Vị trí tuyến đập phương án 1 được bố trí cách ngã 3 suối đa khai – sông đa nhim

Kết quảkhảo sát ngoài hiện trường và thí nghiệm trong phòng cho phép xây dựng mặt cắt dọctuyến với đặc điểm phân bố của các lớp đất đá tại tuyến như sau: Lớp 1c: Cuội tảng của đá macma n

MỤC LỤC

PHẦN I: TÀI LIỆU CƠ BẢN 1

CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1

1.1 Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình, địa mạo khu vực xây dựng công trình 1

1.1.1 Vị trí địa lý 1

1.1.2 Đặc điểm địa hình 1

1.3 Điều kiện thuỷ văn khí tượng 2

1.3.1 Các đặc trưng lưu vực 2

1.3.2 Các yếu tố khí tượng 3

1.3.3- Dòng chảy năm thiết kế 5

1.3.4- Dòng chảy lũ 6

1.3.5- Dòng chảy rắn 7

1.3.6-Nhu cầu nước dùng các tháng 8

1.3.7- Quan hệ Q – Z hạ 8

1.4 Điều kiện địa chất 8

1.4.1.Tuyến đập phương án I (PA-I) 9

1.4.2-Tuyến đập phương án II 11

1.5 Tình hình vật liệu xây dựng 13

1.5.1- Vật liệu đất đắp 13

1.5.2-Vật liêu cát đá sỏi: 15

CHƯƠNG II : ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ 16

2.1.Tình hình dân sinh, kinh tế 16

2.1.1-Tình hình dân sinh 16

2.1.2-Tình hình kinh tế 16

2.2 Hiện trạng thủy lợi và điều kiện cấp thiết xây dựng công trình 16

2.3 Phương hướng phát triển kinh tế 16

2.2.1-Quan điểm phát triển 16

2.2.2-Mục tiêu phát triển kinh tế 16

2.4 Các phương án sử dụng nguồn nước và nhiệm vụ công trình 17

2.4.1-Mục tiêu và nhiệm vụ của dự án 17

2.4.2-Chọn giải pháp công trình 17

PHẦN III: THIẾT KẾ CƠ SỞ 20

CHƯƠNG III: PHƯƠNG ÁN KỸ THUẬT VÀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 20

3.1 Giải pháp công trình và thành phần công trình 20

3.2.Cấp bậc công trình và các chỉ tiêu thiêt kế 20

3.2.1- Cấp bậc công trình 20

3.2.2-Các chỉ tiêu thiết kế chính 20

3.3 Vị trí công trình đầu mối 21

3.4 Xác định các thông số hồ chứa 22

3.4.1- Tính toán cao trình bùn cát 22

3.4.2-Tính toán cao trình mực nước chết (MNC) 22

3.4.3-Tính toán cao trình mực nước dâng bình thường (MNDBT), dung tích hữu ích 23

3.5 Tính toán điều tiết lũ 29

3.5.1 Mục đích, ý nghĩa tính toán điều tiết lũ: 29

3.5.2 Tính toán điều tiết lũ 30

3.5.3 Tài liệu tính toán: 31

3.5.4 Nội dung tính toán: 31

3.5.5 Tính toán điều tiết lũ: 33

3.6 Thiết kế đập dâng 52

3.6.1-Tài liệu cho trước 52

3.6.2 Xác định cao trình đỉnh đập dâng: 52

3.6.3-Bề rộng đỉnh đập 56

3.6.7-Thiết bị chống thấm: 58

3.6.8-Thiết bị thoát nước 58

3.7 Tràn xả lũ 59

3.7.1-Hình thức, quy mô tràn xả lũ 59

3.7.2-Tính toán thủy lực: 61

3.7.3 Tính toán đường mặt nước trong dốc nước : 63

3.7.4 Xác định chiều cao tường bên và chiều dày bản đáy dốc nước 73

3.8 Tính toán khối lượng đập dâng và đường tràn 80

CHƯƠNG IV: KIỂM TRA KHẢ NĂNG THÁO CỦA ĐẬP TRÀN 89

4.1 Kiểm tra khả năng tháo của tràn 89

4.1.1 Tính các hệ số 89

4.1.2 Kiểm tra khả năng tháo 90

PHẦN III: THIẾT KẾ KỸ THUẬT CÁC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 91

CHƯƠNG V: THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT 91

5.1 Xác định kích thước cơ bản đập 91

5.1.1 Cao trình đỉnh đập dâng: 91

5.1.2 Chiều rộng và cấu tao đỉnh đập 91

5.1.3 Mái và bảo vệ mái đập, cơ đập 92

5.1.4 Thiết bị chống thấm 94

5.2 Tính thấm qua đập và nền 96

5.2.1 Mục đích 96

5.2.2.Các trường hợp tính toán 96

5.2.3 Các mặt cắt tính toán 96

5.2.4 Tài liệu cơ bản dùng cho tính toán 96

5.2.5.Cơ sở tính toán : 97

5.2.6.Tính thấm cho các mặt cắt lòng sông : 99

5.2.7.Tính thấm cho các mặt cắt sườn đồi: 102

5.2.8 Tính toán tổng lưu lượng thấm 105

5.3 Tính toán ổn định đập 107

5.3.1-Mục đích tính toán 107

5.3.2-Trường hợp tính toán 107

5.3.4-Tính toán ổn định mái đập theo phương pháp cung trượt 108

CHƯƠNG VI THIẾT KẾ ĐƯỜNG TRÀN 123

6.1 Vị trí, hình thức và các bộ phận của đường tràn 123

6.2 Lựa chọn hình thức và cấu tạo các bộ phận tràn : 123

6.2.1 Kênh dẫn thượng lưu: 123

6.2.2 Tường hướng dòng : Nằm ở phần sân trước dùng để nối tiếp kênh dẫn thượng 123

6.2.3 Ngưỡng tràn 123

6.2.4 Dốc nước 124

6.3 Tính toán thủy lực đường tràn 124

6.3.1-Tính toán thủy lực ngưỡng tràn: 124

6.3.2-Tính toán thủy lực dốc nước: 125

6.3.3-Tính toán thủy lực kênh tháo hạ lưu: 141

6.3.4-Lưu lượng tính toán tiêu năng 142

6.4 Cấu tạo chi tiết các bộ phận tràn 146

5.5.Kiểm tra ổn định của tràn: 150

5.5.1- Kiểm tra ổn định ngưỡng tràn 150

5.6 Tính toán ổn định cho tường cánh thượng lưu 155

CHƯƠNG VII:THIẾT KẾ CỐNG NGẦM 160

7.1 Những vấn đề chung 160

7.1.1.Nhiệm vụ, cấp công trình 160

7.1.2 Các chỉ tiêu thiết kế 160

7.1.3 Vị trí tuyến cống 160

7.1.4.Hình thức cống 160

7.2.Thiết kế kênh hạ lưu cống 160

7.2.1 Thiết kế mặt cắt kênh 160

7.2.2 Kiểm tra điều kiện không xói 161

7.2.3.Tính độ sâu dòng chảy trong kênh ứng với các cấp lưu lượng 162

7.2.4.Xác định chiều cao bờ kênh 163

7.3 Tính toán khẩu diện cống 163

7.3.1 Tài liệu tính toán 163

7.3.2 Trường hợp tính toán 163

7.2.3.Sơ đồ tính toán 164

7.3.4 Xác định chiều rộng cống : 164

7.3.5-Xác định chiều cao cống và cao trình đặt cống 171

7.4 Kiểm tra trạng thái chảy trong cống 172

7.4.1 Mục đích 172

7.4.2.Nội dung tính toán 172

7.4.3-Kiểm tra chế độ chảy trong cống 175

CHƯƠNG VIII: CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT 184

8.1 Mục đích, trường hợp tính toán và vị trí công trình 184

8.1.1-Mục đích 184

8.1.2-Trường hợp tính toán 184

8.1.3 Xác định ngoại lực tác dụng lên mặt cống 184

8.2 Xác định nội lực tác dụng lên cống 189

8.2.1-Mục đích 189

8.2.2-Phương pháp tính 189

8.2.3-Xác định biểu đồ mômen trong kết cấu 190

8.4 Tính toán cốt thép 198

8.4.1- Số liệu tính toán 198

8.4.2- Sơ đồ và các mặt cắt tính toán 199

8.4.3-Tính toán và bố trí cốt thép dọc trong cống 200

8.4.5- Tính toán kiểm tra nứt 206

KẾT LUẬN 210

TÀI LIỆU THAM KHẢO 211

PHẦN I: TÀI LIỆU CƠ BẢN CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

1.1 Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình, địa mạo khu vực xây dựng công trình.

