TKTCTC CÔNG TRÌNH điện BIÊN 1

Điều kiện địa chất Theo tài liệu đo vẽ địa chất lòng hồ, khu vực tuyến đập, các kết quả khảo sát ĐCCT trong khu vực, tham khảo tờ bản đồ địa chất Phong Sa Lỳ - Điện Biên phủ tỷ lệ 1:200.

Chương 1 : Giới thiệu công trình

- Cấp nước sinh hoạt cho 5000 dân trong vùng

- Giảm lũ cho hạ du, cải thiện môi trường sinh thái

- Xoá đói giảm nghèo, ổn định đời sống người dân vùng dự án

1.3 Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình

5 Tràn xả lũ

5.4 Lưu lượng xả QTK m3/s 170,65

6 Cống lấy nước dưới đập

Cụm công trình đầu mối gồm: một đập chính, một tràn xả lũ, cống lấy nước, hệ

thống kênh và công trình trên kênh, đường quản lý, nhà quản lý, đường điện

1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình

1.4.1 Điều kiện địa hình

Vùng dự án là một trong những thung lũng trước núi của chi lưu sông Nậm Rốm có địa hình tương đối bằng phẳng mở rộng về phía hạ lưu, thượng lưu thu hẹp và nằm xen kẹp giữa các dãy núi cao, chạy kéo dài theo hướng Đông - Tây đến giáp biên giới Việt - Lào Lưu vực nghiên cứu phát triển trên một miền địa hình đồi núi có cao độ tăng dần từ +520m đến +1000m từ Đông sang Tây, với mức độ phân cắt của địa hình tăng dần về phần thượng lưu , độ dốc của sườn thung lũng tăng dần từ 150 ÷ 300 cho đến 350 ÷450

Vùng công trình có 3 dạng địa hình rõ rệt:

- Địa hình vùng núi cao: chiếm hầu hết diện tích khu vực thượng lưu lòng hồ, mặt cắt ngang lưu vực có dạng hình chữ V thu hẹp, sườn đồi dốc từ 250 ÷400, chênh cao độ từ lòng khe đến đỉnh trên 100m ÷ 200m, địa hình tương đối phân cắt với các dải núi cao liên tiếp

- Địa hình chuyển tiếp: tập trung tại vùng tuyến công trình đầu mối và kéo giáp tới khu tưới Điều kiện địa hình tương đối thuận lợi gồm nhiều dải đồi thấp dạng bát úp đỉnh tròn liên tiếp, chênh lệch cao độ từ 20m ÷ 50m, độ dốc sườn đồi từ 100 ÷ 250

- Địa hình tích tụ: có mặt trong khu vực chủ yếu dưới dạng các thềm bồi tụ trước núi khá bằng phẳng độ dốc giảm dần cho tới nhập lưu và phần mở rộng nối tiếp với cánh đồng Mường Thanh có địa hình tương đối bằng phẳng, cao độ thay đổi từ +510 ÷ 515m

a) Vùng lòng hồ: Lòng hồ nằm trong lưu vực suối Hồng Lếch, tính đến công trình có chiều dài suối khoảng 9,5km, diện tích lưu vực đến công trình là 15,7 km2, thượng lưu bắt nguồn

từ dãy núi cao +1050m đây là suối có nước quanh năm, chảy theo hướng chính từ Tây sang Đông bắt nguồn từ biên giới Việt - Lào Địa hình lưu vực suối là các dãy núi cao, sườn có

độ dốc trung bình 30% Lớp phủ thực vật chủ yếu là rừng nghèo tái sinh, bụi cây, dây leo.Với cao trình mức nước dâng gia cường dự kiến khoảng + 549,0m cho thấy lòng hồ có dạng thu nhỏ dần về phía thượng lưu mở rộng dần về phía hạ lưu trên chiều dài khoảng 1,2 km Phần đáy hồ có cao độ từ + 535,0m đến + 522,0m Do đặc điểm địa hình ít phân cắt nên,

ngoài dòng chảy chính là suối Hồng Lếch trong lòng hồ không có các chi lưu khác, các khe cắt ngang đường viền hồ thường ngắn và dốc Tại đây, nham thạch gốc chủ yếu là đá cát kết, bột kết có diện lộ chủ yếu tại khu vực thượng lưu hồ và tại một số vị trí dọc lòng suối

Đa phần, đá gốc được phủ trực tiếp phía bên trên bởi các lớp đất sét đến sét pha nguồn gốc pha tàn tích có chiều dày từ 3m đến 8m; tại lòng suối phủ trực tiếp là các lớp đất đá có nguồn gốc bồi lũ tích gồm cuội sỏi lẫn cát sạn chiều dày từ 2m đến 5m với phạm vi tương đối rộng và phát triển lên đến cao trình +530m

b) Vùng tuyến công trình đầu mối

Tuyến đập chính phương án I có chiều dài khoảng 340,0m, phương vị tuyến TN 2150 Đầu vai phải đập được gối vào sườn đồi có độ dốc trung bình từ 100 đến 250 ; Vai trái đập là triền đồi có địa hình dốc hơn lên tới 250 đến 350 Mặt cắt lòng suối tại vị trí đập tạo hình chữ

U mở; cao trình đáy suối + 522,64m Các tuyến tràn và tuyến cống được dự kiến bố trí tại sườn vai phải đập, vuông góc với tim đập

c/ Vùng hưởng lợi:

Vùng hưởng lợi là khu đất canh tác ngay sau hạ lưu hồ chứa, hiện đang lấy nước tưới

từ kênh Nậm Rốm; tuy nhiên vì nằm ở cuối nguồn, nên lượng nước tưới không ổn đinh; xây dựng hồ Nam Đông sẽ cấp bổ sung vào kênh Nậm Rốm, đảm bảo tưới ổn định cho diện tích đất canh tác trong vùng

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

1.4.2.1 Điều kiện khí hậu

Khí hậu vùng dự án nói chung chịu ảnh hưởng của vùng nhiệt đới gió mùa: nắng nóng, mưa nhiều, độ ẩm cao, bốc hơi nhiều Nhiệt độ mang đặc trưng của vùng miền núi, nhiệt độ lên cao vào những tháng mùa hè và giảm đáng kể vào những tháng mùa đông Mưa chia làm hai mùa rõ rệt: Mùa mưa từ tháng V đến tháng IX, mùa khô từ tháng XI đến tháng III, tháng X và tháng IV là hai tháng chuyển tiếp Lượng mưa phân phối không đều, chiếm

tỷ lệ lớn trong mùa mưa; mùa khô lượng mưa ít, tuy nhiên vào tháng IV, tháng X có thể xuất hiện một vài trận mưa gây lũ

Đặc điểm khí hậu khu vực nghiên cứu được phân tích thông qua số liệu quan trắc các yếu tố khí hậu của trạm Điện Biên từ năm 1957 đến 2009

1.4.2.2 Nhiệt độ không khí

Bảng 1.1 Đặc trưng nhiệt độ không khí trạm Điện Biên(ºC)

3

18,6

37,8

38,1

38,9

35,6

31,8

17,

18,7

13,410,

1.4.2.3 Độ ẩm không khí

Bảng 1.2 Đặc trưng độ ẩm không khí trạm Điện Biên (%)

1.4.2.4 Chế độ gió

Bảng 1.3 Đặc trưng tốc độ gió trạm Điện Biên(m/s)

Bảng 1 4 Đặc trưng lượng bốc hơi trung bình tháng trạm Điện Biên(mm)

134, 9

149, 7

171,

4 172,9

164,

3 166,0 2061

1.4.2.7 Dòng chảy năm thiết kế

Với các tham số thống kê Q0; Cv; Cs = 2Cv xác định được lưu lượng thiết kế với tần suất P = 75% và P = 85% tại các tuyến

Bảng 1.6 Kết quả xác định dòng chảy năm thiết kế

Vị trí Q0 m3/s Cv Cs Q75% m3/s Q85% m3/s

1.4.2.8 Phân phối dòng chảy năm thiết kế

Bảng 1.7 Phân phối dòng chảy năm thiết kế

Hình 1.1 biểu đồ quan hệ Q-Zhl.

Bảng 3.19 kết quả tính lũ thi công ứng với tần suất P=10%.

