Đồ án thi công đập bê tông đầm lăn sơn la và công tác ván khuôn

Chọn tần suất lưu lượng dẫn dòng Tần suất dẫn dòng được xác định theo cấp của công trình dẫn dòng tương ứng... Tính toán thuỷ lực dẫn dòng Tính toán thuỷ lực dẫn dong 1a nhằm xác định cá

lượng mà còn sớm mang lại lợi ích kinh tế to lớn

Được thực tập và tham gia tìm hiểu tại công trường thuý điện Sơn La 1a dip dé ban thân

em trau dồi kiến thức đã học và có cái nhìn thực tế về công trường Thuỷ Lợi Sau khi thực tập tốt nghiệp em được giao đề tài tốt nghiệp:

” Thi công đập bê tông đầm lăn và công tác ván khuôn”

Đồ án gồm 7 chương:

Chương 1 Giới thiệu chung về công trình Sơn La

Chương 2 Dẫn dòng thi công

Chương 3 Thi công đập bê tông đầm lăn và công tác ván khuôn

Chương 4 Kế hoạch tiến độ thi công

Chương 5 Bố trí mặt bằng công trường

Chương 6 Dự toán

Chương 7 Kết luận

Chương 1 Giới thiệu chung về công trình thuỷ điện Sơn La

1.1 - Vị trí công trình

Tuyến bồ trí công trình đầu mối Sơn La tại tuyến Pa Vinh II nằm trên sông Đà, thuộc

tỉnh Sơn La cách đầu mối thủy điện Hòa Bình về phía thượng lưu khoảng 215km Bờ phải công trình đầu mối là huyện Thuận Châu, bờ trái là huyện Mường La

Tọa độ phạm vi xây dựng công trình:

X: 2377100m - 2379000m

Y: 498600m — 501000m

1.2 Nhiệm vụ công trình

Công trình thủy điện Sơn La là một công trình đặc biệt quan trọng đói với nền kinh tế

quốc dân Khi đi vào hoạt động nó thực hiện 3 nhiệm vụ sau:

Một là, Cung cấp điện năng đề phát triển kinh tế- xã hội, phục vụ sự nghiệp công

nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

Khi hoạt động với 6 tổ máy, nhà máy sẽ phát điện với công suất 2400MW ( trong khi đó

thủy điện Hòa Bình là 1900Mw), cung cấp 10 tỷ Kwh/năm, phục vụ đắc lực công cuộc

Ba là, Góp phần thúc đây phát triển kinh tế - xã hội vùng Tây Bắc

Sự ra đời của công trình thủy điện Sơn La đã góp phần thúc đây sự phát triển của cơ sở

hạ tầng như hệ thống điện, đường, cầu cống, trường học, bệnh viện , qua đó góp phần cải

thiện, nâng cao đời sống kinh tế, văn hóa, giáo dục cho các dân tộc vùng Tây Bắc

1.3 Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình

1.3.1 Cấp công trình

Theo TCXDVN 315-2004, cap công trình được xác định như sau:

+ Các hạng mục công trình chủ yếu:

Đập tràn, đập không tràn, đập- cửa lấy nước: xếp cấp đặc biệt

Nhà máy thuỷ điện, trạm phân phối điện ngoài trời: xếp cấp I

Lưu Văn Quyết, 46TNC, Hà Nội 5/2009 2

+Chiéu cao đập lớn nhất: 138,Im

+Chiéu dài đập theo đỉnh: 961,6m

1.3.2.2 Công trình xả lũ

Gồm các cửa xả sâu và đập tràn xả mặt điều tiết bằng các cửa van cung, tiếp nối với hạ lưu bằng dốc nước thắng có tường phân dòng và mũi phóng kiểu đơn giản (không có mố tiêu năng)

Bang 1-1 Các thông số chính của đập tràn

1.3.2.3 Tuyên năng lượng

Bao gồm cửa lây nước, đường ống áp lực dẫn nước và nhà máy thủy điện sau đập bồ trí tại lòng sông

- Cửa lấy nước: gồm có 6 khoang độc lập nằm trong thân đập

- Đường ống áp lực dẫn nước vào tuabin được bồ trí riêng cho từng tổ máy và được đặt

trên mái hạ lưu đập

- Nhà máy thủy điện: là nhà máy kiêu hở sau đập, tổ máy trục đứng, lưu lượng lớn nhất qua nhà máy thủy điện 3.462m°/s

1.4 - Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình

1.4.1 Điều kiện địa hình

Tuyến công trình đầu mối có bờ trái đốc đứng đạt cao độ 400 — 500m và bờ phải thoải

hơn đạt cao độ khoảng 300m Ven bờ phải có một đoạn thêm khá thoải đài 400m có cao độ

115- 125m

Đáy sông trong vùng tuyến có cao độ khoảng 108 — 111m, khoảng cách giữa hai bờ theo mép sông dao động từ 120 đến 270m

1.4.2 Điều kiện khí hậu, thúy văn và đặc trưng dòng chảy

1.4.2.1 Điều kiện khí hậu

a Nhiệt độ

Khí hậu vùng xây dựng công trình thuộc nhiệt đới gió mùa Mùa đông lạnh và khô, mùa

hè nóng và mưa nhiều Vùng công trình chịu ảnh hưởng của gió mùa đông bắc, mùa hè gió Tây Nam và bão từ biển Đông Phân chia mùa đông từ tháng 11 đến tháng 3, mùa hè từ tháng 5 đến tháng 9

Bang 1-3 Nhiệt độ không khí trung bình tại tuyến công trình

Thang | I II II |IV |V VỊ |VII|VIHI|IX |X XI |XII |TB

Bảng I-4 Nhiệt độ trung bình của nước sông Đà

TC 19,3 | 20,3 | 22,5 | 25,2 26,9 | 26,3 | 25,7 | 25,7 | 25,4 24,2 | 22 | 19,9 23,6

b Độ âm

Độ ẩm tuyệt đối trung bình nhiều năm, theo trạm khí tượng Lai Châu và Sơn La được xác định vào khoảng 20 — 23,3mb Độ ẩm tương đối dao động từ 81-83%, lớn nhất đạt 100%, nhỏ nhất là 12%

c Mua

Mưa trên lưu vực sông Đà phân bố không đều theo không gian và thời gian, và phụ thuộc vào nhiều yếu tố tác động:

+ Theo không gian: chủ yếu phụ thuộc vào cao độ địa hình và hướng núi

Lưu Văn Quyết, 46TNC, Hà Nội 5/2009 4

+ Theo thời gian: lượng mưa phân bố theo hai mùa rõ rệt Mùa mưa (từ tháng 5 — 9) chiếm tới 85 — 88% tổng lượng mưa cả năm

