

- Nghiên cứu hiện tượng\r\ndòng chảy của một bộ phận nào đó của công trình, dùng mô hình cục bộ, tỷ lệ\r\nkhông nhỏ hơn 1:80;

\r\n\r\n

- Mô hình mặt cắt tỷ lệ\r\nkhông nhỏ hơn 1:50;

\r\n\r\n

- Nghiên cứu xói lở,\r\nbồi lắng cục bộ thượng hạ lưu công trình đầu mối, có thể kết hợp mô hình lòng\r\ncứng với mô hình lòng động;

\r\n\r\n

- Căn cứ yêu cầu thí\r\nnghiệm cho hạng mục thí nghiệm công trình, có thể đồng thời chọn nhiều loại mô\r\nhình: mặt cắt, tổng thể.

\r\n\r\n

Phạm vi làm mô hình:

\r\n\r\n

- Chiều dài hướng dọc của\r\nmô hình: Phải bảo đảm cho trạng thái dòng chảy trong đoạn nghiên cứu đạt tương\r\ntự với dòng chảy nguyên hình: Thượng lưu cách ngưỡng tràn hoặc cống 30 lần cột\r\nnước thiết kế, hạ lưu cách mặt cắt xác định Q = f(H) hạ lưu ít nhất 300 m;

\r\n\r\n

- Hướng ngang: Phải bao\r\ntrùm đường đồng mức mực nước cao nhất, đồng thời có độ cao an toàn thích hợp.

\r\n\r\n

3.4 Chế tạo và lắp ráp mô hình

\r\n\r\n

a) Vẽ bản đồ bố trí\r\ntổng thể mô hình, bản vẽ chi tiết mô hình công trình, bản đồ bố trí các điểm\r\nđo, đồng thời đề ra các yêu cầu về gia công và lắp ráp mô hình;

\r\n\r\n

b) Các loại vật liệu\r\nlàm mô hình tùy yêu cầu thích ứng có thể dùng: gỗ, xi măng, kính hữu cơ, tấm\r\nPlastic cứng và tôn mạ kẽm, các loại vật liệu làm vật liệu xói;

\r\n\r\n

c) Tường biên của mô\r\nhình có thể bằng gạch xây hoặc lắp ghép bằng tấm đúc sẵn. Dù dùng loại tường\r\nbên nào đều phải đảm bảo cường độ và tương tự độ nhám;

\r\n\r\n

d) Việc tạo địa hình\r\nmô hình có thể dùng phương pháp mặt cắt, phương pháp điểm cọc. Khi dùng 2\r\nphương pháp này, khoảng cách giữa hai mặt cắt khống chế trong mô hình có thể\r\nlấy bằng từ 50 cm đến 80 cm; đối với đoạn sông có địa hình biến đổi tương đối\r\nphức tạp, số mặt cắt khống chế có thể tăng thêm;

\r\n\r\n

e) Yêu cầu của lắp\r\nráp mô hình: Điểm gốc thủy chuẩn và cao trình mô hình được khống chế bằng máy\r\nthủy chuẩn, sai số cho phép theo khoản f) điều 3.4 dưới đây;

\r\n\r\n

f) Yêu cầu khống chế\r\nđộ chính xác:

\r\n\r\n

- Cao trình mô hình\r\ncông trình, sai số cho phép ± 0,2 mm đến ±\r\n0,4 mm (tùy theo tỷ lệ l_L);

\r\n\r\n

- Cao trình địa hình,\r\nsai số cho phép ± 2,0 mm; khoảng cách nằm ngang sai số cho phép là ± 10 mm;

\r\n\r\n

- Điểm gốc thủy chuẩn\r\nvà điểm không (0) của kim đo, sai số cho phép là ± 0,3 mm.

\r\n\r\n

g) Kiểm tra và nghiệm\r\nthu:

\r\n\r\n

- Lắp ráp mô hình xong\r\ncần tiến hành kiểm tra toàn diện, lập biên bản nghiệm thu thiết kế và lắp ráp\r\nmô hình đầy đủ;

\r\n\r\n

- Sau khi kiểm tra xong\r\ncần tiến hành thử nước, nếu phát hiện vấn đề gì thì kịp thời có biện pháp hiệu\r\nchỉnh và cũng cần lập biên bản nghiệm thu đầy đủ;

\r\n\r\n

- Đối với các mô hình\r\ncông trình đặc biệt, cần tổ chức nghiệm thu xây dựng, chế tạo mô hình có xác\r\nnhận của cơ quan đặt thí nghiệm mô hình.

