TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 9144 : 2012
CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - YÊU CẦU THIẾT KẾ ÂU TÀU
Hydraulic structure - Requirement for Navigation Locks Design
Lời nói đầu
TCVN 9144 : 2012 được chuyển đổi từ tài liệu “Chỉ dẫn thiết kế âu tàu được biên soạn trên cơ sở phát triển chương trình 
. 1-62 Công trình thủy lợi trên sông các quy tắc thiết kế cơ bản” theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 7 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.
. 1-62 Công trình thủy lợi trên sông các quy tắc thiết kế cơ bản” theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 7 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.
TCVN 9144 : 2012 do Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - YÊU CẦU THIẾT KẾ ÂU TÀU
Hydraulic structure - Requirement for Navigation Locks Design
1. Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật trong thiết kế âu tàu mới, sửa chữa thuộc các công trình thủy lợi, thủy điện trên sông như đập dâng, đập hồ chứa và các đoạn kênh dẫn gần âu tàu thuyền nằm trên các đường thủy nội địa.
Khi thiết kế các âu tàu xây dựng ở vùng có động đất, có cac-tơ (Karst) phải xét đến các yêu cầu bổ sung đối với việc xây dựng các đội công trình thủy lợi trong những điều kiện đó.
TCVN 8214 : 2009 Thí nghiệm mô hình thủy lực công trình thủy lợi, thủy điện
TCVN 4116 : 1985 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép công trình Thủy công - Tiêu chuẩn thiết kế.
TCVN 8421 : 2010 Công trình thủy lợi - Tải trọng và lực tác dụng lên công trình do sóng và tàu.
TCVN 8215 : 2009 Công trình thủy lợi - Các quy định chủ yếu về thiết kế thiết bị quan trắc - Cụm công trình đầu mối.
TCVN 9143 : 2012 Công trình thủy lợi - Tính toán đường viền thấm dưới đất của đập trên nền không phải là đá.
TCVN 4253 : 2012 Công trình thủy lợi - Nền các công trình thủy công - Yêu cầu thiết kế
TCVN 4054 : 2005 Đường ô tô - Yêu cầu thiết kế.
TCVN 5664 : 1992 Phân cấp kỹ thuật đường thủy nội địa
TCVN 2737 : 1995 Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế.
TCXDVN 375-2006 Thiết kế công trình chịu động đất1
TCN 272-05 Tiêu chuẩn thiết kế cầu 20051.
3. Các thuật ngữ
3.1. Cảng trước (front port)
Khu nước trước bến được bảo vệ kể liền với âu về phía thượng lưu (phía hồ chứa) ở phía trong các công trình chắn sóng, phục vụ cho việc sắp xếp lại các đoàn tàu, cho tàu đỗ khi bão và trước lúc qua âu, đồng thời để cho các đoàn tàu vào và ra được an toàn và thuận lợi.
3.2. Vũng tàu trước (arrange areas)
Phần khu nước trước bến của vũng tàu dùng để sắp xếp lại các tàu, bè.
3.3. Lượng nước bị choán chỗ của tàu (Volume displaced)
Khối lượng nước tính bằng tấn (T) bị thân tàu choán chỗ khi nổi (ở trạng thái không tải hoặc có tải).
3.4. Cửa âu (lock gate)
Là cửa van chắn và mở (khẩu độ) để tàu qua lại của đầu âu, gồm:
Cửa chính (service gate): cửa làm việc thường xuyên khi khai thác âu;
Cửa sửa chữa (lock guard gate): cửa dùng để bít lỗ cửa tạm thời khi sửa chữa cửa chính hoặc sửa chữa các bộ phận của âu;
Cửa sự cố (emergency gate): cửa dùng để đóng nhanh lỗ cửa âu khi có sự cố xảy ra với cửa chính hoặc với các bộ phận khác của âu.
3.5. Đoạn kênh dẫn thượng (hạ) lưu (diversion channel)
Là đoạn kênh nối liền với âu về phía thượng lưu (hạ lưu) và cùng với các công trình bến và công trình hướng dòng đảm bảo cho tàu tiến gần đến âu được an toàn, và cho tàu đỗ trước khi qua âu.
3.6. Trọng tải của tàu (tonnage boat)
Khối lượng hàng hữu ích mà tàu có thể chở được với mớn nước tính toán toàn phần.
3.7. Lượng vận chuyển hàng hóa (luồng hàng hóa) của tuyến đường thủy (mass transportation)
Chỉ tiêu đặc trưng cho cường độ sử dụng tuyến đường thủy, bằng số lượng hàng hóa (thường tính bằng tấn) chuyển qua một đoạn đã cho của tuyến đường thủy hoặc qua tuyến cụm công trình đầu mối thủy lợi theo hướng xuôi và ngược trong thời kỳ vận tải (lượng vận tải hàng hóa trong tháng, lượng vận tải hàng hóa trong ngày.
3.8. Cửa van kín của hành lang dẫn nước (waterlight gate)
Cửa van không cho khí trời vào vùng dòng chảy co hẹp trong thời gian mở cửa van.
3.9. Đầu âu (lock structure)
Công trình dòng nước phân cách buồng âu với thượng hạ lưu hoặc phân cách giữa các buồng âu nếu âu có nhiều buồng. Đầu âu dùng để bố trí cửa âu, các hệ thống cấp nước, các thiết bị và nhà quản lý.
3.10. Chiều sâu trên ngưỡng (depth on lock)
Chiều sâu trên phần nhô cao nhất của đầu âu khi mực nước vận tải thấp nhất.
3.11. Dao động mực nước (quán tính) (water variation)
Trong buồng âu (water variation in navigation lock chamber)
Dao động mực nước vào cuối quá trình làm đầy và tháo cạn buồng âu. Sau khi cân bằng mực nước thì các quá trình đó vẫn tiếp diễn do quán tính do đó gây nên hiện tượng quá dầy hoặc quá cạn nào đó.
Trong các kênh dần (water variation in diversion channel)
Dao động mực nước quan sát thấy trong quá trình lấy nước (từ kênh thượng lưu) và xả nước (vào kênh hạ lưu) các sóng dương hoặc sóng âm trong khi phản xạ truyền ngược lại từ âu, giao thoa với nhau tạo ra các dao động và độ dốc cục bộ của mặt nước theo chiều dòng chảy hoặc ngược lại.
3.12. Buồng âu (Navigation lock chamber)
Phần âu được giới hạn bởi hai đầu âu, trong đó tàu bè nằm lại chờ qua âu
3.13. Các công trình hướng tàu (structure guide)
Là các công trình tường hướng tàu bến liền liền với mỏ biên của đầu âu và dùng để hướng các đoàn tàu đi vào âu hoặc đi ra khỏi âu.
3.14. Thời kỳ vận tải (period transportation)
Là phần của một năm, tính bằng số ngày đêm, trong thời gian đó việc vận tải thủy được tiến hành trong phạm vi tuyến hoặc đoạn đường thủy đã cho.
3.15. Chiều dài hữu ích của buồng âu (useful length)
Là kích thước lớn nhất theo chiều dài buồng âu, trên chiều dài đó tàu bè có thể đậu được khi qua âu trong điều kiện bình thường
3.16. Chiều rộng hữu ích của buồng âu (useful width)
Là khoảng cách giữa các phần dô ra nhất của mặt tường âu hoặc đầu âu theo hướng ngang trong phạm vi từ cao trình mớn nước lớn nhất của chiếc tàu tính toán khi mực nước thông tàu thấp nhất đến đỉnh tường.
3.17. Các công trình bến (works station)
Là các công trình kề với tường hướng tàu dùng cho tàu đậu trong đoạn kênh dẫn khi đợi qua âu.
3.18. Khả năng thông tàu của âu (mass transportation capacity)
Là lượng hàng hóa lớn nhất mà âu có thể cho qua trong một thời kỳ vận tải trong trường hợp sơ đồ tổ chức vận chuyển hợp lý nhất đối với cấu trúc luồng hàng đã chọn trong các thời hạn tính toán.
3.19. Kênh nối (connector channel)
Là đoạn kênh giữa hai âu kế tiếp có liên quan với nhau trong các thao tác thông âu và trong sự cân bằng nước của hệ thống cấp nước.
3.20. Khu vực cửa vào kênh dẫn (channel entrance area)
Là đoạn luồng tàu đi giới hạn bởi tuyến vào kênh dẫn và tuyến ở vị trí nối tiếp với trục luồng đi trong sông, nhưng không lớn hơn năm lần chiều rộng của đường tàu đi trong kênh.
3.21. Hệ thống cấp nước (Water system operation)
Là toàn bộ các thiết bị dùng để làm đầy hay tháo cạn buồng âu.
3.22. Thông tàu qua âu theo từng loạt (transportation in group)
Là cho một số tàu tuần tự qua âu theo hướng này hoặc hướng khác (theo từng loạt) được áp dụng ở các âu nhiều buồng nhằm mục đích giảm bớt lượng nước xả thừa vô ích và giảm bớt thời gian tiêu phí vào những lúc thay đổi hướng chuyển động.
3.23. Lăng trụ nước tháo của âu (volume discharge)
Là thể tích nước phải tháo trong mỗi lần làm cạn buồng âu.
3.24. Tường nước đổ (water fence)
Là tường ngang, tạo thành bậc giữa các cao trình ngưỡng của đầu âu thượng và đáy buồng âu (trong âu một buồng) hoặc giữa các cao trình đáy của 2 buồng âu kề nhau (trong âu nhiều buồng).
3.25. Lượng tàu qua âu (number of boat crossing)
Là chỉ số đặc trưng cho cường độ vận tải và bằng số tàu đi qua âu theo hướng xuôi và ngược sau một thời kỳ vận tải này hay thời kỳ vận tải khác.
3.26. Điều khiển chu trình của âu (control operation cycle)
Là sự điều khiển mà trong đó tất cả các động tác đóng, mở và thay đổi tốc độ hoặc hướng chuyển động của các thiết bị cơ khí của âu, cũng như việc thay đổi tín hiệu của các đèn hiệu vào, ra được tiến hành một cách tự động theo một trình tự đã cho trước, phù hợp với quá trình tàu qua âu tiêu chuẩn.
3.27. Đoạn làm êm dòng chảy (make serence area)
Là đoạn được bố trí ở đầu âu hoặc buồng âu, sau thiết bị tiêu năng của đầu âu, không nằm trong chiều dài hữu ích của buồng âu vì những điều kiện không thể cho phép tàu đậu trên đoạn đó khi bố trí hệ thống cấp nước ở đầu âu.
3.28. Hõm cửa (gate slot)
Là phần lõm (khe phai) thẳng đứng ở mố biên đầu âu trong đó cánh cửa âu sẽ ẩn vào khi cửa mở hoàn toàn.
3.29. Âu một buồng (single navigation lock chamber)
Là âu trong đó việc tàu bè vượt qua độ chênh mực nước tập trung được tiến hành bằng việc thông tàu ở một buồng.
3.30. Âu nhiều buồng (multi navigation lock chamber)
Là âu trong đó việc tàu bè vượt qua độ chênh mực nước tập trung được tiến hành bằng việc thông tàu trong một số buồng bố trí liên tiếp nhau.
3.31. Âu nhiều tuyến (multi route navigation lock)
Là âu bao gồm hai âu hoặc nhiều hơn nữa, đặt bên cạnh nhau, mỗi âu có thể làm việc độc lập.
3.32. Độ gia tăng của mớn nước (rate of increase water line)
Là độ gia tăng khi tàu chuyển động trong âu, có kể đến độ chênh dọc của nó so với mớn nước của tàu lúc đứng yên tương ứng với mực nước ban đầu trong âu.
4. Một số quy định chung
4.1. Phân loại âu tàu
Âu tàu được phân loại như sau:
- Theo số lượng buồng âu đặt nối tiếp nhau: loại một buồng, loại một buồng có đầu âu trung gian: loại 2 buồng, v.v...
- Theo số tuyến, với các buồng âu bố trí song song với nhau: loại 1 tuyến, loại 2 tuyến, v.v...
Các loại đường thủy nội địa và các công trình của âu được xác định theo các tiêu chuẩn, quy chuẩn phân cấp công trình hiện hành.
Các kết cấu và công trình chủ yếu của âu là: cầu âu, buồng âu, các cửa chính và cửa sự cố, các thiết bị tiêu nước, các công trình của hệ thống lấy nước, các đoạn kênh dẫn vào âu, các tường chắn nằm trong tuyến áp lực.
Các kết cấu và công trình thứ yếu là: tường chắn không nằm trong tuyến áp lực, các công trình hướng tàu, các thiết bị bến và bảo vệ chống va đập, cầu công tác chịu tải trọng của các máy đóng mở, các cửa van sửa chữa, v.v...
4.2. Các yêu cầu chung
4.2.1. Khi thiết kế âu tàu cần xét đến khả năng sử dụng âu để tháo một phần lưu lượng nước lũ vào các thời kì khi việc vận tải thủy tại các công trình thực tế đã bị ngừng lại và âu được sử dụng theo chức năng chính của mình. Tần suất lưu lượng lũ xả qua tuyến của cụm công trình thủy lợi khi mà cả âu cùng làm nhiệm vụ tháo lũ, cần lấy không nhỏ hơn:
Trên đường thủy loại I: 1%;
Trên đường thủy loại II: 2%;
Trên đường thủy loại III: 3%;
Trên đường thủy loại IV: 5%;
hoặc theo các quy đinh tại QCVN 04 - 05 : 2012 Công trình thủy lợi - Các quy định chủ yếu về thiết kế.
Phần lưu lượng lũ được xả qua âu được xác định trên cơ sở tính toán kinh tế - kỹ thuật tương ứng có xét đến các yêu cầu và biện pháp bổ sung có liên quan đến đặc tính làm việc của âu khi tháo lũ.
4.2.2. Được phép dùng âu để tháo lũ ở những tần suất nhỏ hơn khi có cơ sở phân tích kinh tế - kỹ thuật xác đáng và được sự đồng ý của cơ quan quản lý nhà nước có thẩm quyền.
Đăng nhận xét