Thời gian mưa liên tục dài nhất là 67 giờ, ít nhất là 11 giờ 30 phút Trong thời kỳ mùa lũ

số ngày mưa có thé đạt tới 90 — 120 ngày và chủ yếu tập trung vào hai tháng 7 và 8 Trung bình mỗi tháng đạt khoảng 24 —- 25 ngày (tại Lai Châu và Mường Tè) Số ngày mưa nhiều nhất thường xảy ra vào tháng 7 và đạt tới 30 ngày

d Bốc hơi

Theo tài liệu quan trắc các yêu tố khí tượng trên lưu vực sông Đà cho thấy lượng bốc hơi trong điều kiện khí hậu ẩm không lớn Lượng bốc hơi lớn nhất thường từ tháng 2 — 5 với bốc hơi trung bình tháng thường lớn hơn 100mm Từ tháng 6 đến tháng 8 là thời gian có lượng mưa lớn, độ âm cao nên lượng bốc hơi trung bình tháng giảm xuống chỉ còn 40 — 80mm

Theo tài liệu quan trắc của trạm khí tượng Sơn La tổng lượng bốc hơi năm đạt khoảng

936mm, lớn nhất vào tháng 3 đạt 123mm và nhỏ nhất vào thang 8 dat 55,4mm

Lượng bốc hơi mặt nước trung bình nhiều năm có xét tới kích thước hồ chứa Pa Vinh được xác định theo công thức của viện KTTV Quốc gia Nga bằng 1192mm

e Gió

Hướng gió thịnh hành thay đồi theo mùa:

+ Mùa đông: hướng Đông Bắc

+ Mùa hè: hướng Tây Nam

Tốc độ gió trung bình hàng năm trên lưu vực sông Đà theo tài liệu khí tượng của trạm khí tượng Sơn La và Lai Châu là 1 - 2 m⁄s Đà gió dùng để tính chiều cao sóng D = 1000m

Bảng 1-5 Vận tốc gió lớn nhất ứng với các tần suất

1.4.2.2 Đặc trưng thủy văn sông Đà trong vùng xây dựng

Chế độ nước sông Đà chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa Phù hợp với chế độ mưa vùng núi, chế độ sông chia thành 2 mùa rõ rệt: mùa lũ và mùa kiệt Mùa lũ xảy ra đồng

thời với tác động của gió mùa Tây Nam, bắt đầu vào tháng 6, kết thúc vào tháng 10 Mùa kiệt với tác động của gió mùa Đông Bắc, bắt đầu từ tháng 10 và kết thúc vào tháng 5

Độ đục của nước sông trong thời kỳ mùa lũ thông thường là 2.0 — 3.0 Kg/mỶ, đôi khi đạt 12Kg/mỶ Nước sông không ăn mòn bê tông

Lượng mưa và số ngày mưa của từng tháng trong năm có ảnh hưởng đáng kể đến thi công công trình

Các đặc tài liệu thủy văn và đặc trưng dòng chảy thể hiện trong các bảng sau:

Bảng 1-6 Bảng quan hệ lưu lượng và mực nước hạ lưu (Q~Z„) tuyến Pa Vĩnh II

Tần suất thiết kế P( % ) Lưu lượng lũ Q (m⁄s” )

Lũ lớn nhất có thê xảy ra PMF (Probable Maximum Flood) có lưu lượng Q= 60.000 m*/s

Bang 1-8 Đường quá trình lũ đến (P= 1%)

1.4.3.1 Điều kiện địa chất

Hình 1-2 Biểu đồ đường quá trình lũ đến 1.4.3 Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn

Lưu Văn Quyết, 46TNC, Hà Nội 5/2009

Lớp mặt ở 2 bờ là sản phẩm phong hoá của 1 phần đá gốc, dày 2,5m Ở lòng sông nơi có công trình chính có tram tích cuội tảng dày 1,5 — 8,6 m Các công trình chính nằm trên khối Bazan foócphirit, đê quai thượng lưu và đê quai hạ lưu nằm trên đá trầm tích lục nguyên Tại vùng xây dựng công trình xuất hiện nhiều đứt gãy kiến tạo, trong đó có những vết nứt kiến tạo sâu Dọc thung lũng sông Đà còn có những đứt gãy nhỏ, ảnh hưởng cục bộ tới lòng hồ

Tại đây cũng xảy ra các hiện tượng: Cáctơ, xói ngầm cáctơ, xâm thực, phong hoá đất đá,

và đặc biệt tại vùng xây dựng công trình và hồ chứa có động đất ở cấp 7-9

1.4.3.2 Địa chất thủy văn

Ở vùng công trình chính phát hiện 2 hệ thống nước ngầm:

+ Tầng nước ngầm Aluvi phát triển ở vùng Aluvi lòng sông Đà và trong tầng cát giáp bờ

+ Hệ thống nước khe nứt và nước mặt

Nước ngầm chứa ít khoáng và không ăn mòn bê tông

1.4.4 Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực

Kinh tế của vùng xây dựng công trình chủ yếu là nông nghiệp, chỉ có một vài xưởng sản xuất thủ công nhằm đáp ứng nhu cầu của người dân trong vùng, công nghiệp không phát triển Huyện Mường La có khoảng 55 nghìn dân, trong đó khoảng 14 nghìn người sống trong vùng lòng hồ, chủ yếu là người dân tộc Thái

Đến cuối năm 2004, giao thông khu vực đã được cải tạo, nâng cấp và làm mới, tạo điều kiện thuận lợi cho việc đi lại, vận chuyên từ các trung tâm kinh tế chính trị đến công trường

Hơn nữa, hệ thống điện cũng được xây dựng và hoàn thành, góp phần tạo điều kiện thi công bằng các phương tiện hiện đại có năng suất cao

Hiện nay tỉnh Sơn La đã có nhà máy xi măng năng suất 80000 T/năm và nhà máy sản xuất gạch tuynen năng suất 20 Triệu viên /năm Trong mặt bằng công trường đã tiến hành xây dựng trạm nghiền clinke công suất 100 T/năm phục vụ công tac thi công bê tông trên công trường

1.5 Điều kiện giao thông

1.5.1 Giao thông ngoài công trường

Hình 1-3 Sơ đồ giao thông vùng xây dựng công trình

Hàng hoá đến công trường xây dựng công trình đầu mối sẽ được vận chuyên bằng đường

1.5.2 Giao thông trong nội bộ công trường

Có 2 tuyến đường chính dọc hai bên bờ sông phải và trái bắt đầu từ cầu vĩnh cửu đến tuyến công trình đầu mối và 1 tuyến đường từ cầu vĩnh cửu đến sân bay Tổng chiều dài khoảng 25km

1.6 Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước

1.6.1 Điều kiện vật liệu xây dựng công trình

Tại xung quanh vùng xây dựng, các mỏ vật liệu địa phương sau có thể khai thác phục vụ sản xuất

dụng mỏ cát Kỳ Sơn ( Hoà Bình) nằm ở xa hơn 200km làm cát chế tạo bê tông cống dẫn dòng, gia có kênh và bê tông truyền thống Ngoài ra, sử dụng thêm cát vàng từ các mỏ cát Việt Trì và cát Sông Mã để hỗ trợ cho lượng cát thiên nhiên lấy từ Kỳ Sơn Hơn nữa, công trình còn sử dụng cát nghiền từ đá để chế tạo bê tông đầm lăn