\r\n\r\n

3.5 Trình tự thí nghiệm

\r\n\r\n

a) Căn cứ vào nhiệm\r\nvụ và yêu cầu thí nghiệm, xây dựng đề cương nghiên cứu thí nghiệm chi tiết bao\r\ngồm: Nội dung thí nghiệm, loại mô hình, tỷ lệ mô hình, lần nhóm thí nghiệm, quy\r\ntrình tiến hành thí nghiệm và kế hoạch tiến độ thí nghiệm, v.v…;

\r\n\r\n

b) Thí nghiệm chính\r\nthức bao gồm: Thí nghiệm phương án thiết kế, thí nghiệm phương án sửa đổi và\r\nthí nghiệm phương án hoàn thiện;

\r\n\r\n

c) Trước khi thí\r\nnghiệm chính thức, cần tiến hành thí nghiệm kiểm chứng để hiệu chỉnh độ nhám và\r\nthiết bị đo lường, v.v…;

\r\n\r\n

d) Khi thí nghiệm\r\nphương án sửa đổi phải mời cơ quan thiết kế quan sát mô hình và thống nhất nội\r\ndung thí nghiệm sửa đổi;

\r\n\r\n

e) Khi thí nghiệm\r\nphương án hoàn thiện, cần kịp thời chỉnh lý phân tích số liệu, phát hiện các\r\nđiểm khả nghi để thí nghiệm bổ sung;

\r\n\r\n

f) Lập báo cáo kết\r\nquả nghiên cứu thí nghiệm chính thức.

\r\n\r\n

3.6 Nội dung và phương pháp thí nghiệm

\r\n\r\n

3.6.1 Xác định diễn biến mực nước và đường mặt\r\nnước, chế độ tiếp nối dòng chảy

\r\n\r\n

Phải đặt ống kim đo\r\nmực nước: Thượng lưu tại vị trí cách ngưỡng tràn hoặc cống ít nhất bằng 10 lần\r\ncột nước thiết kế, phía hạ lưu tại mặt cắt xác định Q = f(H) hạ lưu. Dùng kim\r\nđo để đo mực nước trong bình kim đo.

\r\n\r\n

Thông qua giá kim đo\r\nlưu động (hoặc xe đo) đã được chỉnh ngang bằng, dùng kim đo để đo đường mặt\r\nnước, hướng dọc hoặc hướng ngang của dòng chảy.

\r\n\r\n

Chọn máy đo mực nước\r\ntự động để đo quá trình biến đổi mực nước của dòng chảy biến đổi. Mỗi trị số đo\r\nlà giá trị trung bình cộng của 3 lần đo.

\r\n\r\n

Trường hợp thí nghiệm\r\ncống ngầm chảy có áp phải dùng kính hữu cơ làm mô hình công trình để quan sát\r\ndòng chảy được dễ dàng.

\r\n\r\n

Dùng bảng biểu để ghi\r\nsố hiệu quan trắc (ghi rõ điều kiện thí nghiệm, lần đo, nhóm đo và ngày
\r\ntháng năm).

\r\n\r\n

3.6.2 Đo lưu lượng

\r\n\r\n

Các bước thao tác thí\r\nnghiệm chảy qua đập tràn cống:

\r\n\r\n

- Xác định lưu lượng\r\ntháo cho trường hợp chảy tự do và chảy ngập;

\r\n\r\n

- Ứng với mỗi cấp lưu\r\nlượng xác định được mực nước thượng lưu tương ứng.

\r\n\r\n

Các bước thao tác thí\r\nnghiệm chảy qua lỗ:

\r\n\r\n

- Xác định lưu lượng\r\nnước tháo với các độ mở cửa van khác nhau;

\r\n\r\n

- Ứng với mỗi độ mở cửa\r\nvan xác định được lưu lượng nước xả và mực nước thượng lưu tương ứng.

\r\n\r\n

Dùng bảng biểu để ghi\r\nsố liệu quan trắc, sau đó, theo công thức, tính toán hệ số lưu lượng của tràn\r\nvà chảy qua lỗ.