Trạm Nứa Ngàm 1,78 2,27 9,98 4,88 41,7 2,76 4,51 12,5

1.4.3 Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn

1.4.3.1 Điều kiện địa chất

Theo tài liệu đo vẽ địa chất lòng hồ, khu vực tuyến đập, các kết quả khảo sát ĐCCT trong khu vực, tham khảo tờ bản đồ địa chất Phong Sa Lỳ - Điện Biên phủ tỷ lệ 1:200.000

do Cục Điạ chất và Khoáng sản Việt nam xuất bản năm 2005 cho thấy đặc điểm địa chất khu vực công trình Hồ chứa nước được bao gồm các thành tạo chính như sau:

A – Hệ tầng Suối Bàng phân hệ tầng trên (T3n-r sb) thuộc kỷ Trias thượng: Các thành tạo

được xếp vào phân vị hệ tầng này phân bổ thành các dãy núi cao trong khu vực lòng hồ, thành phần thạch học chủ yếu là đá cát kết, bột kết, sét kết thấu kính than Đá của hệ tầng phân bố theo dạng bối tà có phương vị đường phương chủ yếu theo hướng ĐB – TN góc cắm TB > 500 , đá ít bị uốn nếp, bề dày khoảng 300m ÷ 500m

B – Hệ Đệ tứ (Q): Những trầm tích của hệ Đệ tứ phát triển khá rộng rãi và đa dạng, gặp tập trung trong thung lũng phần cửa suối và chủ yếu thuộc diện tích khu tưới với chiều dày từ 5m đến 15m; gồm chủ yếu là các thành tạo sau:

+ Tầng bồi lũ tích Pleistoxen thượng apQ13b gồn các loại cát, cuội sạn lẫn bột sét, phân bố tại khu tưới thuộc cánh đồng Mường Thanh;

+ Tầng bồi lũ tích Holoxen hạ - trung apQ21-2 gồm hỗn hợp cuội sạn lẫn cát sét, phân

bố tại khu vực cửa ra của suối Hồng Lếch dưới dạng nón phóng vật, thành hệ có chiều dày

từ 3,0 ÷ 5,0m

+ Tầng bồi lũ tích suối hiện đại (aQ): gồm cuội sạn đến sét pha, cát pha lẫn cuội sỏi

có chiều dày mỏng phân bố trên diện hẹp dọc lòng và hai thềm suối với chiều dày từ 0,5

÷1,5m

+ Tầng tàn tích – sườn tích (edQ): là đất sét đến sét pha chứa dăm sạn phân bố trên sườn đồi cao, chiều dày từ một vài mét đến 5,6m

1.4.3.2 Địa chất thuỷ văn khu vực

Địa chất thuỷ văn vùng công trình thuộc lưu vực và lòng hồ với nguồn nước khá nghèo nàn, chủ yếu được đặc trưng bởi các tầng chứa nước sau:

Tầng chứa nước thứ nhất: tầng nước chứa trong đất đá bồi lũ tích suối, chủ yếu tồn tại

trong lớp cát cuội sỏi lòng sông (aQ) và hỗn hợp cuội sạn cát sét tuổi Holoxen hạ - trung apQ21-2 có chiều dày Đây là tầng chứa nước tương đối phong phú do liên quan trực tiếp với nước suối, do vậy có nhiều ảnh hưởng tới quá trình thi công hố móng công trình Ngoài ra nước ngầm tầng thứ nhất còn tồn tại trong các lớp đất có nguồn gốc pha, tàn tích edQ; nước của tầng này có lưu lượng nhỏ hình thành do nước mặt thấm xuống, mực nước dao dộng theo mùa và có tính tạm thời

Tầng nước thứ 2: Tầng nước trong đá gốc cát bột kết nên tương đối nghèo nàn, ít ảnh

hưởng đến công trình

Đánh giá điều kiện địa chất công trình tuyến đập PA1

Theo kết quả khảo sát cho thấy cấu trúc địa chất vùng tuyến đập PA1 theo chiều ngang thung lũng có thể được chia thành 3 khu vực có các đặc điểm như sau:

- Vùng tuyến thuộc lòng thung lũng suối (kể từ cao trình +533,0 trở xuống) trên chiều dài khoảng 150m, mặt cắt địa chất phần phía trên được bao gồm lớp đất bồi lũ tích apQ (lớp 2) chiều dày tương đối lớn, có thành phần chính là cuội sỏi lẫn cát sạn, kết cấu rời rạc, sức chịu tải trung bình, tính thấm nước mạnh Đây là lớp có tính thấm nước không đủ điều kiện để làm nền cho công trình Phía dưới là các lớp sét nguồn gốc tàn tích của đá cát bột kết, sét kết (lớp 4a và 4b) có chiều dày tương đối lớn ( từ 5m đến 10m) Nhìn chung, các lớp đất có sức chịu tải trung bình, tính nén lún nhỏ, tính thấm nước yếu Dưới sâu hơn lần lượt là các đới phong hoá từ mạnh đến vừa của đá cát, bột sét kết phân tập, xen kẹp có chiều dày lớn, cường độ từ trung bình đến cao, tính thấm nước yếu Như vậy, trên đoạn tuyến này, ngoại trừ lớp 2 cần phải có biện pháp xử lý chống thấm, còn các lớp khác tại nền đều đủ điều kiện làm nền cho công trình

- Vùng tuyến thuộc sườn đồi vai trái, mặt cắt địa chất được đặc trưng bởi phần trên

có các lớp đất sét, sét chứa ít dăm sạn (lớp 3a, 4a) có sức chịu tải khá, tính nén lún nhỏ, tính thấm nước yếu và có chiều dày tương đối lớn (từ 8,0m đến 10,0m) ; phía dưới là các đới phong hoá từ mạnh đến vừa của đá bột sét kết xen phiến sét than nứt nẻ nhỏ thấm nước yếu Nhìn chung điều kiện địa chất đoạn tuyến phía bờ vai trái đập hoàn toàn thuận lợi và đủ điều kiện để làm nền đập

- Vùng tuyến thuộc sườn đồi vai phải đập có đặc điểm cấu tạo của mặt cắt địa chất khá tương tự với cấu tạo và đặc điểm của vùng tuyến phía sườn vai trái; trong đó thay vì là các lớp đất (3b, 4b) là các lớp đất sét đến sét pha nặng có nguồn gốc pha, tàn tích từ đá đá cát kết, bột kết Các đặc trưng cơ lý của đất đá trên vùng tuyến này đều thoả mãn điều kiện làm để làm nền đập

1.4.4 Tình hình dân sinh - kinh tế - xã hội

1.4.4.1 Dân số - lao động

Huyện Điện Biên có dân số 100.755 người Mật độ dân số 61,44 người / km2 Dân số phân theo giới tính bao gồm nam 50.599 người, nữ 50.156 người Toàn bộ dân số sống tại nông thôn Số người trong độ tuổi lao động chiếm 51% dân số; lao động qua đào tạo chiếm khoảng 14% Tỷ lệ thất nghiệp bình quân là 0,92%

Hạn chế lớn nhất về nguồn nhân lực là chất lượng lao động thấp, hầu hết lao động trong các ngành công nghiệp, dịch vụ đều từ ngành nông nghiệp chuyển sang Trình độ chưa đáp ứng được yêu cầu dẫn đến năng suất và hiệu quả lao động chưa cao

1.4.4.2 Kinh tế xã hội

a) Nông nghiệp: Sau 10 năm thực hiện phát triển nông nghiệp, nông thôn theo hướng công

nghiệp hoá, hiện đại hoá, ngành nông nghiệp huyện Điện Biên đã có những sự chuyển biến tích cực Cơ cấu kinh tế nông nghiệp nông thôn chuyển dịch từ sản xuất tự cung, tự cấp sang sản xuất sản phẩm hàng hoá, từ sản xuất độc canh sang sản xuất thâm canh, tăng vụ bước đầu có kết quả Bên cạnh đó phát triển chăn nuôi, thuỷ sản theo hướng công nghiệp, từng bước trở thành ngành sản xuất chính Cơ cấu cây trồng được chuyển đổi phù hợp với điều kiện tự nhiên - xã hội theo hướng chọn loại cây trồng, vật nuôi có năng suất, chất lượng và đem lại hiệu quả kinh tế cao đưa vào sản xuất Diện tích đất trồng lúa, màu chiếm khoảng 43,67% diện tích đất tự nhiên của toàn huyện

b) Lâm nghiệp: Tiềm năng đất đai cho sản xuất lâm nghiệp còn rất lớn, song hầu hết các

diện tích này đều ở các khu vực có độ dốc lớn, giao thông đi lại khó khăn Trong những năm qua, tỉnh đã tổ chức thực hiện chương trình trồng mới 5 triệu ha rừng, lồng ghép thực hiện các chương trình dự án và đã đạt được kết quả khá rõ nét Độ che phủ của rừng tăng từ 33,4% lên 38,5%

c) Công nghiệp: Các cơ sở sản xuất công nghiệp chủ yếu tập trung vào hoạt động trong lĩnh

vực chế biến nông, lâm sản, thực phẩm, hàng tiêu dùng, Trong nhóm ngành công nghiệp

khai thác, các doanh nghiệp chủ yếu hoạt động trong lĩnh vực khai thác đá, vật liệu xây dựng.