1.1.1 Vị trí địa lý

Lâm Đồng là tỉnh miền núi phía nam Tây Nguyên Địa hình của tỉnh chủ yếu lànúi và cao nguyên, độ cao trung bình từ 800-1000m so với mặt nước biển Diện tích tựnhiên toàn tỉnh là 974.590 ha

Công trình thuỷ điện Đa Khai lấy nguồn nước từ suối Đa Khai, một phụ lưu cấp

1 của sông Đa Nhim Vị trí đầu mối công trình ở toạ độ 12005’20” vĩ độ bắc,

108035’45” độ kinh đông Toàn bộ công trình nằm trên địa bàn xã Đa Chay huyện LạcDương tỉnh Lâm Đồng

1.1.2 Đặc điểm địa hình

1.1.2.1 Địa hình khu vực lòng hồ

Khu vực lòng hồ chủ yếu là rừng thông tái sinh và thứ sinh Ven suối có nhiềucây bụi, bãi lầy, trong lòng hồ có một số bãi bồi nhỏ, nhân dân địa phương khai phátrồng hoa màu Phía thượng lưu hồ có tuyến đường tỉnh lộ 723 từ Đà Lạt đi NhaTrang Khu vực lòng hồ có 2 nhánh suối lớn độ dốc nhỏ nên lòng hồ có dáng hẹp kéodài

1.1.2.2 Địa hình khu vực đầu mối

1 Khu vực tuyến Đập Phương án I:

Vai phải có một eo đồi nhô ra suối, sườn đồi vai trái có địa hình tương đối dốc.Khu vực này chủ yếu là rừng thông già cây to và cao Phía hạ lưu dự kiến thoát nướctràn có một hố xói rộng và sâu

Tuyến đập phương án I: Dự kiến phương án đập đất có chiều dài khoảng 196 m

có mặt bằng thuận lợi cho bố trí thi công

2 Khu vực tuyến Đập phương án II :

Vị trí này mặt cắt ngang hẹp, địa hình rất dốc nhiều cây thông lớn, lòng suốidốc nước chảy mạnh Đập đất phương án này có chiều dài khoảng 160 m

Phương án II có chiều dài kênh dẫn ngắn hơn phương án I khoảng 800m Tuynhiên bố trí thi công phức tạp hơn

Bảng 1-1 Quan hệ Z - F –V hồ Đa Khai - Tuyến 2

Bảng 1-2: Đặc trưng lưu vực tại tuyến công trình Đặc trưng Flv

1.3.2.2 Nhiệt độ không khí

Nhiệt độ không khí trong vùng có những biến động tương đối lớn Nhiệt độ trung bìnhnăm khoảng 180C Nhiệt độ thấp nhất đã quan trắc được xấp xỉ 00C và cao nhấtkhoảng 300C Biến động nhiệt độ ngày đêm khá lớn, khoảng 140C150C

1.3.2.3 Độ ẩm không khí

Độ ẩm tương đối trung bình năm thay đổi không nhiều giữa các vùng, khoảng

từ 85  86% Độ ẩm tương đối nhỏ nhất ở vùng này đã xuất hiện là 8% xuất hiệnvào tháng III Các tháng trong mùa mưa có độ ẩm lớn Độ ẩm tương đối (%) tháng vànăm của tỉnh Lâm Đồng như bảng sau:

(m/s) 2% 4% 20% 40%

Đông Bắc (NE) 17,8 0,34 0,78 32,57 29,90 22,61 18,51 Tây (W) 14,5 0,22 0,44 21,75 20,59 17,11 15,08Tây Bắc (NW) 13,5 0,25 0,50 21,33 19,98 16,20 14,04Không kể hướng 19,7 0,25 0,75 31,72 29,55 23,64 20,291.3.2.5 Bốc hơi

Tổng lượng bốc hơi trung bình nhiều năm vùng này khoảng 875 mm Tháng cólượng bốc hơi nhỏ nhất trong năm thường là tháng VIII và tháng IX Các tháng thờitiết khô, lượng bốc hơi lớn là các tháng II và III

Phân phối lượng tổn thất bốc hơi, theo mô hình bốc hơi ống Piche trung bìnhnhiều năm được kết quả ghi trong bảng sau:

Bảng 1-6: Kết quả tính toán bốc hơi vùng dự án

Zmn(mm) 11,48 12,06 13,2 8,77 7,15 5,93 5,85 5,46 5,04 6,05 8,68 10,34 100,00ΔZ(mm)Z(mm) 41,37 43,45 47,55 31,6 25,75 21,36 21,08 19,69 18,16 21,79 31,27 37,27 360,31.3.2.6 Tính toán mưa vùng dự án

Từ số liệu quan trắc mưa của các trạm Đà lạt và các điểm đo mưa lân cận, tínhmưa trung bình cho vùng dự án, khi tính có xem xét tính hiệu chỉnh do sự thay đổi củathảm phủ, sự biến động của lượng mưa theo địa hình, theo thời gian Mùa mưa ở đâythường bắt đầu từ tháng IV và kết thúc vào tháng X, các tháng còn lại là mùa khô Saukhi tính được các tiêu chuẩn mưa năm vùng dự án như trong bảng sau:

Bảng 1-7: Lượng mưa năm ứng với các tần suất tính toán

1.891,6 0,25 1,25 2.134,2 1.797,4 1.548,8 1.448,3 1.314,7

Bảng 1-8: Phân phối mưa năm thiết kế

1.3.3.1- Tính toán dòng chảy năm thiết kế

Bảng 1-10: Kết quả tính chuẩn dòng chảy theo kết quả mô hình tankĐặc trưng TB

Bảng 1-11: Kết quả chọn các năm điển hình

Năm 1979 (năm nhiều nước) 1993 (năm TB) 1987 (năm ít nước)

Bảng 1 - 12: Phân phối dòng chảy năm ít nước P = 85%

Q P85 %

(m 3 /s) 0,681 0,525 0,410 0,393 0,672 1,383 1,844 3,157 5,943 5,366 3,233 1,115 2,06

W 85%

(10 3 m 3 )1.823,99 1.270,081.098,141.018,66 1.799,88 3.584,74 4.938,97 8.455,7 15.404,3 14.372,38.379,942.986,4265.133,07

Bảng 1- 13: Kết quả phân phối dòng chảy năm nước trung bình

(P = 50% năm 1993 là năm điển hình)

Bảng 1-14: Kết quả tính phân phối dòng chảy năm nhiều nước

(P = 15% năm 1979 là năm điển hình)

1.3.4.1-Tính toán lưu lượng và tổng lượng lũ thiết kế

Tổng lượng lũ cũng được xác định theo số liệu mưa lớn nhất thiết kế theo công

thức: Wp = 103.α.Hp.Flv (m3)

Với α là hệ số dòng chảy lượng lũ (chọn α = 0,65)

Khi tính thực hiện đồng thời quá trình tính lưu lượng đỉnh lũ Kết quả tính toánlưu lượng đỉnh lũ và tổng lượng lũ như trong bảng sau:

Bảng 1-15:Kết quả tính dòng chảy lũ

Diện tích lưu vực: 95 km2 Độ dốc lòng sông: 5,60/00

Chiều dài sông: 14,9 km Độ dốc sườn dốc: 25,30/00

1.3.4.2- Đường quá trình lũ thiết kế

Quá trình lũ thiết kế được tính toán theo qui phạm thuỷ văn thiết kế QPTL C6-77 có dạng công thức là:

Trong đó: y là tung độ của quá trình lũ: y = Qi/Qmaxp

4,39 596,37 4,47 550,92 4,59 492,61 4,70 446,93 4,83 402,66 5,06 341,404,79 559,86 4,88 517,19 5,00 462,45 5,13 419,57 5,27 378,01 5,52 320,505,19 517,26 5,29 477,84 5,42 427,26 5,56 387,65 5,71 349,24 5,98 296,115,59 468,58 5,69 432,86 5,84 387,05 5,99 351,16 6,14 316,37 6,44 268,255,99 413,81 6,10 382,27 6,25 341,81 6,41 310,12 6,58 279,40 6,90 236,896,39 359,04 6,51 331,67 6,67 296,57 6,84 269,07 7,02 242,42 7,36 205,546,79 310,36 6,91 286,70 7,09 256,36 7,27 232,59 7,46 209,55 7,82 177,677,19 267,76 7,32 247,35 7,50 221,17 7,70 200,66 7,90 180,79 8,28 153,287,59 225,16 7,73 208,00 7,92 185,99 8,12 168,74 8,34 152,02 8,74 128,907,99 188,65 8,13 174,27 8,34 155,83 8,55 141,38 8,78 127,37 9,20 107,998,79 133,88 8,95 123,68 9,17 110,59 9,41 100,33 9,65 90,39 10,12 76,649,59 91,28 9,76 84,32 10,01 75,40 10,26 68,41 10,53 61,63 11,04 52,2610,39 60,85 10,58 56,22 10,84 50,27 11,12 45,61 11,41 41,09 11,96 34,8411,18 41,38 11,39 38,23 11,67 34,18 11,97 31,01 12,29 27,94 12,88 23,6911,98 27,38 12,20 25,30 12,51 22,62 12,83 20,52 13,17 18,49 13,80 15,6813,98 9,74 14,24 8,99 14,59 8,04 14,97 7,30 15,36 6,57 16,10 5,5715,98 3,04 16,27 2,81 16,68 2,51 17,10 2,28 17,55 2,05 18,40 1,7419,97 0,00 20,34 0,00 20,85 0,00 21,38 0,00 21,94 0,00 23,00 0,0023,97 0,00 24,40 0,00 25,01 0,00 25,66 0,00 26,33 0,00 27,60 0,00

+ Tỷ lệ phù sa di đẩy so với lơ lửng: 20%

Từ các chỉ tiêu trên tính toán các yếu tố bùn cát được kết quả như sau

Bảng 1-16: Kết quả tính toán các yếu tố bùn cát

1.3.6-Nhu cầu nước dùng các tháng

Bảng 1-17: Nhu cầu dùng nước các tháng

Wyc85 4.441,2 2.324,7 1.352,3 1.355,1 2.150,6 3.675,2

Cao trình mực nước khống chế đầu kênh tưới : Zyc = 1397,5m.

Cống lấy nước có lưu lượng Qtk = 4,85m3/s

1.3.7- Quan hệ Q – Z hạ

Bảng 1-18: Quan hệ Q-Z hạ

1.4 Điều kiện địa chất

Đầu mối công trình – tuyến đập dâng được lựa chọn với hai phương án tuyến có

vị trí cách nhau khoảng 700m với tạo độ tương đối: 192038’ Kinh độ Đông và trongkhoảng từ 13037’ đến 13038’ Vĩ tuyến Bắc Trên các tuyến đã tiến hành đo khảo sát địavật lý bằng đo sâu lưỡng cực trục và khoan máy kết hợp thí nghiệm ĐCTV dọc theotim tuyến Kết quả khảo sát và điều kiện địa chất công trình cụ thể của từng tuyến nhưsau:

1.4.1.Tuyến đập phương án I (PA-I)

Vị trí tuyến đập phương án 1 được bố trí cách ngã 3 suối Đa Khai – Sông ĐaNhim 2600 m về phía thượng nguồn Tuyến có phương vị 1250, mặt cắt địa hình dọctuyến có dạng hình chữ V, vai phải thoải hơn đầu đập gối vào quả đồi đỉnh tròn cao độđỉnh (+)1418 m còn vai trái khá dốc do gối vào sườn dãy núi cao có đỉnh trên

(+)1538m 1.4.1.1 Kết quả đo địa vật lý: Tuyến đo trùng với tim tuyến đập đi qua D6

(D6 = cọc -120m ), cắt ngang suối Đa Khai, phương vị 1250 Trên tuyến đo 18 điểm

đo sâu với khoảng cách a=20m Phân tích kết quả thu được cho phép phân chia cáctầng đất trên mặt cắt như sau:

-Tầng a: Trên mặt cắt này có 1 tập đất đá có ρk thấp, nhỏ hơn150Ωm (a): tậpm (a): tậptrung ở khu vực quanh suối, từ cọc -30m đến cọc +30m Đây là các sản phẩm phonghoá lẫn với bùn sét, cát sỏi, bị ngậm nước Chiều sâu của nó thay đổi từ 8m (ở cọc –30m), đến gần 20m (cọc +30m), tại đoạn suối khoảng 15m

- Tầng sườn tích (b): tầng vật liệu do đá macma (granit) tạo thành, khô cứng, cóchỗ bị ẩm ρk thay đổi từ 200 đến 1000Ωm (a): tậpm, chứng tỏ mức độ nứt nẻ, khô cứng rất khácnhau Độ sâu tới trụ của tầng này là: ở đoạn cọc D6 (-120m) khoảng 27,30m; chỗ nhôcao nhất khoảng 20m, ở cọc –40m; bên bờ phía đông suối, từ cọc 20 đến 120m sâutrung bình khoảng 30m

- Tầng đá bị phong hoá nhẹ (c):đất rất khô, nứt nẻ ít, phân bố ở khu vực cọc 50,100m, nằm ở phần nông trên mặt tại sườn trái vai đập, do đó cũng có thể là các tảnglăn lớn Chiều dày tầng từ 8m đến 12m

- Tầng đá gốc (d): có ρk > 1300 1500 m , đây là tầng granit(?) rắn chắc Kếtquả phân tích cho thấy độ sâu mái ( mặt trên ) của nó khoảng 27m ở đoạn cọc D6; 20m

ở cọc

–50m; bên bờ phía tây suối trong đoạn cọc từ 20m đến 120m sâu >30m

1.4.1.2 Kết quả khoan đào:

Tại tuyến PA-1 đã khảo sát 3 hố khoan có độ sâu từ 30m đến 35 m, lấy và thínghiệm 9 mẫu đất nguyên dạng và 7 mẫu đá Kết quả khảo sát thực địa và các thínghiệm trong phòng đều cho thấy đất đá trên tuyến đập phương án I thuộc phức hệĐịnh Quán (J3), đây là khối xâm nhập mà thành phần thạch học là Granit Porphyr, đá

có màu xám tro, cấu tạo khối khá rắn chắc Trong phạm vi chiều sâu đã nghiên cứu,

có các lớp đất đá phân bố theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau:

Lớp 1a: Cát hạt nhỏ màu xám vàng, xám trắng kết cấu rời rạc, nguồn gốc bồi tích(a,Q) Trên mặt cắt lớp có phạm vi phân bố hẹp tập trung tại khu vực thềm suối vàlòng suối Bề dày lớp tại hố khoan ĐK2 là 3.5 m, đây là lớp cần được bóc bỏ khi thicông xây dựng công trình

Lớp 1: Đất bụi nặng pha cát màu nâu đỏ phía trên lẫn rễ cây, trạng thái nửa cứng,nguồn gốc sườn tích (dQ), lớp này phân bố trên hai sườn đồi vai đập bề dày từ 3.5 đến4.0 m Các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp như sau: (xem chi tiết tại bảng 3-2)

- Khối lượng thể tích tự nhiên: w= 1,57 T/m3

( kết quả thấm theo thí nghiệm đổ nước Kt = 1,85 x 10-5 cm/s - bảng 1-1)

Lớp 1b: Hỗn hợp tảng lăn đá Granit phong hóa rất mạnh lẫn đất màu nâu đến nâuvàng, nguồn gốc sườn tích (dQ) Ở điều kiện tự nhiên, đá vẫn còn giữ nguyên cấu trúcnhưng rất mềm bở, khi khoan rửa nón khoan bị tiêu tan hoàn toàn Là hỗn hợp đá lănphong hóa lẫn đất nên không thể tiến hành lấy mẫu thí nghiệm; tuy nhiên sự hìnhthành của lớp có thể là do sạt trượt nên cấu trúc của đất lấp nhét thường kém chặt Vềdiện tích phân bố trên mặt cắt khá cục bộ và lớp này chỉ bắt gặp tại sườn đồi phía vaitrái đập, bề dày của lớp tại hố khoan DDK3 là 4,0 m

Kết quả thí nghiệm đổ nước trong lớp (xem bảng 1.2) cho thấy hệ số thấm củalớp trung bình là: Kt = 4,36.10-5 (cm/s).