\r\n\r\n

3.6.3 Đo lưu tốc, xác định hướng dòng chảy

\r\n\r\n

Căn cứ vào khoảng đo\r\nlưu tốc để chọn máy đo lưu tốc tương ứng.

\r\n\r\n

Chọn vị trí thượng\r\nlưu, công trình chính, tiêu năng và hạ lưu công trình làm mặt cắt chính đo lưu\r\ntốc, còn các mặt cắt khác thì tùy theo yêu cầu mà xác định.

\r\n\r\n

Tại mỗi mặt cắt đo,\r\nbố trí ít nhất 5 thủy trực đo, mỗi thủy trực đo 3 điểm: mặt, giữa và đáy.

\r\n\r\n

Đồng thời với việc đo\r\nlưu tốc, tiến hành quan trắc trạng thái dòng chảy, hướng dòng chảy; thường dùng\r\nphương pháp quan trắc thả phao đo lưu hướng đi theo lưới tọa độ đã định, chụp\r\nảnh chậm, quay camêra.

\r\n\r\n

Dùng bảng biểu ghi\r\nchép các số liệu đo lưu tốc và tính đổi ra nguyên hình.

\r\n\r\n

Thí nghiệm về khí\r\nthực, hàm khí phải tiến hành trong giá kín.

\r\n\r\n

3.6.4 Đo áp suất thủy động

\r\n\r\n

Kiểm tra lỗ đo áp và\r\nống đo áp xem có phù hợp yêu cầu hay không.

\r\n\r\n

Kiểm tra lỗ đo áp xem\r\ncó rò rỉ hay không. Trước mỗi lần thí nghiệm phải thông khí trong ống đo áp.

\r\n\r\n

Dùng máy thủy chuẩn\r\nđể xác định cao trình điểm không (0) của bảng đo áp.

\r\n\r\n

Theo thứ tự đánh số,\r\ndùng giấy kẻ ly đo chiều cao cột nước trong ống đo áp.

\r\n\r\n

Dùng bảng biểu ghi\r\nchép lại các số liệu đo đạc.

\r\n\r\n

Thí nghiệm mô hình\r\nhiện tượng chân không: Phải chế tạo mô hình với tỷ lệ lớn để tạo được chân\r\nkhông trong mô hình (l_L = từ 10 đến 25).

\r\n\r\n

3.6.5 Đo áp suất mạch động

\r\n\r\n

Lắp bộ truyền cảm áp\r\nsuất mạch động vào lỗ đo áp, mặt ngoài phải vuông góc với thành bên.

\r\n\r\n

Nếu bên yêu cầu lắp\r\nráp như trên đây có khó khăn, thì có thể dùng một đoạn ống cứng để nối giữa bộ\r\ntruyền cảm và lỗ đo áp.

\r\n\r\n

Đưa tín hiệu điện\r\nnhập vào máy xử lý để ghi chép hoặc lưu trữ. Mỗi trị số đo lấy trung bình cộng\r\ncủa 3 lần đo.

\r\n\r\n

Sau khi thí nghiệm\r\nxong bộ truyền cảm cần phải được định chuẩn lại.

\r\n\r\n

3.6.6 Đo xói cục bộ

\r\n\r\n

Chọn vật liệu thí\r\nnghiệm xói ở mô hình:

\r\n\r\n

- Dùng thể hạt rời\r\ntương tự để mô phỏng lòng sông nguyên hình được tạo bởi cát sỏi hoặc nham thạch\r\nvới các thớ nứt phát triển, đường kính hạt cụ thể được chọn theo thứ tự lưu tốc\r\nkhông xói cho phép [V_cp];

\r\n\r\n

- Dùng cát mô hình nhẹ,\r\nmùn cưa ngâm hay bụi than để mô phỏng lòng sông nguyên hình tạo bởi bùn cát hạt\r\nmịn, đường kính hạt cụ thể thông qua thí nghiệm thử để xác định;

\r\n\r\n

- Dùng các viên vật\r\nliệu gia công có lg = 1 và chất keo dính kết theo hướng\r\nvỉa đá để mô phỏng nền đá nguyên hình tạo bởi khối đá núi, yêu cầu đạt được gần\r\nnhư tương tự lưu tốc không xói và dạng xói gần thực tế.