1.5 Điều kiện giao thông

Tại vùng dự án có một số tuyến đường giao thông rải đất cấp phối với chiều rộng từ

5 ÷ 7m Với địa chất đất có tính sét cao, vào mùa mưa các tuyến đường giao thông trên bị xói lở nhiều và rất lầy lội, các phương tiện cơ giới khó có thể vận chuyển được Khi xây dựng công trình cần nâng cấp, cải tạo lại tuyến đường dân sinh từ trung tâm xã đến khu vực công trình với chiều dài 2km

1.6 Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước

và một phần lòng suối Hồng Lếch với 2 khoảnh như sau:

+ Khoảnh 1 - có diện tích khoảng 194 000m2 nằm về 2 dải đồi sườn phải và sườn trái hồ.cự ly gần nhất cách tim đập khoảng 250m; phạm vi khai thác từ cao độ +528,00m đến +554,0m

+ Khoảnh 2 - có diện tích khoảng 46 000m2 là phần thềm sông Hồng Lếch phía thượng lưu tuyến đập 150m; phạm vi khai thác từ cao độ +524,00m đến +533,00m

Tại mỏ, có thể khai thác lớp đất như sau làm vật liệu đắp:

Lớp 2: Cuội tảng đá cát kết, mài mòn trung bình, kích thước từ 3cm đến 20cm lẫn cát sạn đôi chỗ xen các lớp sét pha màu xám vàng, xám đen Đất có nguồn gốc bồi lũ tích apQ Chiều dầy khai thác từ 2,0 ÷ 3,0m; trữ lượng khai thác lớp 2 được V1 = 115 250m3 Theo kết quả thí nghiệm các mẫu đất lấy tại lớp cho thấy: Đất không trương nở đến trương nở yếu, tốc độ tạn rã trong nước từ nhanh đến trung bình, cường độ của đất trong điều kiện bão hoà nước ít suy giảm

Lớp 3a: Sét mầu xám vàng, nâu vàng lẫn dăm mảnh nhỏ, trạng thái dẻo cứng nguồn gốc sườn tích đá cát, bột kết edQ Chiều dầy khai thác từ 2,1 ÷ 2,5m; trữ lượng khai thác lớp 3a được V1 = 211 610m3 Theo kết quả thí nghiệm các mẫu đất lấy tại lớp cho thấy Đất không trương nở đến trương nở yếu, tốc độ tan rã trong nước từ chậm đến trung bình, cường độ của đất trong điều kiện bão hoà nước suy giảm nhanh.

Lớp 4a: Sét pha nặng mầu xám vàng, xám ghi lẫn dăm mảnh nhỏ, trạng thái dẻo cứng nguồn gốc sườn tích đá cát, bột kết edQ Chiều dầy khai thác từ 2,5 ÷ 3,0m; trữ lượng khai thác lớp 4a được V1 = 60 500m3 Theo kết quả thí nghiệm các mẫu đất lấy tại lớp cho thấy Đất trương nở yếu đến trung bình, tốc độ tạn rã trong nước từ nhanh đến trung bình, cường

độ của đất trong điều kiện bão hoà nước ít suy giảm đến trung bình

b) Mỏ vật liệu đất số 2

Khu vực khai thác của mỏ gồm 1 dải đồi thuộc dông đồi phía hạ lưu tràn của hồ Hồng Lếch Mỏ có diện tích khoảng 192 500m2 phạm vi khai thác từ cao độ +528,00m đến +554,0m Tại mỏ, có thể khai thác lớp đất như sau làm vật liệu đắp:

Lớp 2a: Sét mầu xám vàng, nâu vàng lẫn dăm mảnh nhỏ, trạng thái dẻo cứng nguồn gốc của đá cát bột kết (dQ) Chiều dầy khai thác từ 1,5 ÷ 2,7m; trữ lượng khai thác lớp 2a được V1 = 320 800m3 Theo kết quả thí nghiệm các mẫu đất lấy tại lớp cho thấy: đất trương

nở yếu, tốc độ tạn rã trong nước trung bình, cường độ của đất trong điều kiện bão hoà nước suy giảm mạnh

Lớp 2b: Sét mầu nâu đỏ lẫn dăm mảnh nhỏ, trạng thái dẻo cứng nguồn gốc sườn tích

đá bột kết (dQ) Chiều dầy khai thác từ 1,7 ÷ 2,0m; trữ lượng khai thác lớp 2b được V1 =

115 500m3 Theo kết quả thí nghiệm các mẫu đất lấy tại lớp cho thấy: đất không trương nở, tốc độ tạn rã trong nước trung bình, cường độ của đất trong điều kiện bão hoà nước suy giảm mạnh

Lớp 2c: Đá bột kết phong hóa mãnh liệt phần lớn đã biến đổi thành sét mầu xám trắng, đốm đỏ, trạng thái dẻo cứng Nguồn gốc sườn tàn tích trên đá bột kết (edQ) Chiều dầy khai thác từ 2,0 ÷ 4,0m.; trữ lượng khai thác lớp 2c được V1 = 577 500m3 Theo kết quả thí nghiệm các mẫu đất lấy tại lớp cho thấy: đất trương nở yếu, tốc độ tạn rã trong nước trung bình, cường độ của đất trong điều kiện bão hoà nước suy giảm mạnh

1.6.1.2 Cát, đá, sỏi, xi măng

Vật liệu xây dựng được cung cấp tại TP Điện Biên có trữ lượng dồi dào, chất lượng tốt Đường vận chuyển thuận tiện, khoảng cách từ công trình đến Thành phố là 10km đường cấp IV Nguyên vật liệu đặc biệt được mua tại Hà Nội

Bảng 1.9 Nơi cung cấp và cự li vận chuyển một số loại vật liệu chính

1.6.1.3 Điều kiện cung cấp năng lượng, điện, nước

+ Xăng dầu: Để có xăng dầu cho thi công công trình cần phải mua hoặc hợp đồng với công ty xăng dầu có cơ sở đóng tại Thành phố Điện Biên Phủ để cung cấp

+ Cung cấp điện: Gần khu vực công trình đầu mối hồ chứa đã có điện lưới Quốc gia chạy qua, để sử dụng được nguồn điện này, cần phải làm thủ tục xin điểm đấu dây để sử dụng Trong trường hợp chưa làm các thủ tục đấu dây, đơn vị thi công cần chuẩn bị các máy phát điện dự phòng

+ Cung cấp nước: Nước dùng trong thời gian thi công bao gồm nước cho sản xuất thi công, nước cho sinh hoạt, nước cho phòng chống cháy nổ, …

Nước dùng cho sinh hoạt được khai thác từ nước ngầm bằng các giếng khoan trong khu vực, có bể lọc nước đảm bảo vệ sinh

Nước dùng cho thi công, đặc biệt là nước để trộn bê tông dùng nguồn nước hồ, sông suối… được bơm lên các bể chứa để sử dụng

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

- Được cung cấp đầy đủ phục vụ đảm bảo cho thi công

- Thiết bị được chế tạo tại nhà máy, sau đó vận chuyển đến công trường để tổ hợp và lắp đặt

- Thiết bị của công trình đầu mối gồm: cửa van, máy đóng mở… sử dụng cần cẩu và

pa lăng để lắp đặt Với cửa van cống, lưới chắn rác,… lắp đặt bằng thủ công

- Thiết bị cơ khí của hệ thống kênh được chế tạo sẵn tại nhà máy và lắp đặt thủ công tại hiện trường