Lớp 2: Đất bụi nặng pha cát màu nâu vàng, xám vàng có chỗ lẫn ít dăm mảnh,đất có vân màu nâu, đốm đen, trạng thái đất nửa cứng, nguồn gốc tàn tích (e,Q) Lớpnày phân bố trên toàn bộ tuyến đập, bề dày của lớp trung bình 8 –10m, giảm dầnxuống khu vực lòng suối chỉ còn 2,5 m; nơi lớp có bề dày lớn nhất là khu sờn đồi vaiphải là từ 15 đến 16 m Các chỉ tiêu cơ lý đặc trng của lớp như sau: (xem chi tiết tạibảng 3-2)

- Khối lượng thể tích tự nhiên: w= 1,55 T/m3

( kết quả thấm theo thí nghiệm đổ nớc K t = 4,88x 10-5 cm/s )

Lớp 3a: Đá Granit phong hoá rất mạnh, màu nâu vàng, ở trạng thái tự nhiên, đávẫn còn giữ nguyên cấu trúc dạng khối đôi chỗ xen các mạch sét lấp nhét đầy trongcác khe nứt nẻ Trong quá trình khoan rửa nõn khoan của đá bị tiêu hoàn toàn Lớpnày phân bố phía dưới sườn đồi, bề dày biến đổi từ 4.0 đến 6.0 m

Cường độ chụi nén Rn của đá đạt trên (>) 4,5 kG/cm2

Kết quả thí nghiệm đổ nước trong lớp ( xem bảng 1-2) cho thấy đá có tính thấmyếu với K= 4,15 x 10-5 cm/s

Lớp 3b: Đá Granit Porphyr màu xám tro, cấu tạo khối khá rắn chắc Kết quả phântích thạch học dới kính hiểm vi phân cực thấy đá có kiến trúc Porphyr với nền aplit.Thành phần khoáng vật tạo đá chủ yếu:

- Plagiôcla : 37 %

- Fenspat Kali : 30 %

- Thạch anh : 25 %

Ngoài ra còn một số ít quặng và thành phần khoáng vật rất nhỏ

Kết quả khoan và thí nghiệm cho thấy phần trên mặt khối đá bị nứt nẻ khá mạnhnhưng cường độ kháng nén một trục của đá bị chỉ suy giảm chút ít so với vị trí đá ítnứt nẻ Các chỉ tiêu cơ lý cơ bản của đá thí nghiệm được như sau:

- Dung trọng khô C = 2.65-2.67 g/cm3

- Tỷ trọng  = 2.7-2.71 g/cm3

+ Khô gió: Rnk = 2530 - 2752 kG/cm2

+ Bão hoà: Rnbh = 2429 - 2658 kG/cm2

Theo kết quả thí nghiệm ép nước (bảng 1-3) lưu lượng thấm đơn vị biến đổi từq=0.09 l/ph.m đến q= 1.22 l/ph.m Tuy nhiên tính thấm nước của đới này biến đổi dầntheo độ sâu và thay đổi và giảm dần theo độ sâu so với mặt lớp: trong phạm vi từ 5-7mđầu, đá thường có tính thấm mạnh (q > 0.50 l/ph.m) ; càng xuống sâu tính thấm giảmdần từ trung bình đến yếu Trên toàn mặt cắt, lớp này có mức độ phong hoá khác nhau

và chiều dày cũng biến đổi không theo một quy luật nhất định

1.4.2-Tuyến đập phương án II

Tuyến đập phương án II đã khảo sát tại vị trí cách đập phương án I là 700m vềphía hạ lưu có phương vị 800 Mặt cắt địa hình tại đây có dạng hình chữ V hẹp, haisườn đồi vai đập khá cân đối và có độ dốc từ 40 đến 500

1.4.2.1 Kết quả đo địa vật lý: Dọc theo tim tuyến đã bố trí 17 điểm đo sâu với khoảngcách a=20m Tuyến đi qua các cọc ĐK7, A5, phương vị 800 Theo kết quả đo đượcphân tích, địa tầng dọc theo tuyến tới độ sâu 54,0m đợc bao gồm các lớp đất đá:

- Tầng đất đá bồi tích (a) : các vật liệu phong hoá, lẫn cát, sét chứa nước,diệnphân bố rất hẹp, chỉ tập trung ở khu vực quanh suối ( từ cọc –15m đến cọc 10m ), phân

bố tới độ sâu khoảng 15m

- Tầng sườn tích (C) : gồm các sản phẩm phong hoá rất khô cứng có k khá cao,

từ 1000m đến 2000m, phân bố từ đầu tuyến tới cọc –20m, tức ở phần phía đông củasuối Tầng này phát triền từ trên mặt tới độ sâu trung bình 15 đến 16m

- Tầng sản phẩm bị phong hoá mạnh, ẩm (b): nằm bên dưới tầng (c), ở đoạnĐK7, mái của nó sâu khoảng 17m; bên bờ phía đông suối, từ cọc 20m đến coc 100m,mái nhô cao lên trên mặt k thay đổi xấp xỉ 1000m, điều này cho thấy mức độ nứt nẻ

và ẩm ướt của các vật chất tạo nên tầng sản phẩm này rất khác nhau

- Tầng đá phun trào gốc (d): mái của tầng này cũng chính là trụ của tầng (b).Qua mặt cắt địa chất, có thể thấy ranh giới của 2 tầng này uốn lợn khá nhấp nhô Từcọc -100m đến 20m, nó có xu thế nâng cao dần từ độ sâu 45m tới 12m; ở khoảng đoạncọc từ 60m đến 100m lại tụt xuống sâu 35m

1.4.2.2 Kết quả khoan: Dọc tim tuyến tiến hành khoan 3 hố khoan địa chất công trình,

các hố khoan sâu từ 30 đến 35 m; lấy và thí nghiệm 11 mẫu đất, 6 mẫu đá Kết quảkhảo sát ngoài hiện trường và thí nghiệm trong phòng cho phép xây dựng mặt cắt dọctuyến với đặc điểm phân bố của các lớp đất đá tại tuyến như sau:

Lớp 1c: Cuội tảng của đá macma ngậm nước có đường kính từ 30 cm đến 50 cm,nguồn gốc lũ tích (pQ) Lớp này phân bố toàn bộ khu vực lòng suối, theo tài liệu khảosát bằng phương pháp Địa vật lý thì lớp này dày tới 7 đến 8 m

Lớp 1: Đất sét màu nâu đỏ, phía trên lẫn rễ cây và thảm thực vật, trạng thái đấtnửa cứng, nguồn gốc sườn tích (dQ) Lớp này phân bố hai bên sườn đồi hai vai đập bềdày 2÷3m, trên mặt đất đôi chỗ có những tảng lăn đường kính từ 200 đến 300cm Cácchỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp như sau: (xem chi tiết tại bảng 3-2).

- Khối lượng thể tích tự nhiên: w= 1,60 T/m3

( kết quả thấm theo thí nghiệm đổ nước Kt = 4,18 x 10-5 cm/s )

Lớp 2: Đất bụi pha cát, màu nâu vàng, trạng thái nửa cứng, đôi chỗ lẫn tảng lăn,tảng sót, đường kính từ 10 đến 20 hoặc 30 cm, nguồn gốc tàn tích (eQ), lớp này phân

bố dọc theo chiều dày tuyến đập nhưng bề dày lớp không đều có xu hướng tăng dần từvai trái sang vai phải đập, chiều dày từ 8 đến 23 m Các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng củalớp như sau: (xem chi tiết tại bảng 3-2)

- Khối lượng thể tích tự nhiên: w = 1.59 T/m3

( kết quả thấm theo thí nghiệm đổ nước K đ = 4,88 x 10-5 cm/s )

Lớp 3a: Đá Granit phong hoá rất mạnh (dạng nửa đá) màu xám vàng Ở điều kiện

tự nhiên đá vẫn còn giữ nguyên cấu trúc nhưng khi khoan bằng bơm rửa nõn bị tiêuhuỷ hoàn toàn Lớp này phân bố dọc theo chiều dày tuyến đập và nằm trực tiếp trênmặt tầng đá cứng phong hoá nhẹ, bề dày lớp từ 2m đến 6 m, mặt lớp cắm sâu xuốngsườn đồi vai phải đập Kết quả thí nghiệm đổ nước trong lớp (xem bảng 2) cho thấy đá

có tính thấm yếu với K= 4,0 x 10-5 cm/s

Lớp 3b: Đá Granit Porphyr màu xám tro, phong hoá vừa, phần trên mặt bị nứt nẻmạnh, bề dày của đới từ 3,0 m đế 6,0m Đá cấu tạo khối khá cứng chắc, cờng độ khángnén 1 trục của đá khá cao Kết quả ép nước thí nghiệm trong đới này cho thấy lưulượng thấm đơn vị dao động với biên độ lớn từ q = 0.15 l/ph.m đến 1.06 l/ph.m Mức