\r\n\r\n

Cao trình phủ vật\r\nliệu mô hình xói cần căn cứ vào cao trình mặt đá gốc mà xác định. Khi cần\r\nthiết, có thể rải theo lớp phủ trên và phân tầng đá gốc.

\r\n\r\n

Phạm vi phủ vật liệu\r\nxói phải rộng hơn phạm vi xói.

\r\n\r\n

Lòng sông thung lũng\r\nhẹp phải chế tạo vật liệu xói ở cả hai bờ.

\r\n\r\n

Thời gian thí nghiệm\r\nxói lở xác định theo tỷ lệ về thời gian quy đổi giữa mô hình và nguyên hình.

\r\n\r\n

Tiến hành thí nghiệm\r\ntheo trình tự thao tác nghiêm ngặt, không được làm xáo động mặt vật liệu xói\r\nban đầu hoặc địa hình xói.

\r\n\r\n

Dùng phương pháp\r\nđường đồng mức để vẽ địa hình hố xói.

\r\n\r\n

3.7\r\nĐộ chính xác của thí nghiệm mô hình thủy lực:

\r\n\r\n

a) Lưu lượng: Sai số\r\ntừ ± 1 % đến ± 2 % so với từng cấp Q hoặc theo Q~H của máng lường;

\r\n\r\n

b) Lưu tốc: Sai số\r\ntheo độ chính xác của loại máy đo lưu tốc;

\r\n\r\n

c) Sai số đo mặt nước\r\ncông trình: so với độ sâu đo đạc: ± 3 mm với tỷ lệ hình học mô hình.

\r\n\r\n

3.8\r\nChỉnh lý và phân tích số liệu

\r\n\r\n

3.8.1 Tài liệu thí nghiệm

\r\n\r\n

- Khi viết sai các số\r\nliệu, chỉ được phép gạch đi rồi viết lại, không được sửa;

\r\n\r\n

- Số liệu cần được\r\nchỉnh lý, người tính toán và người kiểm tra đều ký tên. Phải đánh giá sơ bộ\r\ntrong quá trình thí nghiệm để xem xét cần thí nghiệm lại hoặc thí nghiệm bổ\r\nsung thêm;

\r\n\r\n

- Số liệu thí nghiệm\r\ncần thống nhất với độ chính xác quy định cho từng thông số;

\r\n\r\n

- Sau khi thí nghiệm xong, tài liệu cần được\r\nchỉnh lý, sắp xếp bảo quản.

\r\n\r\n

3.8.2 Phương thức biểu thị kết quả

\r\n\r\n

- Khi cùng một nội dung\r\nthí nghiệm có nhiều nhóm số liệu thí nghiệm, hoặc một nhóm số liệu thí nghiệm\r\ncó nhiều thông số, thì có thể liệt kê thành bảng để biểu thị;

\r\n\r\n

- Khi hai biến số trong\r\nmột nhóm số liệu thí nghiệm có quan hệ hàm số với nhau, thì có thể vẽ thành đồ thị;

\r\n\r\n

- Khi số lần nhóm thí\r\nnghiệm tương đối nhiều, thì có thể dùng công thức kinh nghiệm để biểu thị quan\r\nhệ hàm số giữa các biến số;

\r\n\r\n

- Tất cả những diễn\r\nbiến thí nghiệm thủy lực của công trình hoặc những hạng mục công trình có\r\nnghiên cứu riêng đều phải ghi hình để sau này đối chiếu với nguyên hình.

\r\n\r\n

3.8.3 Phân tích kết quả

\r\n\r\n

- Mực nước và đường mặt\r\nnước, cần theo lần nhóm của thí nghiệm mà vẽ thành các biểu đồ tương ứng;

\r\n\r\n

- Khả năng tháo nước\r\nbiểu thị bằng hệ số lưu lượng, được vẽ thành đường hệ số lưu lượng tương ứng\r\nhoặc lập thành công thức kinh nghiệm;

\r\n\r\n

- Sự phân bố lưu tốc,\r\nđược vẽ thành biểu đồ tương ứng theo lần nhóm thí nghiệm;