1.8 Thời gian thi công được phê duyệt

Công trình đầu mối hồ chứa được thi công trong 2 năm Năm 2011 và 2012

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

- Là khu vực có vị trí quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Điện Biên nói chung và huyện Điện Biên nói riêng

- Là 1 trong 11 xã trong cả nước được chọn xây dựng thí điểm mô hình nông thôn mới

- Lực lượng lao động dồi dào, có kinh nghiệm trong sản xuất

- Chính sách phát triển kinh tế - xã hội được mở rộng theo hướng cơ chế thị trường

- Vùng dự án có một số tuyến đường giao thông rải đất cấp phối với chiều rộng từ 5 ÷ 7m Với địa chất đất có tính sét cao, vào mùa mưa các tuyến đường giao thông trên bị xói lở nhiều và rất lầy lội, các phương tiện cơ giới khó có thể vận chuyển được

- Khu vực công trình hiện đã được phủ sóng điện thoại di động và mạng viễn thông hữu tuyến đi qua Tạo điều kiện thuận lợi phục vụ cho quá trình triển khai thi công công trình đảm bảo thông tin liên lạc thông suốt, phục vụ quá trình thi công

1.9.2 Khó khăn

- Là một huyện nghèo với rất nhiều khó khăn, xuất phát điểm về kinh tế xã hội thấp, đất sản xuất ít, cơ sở vật chất chưa có gì, thu ngân sách thấp, nông nghiệp chiếm tỷ trọng lớn, sản xuất hàng hoá chưa phát triển nhiều.

- Địa hình khu vực có nhiều mỏm núi sườn tương đối dốc gây khó khăn cho việc vận chuyển các thiết bị máy móc cũng như vật liệu phục vụ cho quá trình thi công công trình

- Hệ thống kết cấu hạ tầng yếu kém, nhất là giao thông, cấp điện, cấp nước và các dịch

vụ thương mại cũng là một trong những trở ngại gây khó khăn cho quá trình thi công

- Thiếu quy hoạch và hệ thống biện pháp đồng bộ Nguồn nhân lực chưa được đào tạo bài bản, thiếu đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật và công nhân lành nghề trong việc tiếp thu công nghệ kỹ thuật mới

- Vùng dự án có một số tuyến đường giao thông rải đất cấp phối với chiều rộng từ 5 ÷ 7m Với địa chất đất có tính sét cao, vào mùa mưa các tuyến đường giao thông trên bị xói lở nhiều và rất lầy lội, các phương tiện cơ giới khó có thể vận chuyển vật việu phục vụ cho thi công được

Chương 2 Công tác dẫn dòng thi công

2.1 Nhiệm vụ và ý nghĩa của dẫn dòng thi công

Đập công trình hồ chứa nước có nhiệm vụ ngăn toàn bộ lòng suối Hồng Lếch tạo hồ chứa Trong khi thi công cần phải đảm bảo móng đập phải khô ráo để đào, xử lý nền cũng như đắp đập Hơn nữa trong quá trình thi công công trình cần đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp nguồn nước phía hạ du Do đó, dẫn dòng thi công là công việc tất yếu mà nhiệm

vụ của nó là:

- Bảo vệ hố móng được khô ráo để tiến hành thi công đập

- Dẫn nước sông từ thượng lưu về hạ lưu để đáp ứng nhu cầu sản xuất và sinh hoạt và bảo vệ các công trình phía hạ du

Công tác dẫn dòng thi công rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch tiến độ thi công của toàn bộ công trình, hình thức kết cấu, chọn và bố trí công trình thuỷ lợi đầu mối, chọn phương pháp thi công và bố trí công trường và ảnh hưởng đến giá thành công trình Do đó, cần thấy rõ mối liên hệ giữa các yếu tố trên và tầm quan trọng của công tác dẫn dòng để đưa ra những phương án tối ưu cả về kinh tế và kỹ thuật

2.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến lựa chọn phương án dẫn dòng

2.2.1 Điều kiện thủy văn

Công trình hồ chứa nước nằm trong khu vực chịu ảnh hưởng của vùng nhiệt đới gió mùa: nắng nóng, mưa nhiều, độ ẩm cao, bốc hơi nhiều Nhiệt độ mang đặc trưng của vùng miền núi, nhiệt độ lên cao vào những tháng mùa hè và giảm đáng kể vào những tháng mùa đông

Mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 9), mùa khô (từ tháng 11 đến tháng 3), tháng 10 và tháng 4 là hai tháng chuyển tiếp Lượng mưa phân phối không đều, chiếm tỷ lệ lớn trong mùa mưa; mùa khô lượng mưa ít, tuy nhiên vào tháng 4, tháng 10 có thể xuất hiện một vài trận mưa gây lũ

Bảng 2.1 lưu lượng vào mùa kiệt ứng với tần suất P = 10%

2.2.2 Điều kiện địa chất

- Nền lòng suối là lớp cuội sỏi cứng có khả năng chống xói tốt do vậy mà khả năng thu hẹp của lòng sông có thể đạt mức lớn hơn nền khác

2.2.3 Điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy

Công trình đầu mối Điện Biên1 là một công trình có quy mô tương đối lớn, thời gian thi công trong 2 năm, do đó trong quá trình thi công phải đưa nước từ thượng lưu về hạ lưu

để đảm bảo lợi dụng tổng hợp nguồn nước phía hạ ở mức cao nhất Đồng thời tiêu thoát nước kịp thời bảo vệ hố móng trong khi thi công Vì vậy công trình dẫn dòng thiết kế phải

đảm bảo đáp ứng được cả yêu cầu thi công và lợi dụng tổng hợp dòng chảy.

2.2.4 Cấu tạo và bố trí công trình

- Tuyến tràn xả lũ nằm bên bờ vai phải đập

- Cống lấy nước được bố trí bên bờ phải

2.3 Phương án dẫn dòng thi công

Sau khi phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến công tác dẫn dòng thi công có thể đưa ra các phương án dẫn dòng như sau:

Phương án 1

Phương án này phải đắp đê quai 2 lần: lần 1 đắp phía bờ phải, dẫn dòng qua lòng sông

tự nhiên và lòng sông thu hẹp phiá bờ trái để về hạ lưu, đảm bảo nước tưới liên tục trong mùa khô, còn lần 2 sẽ đắp chặn dòng để dẫn dòng qua lỗ xả tràn

Bảng 2-2 Phương án dẫn dòng thứ nhất

Năm Thời

gian

Công trình dẫn dòng

Lưu lượng dẫn dòng

Các công việc phải làm

P10%

3,3 m3/s

+ Chuẩn bị mặt bằng thi công, xây dựng

+ Đắp đê quai dọc phiá bờ phải+ Đào móng thi công tràn xả lũ+ Đào bóc phần móng đập phía bờ phải và đắp đập đến cao trình vượt lũ năm 1

+ Đào móng cống và thi công cống, phần thân cống

P10%

128 m3/s

+ Thi công tràn xả lũ+ Đào bóc 1 phần móng đập phía bờ trái ở cao trình 542,5 m và tiếp tục thi công đập phía bờ phải đến cao trình thiết kế 547,5m

+ Gia cố mái đập thượng hạ lưu, + Thi công cống ngầm, kênh sau cống

3,3 m3/s

+ đầu tháng 11 Ngăn dòng đắp đê quai thượng

hạ lưu

+ Thi công đào bóc móng đập phía bờ trái, thi

công đắp đập vượt lũ đạt cao trình +547.5m, đắp đập theo mặt cắt kinh tế

Lưu lượng dẫn dòng Các công việc phải làm và các mốc khống chế

P10%

3,3 m3/s

+ Chuẩn bị mặt bằng thi công: Xây dựng lán trại, làm đường thi công, vận chuyển trang thiết bị xe máy, lắp đặt điện nước, bố trí nhân lực để phục vụ công trường

+ Đắp đê quai phía bờ phải+ Mở móng thi công tràn xả lũ+ Thi công cống ngầm (tối thiểu xong phần thân cống), kênh sau cống

P10%

128 m3/s

+ Tiếp tục thi công đập chính+ Gia cố mái thượng và hạ lưu+ Tiếp tục thi công cống ngầm+ Tiếp tục thi công tràn xả lũ

bờ phải

P10%

3,3 m3/s

+ đầu tháng 11 ngăn dòng+ Thi công đập đắp đập vượt lũ đến cao trình thiết kế

+ Hoàn thiện cống lấy nước+ Tràn: đổ bê tông đạt cao trình thiết kế

+ Tràn hoàn thiện xong.