1.6.1.2 Mỏ đá

Qua khảo sát đã chọn mỏ đá Bản Pểnh cung cấp đá làm cốt liệu dăm, cát cho công trình chính Mỏ đá này với trữ lượng khoảng 3,2 triệu mỶ, cùng với khoảng I triệu m” đất đá từ hồ móng sẽ đáp ứng được nhu cầu khai thác 4.2 triệu mỶ

1.6.1.3 Mỏ đất

Đã tìm ra các mỏ đất số I, số II, mỏ đất Bản Rạng ( mỏ số III) có các chỉ tiêu cơ lý phù hợp với yêu cầu làm lớp chống thám cho đê quai

1.6.2 Khá năng cung cấp điện thi công trong công trường

Trong thời kỳ chuẩn bị, xây dựng trạm biến áp 110/35/6KV và lắp đặt một máy phát công suất 25MVA tại công trường, cùng với đoạn đường dây II0KV Sơn La - Mường La

để tải điện 35KV và 6KV từ trạm 110/35/6KV đến các cơ sở sản xuất của công trường Tiếp đó sẽ lắp đặt thêm một máy công suất 25MVA tại trạm 110/35/6KV nâng công suất toàn trạm lên 500MVA, xây dựng đường dây 220KV từ Sơn La đi Việt Trì và dùng toàn bộ tuyến đường 220KV này để chuyên tải điện áp 110KV Cũng trong thời gian đó tiến hành xây dựng trạm hạ áp 35/0.4 và 6/0.4KV cùng hệ thống đường dây tại công trường phục vụ thi công

1.7 _ Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực

1.7.1 Điều kiện cung cấp vật tư

Khối lượng chủ yếu của công trình đầu mối chủ yếu là bê tông và bê tông cốt thép Để làm ra bê tông và bê tông cốt thép chúng ta cần có: Xi măng, thép, phụ gia , các vật tư này trong nước đều có sẵn

+ Xi măng có thê được cung cấp từ các nhà máy xi măng lớn trong nước, ví dụ như xi

măng Hoàng Thạch, Bỉm Sơn, Bút Sơn, Nghi Sơn

+ Tro bay có thể mua từ nhà máy nhiệt điện Phả Lại, hoặc có thể nhập khẩu từ nước

ngoài

+ Thép có thể mua từ trong hoặc ngoài nước với nhiều sản phẩm, chủng loại phong phú, đáp ứng nhu cầu số lượng và chất lượng của thi công

1.7.2 Điều kiện cung cấp thiết bị, nhân lực

Nước ta có nhiều tổng công ty lớn như tổng công ty Sông Đà, tổng công ty lắp máy Việt Nam LILAMA, công ty tư vấn xây dựng Điện I , đây là những tổ chức có đủ năng lực,

trình độ, máy móc, kỹ thuật hiện đại, nhân lực trình độ cao, để thực hiện công việc thiết kế

cũng như thi công các hạng mục của công trình này

1.8 Thời gian thi công được phê duyệt

Thời gian thi công được phê duyệt như sau:

+ Khởi công xây dựng công trình: 2/12/2005

+ Hoàn thành công trình: năm 2012

Trong thời gian được phê duyệt có I số mốc khống chế sau:

+ Ngan song da dot 1: Thang 12/2005

+ Tích nước hồ chứa: Tháng 7/2010

+ Phát điện tổ máy 1: Cuối 2010

1.9 Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công

1.9.1 Thuận lợi

Lòng sông rộng nên thuận lợi cho việc bồ trí các công trình dẫn dòng, địa hình bờ trái

cụm công trình đầu mối khá rộng thuận lợi cho bố trí các hạng mục phụ trợ thi công

Nguồn vật liệu địa phương (chủ yêu là đá) khá phong phú với chất lượng tốt, trữ lượng lớn, đảm bảo cung cấp cho quá trình thi công

Yêu cầu nhân lực, vật tư, thiết bị thi công của công trình được đáp ứng thuận lợi

Dân cư thưa thớt, thuận lợi cho công tác phóng mặt bằng và đi dân tái định cư

1.9.2 Khó khăn

Vùng xây dựng công trình là vùng kinh tế kém phát triển, cơ sở vật chất nghèo nàn.Do

đó phải xây mới hoàn toàn các cơ sở vật chất cần thiết như điện, nước, giao thông và thông tin liên lạc

Vật liệu đá trữ lượng lớn nhưng vật liệu cát khan hiếm, không đủ đáp ứng yêu cầu về trữ

lượng và chất lượng Vì vậy, ta phải sử dụng cát nhân tạo được xay từ đá bazan với yêu cầu

phải xây dựng trạm nghiền sàng liên hợp công suất lớn

Lực lượng lao động địa phương ít, trình độ thấp

Lưu Văn Quyết, 46TNC, Hà Nội 5/2009 12

Chương 2 Dẫn dòng thi công

2.1 Dẫn dòng

2.1.1 Đề xuất phương án dẫn dòng

2.1.1.1 Phan tich cac yếu tô ảnh hưởng đến công tác dẫn dòng

Đối với công trình thuỷ lợi, công tác dẫn dòng phụ thuộc điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình (điều kiện địa hình, địa chất, địa chất thuỷ văn), kết cầu công trình và tiến

độ yêu cầu vv

a Địa hình

Tuyến công trình đầu mối có bờ trái đốc đứng đạt cao độ 400 — 500m và bờ phải thoải

hơn đạt cao độ khoảng 300m Ven bờ phải có một đoạn thềm khá thoải dài 400m có cao độ

115- 125m Dây là điều kiện thuận lợi đề xây dựng kênh dẫn dòng bên bờ phải và đường hầm dẫn dòng bên bờ trái

b Địa chất

Bên sườn bờ phải, lớp bồi tích phủ trực tiếp lên đá nền nứt nẻ mạnh nên thích hợp cho việc sử dụng kênh dẫn đòng (Đào để) Mặt khác, khu vực xây dựng công trình nằm trong vùng đá vôi, hiện tượng các tơ phát triển mạnh nên không thê xây dựng đường hầm dẫn dòng

c Địa chất thuỷ văn

Mực nước ngầm thay đồi lớn và dâng cao vào mùa mưa nên phải có biện pháp tiêu nước thích hợp làm kho hố móng trong quá trình thi công

d Kết cấu công trình và tiến độ yêu cầu

Sơn La là đập bê tông lớn, do đó có thể chia làm từng đoạn, từng đợt đề thi công Do đó

có thể đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt, đồng thời trong thi công có thê cho nước tràn qua l phần đập xây dở

2.1.1.2 Đề xuất phương án dẫn dòng

Sau khi phân tích các điều kiện về địa hình, địa chất, địa chất thuỷ văn , em xin đề xuất

2 phương án dẫn dòng, nội dung của hai phương án được tóm tắt trong các bảng 2.1 và 2.2 Phuong an dan dong 1:

Số năm thi công: 8 năm, thời gian từ mùa kiệt 2003 đến hết mùa lũ 2011

Phương án dẫn dòng thứ 2:

Số năm thi công: 9 năm, từ mùa kiệt 2003 đến hết mùa lũ 2012

Bang 2-1 Tóm tắt phương án dẫn dong thứ nhất

Mùa kiệt 2003 | Lòng sông tự nhiên

Mùa kiệt 2004 _ | Thi công tràn bờ phải

Mùa kiệt 2007 | Dan dong qua cống tràn

Mùa lũ 2008

đập xây dở

Cuỗi mùa kiệt nút cống tích

Mùa kiệt 2008 | Dân dòng qua công

nước hô chứa

Mùa kiệt Lòng sông Đào kênh dân dòng

TI-T5/2004 tự nhiên Đắp đê quai giai đoạn I

1

Mùa lũ

12380

T6-T10/2004

I Lòng sông Hoàn thiện việc đào kênh và

Mùa kiệt co he| P 10% ° 4587 xây công veers

2 T11/2004-T5/2005 | bo trai Thi công tràn bờ phải

Mùa lũ

12380 T6-T10/2005

Mua kiét

5% 5625 T11/2005-T5/2006

I 4 x Thi công tuyên năng lượng bờ

T12/2008: Lap kénh dan dong

5% 5625 mùa lũ 2009 phải đạt cao trình

8

IV Mùa lũ

Xá lũ theo 0.01% 47200 T6-T10/2011 a

Lưu Văn Quyết, 46TNC, Hà Nội 5/2009 15

So sánh chọn phương án dẫn dòng thì công:

Dé chon ra phương án hợp lý, ta đưa một số luận điểm sau để phân tích:

+ Về thời gian thi công: Phương án 1 có số năm thi công là 8 năm, nhanh hơn phương án

2 la 1 nam Như vậy theo phương án 1 sẽ đưa công trình vào khai thác sớm | năm, làm lợi

10 tỷ kWh điện

+ Về cường độ thi công: Do rút ngắn thời gian thi công nên cường độ thi công theo phương án I là cao hơn so với phương án 2 Vì vậy nêu chọn phương án I làm phương án thực hiện thì cần phải tổ chức thi công tot, néu không sé không đảm bảo tiến độ đề ra + Về chỉ phí cho công trình dẫn dòng: Phương án 1 tuy không tốn chi phí làm kênh dẫn dòng nhưng lại tốn kém cho việc sử lý đập làm dở do cho nước tràn qua nhiều lần

Qua những luận điểm trên, em kiến nghị chọn phương án 2 làm phương án dẫn dòng cho công trình thuỷ điện Sơn La

2.1.2 Chọn tần suất lưu lượng dẫn dòng

Tần suất dẫn dòng được xác định theo cấp của công trình dẫn dòng tương ứng Theo TCXDVN 315-2004, cấp của các công trình dẫn dòng xác định như sau:

+ Dé quai giai đoạn I: xếp cấp IV

+ Đê quai giai đoạn II & III: xếp cấp III

+ Kênh dẫn dòng thi công: xếp cấp III

+ Cống dẫn dòng thi công: xếp cấp I

Theo TCXDVN 285-2002, cap công trình ta xác định được tần suất dẫn dòng như sau:

+ Giai đoạn I, dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp: lấy tần suất p=10%

+ Giai đoạn II, dẫn dòng qua cống và kênh: lấy p=5%; mùa lũ 2008 đập đã lên cao, do phải đảm bảo an toàn nên tần suất được lấy tăng lên p=3%

+ Giai đoạn III, dẫn dòng qua cống và đập xây dở: mùa kiệt lấy p=5%, mùa lũ lấy p=3%

+ Giai đoạn IV:

Dẫn dòng qua 12 cửa xả sâu, lấy p=0,5%

Dẫn dòng qua công trình xả vận hành: mùa kiệt lắy p= 5%, mùa lũ lấy p=0,01%

Từ tần suất dẫn dòng ta sẽ có được lưu lượng dẫn dòng tương ứng, các giá trị này thể hiện trong bảng 2.2

Lưu Văn Quyết, 46TNC, Hà Nội 5/2009 16

2.1.3 Tính toán thuỷ lực dẫn dòng

Tính toán thuỷ lực dẫn dong 1a nhằm xác định các cao trình mực nước thượng, hạ lưu

tương ứng với mỗi giai đoạn dẫn dòng Từ đó sẽ xác định được kích thước các công trình dẫn dòng cũng như cao trình các hạng mục công trình nhằm đảm bảo thi công an toàn 2.1.3.1 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

a Xác định mức độ thu hẹp

Mức độ thu hẹp lòng sông được xác định theo công thức:

a

Trong đó: K - là mức độ thu hẹp lòng sông

œ; - Diện tích ướt của phần đê quai và hỗ móng chiếm chỗ

œ¡ - Diện tích ướt ban đầu của lòng sông

Dé tính K, từ lưu lượng dẫn dong Qua tra quan hé Q~Z,, ta được Z„¡ tương ứng Sau khi

có Z4, dựa vào mặt cắt địa hình doc tim đập năm thứ nhất ta sẽ xác định được Q,Va a,

Lưu Văn Quyết, 46TNC, Hà Nội 5/2009 17

Hình 2-2 Mặt cắt đọc tim đập

b Xác định khả năng xảy ra xói lở lòng sông

Vận tốc dòng nước tại mặt cắt thu hẹp được xác định theo công thức :

aC) ~; ) Trong đó: Vẹ- Vận tốc dòng nước tại mặt cắt thu hẹp

e- Hệ số thu hep lòng sông, với thu hẹp một bên ¢=0,95

Lòng sông không bị xói khi: Ve<[V,,]

Lưu Văn Quyết, 46TNC, Hà Nội 5/2009 18

Với Vex | là vận tốc không xói cho phép của lòng sông Tra giáo trình thi công tập 1, voi dia chất lòng sông có nhiều cuội sỏi dăm sạn và đá tang ta c6 [Vx] = 2,5+3,4 m/s

+ Mùa kiệt: J„ =——— 0,95.(2568 - 610) ST =2 4m/s

+Mùa li: V, = ~ 0,95.(3923-1060) 1738 4 s/s

Như vậy, lòng sông bị xói vào mùa lũ Ta lợi dụng dòng chảy mùa lũ với lưu tốc lớn để cuốn đi lớp đất đá lòng sông, sau này đỡ tốn công đào hó móng Tuy nhiên phải có biện pháp chống xói mái và chân đê quai, ví dụ gia có bằng ro đá

c Xác định độ cao dâng nước ở thượng lưu

Zn

Vo

Hình 2-3 Sơ đồ dòng chảy qua lòng sông thu hẹp

Khi co hẹp lòng sông, mực nước thượng lưu sẽ dâng cao lên so với mực nước hạ lưu một đoạn Z,, độ cao dâng nước này được xác định theo công thức:

B;- Chiều rộng trung bình lòng sông

Để tính toán độ dâng mực nước thượng lưu ta sử dụng phương pháp thử dần, giá thiết