\r\n\r\n

- Cần thể hiện trên\r\nbình đồ: Trạng thái chảy, hướng chảy, biểu thị rõ đường mép nước vùng nước\r\ntĩnh, phạm vi nước vật và hướng chủ lưu;

\r\n\r\n

- Áp suất: Theo lần\r\nnhóm thí nghiệm, vẽ thành biểu đồ phân bố áp suất tương ứng tại các vị trí;

\r\n\r\n

- Các số liệu thí\r\nnghiệm áp suất mạch động, sau khi phân tích xử lý, cần được vẽ thành biểu đồ\r\ntương ứng;

\r\n\r\n

- Xói cục bộ, cần căn\r\ncứ vào kết quả thí nghiệm để vẽ bình đồ hố xói và cắt dọc, cắt ngang hố xói.

\r\n\r\n

3.9\r\nLập hồ sơ báo cáo thí nghiệm

\r\n\r\n

3.9.1 Các yêu cầu chung

\r\n\r\n

Mặt bìa: mặt bìa của\r\nbáo cáo thí nghiệm cần viết tên đầy đủ của báo cáo:

\r\n\r\n

- Phía trên ở giữa là\r\ntên địa chỉ của cơ quan thí nghiệm, phía dưới là ngày tháng năm;

\r\n\r\n

- Tên đầy đủ của công\r\ntrình, dự án để thể hiện rằng thí nghiệm là để phục vụ cho công trình, dự án\r\nnào và giai đoạn thiết kế nào;

\r\n\r\n

- Tên thí nghiệm.

\r\n\r\n

Trang đầu: trang đầu\r\ncủa báo cáo thể hiện các nội dung gồm: tên đơn vị chủ đầu tư, đơn vị chủ trì\r\nthí nghiệm, những người tham gia chủ yếu, người viết báo cáo, người phụ trách\r\nhạng mục, tên người có trách nhiệm pháp lý của cơ quan chủ trì thí nghiệm, cơ\r\nquan chủ đầu tư, v.v…

\r\n\r\n

Nội dung: trình bày\r\nngắn gọn nhưng rõ ràng và đầy đủ nội dung thí nghiệm, kết quả và kết luận. Báo\r\ncáo chính cần phải lưu ý những vấn đề sau đây:

\r\n\r\n

- Chữ trong báo cáo cần\r\nrõ ràng, không được dùng những chữ viết tắt chưa được công bố chính thức, những\r\nchữ tự tạo, dấu chấm phẩy rõ ràng, chính xác;

\r\n\r\n

- Nội dung của báo cáo\r\ngồm: khái quát về công trình, nhiệm vụ thí nghiệm, mô hình, phương pháp đo đạc\r\nthí nghiệm, kết quả thí nghiệm, kết luận và kiến nghị, v.v…;

\r\n\r\n

- Kết luận phải rõ\r\nràng, kiến nghị phải cụ thể có áp dụng;

\r\n\r\n

- Phải sử dụng đơn vị\r\nđo lường hợp pháp của nước cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam;

\r\n\r\n

- Thuật ngữ kỹ thuật\r\nphải theo quy định, trường hợp chưa có quy định thống nhất, thì phải có định\r\nnghĩa của thuật ngữ.

\r\n\r\n

3.9.2 Nội dung hồ sơ

\r\n\r\n

Về nguyên tắc ngoài\r\ncác sản phẩm chính giao nộp theo đề cương dự toán được duyệt thì tất cả các hạng\r\nmục đã thực hiện trong quá trình thí nghiệm mô hình thủy lực cần phải thể hiện\r\nđầy đủ trong hồ sơ.

\r\n\r\n

Hồ sơ gồm những tài\r\nliệu chính sau:

\r\n\r\n

- Báo cáo thiết kế, lắp\r\nđặt và nghiệm thu thiết kế xây dựng mô hình theo trường hợp thiết kế. Trường\r\nhợp cần thí nghiệm phương án sửa đổi thì báo cáo thiết kế sửa đổi và nghiệm thu\r\nxây dựng mô hình sửa đổi cần thể hiện đầy đủ trong hồ sơ cùng với thiết kế thí\r\nnghiệm hoàn thiện;