+ Hoàn thiện và bàn giao công trình

Lưu lượng dẫn dòng Các công việc phải làm và các mốc khống chế

P10%

3,3 m3/s

Chuẩn bị mặt bằng thi công: Xây dựng lán trại, làm đường thi công, vận chuyển trang thiết bị xe máy, lắp đặt điện nước, bố trí nhân lực để phục vụ công trường

+ Đắp đê quai phía bờ phải, đắp đập+ Mở móng thi công tràn xả lũ+ Thi công cống ngầm (tối thiểu xong phần thân cống), kênh sau cống

P10%

128 m3/s

+ Tiếp tục đắp đập chính+ Tiếp tục thi công tràn xả lũ+ Hoàn thiện cống xả đáy

bờ phải

P10%

3,3 m3/s

+ Ngăn dòng sông chính+ Thi công đập chính đến cao trình thiết kế+ Hoàn thiện cống ngầm

+ Tràn: đổ bê tông đạt cao trình thiết kế

+ Tràn chính hoàn thiện xong

+ Hoàn thiện khu quản lý, đường quản lý

2.4 Lựa chọn phương án dẫn dòng

2.4.1 Nguyên tắc của việc lựa chọn phương án dẫn dòng

Lựa chọn phương án dẫn dòng theo nguyên tắc:

- Thi công được thuận tiện, liên tục an toàn và chất lượng cao

- Thời gian thi công ngắn nhất

- Phí tổn về dẫn dòng và giá thành công trình rẻ nhất.

- Đảm bảo yêu cầu tổng hợp lợi dụng tới mức cao nhất phía hạ du

2.4.1 Phân tích đánh giá, ưu nhược điểm của từng phương án về mặt kỹ thuật

2.4.1.1 Phương án 1

* Ưu điểm

- Tương đối dễ khi thực hiện công tác dẫn dòng

- Tổ chức thực hiện đơn giản

- Trình tự và tiến độ thi công hợp lý

- Đơn giản cho việc tổ chức thực hiện công tác dẫn dòng

- Thời gian thi công đảm bảo vượt lũ rất chắc chắn

* Nhược điểm

- Đê quai dài và lớn, giá thành cao, lượng nước thấm vào hố móng sẽ lớn hơn

- Phải đắp đê quai thượng lưu 2 lần, khối lượng đắp đất đê quai lớn

2.4.1.3 Phương án 3

* Ưu điểm

- Đơn giản cho việc tổ chức thực hiện công tác dẫn dòng

- Thời gian thi công đảm bảo vượt lũ rất chắc chắn

- Đảm bảo tưới trong thời gian thi công

- Trình tự và tiến độ thi công nhịp nhàng thuận lợi

So sánh về kỹ thuật và kinh tế ta thấy:

- Về kỹ thuật nên chọn phương án 1 để đảm bảo cho thi công công trình Về kinh tế thì phương án 1 tương đối tốn kém tuy nhiên đắp đê quai có thể thi công trong mùa lũ các hạng mục công trình phía trong đắp đê quai đồng thời lại đảm bảo lợi dụng dòng chảy phía hạ du

- Phương án 3 đảm bảo thời gian tưới nhưng khi đắp đập chính vượt lũ là rất căng thẳng

- Để tránh căng thẳng trong khi đắp đập chính vượt lũ thì nên chọn phương án 1 hoặc phương án 2.

Từ đó ta chọn phương án 1 để đảm bảo về kinh tế và kỹ thuật

2.6 Xác định lưu lượng dẫn dòng thi công

2.6.1 Xác định cấp công trình

Theo QCVN 04 – 05 : 2012/BNNPTNT, cấp công trình đầu mối được lựa chọn từ cấp xác định theo năng lực phục vụ của chính đầu mối đó hoặc từ cấp xác định theo đặc tính

kỹ thuật của các hạng mục công trình có mặt trong công trình đầu mối:

- Theo năng lực phục vụ: Điện Biên 1 có nhiệm vụ tưới 225ha lúa, 60ha màu và 20ha nuôi trồng thuỷ sản thuộc công trình cấp III

- Theo đặc tính kỹ thuật của hạng mục đập đất: Đập có chiều cao H = 31,9m trên nền

đá thuộc công trình cấp II

Vậy cấp của công trình là cấp II

Ta xác định được công trình đầu mối hồ chứa nước thuộc cấp II

Theo bảng 2 của QCVN 04 - 05 : 2012, ta xác định được cấp thiết kế công trình tạm thời là cấp IV

Mùa lũ, dẫn dòng từ tháng 5 đến tháng 10

2.6.4 Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng

Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công là lưu lượng lớn nhất trong thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công ứng với tần suất thiết kế dẫn dòng thi công đã chọn

Mùa khô: Theo kết quả tính toán Qdd mùa kiệt với P=10% thì lưu lượng lớn nhất trong thời đoạn dẫn dòng là tháng 4, lưu lượng đạt Qmax = 3,3 m3/s Để đảm bảo công trình dẫn dòng được an toàn ta chọn lưu lượng dẫn dòng là 3,3 m3/s

Mùa lũ: Lưu lượng lũ lớn nhất là ứng với tần suất P10% = 128 m3/s Chọn lưu lượng dẫn dòng mùa lũ là 128 m3/s

2.7 Tính toán thủy lực cho phương án dẫn dòng

2.7.1 Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

Trong mùa khô năm thi công thứ nhất ta bắt đầu đắp đập và đê quai, phần đập chính bên bờ phải, nên đến mùa lũ năm thi công thứ nhất dòng chảy qua đây sẽ dâng nên do lòng dẫn đã bị co hẹp lại

2.7.1.1 Mục đích

- Xác định quan hệ Q~ZTL khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

.- Xác định mực nước thượng hạ lưu từ đó biết cao trình đê quai thượng và hạ lưu bảo

vệ hố móng

- Xác định cao trình đắp đập chống lũ cuối mùa khô

- Kiểm tra điều kiện xem có gây xói lở lòng sông không

2.7.1.2 Nội dung tính toán

a) Sơ đồ tính toán thuỷ lực qua lòng sông thu hẹp

c

∆Z H

Hình 2-4 Mặt cắt dọc lòng sông thu hẹp

Hình 2-5 Mặt cắt ngang lòng sông thu hẹp

b) Cách tính:

- Mùa khô năm thứ nhất

+ Với lưu lượng dẫn dòng mùa lũ Qkiệt = 3,3 m3/s tra quan hệ Q - Zhl ta được Zhl (m)

+ Dựa mặt cắt ngang sông tại tuyến đập ứng với mực nước Zhl (m) ta đo được diện tích mặt cắt ngang sông ban đầu là: ω1

Ta giả thiết chênh lệch mực nước thượng và hạ lưu qua đoạn lòng sông thu hẹp là:

Giả thiết ∆Zgt = 0,01m ⇒ ZTL = ZHL + ∆Zgt

Đo diện tích của hố móng và đê quai chiếm chỗ ta được: ω2 (m2)

+ Vậy mức độ thu hẹp lòng sông là:

VΔZ

2 0 2

2 c

=

− + Vc: Là lưu tốc bình quân tại mặt cắt thu hẹp của lòng sông (m/s)

+ Q: Là lưu lượng lũ max qua mặt cắt (Q = 3,3 m3/s)

+ ε: Hệ số co hẹp Hệ số co hẹp 1 bên ε = 0,95 (giáo trình Thi công tập I)

Ta thấy: ∆Ztt≈∆Zgt → Vậy giả thiết đúng, nếu ∆Ztt ≠ ∆Zgt tinh giả thiết lại

→ Mực nước sông phía thượng lưu về mùa kiệt;

- Kiểm tra điều kiện chống xói:

Q

=> Vc = 0,95*(128 68,32)3,3− = 0,06m/s)

Tra bảng 1-2 lưu tốc bình quân cho phép không xói trong giáo trình thi công tập 1 ta được

VKX =2.4 (m/s).So sánh Vc < [V]kx nền không bị xói

- Cao trình đỉnh đê quai mùa kiệt năm thứ nhất là:

ZđqTL = ZTL + δ (δ=0,5÷0,7 m) Vậy: ZđqTL = 528,38 + 0,42 = 528,8 m

- Mùa lũ năm thứ nhất:

+ Với lưu lượng dẫn dòng mùa lũ Qlũ tra quan hệ Q - Zhl ta được Zhl

+ Dựa mặt cắt ngang sông tại tuyến đập ứng với mực nước ta đo được diện tích mặt cắt ngang sông ban đầu là: ω1

Ta giả thiết chênh lệch mực nước thượng và hạ lưu qua đoạn lòng sông thu hẹp là:

Giả thiết ∆Zgt = 0,1m ⇒ ZTL = ZHL + ∆Zgt

Đo diện tích của hố móng và đê quai chiếm chỗ ta được: ω2

+ Vậy mức độ thu hẹp lòng sông là:

VΔZ

2 0 2

2 c

=

− + Vc: Là lưu tốc bình quân tại mặt cắt thu hẹp của lòng sông (m/s)

+ Q: Là lưu lượng lũ max qua mặt cắt (Q = 128 m3/s)

+ ε: Hệ số co hẹp Hệ số co hẹp 1 bên ε = 0,95 (giáo trình Thi công tập I)

Ta thấy: ∆Ztt≈∆Zgt → Vậy giả thiết đúng, nếu ∆Ztt ≠ ∆Zgt tinh giả thiết lại

→ Mực nước sông phía thượng lưu về mùa lũ;

ZTL = Zhl + ∆Z

- Kiểm tra điều kiện chống xói:

Tùy thuộc vào điều kiện, năng lực của nhà thầu có thể đắp qua cao trình vượt lũ năm 1.Lưu tốc dòng chảy lớn nhất tại mặt cắt co hẹp xảy ra vào mùa lũ Vc max = 1,523m/s

Tra bảng 1-2 lưu tốc bình quân cho phép không xói trong giáo trình thi công tập 1 ta được

VKX =2.4 (m/s).So sánh Vc < [V]kx nền không bị xói

2.7.2 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống ngầm

2.7.2.1 Mục đích

- Xác định mực nước thượng hạ lưu

- Chế độ chảy trong cống

- Kiểm tra xem cống có thể đáp ứng được lưu lượng đó hay không

- Lợi dụng công trình lâu dài để dẫn dòng hợp lý về kinh tế và kỹ thuật

- Xác định mực nước đầu cống, từ đó xác định cao trình đỉnh đê quai, cao trình đắp đập vượt lũ…

Các thông số của cống ngầm:

+ Lưu lượng thiết kế : QTK = 0,52 m3/s

+ Cao trình cửa vào : ∇cv = 533 m

Theo giáo trình Thủy lực tập 2, trường Đại học Thủy lợi năm 2006 thì dòng chảy

+ Giả thiết các cấp lưu lượng Qi qua cống, giả thiết trạng thái chảy

+ Vẽ đường mặt nước trong cống, từ đó kiểm tra lại chế độ chảy

+ Dựa theo chế độ chảy xác định mực nước thượng lưu trước cống

+ Vẽ quan hệ Q ∼ Ztlcống

- Giả thiết các cấp lưu lượng qua cống: Qi = 1,0; 1,5; 3,3(m3/s)

+ Với các cấp lưu lượng Q = 1,0; 1,5; 2 ta giả thiết cống làm việc không áp

Tính với các cấp lưu lượng ta được kết quả như bảng sau:

Hình 2.3 Sơ đồ tính toán thủy lực qua cống ngầm

Lưu lượng dẫn dòng qua cống vào mùa kiệt QTK = 3,3 m3/s Coi dòng chảy qua cửa vào cống như đập tràn đỉnh rộng, dòng chảy trong thân cống coi như kênh chữ nhật có độ nhám n = 0,014 Để kiểm tra chế độ chảy tại cửa vào cống ta vẽ đường mặt nước trong cống

để tìm độ sâu đầu cống

- Tính độ sâu phân giới (dòng không đều) trong cống: 3

2

2 k

Xuất phát từ dòng chảy cuối cống hcc= hk ta tính ngược lên trên đầu cống xác định cột nước hx

Tiến hành vẽ đường mặt nước trong cống theo phương pháp cộng trực tiếp, vẽ từ cuối cống lên đầu cống với độ sâu cuối cống là hcc = hk Kết quả tính toán trong

bảng 2.2 Kết quả tính đường mặt nước trong cống

Q = 1m3/s i=0 n = 0,014 b=1m L = 108m hk = 0.467m

0.467 0.467 1.934 0.2415 27.698 2.1413 0.2337 0.7007 0.006 0 0.517 0.517 2.034 0.2542 28.661 1.9342 0.19069 0.70769 -0.007 0.0046 0.005

0.005 1.3259 1.3259 0.577 0.577 2.154 0.2679 29.682 1.7331 0.15309 0.73009

0.0224 0.0034 0.004

0.004 5.6267 6.9527 0.6191 0.619 2.238 0.2766 30.324 1.6152 0.13298 0.75208 -0.022 0.0028 0.003

0.003 7.0396 13.992 0.6841 0.684 2.368 0.2889 31.213 1.4618 0.10891 0.79301 0.0409- 0.0022 0.003 0.003- 16.273 30.265 0.7631 0.763 2.526 0.3021 32.157 1.3104 0.08753 0.85063 0.0576- 0.0017 0.002 0.002- 29.901 60.166

1.292 1.292 3.583 0.360 36.17 1.55 0.122 1.414 -0.065 0.002 0.002 - 32.642 108.092

Kiểm tra chế độ chảy ở cửa vào cống:

Độ sâu đầu cống với các cấp lưu lượng Q i

x k

x h

h h h

Xác định chỉ tiêu chảy của đập tràn đỉnh rộng nối tiếp với cống

Q(m³/s) hk(m) hx(m) hx/hk (hn/hk)pg Chế độ chảy

3,3 0,741 1,292 1,74 1,4 Chảy ngập

- Từ công thức tính lưu lượng đập tràn chảy ngập: Q = ϕnbhx 2g(H0 − hx)

→ 2 x

x 2 2 n

2

h2ghb

Q

ϕLấy φn = 0,93 ứng với m = 0,35 (theo Cumin),Q=2m3/s thay số vào công thức:

- Kiểm tra lại trạng thái chảy : D = 1,2 m

+ Với các cấp lưu lượng Q = 3,0 ta giả thiết cống làm việc là có áp

Kiểm tra chế độ chảy

73 , 1 972 , 0

682 , 1

k

pg k

x h

- Tính và vẽ đường mực nước trong cống

theo đó độ sâu tại mặt cắt c:c là hx= 1,73 (m).

, 9 2 1 36 , 0

3

2

3 / 2 3

/ 2

g b

m

Q H

V.H

H

2 0 TR

0 TR

0 , 3

x H b

Q V

75.3.1524,

d

)hL.iH.(

g2

Q =ϕcω 0 + − n

⇒ (.iL h )(*)

g.2

L.g21

2 c

c

ξα

2 2

1 1

.

1

c CR

h

h b

h

h b

ωωε

Khi mở hết cửa van ta có a=h; mặt khác hc= ε.a

⇒

2 2

1

1 1

2,1

χ

ω

, ta được: C. R = 37 , 62

592 , 0 264 , 1415

108 62 , 19 351 , 0 1

+ +

0,3

2 2

71,

- Tính cao trình mực nước trước cống.