độ nứt nẻ cũng như bề dày đới nứt nẻ ở mỗi khu vực là khác nhau, tính thấm nước từ

Các chỉ tiêu cơ lý cơ bản của đá thí nghiệm được như sau: (xem chi tiết tại bảng 2):

Các chỉ tiêu cơ lý cơ bản của đá thí nghiệm được như sau:

Đất khai thác để đắp đập chủ yếu gồm hai lớp đất sau:

Lớp 1: Phân bố từ trên bề mặt đất tự nhiên đến độ sâu 1.2-1.5 m, thành phần làđất sét nhẹ màu nâu vàng, nâu đỏ

Lớp 2: Đất bụi nặng màu xám vàng đôi chỗ loang lổ xám ghi, xám trắng thườngphân bố phía dới lớp 2 và đến độ sâu 5.0m vẫn chưa kết thúc

Các mẫu đất thí nghiệm nhằm xác định tính chất xây dựng của vật liệu, đã đượctiến hành độ chặt và độ ẩm tốt nhất của đất theo phương pháp đầm nén tiêu chuẩn bằngcối Proctor đồng thời xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất ứng với 95 % độ chặt tốt nhất

ở các điều kiện chế bị và bão hoà như sau

Bảng 1-19 : Chỉ tiêu dùng cho tính toán của đất đắp

1.5.2-Vật liêu cát đá sỏi:

1.5.2.1 Vật liệu cát: Khảo sát trong khu vực cho thấy cát có thể khai thác tại các mỏ

sau:

Mỏ 1: Có vị trí về phía thượng lưu của suối Đa Khai cách bản Dachay’s 2,0km

Cự ly vận chuyển đến chân công trình là 13,0km Cát khai thác của mỏ là cát thạchanh hạt vừa, trữ lượng khai thác lớn Biện pháp khai thác bằng tàu hút từ lòng sông;hiện tại mỏ đang thuộc sự quản lý của Công ty khai thác vật liệu xây dựng Lâm đồng.Các chỉ tiêu của cát như sau:

- Khối lượng riêng : 2,65

- Mô đun độ lớn M: 2,64 – 2,76

- Tạp chất hữu cơ : Cho phép

Theo TCVN cát tại mỏ là cát thuộc loại hạt to và hạt vừa dùng được cho Bêtông

Mỏ 2: Mỏ nằm tại Thạch mỹ – huyện Đơn Dương có vị trí cách Đà Lạt 50Km ,cách công trình 90Km Cát khai thác của mỏ là cát thạch anh hạt to và vừa, trữ lượngkhai thác lớn; hiện tại mỏ đang thuộc sự quản lý của Công ty khai thác vật liệu xâydựng Lâm đồng Các chỉ tiêu của cát tại mỏ như sau:

- Khối lượng riêng : 2,66

- Tạp chất hữu cơ : Cho phép.

Theo TCVN cát tại mỏ là cát thuộc loại hạt to và hạt vừa dùng được cho Bê tông.1.5.2.2 Vật liệu đá: đá làm cốt liệu Bêtông và đá xây lát trong khu vực có thể đượckhai thác tại bờ trái suối Đa khai thuộc khu vực ngã ba suối nơi nhập lưu của suối Đakhai và sông Đa nhim Đá khai thác tại đây là đá Riôlít lộ thiên màu xám tro; đá cócường độ cao R> 2500 kG/cm2; trữ lượng khai thác của mỏ là rất lớn Ngoài ra đádăm có thể mua của Công ty khai thác VLXD Lâm đồng tại Đà lạt

CHƯƠNG II : ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ

2.1.Tình hình dân sinh, kinh tế

2.1.1-Tình hình dân sinh

Theo số liệu thống kê năm 2000, dân số toàn tỉnh Lâm Đồng là 1.039.000người tỷ lệ tăng dân số tự nhiên xấp xỉ 2% Số người trong độ tuổi lao động là520.000 ngời, chiếm 54% Có 498.000 người làm việc trong nền kinh tế quốc dân;trong đó là lao động trong nông lâm nghiệp chiếm 63%, công nghiệp 9,7 %, cònkhoảng 2,4% ngời chưa có việc làm Trình độ lực lượng lao động không đồng đều, lựclượng có trình độ chủ yếu tập trung trong khu vực quốc doanh và bộ máy nhà nước

2.1.2-Tình hình kinh tế

Lâm Đồng nằm trong vùng kinh tế Đông nam bộ, gắn liền với vùng kinh tếtrọng điểm Nam bộ-khu vực có tốc độ tăng trưởng kinh tế cao, tiềm năng lớn Lâmđồng có 1 thành phố, 1 thị xã và 9 huyện, 138 xã phường thị trấn Thành phố đà Lạt làtrung tâm kinh tế chính trị của tỉnh Đà lạt cách không xa các trung tâm kinh tế trongvùng như thành phố Hồ Chí Minh, Biên Hoà, Nha trang, vũng Tàu

2.2 Hiện trạng thủy lợi và điều kiện cấp thiết xây dựng công trình

Trong vùng thì mạng lưới thủy lợi hầu như chưa phát triển Nguồn lấy nước chonông nghiệp và sinh hoạt chủ yếu dựa vào hệ thống sông tự nhiên Lưu lượng nước thay đổi theo mùa, rất dồi dào vào mùa mưa và cạn kiệt vào mùa khô Nguồn nước ngầm cũng nghèo nàn nên việc cấp nước sinh hoạt gặp nhiều khó khăn

Về mùa mưa lũ đổ về nhanh và có lưu lượng lớn gây nguy hiểm đến tính mạng

và tài sản của nhân dân trong vùng

Xuất phát từ nhu cầu dùng nước cua nhân dân trong vùng việc xây dựng công trình là rất cần thiết

2.3 Phương hướng phát triển kinh tế

2.2.1-Quan điểm phát triển

Quan điểm phát triển kinh tế xã hội của Lâm Đồng là Phát huy và sử dụng cóhiệu quả các yếu tố nội lực, đồng thời tranh thủ tối đa nguồn lực bên ngoài để tăngtrưởng kinh tế với tốc độ nhanh, hiệu quả và bền vững Đẩy nhanh qúa trình côngnghiệp hoá, hiện đại hoá với cơ cấu hợp lý dựa trên thế mạnh sẵn có của tỉnh Du lịch

là nhân tố đột phá và là ngành kinh tế mũi nhọn của tỉnh,ổn định và phát triển các vùngchuyên môn hoá nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hoá

2.2.2-Mục tiêu phát triển kinh tế

-Tăng trưởng GDP thời kỳ 2001-2010 đạt 10-11%/năm GDP đầu người đếnnăm 2005 đạt 5,6-6 triệu đồng /người, đến năm 2010 đạt mức bình quân của cả nước

-Phát triển kinh tế đối ngoại, ổn định và mở rộng thị trường trong nước, thịtrường quốc tế Tăng cường khả năng cạnh tranh của các doanh nghiệp Kim ngạchxuất khẩu năm 2010 đạt 200 triệu USD, nếu phát triển công nghiệp chế biến nhôm thìkim ngạch xuất khẩu đạt 250-300 triệu USD Tỷ lệ thu chi ngân sách đạt 15-18%GDPvào năm 2010 Thời kỳ 2001-2010 tổng vốn đầu tư toàn xã hội đạt 30-35%GDP.

2.4 Các phương án sử dụng nguồn nước và nhiệm vụ công trình

2.4.1-Mục tiêu và nhiệm vụ của dự án.

- Mục tiêu : - Dự án hồ chứa nước Đa Khai nhằm mục tiêu:

+ Khai thác nguồn tài nguyên nước sẵn có của tỉnh cung cấp điện bổ sungnguồn điện cho hệ thống điện khu vực và hệ thống điện Quốc gia để góp phần giảiquyết khó khăn về năng lượng của các ngành kinh tế quốc dân

+ Tạo điều kiện phát triển du lịch sinh thái trong khu vực

+ Tưới cho 6500ha ruộng đất canh tác và cấp nước sinh hoạt cho nhân dântrong vùng

- Nhiệm vụ của dự án

1- Cung cấp điện cho khu vực để cùng lưới điện quốc gia giải quyết một phầnnăng lượng cho các ngành kinh tế quốc dân Công suất lắp máy 8MW, điện lượnghàng năm 38,49x106 KWh

2- Tạo cơ sở khai thác tiềm năng du lịch sinh thái trong khu vực công trình

3 - Tưới cho 6500ha ruộng đất canh tác

Tuy nhiên trong dự án này không thiết kế các hạng mục phục vụ du lịch vàcũng không đưa hiệu ích thu được từ du lịch vào tính toán phân tích kinh tế dự án, màchỉ lưu ý khi thiết kế các hạng mục công trình thuỷ công sao cho có thể kết hợp đượcvới mục đích khai thác du lịch sau này

Chủ động được nguồn nước cung cấp vào các kênh chính

Chi phí xây dựng không quá cao

Diện tích bị chiếm nhỏ, ảnh hưởng đến môi trường không lớn

+ Nhược điểm

Do mực nước dao động giữa các mùa, ngày rất lớn vì vậy rất khó bố trí, thiết kếtrạm bơm

Nguồn nguyên liệu (điện, xăng dầu) cung cấp cho trạm bơm rất khó khăn, chi phívận hành cao.

Không lợi dụng tổng hợp nguồn nước

Đập dâng

+ Xây dựng các đập dâng giúp nâng các mực nước giúp nước tự chảy vào các kênh + Ưu điểm:

Có thể tưới tự chảy cho một diện tích nhất định

Diện tích bị chiếm nhỏ, ảnh hưởng đến môi trường không lớn

Chi phí xây dựng và chi phí vận hành không quá cao

+ Ưu điểm:

Cung cấp nước tự chảy cho vùng được hưởng lợi

Điều tiết được nguồn nước tích nước vào hồ trong mùa lũ, cung cấp nước cho hộdùng vào mùa kiệt

Điều tiết dòng lũ tránh, giảm được tác hại của lũ đặc biệt là lũ quét cho vùng hạ lưucông trình

Tính lợi dụng tổng hợp nguồn nước rất cao như kết hợp du lịch, nuôi trồng thuỷsản, giao thông…

Có tác dụng cải tạo vi khí hậu, ảnh hưởng tốt đến môi trường sinh thái

+ Nhược điểm

Vồn đầu tư xây dựng công trình tương đối lớn

Quản lý vận hành khai thác phức tạp

Diện tích bị chiếm dụng phục vụ công trình là lớn so với hai phương án trên

Nguy cơ hiểm hoạ vỡ đập cao

N

hận xét và lựa chọn giải pháp:

Như trên ta đã phân tích đặc điểm ưu, nhược điểm của từng giải pháp thuỷ lợi.Trong hai giải pháp đầu là trạm bơm và đập dâng tuy có những ưu điểm nhất định

không có khả năng điều tiết dòng lũ bảo vệ tính mạng, tài sản của nhân dân vùng hạlưu Đối với giải pháp thứ 3 là hồ chứa- đập ngăn sông: trong điều kiện kinh tế, trình

độ kỹ thuật của nước ta hiện nay hoàn toàn có thể thực hiện được

Như vậy giải pháp được chọn của ta ở đây là giải pháp thứ 3: hồ chứa - đập ngănsông

PHẦN III: THIẾT KẾ CƠ SỞ CHƯƠNG III: PHƯƠNG ÁN KỸ THUẬT VÀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

3.1 Giải pháp công trình và thành phần công trình

Ta xây dựng đâp, tạo hồ chứa điều tiết với các hạng mục :

Công trình đầu mối : + Đập ngăn sông + Tràn xả lũ + Cống lấy nướcCông trình trên kênh

3.2.Cấp bậc công trình và các chỉ tiêu thiêt kế.

3.2.1- Cấp bậc công trình

Việc xác định cấp công trình có vai trò rất quan trọng trong việc thiết kế kĩ thuật

vì cấp công trình có ảnh hưởng trực tiếp về kinh tế và kĩ thuật vì nó là cơ sở để xácđịnh các chỉ tiêu thiết kế

Cấp công trình được xác định từ hai điều kiện:

- Xác định theo nhiệm vụ của công trình trong hệ thống

- Xác định theo chiều cao và loại nền

Theo nhiệm vụ của công trình:

Theo QCVN 04-05-2012 (Bảng 1 – Trang 10) Theo năng lực phục vụ của côngtrình, ta xác định được cấp công trình như sau :

- Cung cấp điện cho khu vực với công suất lắp máy 8MW nằm khoảng 5)MW

(50 Tưới cho 6500ha ruộng đất canh tác nằm khoảng (2(50 10).103ha

Tra được công trình cấp III

Theo chiều cao công trình và loại nền

+ Sơ bộ xác định chiều cao đập là 30m

+ Đập là đập đất, đất nền là sét pha nhẹ màu xám vàng, lẫn dăm sỏi trạng thái đôi chỗdẻo cứng (mặt cắt địa chất tuyến công trình-đề bài) Kết luận loại đất nền nhóm B.Dựa vào QCVN 04-05-2012 bảng 1 trang 10 ta được cấp công trình là cấp II

Như vậy: dựa vào 2 điều kiện 1 và 2 ta xác định được cấp của công trình cần xâydựng là cấp II

- Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất thiết kế và kiểm tra công trình thủy lợi:(theo bảng 4/ trang 16 QCVN - 04 – 05- 2012)

+ Tần suất thiết kế: 1%

+ Tần suất kiểm tra: 0,2 %

- Tần suất gió tính toán xác định dựa vào cấp công trình theo 14TCN – 157 –

2005 điều 4.1.3/19

+ Tần suất gió lớn nhất: P = 4%

+ Tần suất gió bình quân lớn nhất: P = 50%

- Hệ số tổ hợp tải trọng (nc): ( Phụ lục B2/ 44 QCVN- 04 – 05 – 2012)

+ nc = 1,0 _ đối với tổ hợp tải trọng cơ bản

+ nc = 0,9 _ đối với tổ hợp tải trọng đặc biệt

- Hệ số điều kiện làm việc: m = 1 (Theo phụ lục B1, trang 46 QCVN 2012)

04-05 Hệ số đảm bảo (Kn): được xét theo quy mô, nhiệm vụ của công trình Theotrang45 QCVN 04-05-2012, ứng với cấp công trình là cấp III, ta có: Kn = 1,15

- Hệ số lệch tải (n): Theo bảng B2/47 QCVN 04-05-2012, với trường hợp tảitrọng và tác động là trọng lượng bản thân công trình, ta có: n = 1,05

- Gradien cho phép để kiểm tra độ bền thấm đặc biệt của thân đập đất là [Jk] =1,25 _ Theo bảng P3-3, trang 115_Đồ án môn học Thủy công

- Hệ số an toàn cho phép về ổn định của mái đập đất: Theo bảng 4-67, trang38_14TCN – 157 – 2005, ta có:

+ K = 1,30 _ Tổ hợp tải trọng chủ yếu

+ K = 1,10 _ Tổ hợp tải trọng đặc biệt

- Tuổi thọ công trình: ứng với công trình cấp II, tra bảng 11/25 2012), ta được tuổi thọ công trình T = 75 năm

QCVN-04-05-3.3 Vị trí công trình đầu mối

So sánh điều kiện ĐCCT các tuyến phương án:

Với kết quả khảo sát tại 2 vị trí tuyến, đánh giá và so sánh trên quan điểm địachất công trình tôi có một số nhận xét như sau:

Về điều kiện xây dựng: Vị trí tuyến PA-1 là tuyến có lợi thế về mặt thuỷ lực nênchiều cao đập nhỏ; tuy có chiều dài lớn hơn song các vai đập có độ dốc thoải hơn dẫntới điều kiện thi công thuận lợi Cùng với ưu điểm trên, tại vị trí tuyến còn có điểmthuận lợi cho bố trí tuyến tràn xả lũ tại eo đồi đầu vai phải đập và tách rời tuyến đập.Phương án tiêu nước thi công dễ dàng hơn

Về điều kiện địa chất: nhìn chung cả 2 tuyến đều có cấu trúc địa chất tương tựnhau với tầng phủ gồm bồi tích và phong hoá đều khá dày, tính chất cơ lý của các lớp

1 và 2 là tương tự nhau Tầng đá gốc đều nằm ở dưới sâu với đặc điểm tương tự do

cùng một loại đá mẹ.Tuy nhiên, tại mỗi tuyến đều có sự khác nhau về sự thuận lợi củayếu tố địa chất công trình: đối với cả hai tuyến đều phải xử lý bóc bỏ lớp đất bồi tíchtại lòng suối; Trong đó việc đào bóc và xử lý lớp cát – lớp 1a tại tuyến 1 là thuận lợihơn Về mặt bất lợi : trên tuyến PA-1 có tồn tại lớp hỗn hợp đá phong hoá dở dang lẫnđất ( lớp 1b) kéo dài gần như toàn bộ sờn phía trái vai đập (có thể là sản phẩm của mộtvùng sạt lở cổ), theo tôi đây là lớp đất đá có tính ổn định kém, nên cần thiết phải tiếnhành xử lý bóc bỏ.