\r\n\r\n

- Báo cáo kết quả thí\r\nnghiệm mô hình chính thức bao gồm báo cáo thí nghiệm phương án thiết kế; báo\r\ncáo thí nghiệm phương án sửa đổi (nếu có); và báo cáo thí nghiệm phương án hoàn\r\nthiện;

\r\n\r\n

- Phụ lục tất các các\r\ntài liệu, số liệu ghi chép trong quá trình thí nghiệm phải được thể hiện đầy đủ\r\ncác chữ ký của những người có liên quan theo quy định hiện hành về thực hiện đo\r\nđạc quan trắc thí nghiệm, kể cả chữ ký xác nhận của đơn vị tư vấn nếu được bên\r\nchủ đầu tư hoặc bên tư vấn thiết kế công trình đề nghị giám sát quá trình thí\r\nnghiệm mô hình;

\r\n\r\n

- Ảnh chụp, video quay\r\ntrong quá trình thí nghiệm theo yêu cầu của thí nghiệm được ghi trên địa CD,\r\nVCD hoặc DVD;

\r\n\r\n

- Các văn bản nghiệm\r\nthu giai đoạn và nghiệm thu chính thức quá trình thí nghiệm mô hình thủy lực.

\r\n\r\n

3.9.3 Thẩm tra phê duyệt báo cáo

\r\n\r\n

- Báo cáo phải do người\r\nphụ trách hạng mục kiểm tra và chịu trách nhiệm về nội dung của báo cáo;

\r\n\r\n

- Báo cáo phải thông\r\nqua lãnh đạo cơ quan chủ trì thí nghiệm phê duyệt;

\r\n\r\n

- Đơn vị chủ đầu tư\r\nhoặc đơn vị tư vấn thiết kế có trách nhiệm thuê tư vấn để thẩm định hồ sơ, báo\r\ncáo thí nghiệm mô hình nếu thấy cần thiết;

\r\n\r\n

- Báo cáo nghiên cứu\r\nthí nghiệm những công trình đặc biệt phải được thông qua hội đồng chuyên gia\r\nthẩm định. Băng video quay về quá trình thí nghiệm được lưu giữ ở cơ quan thí\r\nnghiệm 01 bản và 01 bản giao cho cơ quan quản lý công trình.

\r\n\r\n

4. Thí nghiệm mô hình ở các giai đoạn thiết kế công trình

\r\n\r\n

4.1\r\nPhân loại thí nghiệm cho các trường hợp khác nhau

\r\n\r\n

- Thí nghiệm cho dòng\r\nchảy ổn định và dòng không ổn định;

\r\n\r\n

- Thí nghiệm cho dòng\r\nmột pha va nhiều pha (nước + khí hoặc nước + bùn cát);

\r\n\r\n

- Thí nghiệm dòng lưu\r\ntốc cao; Thí nghiệm dòng chảy hở qua công trình có máng (hoặc thiết bị) trộn\r\nkhí;

\r\n\r\n

- Thí nghiệm hiện\r\ntrường và thí nghiệm trong phòng;

\r\n\r\n

- Thí nghiệm dòng triều\r\nhoặc dòng chảy hai chiều;

\r\n\r\n

- Thí nghiệm kiểm định\r\nthiết bị;

\r\n\r\n

- Đối với cống vùng\r\ntriều, công trình thủy công làm vệc hai chiều phải thí nghiệm thủy lực cho cả\r\nhai trường hợp chảy từ biển, sông vào đồng và ngược lại dòng chảy từ trong đồng\r\nra sông, biển;

\r\n\r\n

- Đối với nghiên cứu\r\nxác định tuyến công trình, vị trí trục cửa van, thí nghiệm vỡ đập, thí nghiệm\r\nxác định hình thức kết cấu tiêu năng, các thí nghiệm chuẩn hoán kích thước công\r\ntrình cần thí nghiệm các phép đo về thủy lực tùy theo điều kiện của thể của\r\ncông trình thực tế.

\r\n\r\n

4.2\r\nYêu cầu

\r\n\r\n

Thí nghiệm cho 3\r\nbước: thiết kế (đối với trường hợp khôi phục sửa chữa công trình phải thí\r\nnghiệm hiện trạng làm việc của công trình); Sửa đổi và hoàn thiện. Các bước\r\nphải tuân theo quy định ở điều 3.

\r\n\r\n

Tỷ lệ mô hình từ 1/10\r\nđến 1/200.

\r\n\r\n

Độ chính xác: theo\r\nkhoản f) điều 3.4.

\r\n\r\n

Các cấp lưu lượng thí\r\nnghiệm: thí nghiệm ít nhất cho 5 cấp lưu lượng, trong đó phải có 3 cấp lưu\r\nlượng thiết kế (QTK), kiểm tra (QKT), trung bình (QTB).

\r\n\r\n

Tài liệu\r\n(do tư vấn thiết kế cấp) bao gồm:

\r\n\r\n

- Bình đồ\r\nđịa hình khu vực công trình tỷ lệ: từ 1/500 đến 1/5000;

\r\n\r\n

- Bản đồ địa\r\nhình trong phạm vi nghiên cứu tỷ lệ : từ 1/100 đến1/500;

\r\n\r\n

- Bản vẽ\r\nthiết kế công trình tỷ lệ: từ 1/100 đến 1/200;

\r\n\r\n

- Bản vẽ chi\r\ntiết kế công trình tỷ lệ: từ 1/10 đến 1/100;

\r\n\r\n

- Các tài\r\nliệu, số liệu về mực nước, lưu lượng, số liệu thủy văn công trình, các điều\r\nkiện, các trường hợp làm việc của công trình, các bản đồ địa chất hình khối,\r\nhoặc các lát cắt ngang dọc tỷ lệ: từ 1/100 đến 1/200 cùng các chỉ tiêu cơ lý\r\ncủa đất nền trong phạm vi nghiên cứu.

\r\n\r\n

4.3 Khối lượng chủ yếu của các phép đo

\r\n\r\n

4.3.1 Thí nghiệm xác định khả năng tháo

\r\n\r\n

Thí nghiệm\r\ncho trường hợp chảy tự do, hoặc chảy ngập.

\r\n\r\n

Thí nghiệm\r\ncho trường hợp mở cửa van với các độ mở khác nhau.

\r\n\r\n

4.3.2 Thí nghiệm xác định vận tốc của dòng chảy

\r\n\r\n

Số mặt cắt đo vận tốc: tùy theo quy mô, kết cấu công trình, nhưng ít nhất\r\nlà 10 mặt cắt.

\r\n\r\n

Mỗi mặt\r\ncắt đo ít nhất 5 thủy trực, mỗi thủy trực đo ít nhất 3 điểm: mặt, giữa, đáy;\r\nnếu cột nước nhỏ có thể đo 2 điểm: mặt và đáy.

\r\n\r\n

Chú ý các\r\nvị trí có hiện tượng hàm khí, khí thực.

\r\n\r\n

4.3.3 Thí nghiệm về chế độ thủy lực, tiêu năng\r\nvà nối tiếp

\r\n\r\n

Quan sát chế độ thủy lực cửa vào, hiện tượng dòng xiên, tách dòng, khu\r\nnước vật…

\r\n\r\n

Xác định\r\ntình trạng nối tiếp hạ lưu hợp lý.

\r\n\r\n

Xác định\r\nđược kết cấu tiêu năng hợp lý (bể, hố xói) chọn được cấp lưu lượng tiêu năng\r\nbất lợi (Q_tnbl) cho công trình.

\r\n\r\n

4.3.4 Xác định diễn biến mực nước và đường mặt\r\nnước

\r\n\r\n

Số mặt cắt\r\nđo trùng với mặt cắt đo vận tốc.

\r\n\r\n

Đo mực\r\nnước và đường mặt nước ở thượng lưu, thân công trình và hạ lưu.

\r\n\r\n

4.3.5 Thí nghiệm áp suất

\r\n\r\n

Đo áp suất\r\nmạch tràn, đáy bể tiêu năng để làm cơ sở xác định chiều dày công trình hợp lý.

\r\n\r\n

Đo áp suất\r\nđáy kênh gia cố để làm cơ sở xác định chiều dày đáy kênh hợp lý.

\r\n\r\n

4.3.6 Thí nghiệm xói lở

\r\n\r\n

Ứng với\r\nmỗi cấp lưu lượng thí nghiệm vẽ được một bình đồ hố xói, tập hợp các cấp thí\r\nnghiệm sẽ có đường bao hố xói ở hạ lưu công trình.

\r\n\r\n