ZC=ZĐC+h= 533+1,71= 534,71 (m)

+ Với cấp lưu lượng Q = 4,0 ta giả thiết cống làm việc là có áp

Kiểm tra chế độ chảy

Từ kết quả tính toán ta xác định được: hx= 1,782 m

513 , 1 177 , 1

782 , 1

x h

, 9 2 1 36 , 0

4

2

3 / 2 3

/ 2

g b

m

Q H

V.H

H

2 0 TR

0 TR

4

x H

b

Q V

4.1635,

d

)hL.iH.(

g2

Q =ϕcω 0 + − n

⇒ (.iL h )(*)

g.2

2 c

c

ξα

b.h

h.b1

Khi mở hết cửa van ta có a=h; mặt khác hc= ε.a

⇒

2 2

a

Giả thiết: a/H= 0,5; tra bảng (16-1)_BTTL, ta được: ε= 0,645

645,0

2,1

108 62 , 19 453 , 0 1

+ +

0,4

2 2

671,2

- Tính cao trình mực nước trước cống

ZC=ZĐC+h= 533+2,671= 535,671 (m)

, 9 2 1 36 , 0

4

2

3 / 2 3

/ 2

g b

m

Q H

V.H

H

2 0 TR

0 TR

0 , 4

x H

b

Q V

4.1846,1

d

)hL.iH.(

g2

Q =ϕcω 0 + − n

⇒ ( iL h )(*)

g.2

L.g212 c

c

ξα

h.b1

Khi mở hết cửa van ta có a=h; mặt khác hc= ε.a

⇒

2 2

a

Giả thiết: a/H= 0,3; tra bảng (16-1)_BTTL, ta được: ε= 0,625

625,0

5,12,

146 62 , 19 51 , 0 1

+ +

0,4

2 2

671,

- Tính cao trình mực nước trước cống

2.8 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua tràn chính.

2.8.1 Mục đích

- Xác định mực nước lũ trong hồ ZTLmax và lưu lượng xả qua tràn qxả max khi dẫn dòng xả lũ

- Xác định cao trình đắp đập vượt lũ, các cao trình phòng lũ

2.8.2 Nội dung tính toán

- Sơ bộ xác định các thông số của tràn

Tràn tự do bố trí tại bên phải đập đất kiểu máng tràn ngang nối tiếp bằng dốc nước

ở phía sau

+ Tràn có các thông số sau:

Cao trình ngưỡng tràn : ∇nt = + 544,2 (m)

Chiều rộng tràn nước : Bnt =9 (m)

Lưu lượng xả thiết kế : Qxả = 170,65 (m3/s)

- Mục đính tính toán thuỷ lực qua tràn nhằm xác định quan hệ giữa lưu lượng xả qua tràn

và cao trình mực nước trong hồ

Tính toán thuỷ lực qua tràn ta có thể dùng trường hợp đập tràn đỉnh rộng chảy tự do vì sau đỉnh tràn là dốc nước

* Các bước tính toán như sau:

- Giả thiết các cấp lưu lượng Qi khác nhau

- Áp dụng công thức tính lưu lượng đối với đập tràn đỉnh rộng chảy không ngập

Qi = m.B.(2.g)1/2.Hoi3/2 tính được trị số Hoi→ Hi

⇒ ZTL = Zngưỡng + Hi = 544,2 + Hi

Ở đây ta tiến hành tính toán cho một trường hợp cụ thể, các trường hợp khác tính toán tương tự Từ các kết quả tính toán đó ta vẽ được quan hệ Q ~ ZTL khi chỉ cho đập tràn thực hiện dẫn dòng

* Tính toán với cấp lưu lượng Qi

Áp dụng công thức tính lưu lượng đối với đập tràn đỉnh rộng chảy không ngập ta có:

Q = m.B 2.g 32

0

H →

2 3

2.

Q H

=

Trong đó:Q - lưu lượng tràn qua đập

m - hệ số lưu lượng, lấy sơ bộ theo kinh nghiệm trong bảng 14-3 (bảng tra thuỷ lực) m = 0,34

B - bề rộng tràn nước B = 9 m

Thay số vào công thức ta tính được:H0

→ H = Ho -

2 0

Hình2-6 quan hệ Q xả ~ Z TL khi dẫn dòng qua móng đập tràn.

Cao trình đắp đập vượt lũ khi dẫn dòng qua tràn

Z đắp đập = Ztl + δ (Với δ =0,5 - 0,7độ vượt cao an toàn)

Vậy Z đắp đập = 547 + 0,5 = 547,5 m

2.8.3 Tính toán điều tiết lũ

2.8.3.1 Mục đích

- Xác định mực nước lũ trong hồ ZTLmax và lưu lượng xả qxả max của tràn khi xả lũ

- Xác định cao trình đắp đập vượt lũ, các cao trình phòng lũ

2.8.3.2 Nội dung tính toán

- Vì không có đủ tài liệu thuỷ văn nên ta tính toán điều tiết lũ theo phương pháp Kôtrêrin Lưu vực tính toán có diện tích tập trung nước nhỏ, lũ tập trung nhanh Coi lũ có dạng tam giác

- Tiến hành tính toán với trận lũ có tần suất P = 10% và có lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất

q(1WW

)W

W(1Qq

max

max L

m

L

m max

128 2

.T

=3,456 (106m3)+ T: là thời gian trận lũ đến, T = 15 (giờ)

+ qmax:là lưu lượng xả max qua tràn (m3/s)

+ Qmax: là lưu lượng đỉnh lũ đến Qmax = 128 (m3/s)

- Từ phương trình (1) ta thấy có 2 đại lượng cần xác định là qm và Wm vì chỉ có một phương trình nhưng lại có 2 ẩn số do đó ta phải giải bằng phương pháp tính đúng dần

Từ quan hệ Qtràn ~ Zhồ thì ứng với các giá trị qxả ta sẽ xác định được cao trình mực nước Zi trong hồ tương ứng.

Từ Zhồ tra quan hệ Z ~ W ta xác định được các dung tích W trong hồ

H = Zhồ -Zngưỡng tràn

- Nếu qmaxgt ≈ qxatt thì qmaxgt là đúng

Ta lập bảng tính điều thiết ứng với các qmaxgt như sau:

Bảng 2.9-Bảng tính toán điều tiết lũ

Từ kết quả tính trong bảng ta thấy qmaxgt ≈ qtt = 127,6 ứng với Ztl = 545,35 m

Z đắp đập = Ztl + δ (Với δ =0,5-0,7 độ vượt cao an toàn)

Vậy Z đắp đập = 545,35 + 0,49 = 545,8 m

Vậy cao trình đắp đập vượt lũ là: Z đắp đập =546 m

2.9 Thiết kế kích thước đê quai

−Đê quai là công trình ngăn nước tạm thời, ngăn cách hố móng với dòng chảy để tạo điều kiện cho công tác thi công hố móng được khô ráo

−Tuyến đê quai: chọn tuyến đê quai trên nền địa chất tốt, ổn định và có khả năng chống xói Tuyến đê quai được thể hiện trên bản vẽ dẫn dòng thi công số 1 và 2

−Kích thước mặt cắt đê quai: Kích thước mặt cắt đê quai được thể hiện trên bản vẽ dẫn dòng thi công số 1 và 2

−Cao trình đỉnh đê quai:

+ Đê quai mùa khô năm thứ nhất:

Ztl− Cao trình mực nước thượng lưu

δ − Độ vượt cao an toàn: δ = 0,5÷0,7m

+ Đê quai thượng lưu mùa khô năm thứ hai: Chọn đê quai có mặt cắt hình thang, mtl= 1,5, mhl= 1,5 bề rộng b= 3m, Zđqtl2 = 535,2m

+ Đê quai hạ lưu:

Đê quai hạ lưu mùa khô năm thứ hai chọn b = 3m, đê quai có mặt cắt hình thang, mtl= 1,5, mhl= 1,5

2.10 Ngăn dòng

Căn cứ để chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng theo Theo QCVN 04 – 05 : 2012/BNNPTNT

2.10.1 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng

Theo Theo QCVN 04 – 05 : 2012/BNNPTNT thì ta chọn lưu lượng nhỏ nhất trong mùa kiệt năm thứ hai là 0,7m3/s

2.10.2 Chọn ngày ngăn dòng

- Trên cơ sở chọn lúc nước kiệt trong mùa khô

- Đảm bảo sau khi ngăn dòng có đủ thời gian để đắp đê quai, bơm cạn hố móng, xử lý nền xây đắp công trình chính hoặc bộ phận công trình chính đến cao trình chống lũ trước khi lũ đến

- Đảm bảo trước khi ngăn dòng có đủ thời gian làm công tác chuẩn bị như đào hoặc đắp các công trình dẫn hoặc tháo nước, chuẩn bị vật liệu, thiết bị…