Vậy ta chọn phương án I

Về phương án lựa chọn kết cấu đập: + Cấu trúc địa chất tại hai tuyến đều có tầngphủ dày tính thấm nhỏ song do đất thường có cấu trúc xốp hệ số rỗng lớn, tính nén lúncao

+ về vật liệu đất đắp : điều kiện khai thác khá thuận lợi, trữ lượng đất đắp dồidào

Do vậy phương án xây đập bằng vật liệu đất đắp là hợp lý nhất

Trong đó: + Vll’ : dung tích bùn cát lơ lửng trong 1 năm

+ T : tuổi thọ công trình (T = 75 năm)

- Mục đích bố trí: Dung tích chết là để chứa phần bùn cát lắng đọng trong suốtthời kỳ hoạt động của công trình, tạo đầu nước phục vụ cho tưới tự chảy, phát điện vớicông suất tối thiểu thiết kế, phục vụ giao thông vận tải……

3.4.2.2-Các điều kiện xác định dung tích chết(Vc )

a Đảm bảo yêu cầu về tuổi thọ công trình:

Với điều kiện tuổi thọ công trình, ta xác định được hàm lượng bùn cát lắngđọng trong suốt thời gian hoạt động của công trình Từ đó xác định được mực nướcchết theo công thức sau:

Từ 2 điều kiện trên ta chọn cao trình mực nước chết ZMNC =1398m

>(ZMNC1 ,ZMNC2) nên thỏa mãn được yêu cầu tưới tự chảy của cống lấy nước

Vậy chọn MNC = 1398m, tra quan hệ Z~V ta có : Vc = 3986,1(103 m3)

3.4.3-Tính toán cao trình mực nước dâng bình thường (MNDBT), dung tích hữu ích.

- Tài liệu về bốc hơi ứng với tần suất 85%

- Tài liệu về phân phối dòng chảy năm thiết kế ứng với tần suất 85%

- Tài liệu về nhu cầu dùng nước tính tại đầu mối

- Tiêu chuẩn thấm qua kho: k = 1%

 Dung tích hữu ích được xác định bằng phương pháp cân bằng nước giữa lượng

nước yêu cầu của các ngành với lượng nước đến theo tần suất đảm bảo P = 85%

(theo QCVN 04 – 05 – 2012 ứng với cấp công trình)

 Tài liệu tính toán điều tiết

Quá trình nước đến thiết kế Wđến ~t, quá trình nước dùng thiết kế Wyc ~t

W 85%

(10 3 m 3 ) 1823,99 1270,08 1098,14 1018,66 1799,88 3584,74 4938,97 8455,70 15404,30 14372,30 8379,94 2986,42Wyc

(10 3 m 3 ) 4.441,2 2.324,7 1.352,3 1.355,1 2.150,6 3.675,2 5.352,5 5.724,6 4.211,2 2.897,3 1.125,5 5.250,2

Đặc tính hồ chứa : Quan hệ VF3.4.3.3-Nội dung – Phương pháp tính toán

b.hoi yc

1 2

q q

q q

.

q

V V

t q

Q

Trong đó:

- Q: lưu lượng nước đến đã biết,

- qyc: lưu lượng nước yêu cầu

- qb.hơi: lượng nước bốc hơi khỏi hồ nước

- qthấm: lưu lượng thấm(phụ thuộc vào điều kiện địa chất lòng hồ, Vhồ)

- qxả: lượng nước xả thừa(phụ thuộc vào quá trình nước đến, phương thức vậnhành kho nước)

- V1, V2: dung tích hồ đầu và cuối thời đoạn tính toán

Sử dụng phương trình cân bằng nước để cân bằng cho từng thời đoạn, trên cơ sở

đó dựa vào nhu cầu dùng nước từng thời đoạn ta xác định được thời kỳ thiếu nước và

thời kỳ thừa nước, từ đó xác định được phần dung tích cần thiết ( dung tích hiêu dụng )

để thiết kế

b Trình tự tính toán:

- Bước 1: Tính Vh khi chưa kể đến tổn thất Kết quả tính toán được thể hiện ở bảng tính ( 3 – 1)Trong đó:

- Cột 1: Các tháng xếp theo thứ tự năm thủy lợi

- Cột 3: Lưu lượng dòng chảy đến bình quân tháng (tài liệu dòng chảy năm thiếtkế)

- Cột 4: Tổng lượng nước đến bình quân tháng, WQ = Qi ti

- Cột 5: Tổng lượng nước yêu cầu bình quân tháng (tài liệu về yêu cầu dùngnước)

- Côt 6: Lượng nước thừa trong tháng,  Wi = WQi - Wqi > 0

- Cột 7: Lượng nước thiếu trong tháng,  WQi - Wqi < 0

- Cột 8 : Dung tích kho tích trữ từng tháng

- Cột 9: Lượng nước xả trong tháng

Ghi chú : Tổng cột 7 sẽ cho ta dung tích nước cần trữ hay đó chính là:

W 85%

(10 3 m 3 )

Wyc (10 3 m 3 )

- Cột 1: Các tháng xếp theo thứ tự năm thủy lợi

- Cột 2: Dung tích kho, Vkho = Vc+ Vhi

Với: Vhi : Dung tích hồ ứng với từng tháng ghi ở cột 8 bước 1

Vc : Dung tích kho ứng với mực nước chết, Vc = 3986,1(103m3)

- Cột 3:Dung tích kho bình quân,

2

1 i i i

V V

V   

- Cột 4: Diện tích mặt hồ tương ứng với dung tích kho, xác đinh dựa vào quan

hệ (VZ), (FZ) khi biết V i

- Cột 5: Lượng bốc hơi mặt hồ ứng với từng tháng ( tài liệu về bốc hơi )

- Cột 6: Lượng nước tổn thất do bốc hơi, Wbh = F Zi,

Với : -Zi : Lượng bốc hơi từng tháng (tài liệu)

- Cột 1: Các tháng xếp theo thứ tự năm thủy lợi

- Cột 2: Các ngày tương ứng trong tháng

- Cột 3: Tổng lượng dòng chảy đến bình quân tháng.

- Cột 4: Tổng lượng nước yêu cầu bình quân tháng

- Cột 5: Tổng lượng nước tổn thất do thấm và bốc hơi

- Cột 6: Tổng lượng nước sử dụng bình quân tháng ( có kể đến tổn thất )

Cột 6 = Cột 5 + Cột 4

- Cột 7: Lượng nước thừa trong tháng,  Wi = WQi - Wqi > 0

- Cột 8: Lượng nước thiếu trong tháng,  WQi - Wqi < 0

- Cột 9: Dung tích kho tích trữ từng tháng

- Cột 10: Lượng nước xả trong tháng

Ghi chú : Tổng cột 8 sẽ cho ta dung tích nước cần trữ hay đó chính là:

Trình tự tính lại lần 2 như sau: Lấy cột 9 bước 3 thay vào cột 8 bước 1 tính lại tổnthất và tính ra Vh3

**Kết quả tính toán điều tiết hồ:

Sau khi lập bảng tính toán điều tiết, ta xác định được dung tích cần thiết để điềutiết dòng chảy hay chính là dung tích hiệu dụng Vh trong 2 trường hợp không kể đếntổn thất và có tổn thất

- Dung tích hiệu dụng chưa kể đến lượng tổn thất: Vh = 7380,92(103m3)

- Dung tích hiệu dụng có kể đến tổn thất: Vh’ = 8072,88 (103m3)

- Dung tích toàn bộ hồ : Vh = Vc + Vh’= 3986,1 + 8072,88= 12058,98 (103m3).Dựa vào dung tích toàn bộ hồ, tra đường quan hệ Z  V xác định được mực nướcứng với dung tích trong hồ hay chính là MNDBT

Với Vh= 12058,98 (103m3) Tra đường quan hệ (Z  V), suy ra : Z MNDBT = 1407,96m.

3.5 Tính toán điều tiết lũ

3.5.1 Mục đích, ý nghĩa tính toán điều tiết lũ:

3.5.1.1-Mục đích:

Mục đích của tính toán điều tiết lũ là thông qua tính toán làm thoả mãn yêu cầuphòng lũ đã đề ra, xác định dung tích phòng lũ cần thiết của kho nước, kích thướccông trình xả lũ, lưu lượng xả lũ lớn nhất xuống hạ lưu và phương thức vận hành khonước

Công trình tràn giữ vị trí quan trọng trọng hệ thống công trình đầu mối thuỷ lợi.Kích thước của công trình tràn ảnh hưởng trực tiếp đến quy mô kích thước các côngtrình khác và mức độ ngập lụt ở thượng lưu cũng như sự an toàn của hồ chứa.

Để đảm bảo điều kiện kinh tế và kỹ thuật của hệ thống, ta phải tính toán điều tiết

lũ với nhiều phương án Btràn khác nhau nhằm tìm ra được phương án tràn thích hợp choviệc điều tiết lũ và lấy nước ở hạ lưu

3.5.2 Tính toán điều tiết lũ

3.5.2.1 Hình thức công trình xả lũ

Theo nhiệm vụ được giao hình thức tràn xả lũ là tràn dọc có cửa van Tràn đỉnhrộng có ngưỡng Cao trình ngưỡng tràn = 1405 (m)

3.5.2.2 Phương pháp tính toán:

a Dạng đường quá trình xả lũ của kho nước khi có cửa van đóng mở:

Khi có cửa van thì mực nước trước lũ bằng cao trình MNDBT cao hơn ngưỡngtràn, nên khi bắt đầu có lũ điều chỉnh cửa van cho lưu lượng xả bằng lưu lượng lũ đến(q = Q) để cho Zhồ = MNDBT, đến thời điểm t1 dù mở hết cửa van thì lưu lượng xả qvẫn nhỏ hơn lưu lượng lũ đến Q Từ t1 đến t2 dạng đường quá trình xả lũ (qt) giốngnhư trường hợp không có cửa van và tính toán như tràn tự do Từ thời điểm t2 trở đi,khi lưu lượng lũ đến nhỏ hơn lưu lượng xả ứng với trường hợp cửa van mở hoàn toàn,

để đảm bảo hồ không bị mất nước, ta điều khiển cửa van sao cho lưu lượng xả qua cửavan bằng lưu lượng lũ đến hồ chứa

Hình 3-1: Dạng đường quá trình xả lũ khi có cửa van.

b Phương pháp tính toán điều tiết lũ:

Ta sử dụng phương pháp tính toán của phương pháp Pôtapôp dể tính toán điềutiết lũ, vì phương pháp này khá đơn giản và cho kết quả tương đối chính xác Nguyên

lý tính toán của phương pháp này cũng dựa vào phương trình cân bằng nước vàphương trình thuỷ lực của công trình xả.

* Phương trình cân bằng nước:

2

1 2

1

V V t q q t Q

Q       

* Phương trình thuỷ lực của công trình xả:

q = f(Zt, Zh, C) Trong đó:

Q1,Q2 : lưu lượng chảy vào kho đầu và cuối thời đoạn t

q1,q2 : lưu lượng xả đầu và cuối thời đoạn t

V1, V2: Dung tích kho đầu và cuối thời đoạn t

q : Lưu lượng xả bình quân thời đoạn

C : Tham số biểu thị công trình

3.5.3 Tài liệu tính toán:

3.5.3.1 Phương án bề rộng tràn:

Trong đồ án này tính toán điều tiết lũ cho 3 phương án bề rộng tràn khác nhauứng với cao trình ngưỡng tràn +1405m

Btràn = 27m Btràn = 36m Btràn = 45m

3.5.3.2.Tài liệu và các thông số cần thiết:

Để tính toán điều tiết lũ theo phương pháp Pôtapôp cần có những tài liệu sau:

- Tần suất phòng lũ: đươc xác định từ cấp công trình Công trình cấp II nên

ta có tần suất lũ thiết kế p = 1% và tần suất lũ kiểm tra là p = 0.2%

- Tài liệu địa hình (ZV)

- Đường quá trình lũ thiết kế (Qtkt)

- Đường quá trình lũ kiểm tra (Qktt)

3.5.4 Nội dung tính toán:

Từ tài liệu thiết kế và các tài liệu cần thiết, theo Pôtapôp ta tiến hành tính toánnhư sau:

Từ phương trình cơ bản:

2

1 2

1

V V t q q t Q

Q       

V Q

q t

q t V f q

m - hệ số lưu lượng, sơ bộ lấy m = 0,36

 - hệ số co hẹp bên, sơ bộ lấy  = 0,98

H - cột nước tràn Lấy V0 = 0 nên H0 = MNDBT – ZNT

- Dựa vào quan hệ (Z - V) từ mực nước giả thiết tìm Vk tương ứng và dung tíchphòng lũ

1

2

q q

Q

q-f q-f

f q

Hình 3-2: Biểu đồ phụ trợ quan hệ f 1 , f 2

(2) Sử dụng biểu đồ để tính toán điều tiết:

- Với mỗi thời đoạn t tính được lưu lượng bình quân:

2

2

1 Q Q

- Từ q1 đầu thời đoạn đã biết tra biểu đồ (f1  q) biết f1

- Tính f2 = Q + f1

- Từ f2 tra quan hệ (f2  q) tìm được q2

- Lấy q2 của thời đoạn trước làm q1 của thời đoạn sau và tiếp tục tính cho cácthời đoạn sau đến khi kết thúc sẽ vẽ được đường quá trình lưu lượng xả lũ (q  t)

C D

Hình 3-3: Đường quá trình lũ đến và đường xả lũ

(3) Từ đường quá trình lũ đến và đường quá trình xả lũ xác định được dung tíchcắt lũ và mực nước lớn nhất trong kho

3.5.5 Tính toán điều tiết lũ:

Vkho (10 3 m3)

V ( * )

(giờ)

f1(m 3 / s)

f2(m 3 / s)

Trong đó:

Cột (1): Thứ tự

Cột (2): Cao trình mực nước trong hồ (m)

Cột (3): Chiều cao mực nước trong hồ (tính từ MNDBT)

h = Z – ZNT; ZNT = 1405(m)Cột (4): Dung tích kho nước (Vk) tra từ quan hệ (Z~V)

Cột (5): Dung tích kho nước tính toán: Vpl = Vk – VZng

Cột (6): Lưu lượng xả lũ: q m B  Tr 2 ;g h32

Cột (7): Thời đoạn tính toán Chọn t = 0,4(h) = 0,4.60.60 =1440(s)

Dựa vào cột (6), (8) và (9), ta vẽ được đường f1 và f2

Dùng đường bổ trợ f1 và f2 kết hợp với đường quá trình xả lũ (Q~t)maxp, ta tìm đượcđường quá trình xả lũ (q~t)xả

3.5.5.2 Xây dựng đường quá trình xả lũ (qxả~t):

Bảng tính toán xây dựng đường quá trình xả lũ có dạng như sau:

qxả (m 3 /s)

qtb (m 3 /s) f1 (m

(10 6 m 3 )

V hồ (10 6 m 3 )

Z hồ (m)

Hsc (m)

Cột (1): Thời gian (h)

Cột (2): Qúa trình lưu lượng lũ thiết kế

Cột (3): Lưu lượng lũ trung bình của cả thời đoạn

Cột (4): Lưu lượng xả lũ đầu thời đoạn

Cột (5): Lưu lượng xả lũ trung bình của cả thời đoạn

Cột (6) và (7): Giá trị của hai hàm phụ trợ ứng với mỗi một thời đoạn:

)q(fQ)q(

TG (giờ) f1(m 3 /s) f2(m 3 /s)

Bảng 37: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ (Phương pháp POTAPOP

qxả (m 3 /s)

qtb (m 3 /s) f1 (m 3 /s) f2 (m 3 /s)

Vsc (10 3 m 3 )

V hồ (10 3 m 3 )

Z hồ (m)

Hsc (m)