Z„„ để tính Vọ, sau đó tính lại Z, đến khi nào Z/„=Z, thì dừng lại

Từ kết quá tính toán theo bảng ta chọn giá trị Z =0,25m là hợp lý

Cao trình mực nước thượng lưu khi co hẹp :

Z4 =MNTN + Z, = 119,22 + 0,25 = 119,47m + Mùa lũ

Tiến hành tính toán tương tự mùa kiệt ta được, Z, =lm

Cao trình mực nước thượng lưu khi co hẹp :

Zi = MNTN + Z, = 125+1 = 126m 2.1.3.2 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua kênh và cống

a Tính toán thuý lực qua kênh

s Cấu tạo kênh

Kênh dẫn dòng thi công bao gồm ba đoạn, cấu tạo các đoạn như sau:

Doan 1: kênh dẫn vào từ phía thượng lưu sông Đà đến phạm vi đập chính:

+ Chiều dài kênh L¡ = 286 m

+ Chiều rộng của kênh bị = 90m

+ Độ dốc đáy kênh i¡= 0

+ Mái bờ trái là tường bê tông cốt thép có hệ số mái m = 0,2 có hệ số nhám n = 0,016 + Mái bờ phải là mái đào đá có hệ số mái m = 0,5; hệ số nhám n = 0,033

+ Đáy kênh nằm ở cao trình 110, nằm trên lớp đá IIA và IB có hệ số nhám n = 0,033 Khi tính toán thủy lực ta chọn hệ số mái dốc tính toán là m=0,25; hệ số nhám là n = 0,03 Đoạn 2: kênh thuộc phạm vi đập chính

+ Chiều dài Lạ = 114m

+ Độ dốc đáy kênh : ¡; =0

+ Bề rộng đáy kênh : bạ = 90 m

+ Mái kênh bờ trái là tường bê tông cốt thép có hệ số mái m = 0,2 hệ số nhám n = 0,016

Lưu Văn Quyết, 46TNC, Hà Nội 5/2009 20

+ Mái bờ phải là mái đào đá có hệ số mái m = 0,5; hệ số nhám n = 0,033

+ Đáy kênh nằm ở cao trình 110m, hệ số nhám của đáy kênh là n = 0,016

Khi tính toán thủy lực ta chọn hệ số mái dốc tính toán là m= 0,25; độ nhám là n = 0,03 Đoạn 3: kênh dẫn ra hạ lưu

+ Chiều dài kênh Lạ = 392 m

+ Bề rộng kênh bạ = 90 m

+ Độ dốc i;=0

+ Mái bờ trái kênh là tường bê tông cốt thép có hệ số mái m=0,2; hệ số nhám n=0,016 + Mái bờ phải là mái đá có hệ số mái m = 0,5; hệ số nhám mái kênh là n = 0,03

+ Đáy kênh ở cao độ 110, có hệ số nhám n= 0,033

Khi tính toán thủy lực ta chọn hệ số mái dốc tính toán m = 0,25; hệ số nhám n = 0,03

Từ đặc điểm cấu tạo của 3 đoạn kênh, khi tính toán thuỷ lực cho kênh ta có thể gần đúng

Hình 2-4 Sơ đồ tính toán thuỷ lực qua kênh

* Tính toán thuỷ lực kênh

Tính toán thủy lực chảy qua kênh dẫn dòng được tính toán từ hạ lưu lên thượng lưu công trình, bằng cách vẽ đường mặt nước trong kênh Đường mặt nước được vẽ theo phương pháp cộng trực tiếp, nội dung phương pháp này như sau:

Khoảng cách giữa 2 mặt cắt có độ sâu h, va hy 1a: AL= > i— (2-4)

Trong đó: AU - chiều dài đoạn dòng chảy tính toán

A ›- chênh lệch năng lượng giữa 2 mặt cắt

¡ - độ dốc đáy kênh: ¡ = 0

J - độ dốc thủy lực trung bình giữa 2 mặt cắt

R, — ban kính thủy lực ở mặt cắt thứ ¡: R, =—*

œ; = (b+m.h;) x h; : là diện tích mặt cắt ướt ở mặt cắt thứ ¡

Xi=b+ 2.m.h,: là chu vi ướt của mặt cắt thứ ¡

Dề tính mực nước thượng lưu ứng với các cấp lưu lượng khác nhau, ta giả thiết các cấp

lưu lượng Q Với mỗi Q, tra quan hệ Q ~ Z¡¡ tìm được mực nước hạ lưu cuối kênh, sau đó

tính toán đường mặt nước từ hạ lưu lên thượng lưu theo phương pháp cộng trực tiếp ta vẽ được đường mặt nước trong kênh từ đó tìm được mực nước thượng lưu tương ứng

Ví dụ, chọn lưu lượng Q = 400mỶ/s, Z¡¡ = 113,76m dé tính toán đường mặt nước trong các đoạn kênh, kết quả tính toán thể hiện trong bảng sau:

Bảng 2-6 Kết quả tính toán đường mặt nước trong kênh với Q=400mỶ/s

3.76 | 341.9 | 91.8 | 3.72 | 41.5 | 1.17] 0.07 | 3.83 | -0.014 | 0.00021 | 0.000212 | -0.000212 | 68.07 | 68.07 3.77 | 343.3 | 91.8 | 3.74 | 41.5 | 1.17| 0.07 | 3.84] 0.014 | 0.00021 | 0.000209 | -0.000209 | 69.01 | 137.08 3.79 | 3446 | 91.9] 3.75] 41.5 | 1.16] 0.07 | 3.85] 0.014 | 0.00021 | 0.000206 | -0.000206 | 69.96 | 207.05 3.80 | 346.0 | 91.9 | 3.77 | 41.5 | 1.16| 0.07 | 3.87} -0.014 | 0.00021 | 0.000203 | -0.000203 | 70.92 | 277.97 3.82 | 3474 | 91.9 | 3.78 | 41.6 | 1.15 | 0.07 | 3.88 | -0.014 | 0.00020 | 0.000201 | -0.000201 | 71.89 | 349.86 3.83 | 3488 | 91.9] 3.79 | 41.6 | 1.15] 0.07 | 3.90 | 0.014 | 0.00020 | 0.000198 | -0.000198 | 72.87 | 422.73 3.85 | 350.2 | 91.9 | 3.81 | 41.6 | 1.14] 0.07 | 3.91 | 0.014 | 0.00020 | 0.000196 | -0.000196 | 73.85 | 496.58 3.86 | 351.5 | 91.9 | 3.82 | 41.6 | 1.14] 0.07 | 3.93 | -0.014 | 0.00019 | 0.000193 | -0.000193 | 74.85 | 571.43 3.88 | 352.9 | 91.9 | 3.84 | 41.7 | 1.13 | 0.07 | 3.94] 0.014 | 0.00019 | 0.000191 | -0.000191 | 75.85 | 647.28 3.80 | 3543 | 91.9 | 385] 41.7 | 1.13 | 0.07 | 3.96] 0.014 | 0.00019 | 0.000188 | -0.000188 | 76.87 | 724.14

Như vậy ứng với L= 792m, ta được độ sâu nước đầu kênh là hạ¿= 3,9m

Cột nước đầu kênh thượng lưu: Hạ= hạ¿+ AZ

Trong đó: AZ là tổng tổn thất cột nước từ sông vào kênh dẫn dòng

V6i Q = 400 m/s, tacé Az =| —-2 —_] =| '09 | -0,0gm Q (ee [si]

Cao trình mực nước thượng lưu ứng với Q= 400mŸ⁄s là:

Zu= Vy tHo=V y thact AZ = 110+ 3,9+0,08= 113,98m

V6iV ,,: Cao trinh day kénh phia thuong luu

Giả thiết các cấp lưu lượng khác nhau, ta được kết quả tính toán thể hiện trong bảng 2.6

Bảng 2-7 Kết quả tính toán thuỷ lực kênh với các cấp lưu lượng khác nhau

b Tính toán thuỷ lực qua cống

* Cau tạo công

Cống dẫn dòng thi công có cấu tạo như sau:

Hình 2-6 Sơ đồ dòng chảy có áp trong céng

Trong đó: ¡, L- độ đốc và chiều dài công

Lưu Văn Quyết, 46TNC, Hà Nội 5/2009 24

đd- chiêu cao công

h,- Chiêu sâu mực nước hạ lưu so với đáy công

146+ ZeL

C’R

3 ;¿ -Hệ số tổn thấy thủy, DE = Eoy +E cx +Exy

ế¿„ - Hệ số tôn thất cửa vào, lấy Écy = 0,15

ế,„- Hệ số tốn thất cửa ra, lấy Écạ = l

ế„ - Hé sé ton that khe van, lay Exy = 0,1

Tu do: 2§ = 0,15 + 1+0,1 = 1,25

= : là tốn thất thủy lực dọc theo chiều dài cống 2

R- Bán kính thuỷ lực, R = 2 Do dòng chảy có áp là dòng chảy đầy cống nên:

x w= 12x 12=144m?, y= 2x(12+12) = 48 m, R=“ 3m,

Chảy không áp bao gồm chảy ngập và chảy không ngập

Hình 2-7 Sơ đồ dòng chảy ngập không áp trong cống

Lưu lượng chảy qua cống được xác định theo công thức :

vuông góc, lấy m=0,33, với m = 0,33 ta có ø = 0,96

Hạ- Cột nước toàn phần ở thượng lưu cống, H, =H+

H- Cột nước thượng lưu so với đáy cống

ø - Hệ số sửa chữa động nang, a=1

Vo- Luu téc tới gần

a,- Hệ số sửa chữa động lượng, ø„=l

hạ - độ sâu nước hạ lưu

- Trường hợp chảy không ngập:

Hình 2-8 Sơ đồ dòng chảy không ngập không áp trong cống

Lưu lượng dòng chảy xác định theo công thức :

+ Chảy bán áp:

Trường hợp cháy bán áp xảy ra khi mực nước thượng lưu ngập trên đỉnh cống va dong chảy trong cống thấp hơn đỉnh cống, có mặt thoáng

Các công thức tính cũng giống như trường hợp chảy không áp, tuy nhiên độ sâu hạ lưu

của cống hy dé tinh hz trong công thức (2-11) không phải độ sâu hị ở cuối cống mà là độ sâu

h, tai mat cắt co hẹp C — C ở sau cửa cống

Hình 2-9 Sơ đồ dòng chảy bán áp trong cống

Lưu Văn Quyết, 46TNC, Hà Nội 5/2009 26

he 2a,Q” Ah, he)

Mặt cắt co hẹp C— C ở cách cửa cống một đoạn Lẹ = I,4d

Độ sâu phân giới h, của dòng chảy trong cống :

@:hé s6 luu toc, laya =1

Độ sâu chảy ngập hạ = hạ — Zipp

Trong trường hop gan đúng có thé lay Z,, = 0 khi đó h„ = hị

h, = MNHL -Vđáy cống = MNHL - 110

« Xác định chế độ thuỷ lực cống ứng với các cấp lưu lượng

+ Xác định độ sâu phân giới ứng với các cấp lưu lượng

Giả thiết các cấp lưu lượng Q,;, áp dụng (2-14) ta xác định được các độ sâu h tương ứng

Bang 2-8 Độ sâu phân giới ứng với các cấp lưu lượng chảy qua công

Từ bảng 2-8 ta có nhận xét sơ bộ về trạng thái dong chảy trong cống như sau:

- Với các cấp lưu lượng Q< 8000mỶ⁄s thì độ sâu mực nước hạ lưu nằm phía dưới trần cống, do đó trạng thái cháy trong cống là chảy tự do hoặc là chảy bán áp

- Với các cấp lưu lượng Q> 8000m*/s thi độ sâu mực nước hạ lưu cao hơn trần cống do

đó trạng thái chảy trong cống là chảy có áp

+ Xác định chế độ thuỷ lực ứng với các cấp lưu lượng Q< 8000mỶ/s

Ứng với các cấp lưu lượng Q.<8000mỶ/s và chiều dài cống Láng = 323m, với giả thiết

dong chảy trong cống là dòng không áp ta có thê xác định quan hệ giữa lưu lượng Q và độ sâu mực nước đầu cống hx dựa theo phương pháp vẽ đường mặt nước

Bảng 2-9 Độ sâu đầu công ứng với các cấp lưu lượng Q<8000mỶ/s

Dựa vào kết quả tính toán trong bảng 2.8 ta thấy rằng với các cấp lưu lượng Q <

2250mỶ/s thì mực nước đầu cống h, không chạm trần công, do đó đòng chảy là đòng không

áp Với Q> 2250mỶ dòng chảy trong cống là dòng chảy bán áp

Bảng 2-10 Bảng tổng hợp chế độ chảy trong công

Bảng 2-11 Bảng xác định chỉ tiêu chảy ngập của cống ứng với các cấp lưu lượng Q<800mỶ/s

H - Cột nước trước công tính từ cao trình đáy công

D - Chiều cao công ngay sau cửa vào

Ví dụ, với Q= 9000m ⁄s Dòng chảy trong cống là dong cé áp, công thức áp dụng là (2- 7) và (2-8)

Từ Q= 9000mm ⁄s tra quan hệ Q~Z„¡ ta được Z„= 122,78m

2000 | 6.22| 13.9 124] 116.22 8000 | 12.08] 114.4 224 | 122.08

3000 | 7.54 22 132| 117.54 9000| 1278| 142.3 252| 122.78 4000| 8.69| 33.1 143| II8.69| 10000| 1348| 173.43 283 | 123.48

Từ số liệu tính toán trong bảng 2-12 ta vẽ được quan hệ giữa lưu lượng xả qua công Q

và mực nước thượng lưu

c Tính toán thuý lực dẫn dòng đồng thời qua cống và kênh

Do Qya= Qeéng+Qkenh Vi Vay tir cdc đồ thị quan hệ Q~Z+¡ qua cống và qua kênh ta tìm được quan hệ Q.¿~Z+ị, bằng cách sau:

Từ mực nước thượng lưu Z„, = Z‡, được xác định trên đồ thị kẻ đường thắng nằm ngang, đường thắng này sẽ cắt 2 đường quan hệ Q~Z+¡, qua công và qua kênh, tại giao điểm

đó ta gióng vuông góc xuống trục hoành ta sẽ được lưu lượng tương ứng qua cống và qua kênh là Q( và Q¿ Khi đó lưu lượng xả tương ứng là: Q,¿= Q,+Q¿,

Từ quan hệ Q.~Zạ, ứng với lưu lượng dẫn dòng ta sẽ có được mực nước thượng lưu

tương ứng

Bảng 2-13 Kết quả tính toán thuỷ lực đồng thời qua cống và kênh dẫn dòng

Tần suất Lưu lượng Lưu lượng Lưu lượng Mực nước Mực nước

Lai | 3% 15850m*/s | 2962m°/s 12888m*/s | 128,4m 131,6m Kiệt | 5% 5625m*/s | 1400m*/s 4225m/s | 120,22m 121,5m

2.1.3.3 Tinh todn thiy lực dẫn dòng qua công và đập đang xây dở

a Tính toán thuỷ lực qua cống

Phần này đã được tính toán ở trên

b Tính toán thuỷ lực qua tràn

Mùa lũ năm 2009 toàn bộ lưu lượng dẫn dòng được dẫn qua cống và đập xây dở, các thông của tràn xây dở như sau:

Bang 2-14 Các thông số của tràn xây dở

+ Nếu L<3H thì đập làm việc như đập tràn thực dụng

+ Nếu 3H<L< 10H thì đập xây dở làm việc như một đập tràn đỉnh rộng

+ Nếu L> 10H thì đập xây dở làm việc như đập tràn nói tiếp kênh

126

*) Công thức tính toán thuỷ lực qua tràn đỉnh rộng: Khi tính toán thủy lực qua tràn tùy thuộc vào mực nước hạ lưu khi xả với các lưu lượng khác nhau mà ta có các trạng thái chảy qua tràn như sau:

+ Đập tràn đỉnh rộng chảy ngập : Q=o,.b.h./2.g(Hạ —=h) (2-15)

+ Đập tràn đỉnh rộng chảy không ngập: Q =m.b /2.gH}? (2-16)

Trong đó: m- hệ số lưu lượng, theo Cumin với cửa vào không thuận lấy m= 0,33

ø,- Hệ số chảy ngập

h- Độ sâu dòng chảy trên đập tràn

Hạ- Cột nước toàn phan

*) Công thức tính tính toán thuỷ lực qua đập tràn thực dụng:

Trong đó: m- hệ số lưu lượng

o,,- Hệ số ngập

e- Hệ số co hẹp bên

*) Đối với đập tràn đỉnh rộng nối với kênh, đoạn đầu 10H tính toán thuỷ lực như đập tràn

đỉnh rộng còn đoạn sau tính như kênh

Các bước tính toán thuỷ lực qua tràn như sau:

Bước 1: Giả thiết tràn đã cho là tràn đỉnh rộng, ta sẽ xác định được cột nước ứng với các

cấp lưu lượng

Dựa theo quan hệ Q~Z¡¡ ta thấy rằng với các cấp lưu lượng Q < 14200m°*/s thì mực nước hạ lưu luôn thấp hơn cao trình ngưỡng tràn 126m, do đó với Q < 14200mỶ/⁄s thì chỉ có trạng thái chảy không ngập Với các cấp lưu lượng Q > 14200mỶ⁄s thì ta cần kiểm tra chi tiêu chảy ngập

Chỉ tiêu ngập: Đập tràn đỉnh rộng là chảy ngập khi thỏa mãn điều kiện :

Bảng 2-15 Bảng xác định chỉ tiêu chảy ngập của tràn

Cao trình mực nước thượng lưu được xác định theo công thức: Zrr= VN.uàntHọ

Bảng 2-16: Bảng tính toán cao trình mực nước thượng lưu tràn

str | Q(m*/s) | Ho(m) | Zam) | STT | Qm3⁄4) | Ho(m) | Zu(m)

1 500 2.13 | 128.13 9} 8000 13.53 | 139.53 2| 1000 3.38 | 129.38 10} 9000 14.63 | 140.63 3| 2000 5.37 | 131.37} 11} 10000 15.7} 141.7 4| 3000 7.03 | 133.03 12} 11000 16.73 | 142.73 5| 4000 8.52 | 134.52} 13} 12000 17.73 | 143.73 6| 5000 9.89 | 135.89) 14) 13000 18.7} 144.7 7| 6000 11.17} 137.17); 15] 14000 19.64 | 145.64

Với Q< 5000nỶ thì mực nước hạ lưu thấp hơn cao trình ngưỡng tràn, nên mực nước cuối

kênh lấy bằng mực nước phân giới hạ,

he

Hình 2-13 Sơ đồ tràn làm việc nói tiếp với kênh

Với mỗi giá trị của Q, ta giả thiết các giá trị của H, từ đó tính được hạ, , sau đó tính lại

giá trị Q° theo công thức (2-16), đến khi nào Q= Q° thì cột nước H đã giả thiết là đúng

Ví dụ với Q= 2000m ⁄s, ta có hự= 3,2m Ta lập bảng tính toán như sau:

Bang 2-17 Bảng tính thử dần cột nước đầu tràn ứng với lưu lượng Q= 2000mỶ/s

H(m) | Chiêu dài kênh (m) | ha (m) | H(m) | Q (m*/s)

Như vậy với Q= 2000mỶ⁄s thì cột nước đầu tràn là 9m

Bước 3: Tông hợp kết quả tính toán

Sau khi tính với các trường hợp làm việc của đập tràn, ta được kết quả sau:

Lưu Văn Quyết, 46TNC, Hà Nội 5/2009 34

Bảng 2-18 Bảng tổng hợp kết quả tính toán thuỷ lực qua tràn

4| 3000 93| 135.3 12| 11000 | 16.73 | 142.73 5| 4000 9.5| 135.5 13| 12000 | 17.73 | 143.73

7| 6000 | I1.17| 137.17 15| 14000 | 19.64 | 145.64 8| 7000 | 12.38 | 138.38 16| 15000 | 20.57 | 146.57

Quan hé Q~Ztl qua tran Ztl(m)

Hình 2-14 Quan hé Qu~Zu

c Tính toán thuỷ lực dẫn dòng đồng thời qua cống và tràn

Tương tự như phần dẫn dòng qua cống và kênh kết hợp, ta vẽ được quan hệ giữa lưu lượng xả qua công và tràn với mực nước thượng lưu như sau:

Lưu Văn Quyét, 46TNC, Hà Nội 5/2009

3m AỐ0U SA CS 7“ S0 SƠ THƠ H0 LẤNG 130 HMƠm S50 KẾ TA

Hình 2-15 Quan hệ giữa lưu lượng xả qua tràn và cống Q, với Z„

35

Sử dụng quan hệ hình 2-15 ta thu được kết quả tính toán thuỷ lực dẫn dòng như sau:

Bảng 2-19 Kết quả tính toán thuỷ lực dẫn dòng đồng thời qua công và tràn xây dở

Tần suất Lưu lượng Lưu lượng | Lưu lượng Mực nước Mực nước

La |3% 15850m”/s 4040m*/s 11810m*/s | 128,4m 143,53m

Kiệt | 5% 5625m'/s 3050m)/s | 2575m'⁄s | 120/22m 132,54m

2.1.3.4 Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua các công trình xả vận hành

Trong giai đoạn này, lưu lượng được xả qua các công trình xả vận hành với sự phối hợp của tràn mặt, cửa xả sâu, nhà máy thuỷ điện Giai đoạn này có thể lấy gần đúng mực nước thượng lưu ngang ngưỡng tràn

Z\E Zaguan= 197,8m

2.1.4 Tính toán điều tiết lũ

Mục đích tính toán điều tiết lũ: Trong năm 2008 khi dẫn dòng qua 2 cống và kênh, và năm 2009 khi dẫn dòng qua cống và tràn, có thời điểm gặp lũ chính vụ do đó ta cần tính toán điều tiết lũ qua công trình tháo nước đề xác định cao trình đắp đập vượt lũ trong mùa lũ năm 2008 và 2009 Tại các thời điểm này đập bê tông đã tương đối cao, để đảm bảo an toàn

em đề xuất tính toán điều tiết lũ với tần suất p=1%, đỉnh lũ Q,„= 19046mỶ/s

Để xác định được cao trình đắp đập vượt lũ ta cần xác định lưu lượng xả lớn nhất, từ lưu

lượng xả lớn nhất đó tra quan hệ Q.~Z qua tràn và cống ta sẽ xác định được mực nước

thượng lưu, đó chính là cao trình đắp đập cần vượt qua trong mùa lũ 2008, 2009 Theo tài liệu thủy văn thì đường quá trình lũ đến có nhiều đỉnh lũ phức tạp nên ta sử dụng phương pháp Pôtapốp để tính toán điều tiết lũ, kết quả điều tiết lũ như sau:

Lưu Văn Quyết, 46TNC, Hà Nội 5/2009 36

Biểu đồ điều tiết lũ 1%

Tuy nhiên cao trình này vẫn thấp hơn cao trình đỉnh đê quai thượng lưu là 135m

- Dựa vào quan hệ lưu lượng xả qua cống và tràn với mực nước thượng lưu ta xác định

được, Z„= 144,58m Vậy trong mùa lũ 2009 cần đắp đập vượt cao trình:

Vựy¿=Z„+a=144,58+ 0,7 = 145,28m

Trong đó a= 0,7m là độ cao an toàn

2.1.5 Thiết kế kích thước công trình dẫn dòng

Công trình đẫn dòng gồm có: Cống, kênh, đê quai thượng lưu, đê quai hạ lưu, đê quai dọc Trong các phần trên, từ kích thước của cống, kênh và lưu lượng dẫn dòng qua từng thời

kỳ ta đã xác định được các cao trình mực nước thượng lưu, hạ lưu tương ứng Phần này sẽ

đi vào tính toán kích thước của đê quai để đảm bảo an toàn cho hố móng trong các giai đoạn dẫn dòng đó

Lưu Văn Quyết, 46TNC, Hà Nội 5/2009 37

a Thiết kế kích thước đê quai giai đoạn I

Theo TCXDVN 315-2004, cao trình đỉnh đê quai giai đoạn I được xác định như sau:

Trong đó: V„- Cao độ đỉnh đê quai

V„„- Cao trình mực nước tính toán

a- Độ cao an toàn, lấy a= 0,7m

+ Mua kiét: Qug= 4587mỶ/s, Z„= 119,47m; Z„= 119,22m

Cao trình đỉnh đê quai hạ lưu: Vg =Zy += 119,22+ 0,7= 119,92m; lay Vy, =120m Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu: Vựy=Z„+a=119,45+0,7=120,15m; lấy Vự„ =120,5m

+ Mùa lũ: Quạ= 12380mỶ/s, Z¿= 126m; Z¿= 125m

Cao trình dinh dé quai ha lu: V,, =Z,, + a= 125+ 0,7= 125,7m; lấy V„„ =126m

Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu: Vựy,=Z„+a= 126+ 0/7= 126,7m, lấy Vụ =127m

b Thiết kế kích thước đê quai giai đoạn II

Theo TCXDVN 315- 2004, đối với đê quai giai đoạn II và II:

» Cao trình đỉnh đê quai hạ lưu được xác định theo công thức (2-18)

» Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu được xác định theo công thức sau:

Vừy = Vy + huy, + Ah + 4 (2-19) Trong đó: Az- Độ dénh mực nước thượng lưu do gió

h,yo,- Chiều cao sóng leo ứng với tần suất 1%

H- Chiều sâu nước trước đập, lấy gần đúng: H= Z„- 110

œ; — góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hướng gió, coi œ0

» Cách xác định 7 „„,

Với: K¡,Kạ — Các hệ số phụ thuộc vào tỷ số A/h¡s Với mái đê quai được gia có bang ro

đá có A/h¡„= 0,005z0,01 thì K¡ = 0,95 và K; = 0,85

Lưu Văn Quyết, 46TNC, Hà Nội 5/2009 38

K;- Hệ số phụ thuộc vào vận tốc gió và hệ số mái Với vận tốc gió > 20m/s, hệ số

Kyy,- Hé sé phụ thuộc vào ty số

h, 4: Chiều cao và bước sóng trung bình

+ Mùa kiệt: Q= 5625mỶ⁄s, Z¿= 121,5m; Z„= 120,22m

Áp dụng các công thức (2-18) đến (2-22) ta được:

Ah= 0,03m

h„„„ =1,88m

Cao trình đỉnh dé quai ha luu (2-18): V,, = Z„ + a=120,22+0,7=120,92m;lay V,, =12Im

Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu (2-19):

Vựy =Z4 + huy, + AW + a=121,5+1,88+0.03+0,7= 124,11m; Lay V iq =124,5m

Vựy=Z4 + hú, + Ah+ a=131,6+1,88+0.02+0,7= 134,2m; lay V,, =135m

c Thiết kế kích thước đê quai giai đoạn III

+ Mùa kiệt: Q= 5625mỶ/s, Zy= 132,54m; Zy= 120,22m

Ah= 0,01m

h„„ =1,88m

Cao trình đỉnh đê quai hạ lưu (2-18): V„„ = Z¿„ + z=120,22+0,7=120,92m; lấy V„„ = 12 lưn

Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu (2-19):

Vig = Zu + Agu, + At + a=132,54+1,88+0.01+0,7= 135,13m; lay V gq = 135,5mm