- Ảnh hưởng ít nhất tới việc lợi dụng tổng hợp dòng chảy

Từ các cơ sở trên ta chọn ngày ngăn dòng là 1/11 của năm thi công thứ hai

2.10.3 Chọn tần suất lưu lượng thiết kế ngăn dòng

Tần suất lưu lượng lớn nhất để thiết kế chặn dòng là 10% theo công trình cấp II

Theo QCVN 04 – 05 : 2012/BNNPTNT, bảng 8

2.2.1.3 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng

Căn cứ theo Theo QCVN 04 – 05 : 2012/BNNPTNT và tài liệu thủy văn thì ta chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng ta chọn là 0,7m3/s

2.2.2 Chọn vị trí và độ rộng cửa ngăn dòng

Vị trí cửa dòng chảy được chọn ở giữa dòng chính vì dòng chảy thuận, khả năng tháo nước lớn Nền của lòng sông là đá rắn chắc có thể chống xói tốt nếu lưu tốc tăng lên lòng sông cũng không ảnh hưởng nhiều

Chiều rộng ngăn dòng quyết định bởi các yếu tố :

+ Lưu lượng thiết kế ngăn dòng

+ Điều kiện chống xói của nền : Theo tài liệu địa chất lòng sông thì lòng sông là cát thô

có lẫn cuội sỏi và có sét bột dẻo mền đến dẻo cứng, bùn á sét đến bùn sét Tra bảng 1-2

trang 8 giáo trình thi công tập một, với cát hạt thô thì lưu tốc bình quân cho phép không xói [V] = 0,65 ÷ 0,75m/s

+ Cường độ thi công

+ Yêu cầu về tổng hợp lợi dụng dòng chảy, nhất là yêu cầu về vận tải thủy: trên suối không có yêu cầu vận tải thủy, lưu lượng ngăn dòng nhỏ

Qua phân tích các yếu tố trên chọn bề rộng ngăn dòng B = 5m

Do đó chọn phương pháp lấp đứng để ngăn dòng, lấp từ hai bờ vào

Hình 2.3 Biểu thị phương pháp lấp đứng

Ngăn đê quây thượng lưu trước, để tạo điều kiện thuận lợi cho việc đắp đê quây ở hạ lưu

Do lưu lượng tính toán ngăn dòng không lớn vì vậy ta không cần tính toán thuỷ lực ngăn dòng để xác định kích thước vật liệu ngăn dòng mà dùng đất xúc lên các xe chuyên dụng trở đến lấp dòng chảy.

Chương 3: Thiết kế tổ chức thi công đập đất đầm nén

3.1 Công tác hố móng

3.1.1 Thiết kế tiêu nước hố móng

3.1.1.1 Đề xuất và lựa chọn phương án

Để tiêu nước hố móng phục vụ cho công tác thi công đập đất có thể dùng hai phương pháp cơ bản đó là: Tiêu nước trên mặt và hạ thấp mực nước ngầm

a) Phương pháp tiêu nước trên mặt: Phương pháp này thường được dùng trong các

trường hợp sau:

- Hố móng ở vào tầng hạt thô, hệ số thấm tương đối

- Đáy hố móng ở trên tầng tương đối dày, hoặc không có tầng nước ngầm áp lực

- Tiêu nước trên mặt thích hợp với phương pháp đào móng từng lớp một

Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, dễ làm và rẻ tiền Tuy nhiên, nó có hạn chế

là diện tích bố trí lớn ảnh hưởng đến mặt bằng công trình nhất là các công trình có mặt bằng hẹp Ngoài ra, tiêu nước trên mặt không thể hạ thấp mực nước ngầm quá sâu nên với những công trình có đáy sâu thì nước ngầm gây ảnh hưởng đến thi công Nước thấm thoát ra trực tiếp trên mái hố móng dễ gây ra sạt lở

b) Phương pháp hạ mực nước ngầm: Phương pháp này thường được áp dụng trong

các trường hợp sau:

- Hố móng rộng ở vào tầng đất có hạt nhỏ, hệ số thấm nhỏ

- Đáy hố móng trên nên không thấm tương đối mỏng, dưới là tầng nước có áp lực

- Khi thi công, yêu cầu phải hạ thấp mực nước ngầm

Phương pháp này có nhiều ưu điểm như: Làm cho đất trong hố móng khô ráo, tạo điều kiện thuận lợi cho thi công Do sự vận động của nước ngầm mà đất nền được cố kết và chặt thêm, giảm khối lượng đào móng do mái hố móng nhỏ Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm lớn là thi công phức tạp, giá thành cao, yêu cầu thiết bị và nhân lực có kỹ thuật cao

c) Phân tích chọn phương án tiêu nước hố móng

Do diện tích hố móng đập đất là rất lớn và nền đập là tầng cát sỏi có hệ số thấm lớn nên giải pháp hạ mực nước ngầm là rất tốn kém và thi công giếng thu nước khó khăn Mặt khác, trong khi thi công không yêu cầu phải hạ thấp mực nước ngầm đồng thời tuyến đê quai khá xa tuyến đập nên mặt bằng hố móng rộng rãi không hạn chế việc bố trí các thiết bị thoát nước Từ các phân tích trên ta chọn phương án tiêu nước trên mặt để thuận lợi cho thi công và giảm chi phí cho công trình

3.1.1.2 Xác định lưu lượng nước cần tiêu

a) Thời kỳ đầu

Đây là thời kỳ sau khi đã ngăn dòng và trước khi đào móng Sau khi ngăn dòng thì hố móng chứa đầy nước, mực nước ngang với mực nước sông bên ngoài Việc tháo lượng nước đọng này đi là giai đoạn đầu tiên của công tác tiêu nước hố móng

Trong thời kỳ này thì có các loại nước đọng ban đầu trong hố móng và nước bổ sung vào hố móng trong quá trìng bơm nước đọng Nước bổ sung vào hố móng gồm có nước thấm qua đê quai, đáy và mái hố móng và nước mưa

Lưu lượng nước cần tiêu trong thời kỳ đầu là:

Thời kỳ này thường có các loại nước: nước đọng, nước mưa và nước thấm

Q - Lưu lượng cần tiêu (m3/h)

W - Thể tích nước đọng trong hố móng (m3)

Tra từ quan hệ Z ~ V (do đáy sông có độ dốc lớn)

( Thời kỳ đào móng là mùa khô nên lượng nước mưa không đáng kể nên trong tính toán bỏ

qua )

W: Thể tích nước đọng trong hố móng: Từ bình độ, mặt cắt dọc, măt cắt ngang ta xác định :

W = F HTrong đó :

F Diện tích mặt nước trung bình của hố móng (m2), lấy F=20963,7 m2

H độ cao nước đọng trong hố móng Để đơn giản ta tính H theo mực nước hạ lưu ứng với lưu lượng trong tháng 11

Vậy lưu lượng cần tiêu có thể lấy gần đúng là:

Trong thời kỳ đào móng thì trong hố móng có các loại nước sau: nước mưa, nước thấm, nước thoát ra từ trong khối đất đã đào.

Lưu lượng tiêu nước trong thời kỳ này là:

Q2 = Qm + Qt + Qđ (3.4)

Trong đó:

Q2 - Lưu lượng cần tiêu trong thời kỳ đào móng, (m3/h)

Qm - Lưu lượng nước mưa cần tiêu trong phạm vi hố móng, (m3/h)

Qt - Tổng lưu lượng thấm vào hố móng, (m3/h)

Qđ - Lưu lượng nước róc ra từ khối đất đã đào, (m3/h)

+ Lưu lượng nước mưa cần tiêu

Do thời kỳ đào móng là mùa khô nên ta bỏ qua lượng nước mưa trong hố móng

+ Tổng lưu lượng thấm vào hố móng

Qt = Qt1 + Qt2 + Qt3 (3.5)

Trong đó:

Qt1 - Lưu lượng thấm qua đê quai thượng lưu; Qua tính toán thấm qua đê quai thượng lưu thì: Qt1 = 23,1 l/s = 83,16m3/h

Qt3 - Lưu lượng thấm từ đáy hố móng

Qt2 - Lưu lượng thấm từ mái chân khay; Lượng nước thấm này do nước ngầm chứa trong tầng cuội sỏi lòng sông gây ra Tính toán lượng nước thấm này như sau:

Sơ đồ tính toán: (Coi mực nước ngầm ngang mặt đất tự nhiên của lòng sông):

Hình 3.2 Sơ đồ tính toán thấm từ mái chân khay.

Lưu lượng thấm từ mái chân khay tính theo công thức: