Dự án thủy lợi hồ chứa nước Định Bình được xây dựng trên lưu vực sông Côn, xã Vĩnh Hảo, huyện Vĩnh Thạnh, tỉnh Bình Định (thuyết minh + bản vẽ)

2.1.2.4 Cấu tạo và bố trí công trình thuỷ công: Hệ thống công trình đầu mối được xây dựng trên sông Chu tại tuyến chọn III B 1-1.Tại đây bố trí phương án đập đá đổ chống thấm bằng bản m

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG

1.Vị trí và nhiệm vụ công trình

1.1 Vị trí công trình :

Tên công trình :Hồ chứa nước Cửa Đạt–Cụm công trình đầu mối đập chính Cửa ĐạtCôngtrình đầu mối dự kiến xây dựng trên Sông Chu tại xã Xuân Mỹ, huyện ThườngXuân, tỉnh Thanh Hoá, có toạ độ địa lí vào khoảng 105017’ kinh độ đông,19013’ vĩ độbắc cách Thành Phố Thanh Hoá khoảng 70 km về phía Đông Nam

1.2 Điều kiện tự nhiên khu vực xây công trình :

1.2.1 Điều kiện địa hình :

Địa hình vùng tuyến III gồm 2 dạng địa hình bào mòn núi cao và đia hình tích tụ chủyếu là bãi bồi Vai trái ngoài phố Đạt tương đối bằng phẳng còn lại là các đỉnh núicao độ trên 200m , sườn núi có độ dốc 35 45o Ở vai phải cách tuyến đập chínhkhoảng 1km về hạ lưu có bãi khá bằng phẳng thuận lợi cho bố trí mặt bằng thi công(cao độ khoảng 40  45m) Còn lại là các đỉnh núi có cao độ từ 100 170 m, sườnnúi có độ dốc trung bình 30o Tại khu vực tuyến đập lòng sông có dạng chữ U,chiềurộng gần 80m, cao độ đáy sông dao động khoảng 25 47m, chiều rộng khoảng 250m

và sót lại ở phía thượng lưu Nhìn chung cả sườn núi , địa hình đều bị phân cách bởicác khe nhỏ

1.2.2 Điều kiện địa chất công trình :

Kết quả nghiên cứu tổng hợp các biện pháp khảo sát cho thấy địa tầng khu vực tuyếnđập bao gồm tầng phủ, đá phong hoá và đá gốc với các lớp theo thứ tự từ trên xuốngdưới như sau :

1.2.2.1 Tầng Phủ

-Lớp 1:

Hỗn hợp cuội, sỏi, cát, đá tảng lòng sông Đá và cuội sỏi có thành phần chủ yếu làmagma, thạch anh quaczit phong hoá nhẹ, tròn cạnh cứng chắc, chiều dày 2 – 4 m Nguồn gốc bồi tích hiện đại lòng sông

-Lớp 1a :

Hỗn hợp cuội sỏi, cát đá tảng lẫn sét Đá và cuội có thành phần chủ yếu như lớp 1.Chiều dày 2 – 4 m, theo kết quả đo địa chấn 24 mạch, các lớp 1 và 1a có vận tốctruyền sóng dao động 500 – 1800 m/s Nguồn gốc bồi tích hiện đại lòng sông

-Lớp 2a :

Đất sét - á sét nặng, đôi chỗ kẹp các lớp mỏng á sét trung, trạng thái cứng – nửacứng, đôi chỗ dẻo cứng, chặt vừa Chiều dày thay đổi từ 4 – 6 m có chỗ tới 13 m ,phân bố ở hai bên thềm sông Lớp có vận tốc truyền sóng dao động 350 – 800 m/s Nguồn gốc bồi tích thềm bậc I

-Lớp 2b :

Đất á sét nhẹ - á sét đôi chỗ chứa ít sỏi nhỏ, trạng thái cứng –nửa cứng, đôi chỗ dẻocứng Chiều dày lớp thay đổi từ 4 – 7 m, có chỗ tới 9 m Phân bố ở hai bên thềm

Đất á sét nặng – sét lẫn ít dăm sạn đôi chỗ chứa tảng lăn kích thước trung bình 20 –

30 cm, có chỗ tới vài mét Đất ở trạng thái cứng nửa cứng là chủ yếu ,chặt vừa Phân

bố ở 2 bên sườn núi , chiều dày lớp trung bình từ 2 – 5 m Nguồn gốc pha tàn tíchkhông phân chia

-Lớp 4a :

Đất á sét nhẹ – trung chứa nhiều sạn dăm, đôi chỗ chứa tảng lăn kích thước trungbình 20 – 30 cm , có chỗ tới một vài met, Phân bố hai bên sườn núi chiều dày trungbình từ 2 –5 m

1.2.2.2 Đá phong hoá vầ đá gốc :

Trong khu đập chính Cửa Đạt đá gốc bao gồm đá trầm tích của phân hệ tầng ĐôngTrầu dưới, đá biến chất của phân hệ tầng Sông Cả trên và granit và của hệ phức bảnmuồng pha 1 Lớp đá phong hoá bao gồm 3 loại thứ tự từ trên xuống

-Đá phong hoá hoàn toàn : ở trạng thái hỗn hợp dăm sạn mềm bở và đất Đặc điểmnổi bật của đới này là chiều dày lớn , trung bình 5  20cm có chỗ tới hơn 40m.-Đá phong hoá mạnh : Đá thường ở trang thái vỡ vụn , búa dập dễ vỡ Các mảnh vởkhông sác cạnh , kém vững chắc Đới phong hoá mạnh quan sát thấy ở cả hai bên vaiđập Đặc điểm nổi bật của đớt này là chiều dày lớn , trung bình 20 40m

-Đá phong hoá vừa : Đá bị biến màu nhưng còn cứng chắc , nứt nẻ mạnh Chiều dàycủa đới phong hoá này không ổ định nhưng phần phong vừa nằm trực tiếp trên phonghoá nhẹ, lớp này có chiều dày thay đổi từ 1 30m

-Đá phong hoá nhẹ : Đá bị biến màu nhẹ ,cứng chắc đến rất cứng chắc,nứt nẻ yếu -Đá tươi : Đá rất cứng chắc

1.2.2.3 Địa chất thuỷ văn

-Mực nước ngầm :

Kết quả khảo sát cho thấy mực nước ngầm ở thềm sông thường xấp xỉ mực nướcsông , còn ở 2 vai vào mùa khô nước ngầm thường nằm sâu 20 – 30 m , càng lên caocàng thấp hơn nhiều

1.3 Đặc điểm khí hậu

Đặc điểm Chung :

Thanh Hoá mang đặc điểm khí hậu của vùng đông bằng bắc bộ Khí hậu được chia ralàm 2 mùa , Mùa đông khô lạnh và mùa hè nóng ẩm thể hiện ở các đặc trưng khí hậusau

1.3.1.Mưa :

Lượng mưa phân bố không đều lưu vực sông Chu có lượng mưa từ 1800 – 2300 mmvới tâm mưa lớn nhất nằm ở vùng núi huyện Thường Xuân, Lang Chánh có lượngmưa từ 2000–2350 mm

Mùa đông từ tháng XI – III thời tiết khô lạnh, nhiệt độ giảm nhanh, số giờ chiếu sáng

và bức xạ tổng cộng thấp Nhiệt độ thấp nhất thường xuất hiện vao tháng I, nhiệt độtối thấp đo được trong tháng I tại một số trạm như sau : Bái Thượng 2,60C (2/I/1974)

1.3.3.Chế độ ẩm :

Độ ẩm tương đối của không khí trên lưu vực phân bố trong năm có dạng 2 đỉnh và 2chân, đỉnh lớn nhất xuất hiện vào tháng III – IV, đỉnh thứ 2 xuất hiện vào tháng VIII,chân thấp nhất xuất hiện tháng VI – VII và tháng I – XII

1.3.4.Bốc hơi :

Lượng bốc hơi tháng trên lưu vực biến đổi có xu thế ngược lại với sự biến đổi củamưa, nhiệt độ và độ ẩm Phân bố lượng bốc hơi năm tại các trạm đại biểu có 2 đỉnh.Đỉnh lớn thứ nhất xuất hiện vào tháng VII là tháng có nhiệt độ cao nhất, số giờ nắngnhiều nhất và lượng bức xạ tổng cộng lớn nhất, đỉnh thứ 2 xuất hiện vào tháng X làtháng có số giờ nắng thuộc thuộc đỉnh thứ 3 trong năm Tháng có lượng bốc hơi ítnhất xảy ra vào tháng II trùng với tháng có số giờ nắng ít nhất trong năm và là thángthường có mưa phùn

1.3.5.Chế độ gió :

Do ảnh hưởng của địa hình, lưu vực nằm lọt giữa 2 dãy núi cao chạy song song theohướng Tây Bắc - Đông Nam, chế độ gió ở đây cũng bị phân hoá rõ rệt

+ Mùa hè gió mùa Tây Nam thổi tới đem theo hơi nước nên thời tiết nóng ẩm sau

khi đã trút mưa xuống sườn Tây lưu vực, luồng không khí trở nên khô và nónggây nên hiện tượng gió phơn vào thời kỳ tháng IV – VII

+ Mùa đông gió mùa đông bắc tiến vào lưu vực đã bị các dãy núi ngăn cách SôngChu với Sông Mã và Sông Chu với Sông Cả chặn lại, nên khả năng ảnh hưởng củagió màu Đông Bắc ở vùng thượng lưu Sông Chu ít hơn, Đây là nguyên nhân chínhgây ra mùa đông khô lạnh và ít mưa

1.4 Đặc điểm thuỷ văn công trình

Chế độ dòng chảy trên sông suối chia làm hai màu rõ rệt : Mùa lũ và mùa kiệt Trênsông Chu, mùa lũ kéo dài từ tháng VII – X chiếm từ 63 – 73 % mùa cạn từ tháng XI– VI ba tháng có lượng dòng chảy lớn nhất là các tháng VII – IX chiếm từ 52 – 60%Tháng có lượng dòng chảy lớn nhất muộn hơn so với sông mã 1 tháng vào tháng IX

Bảng 1-1 : Lưu lượng nước lớn nhất qua các thời đoạn thi công mùa kiệt

ThángXI-V

ThángXI-VI

ThángXII-III

ThángXII-IV

ThángXII-V

ThángXII-VI

Đường quan hệ Z-Q hạ lưu

Hình 1-2 : Đường quan hệ Z ~ Q tại hạ lưu đập

1.4.1.Về các dòng chảy lũ : Ta có các đường quan hệ của các đường quá trình lũ là

Đường quá trình lũ 5% mùa kiệt

Hình 1-3 : Đường quá lũ P=5% mùa kiệt

Đường quá trình lũ 5% mùa lũ

Hình 1-4 : Đường quá lũ P=5% mùa lũ.

50501230

Đường quá trình lũ p=1%mùa lũ

Hình 1-5 : Đường quá lũ P=1% mùa lũ.

1.5 Điều kiện dân sinh kinh tế:

1.5.1.Tình hình dân sinh kinh tế:

Khu vực xây dựng công trình nằm trên địa phận xã Xuân Mỹ, Thường Xuân ,ThanhHoá Là xã miền núi ,dân cư thưa thớt, cơ sở công nghiệp ,dịch vụ ,trường học ,bệnh viện,điện nước, thông tin liên lạc còn thiếu thốn, hầu như không có Để xây dựng công trình

cơ sỏ hạ tầng như hiện nay phải làm mới hoàn toàn Về giao thông vận tải duy nhất chỉ cóđường đá dăm thâm nhập nhựa từ thành phố Thanh Hoá đến công trường Giao thônggiữa hai bờ chủ yếu bằng thuyền và bè mảng

1.6.Nhiệm vụ ,quy mô công trình :

1.6.1 Nhiệm vụ công trình

- Giảm lũ với tần suất 0,6%, bảo đảm mực nước tại Xuân Khánh không vượt quá13,71 m ( Lũ lịch sử 1962)

- Cấp nước cho công nghiệp và sinh hoạt với lưu lượng 7715m3/s

- Tạo nguồn nước tưới ổn định cho 86.862 ha đất canh tác (Trong đó nam Sông Chu

là 54.043 ha,Bắc Sông Chu–Nam sông Mã là 32.831 ha )

- Kết hợp phát điện với công suất lắp máy (88 - 97) MW

- Bổ sung nước mùa kiệt cho hạ du để đẩy mặt, cải tạo môi trường sinh thái với lưulượng Q = 30,42 m3/s

7520

1.6.2 Quy mô công trình đầu mối và các thông số kỹ thuật của hạng mục công trình:

- Công trình cấp I : Bao gồm

+ Hồ chứa nước

- Diện tích lưu vực 5708 km2

- Mực nước lớn nhất thiết kế p = 0,01% 120,27 m

- Mực nước lớn nhất kiểm tra p = 0,01% 122,8 m

- Mực nước phát điện sau lũ 110,00m

- Mực nước dâng bình thường 113,3 m

+ Đập tràn

+ Tuynen lấy nước Dốc Cáy

+ Các đường thi công

- Công trình cấp II : Các nhà, ban quản lý

+ Lán trại, công xưởng

+ Đường thi công

1.7 Điều kiện xây dựng công trình :

1.7.1.Nguồn vật liệu xây dựng thiên nhiên:

- Vật liệu đất :

Đối với đập chính Cửa Đạt đã tập trung khảo sát chủ yếu ở các mỏ VL3 , VL4A ,VL4B , VL11 , và VL12 Nhìn chung các mỏ này đều gần khu vực tuyến đập và cóthể khai thác làm vật liệu lõi chống thấm , trữ lượng và chất lượng đảm bảo

- Vật liệu cát sỏi :

Đã khảo sát 59 mỏ nằm dọc theo các sông Khao, Sông Âm, sông Đạt và chủ yếu trênsông Chu Mức độ khảo sát chủ yếu mới ở giai đoạn BCNCKT, phạm vi và độ sâukhảo sát còn hạn chế.Tổng trữ lượng khai thác của các mỏ trong giai đoạn đầu dựkiến khoảng 5 000 000 m3 (chủ yếu là cát ) đủ đáp ứng yêu cầu về khối lượng

đề lớn ở đây chiều dày tầng phủ và đá phong hoá hoàn toàn đến đá phong hoá vừakhá dày dẫn đến khối lượng bóc bỏ lớn.Vì vậy cần khoanh vùng những vùng có tầngphủ mỏng để quy hoạch và khai thác dần Vật liệu thải có thể tận dụng để đắp tônkhu san nền bên bờ phải để giảm chi phí bóc bỏ tầng phủ

1.7.2 Về giao thông vận tải :

1.7.2.1 Đường từ ngoài đến công trường :

Đường từ ngoài đến công trường duy nhất hiện nay chỉ có đường nội bộ rải nhựa từ

thành phố Thanh Hoá đến công trường khoảng 60km Theo quyết định số 503

QĐ/BNN-XD ngày 02/03/2004 của Bộ trưởng Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn đoạn đường

từ Mục Sơn đến Cửa Đạt được nâng cấp theo tieu chẩn đường cấp III miền núi (vận tốc

xe tính toán 40km/h);bề rộng nền đường nền đường B=9.0m;bề rộng lề đường Ld =(2x1.5) =3.0m để vận chuyển thiết bị và nguyên vật liệu đến công trường đường được antoàn ,thuận lợi,thuận tiện

1.7.2.2 Đường trong công trường :

1.7.2.2.1 Đường thi công:

Đường thi công được ký hiệu là RCO,RO1,RO2,…Theo quy phạm thiết kế đường thicông 14TCN 43-85 và quyết định phê duyệt tổng mặt bằng thi công đợt I của bộ , toàn bộđường thi công khu đập chính công trình đầu mối thủy lợi Hồ chứa nước Cửa Đạt đều đượcthiết kế theo tiêu chuẩn đường thi công công trình thủy lợi cấp một ,chiều rộng mặt đường

Bm =9.5m, bề rộng lề đường Ld=(2x1.0)=2.0m,không gia cố ,mái nền đào m = (0.5 1.0);mặt nền đắp m= 1.5;độ dốc ngang lề đường ilề =5%;độ dốc ngang mặt đường imặt

=3%;bán kính cong nằm min Rmin =60m ;bán kính cong đứng Rlồi

1.7.2.2.3 Phà tạm vượt sông Chu :

Cách tuyến đập 1km về phía hạ lưu có xây dựng bến phà tạm vượt sông Chu

-Tải trong : H13 –X60

- Loại phà sử dụng : Phà 18T , hao dải phao cấu tạo cho phà tự chạy nhờ sức nước

- Vận hành : Bằng pulicáp và Ca Nô đẩy

- Có tổng chiều dài là 112,51 m ( Trong đó phía tả 57,5m , phía hữu 55,01m )

- Độ dốc dọc : I = 12%, không có dốc ngang

- Bề rộng mặt bến từ (7-9)m

CHƯƠNG 2 : CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG

2.1.Mục đích, ý nghĩa và các nhân tố ảnh hưởng tới dẫn dòng thi công :

2.1.2 Các nhân tố ảnh hưởng:

2.1.2.1Điều kiện địa chất:

Cấu tạo địa chất khá phức tạp tầng phủ và đới phong hoá rất, dày đặc biệt là bên

bờ trái, có nhiều đoạn đứt gãy bậc IV bậc V cắt qua tuyến đập ,song song vớituyến tuynen và tuyến tràn

Ở vùng tuyến đập chính : Tầng phủ 2 vai dày, lòng sông có lớp cuội sỏi khá dày,các đứt gãy chính đều cắt qua tuyến đập

Tuyến công trình xả lũ : Do tầng phủ và lớp phong hoá 2 vai khá dày nên chỉ có

thể bố trí công trình bê tông bên bờ phải

Tuyến tuynen : Bố trí bên bờ phải , khu vực này gồm phiến đá granit , phiến thạch

anh có cường độ cao

2.1.2.2Điều kiện thuỷ văn:

Chế độ dòng chảy trên sông suối chia làm 2 mùa rõ rệt mùa lũ và mùa kiệt.Mùa lũ

từ tháng VI dến tháng X Mùa kiệt từ tháng XI đến tháng V.Chế độ dòng chảyphụ thuộc vào chế độ dòng chảy trên sông Chu và sông Mã

Đặc trưng dòng chảy năm,dòng chảy lũ và dòng chảy kiệt đã trình bày chi tiết

trong chương1

Lưu vực sông Chu có mùa mưa bắt đâù từ tháng V đến tháng X chiếm 81  89%

lượng mưa năm.Ba tháng có lượng mưa lớn nhất (VIIIX) chiếm từ 46 60%lượng mưa năm.Tháng có lượng mưa lớn nhất thuộc lưu vực sông Chu và đồngbằng vào tháng IX chiếm từ 18 26% lượng mưa năm.Mùa khô bắt đầu từ tháng

XI đến tháng IV năm sau có lượng mưa chiếm từ 20 25% lượng mưanăm.Tháng có lưu lượng nhỏ nhất thường vào tháng I hoặc II chiếm 12% lượngmưa năm

2.1.2.3Điều kiện địa chất thuỷ văn:

Kết quả khảo sát cho thấy mực nước ngầm ở thềm sông xấp xỉ mực nước sông,

còn ở 2 vai vào mùa khô nước ngầm thường nằm sâu 20 30m, càng lên cao càngthấp hơn nhiều Mực nước ngầm tại vị trí giáp với vai đập ở cao trình +70+100.Trong tầng phủ hệ số thấm thay đổi từ 2.10-51.10-3cm/s tuỳ theo tính chất đất,còn trong đá gốc lượng mất nước phụ thuộc vào độ nứt nẻ của đá dao động từ 0.01

0.02(l/ph/m)

Theo kết quả phân tích ,thành phần hoá học nước sông và nước ngầm là

Bicacbonat Clorua Natri Canxi

2.1.2.4 Cấu tạo và bố trí công trình thuỷ công:

Hệ thống công trình đầu mối được xây dựng trên sông Chu tại tuyến chọn III B

1-1.Tại đây bố trí phương án đập đá đổ chống thấm bằng bản mặt bê tông.Công trình

xả lũ là tràn xả mặt có ngưỡng thực dụng ,tràn này được đặt tại eo yên ngựa bênvai phải đập,tràn thuộc loại ngưỡng thực dụng nối tiếp với dốc nước và tiêu năngbằng mũi phun, tuyến tràn thẳng nối tiếp với phần cong sông Chu tạo cho dòngchảy hố xói nối tiếp thuận với dòng sông chính

Từ đặc điểm kết cấu công trình ta thấy kết cấu đập cho phép thi công từng phần

được, và khi dẫn dòng thi công ta có thể dẫn dòng đồng thời qua công trình dẫndòng và đoạn đập đang xây dở đã được gia cố trong mùa lũ, trong khi đó vẫn cóthể xây dựng tiếp các đoạn đập ở trên cao.Do đó trong quá trình thiết kế phương

án dẫn dòng ta cần phân tích kĩ đặc điểm này để co thể có phương án hợp lí nhất

2.1.2.5 Yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng chảy hạ lưu:

Việc cung cấp nước cho hạ du là yêu cầu bắt buộc không thể ngừng trong thời gian

thi công dài được vì sông Chu là nguồn cung cấp nước chính cho hệ thống thuỷ nông tưới cho 50.000ha đất canh tác và phục vụ dân sinh.Theo lịch dung nước địa phương việc cấp nước chỉ dừng khoảng 15 ngày cuối vụ đông xuân (đầu tháng V)và 15 ngày vào tháng X.Do đó trong quá trình thi công phải cấp nước liên tục cho hạ du với lưu lượng tối thiểu đủ đáp ứng yêu cầu nước dung , cấp nước cho hệthống thuỷ nông sông Chu, cho thành phố và các cơ sở công nghiệp hiện có

Do vậy trong quá trình thiết kế cần chọn phương án dẫn dòng thi công đảm bảo

cung cấp đủ nước cho hạ du

2.2 Phương án dẫn dòng thi công :

2.2.1 Phương án 1:( Năm thứ nhất làm công tác chuẩn bi).

Năm thứ 1: - Mùa kiệt : Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp;

- Mùa lũ : Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp;

Năm thứ 2: - Mùa kiệt : Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp;

- Mùa lũ : Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp;

Năm thứ 3: - Mùa kiệt : Dẫn dòng qua tuynen2;

- Mùa lũ : Dẫn dòng qua tuynen 2 kết hợp với đáy đập tràn

xả lũNăm thứ 4: - Mùa kiệt : Dẫn dòng qua tuynen 2;

- Mùa lũ : Dẫn dòng qua tuynen 2, đáy tràn xả lũ chính;Năm thứ 5: - Mùa kiệt : Dẫn dòng qua tuynen 2;

- Mùa lũ : Dẫn dòng qua tràn xả lũ chính;

2.2.2 Phương án 2 : ( Năm thứ nhất làm công tác chuẩn bi).

Năm thứ 1: - Mùa kiệt : Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

- Mùa lũ : Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹpNăm thứ 2: - Mùa kiệt : Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

- Mùa lũ : Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹpNăm thứ 3: - Mùa kiệt : Dẫn dòng qua cống

- Mùa lũ : Dẫn dòng qua cống kết hợp với đáy đập tràn tạmNăm thứ 4: - Mùa kiệt : Dẫn dòng qua cống

- Mùa lũ : Dẫn dòng qua cống và đáy tràn xả lũ ;Năm thứ 5: - Mùa kiệt : Dẫn dòng qua cống

mà vẫn đảm bảo chất lượng công trình

2.3.3.Lựa chọn phương án :

Từ những nhận xét trên ta thấy trình tự dẫn dòng theo phương án 1 là khả thi hơn

Do đó ta chọn phương án 1 làm phương án thiết kế dẫn dòng

Trình tự dẫn dòng thi công theo phương án 1 trong 6 năm (Trong đó có năm đầutiên làm công tác chuẩn bị).Theo phương án này công trình tạm có tuynen (TN2) dẫndòng bên bờ phải tại cao độ +30 với tiết diện tròn  = 9m

2.4.Xác định lưu lượng dẫn dòng thi công :

2.4.1 Xác định cấp công trình : Theo điều 4.2.6 trong tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXD

285 : 2002 công trình đầu mối thuỷ lợi dự án Hồ chứa nước Cửa Đạt thuộc cấp I

2.4.2 Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công:

Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công là lưu lượng lớn nhất trong thời đoạn

thiết kế dẫn dòng ứng với tần suất thiết kế dẫn dòng thi công đã chọn

- Lưu lượng thiết kế dẫn dòng mùa khô ứng với tần suất lưu lượng tháng lớnnhất (theo tài liệu thủy văn): Q max ,P=5 % = 1230 m3/s

- Lưu lượng dẫn dòng mùa lũ :

1230

-Đắp đê quai dọc bên bờ phải 1/2005 cao độ thượng lưu đến +33,81 (m)

-Cao độ hạ lưu đến + 33,25 (m)

-Đào tuynen ,móng tràn đợt 1-Đắp thềm bờ phải đến +42,0Mùa lũ từ tháng

6 đến tháng 11

Lòng sông thuhẹp(bên bờtrái)

5080

-Tiếp tục thi công tuy nen

- Đào móng đập 2 bờ trai phải-Tiếp tục đào móng tràn

và đổ bê tông bờ trái-Tiếp tục thi công tuy nen 2 và

-Tiếp tục khoan phụt và đổ bê tông bản chân bờ trái cao trinh thiết kế

-Thi công xong tuy nen 2-Tiếp tục đào móng tràn xả lũ.Năm

thứ

Mùa khô từ

tháng 12 dến

Tuynen dẫndòng

1230 -Đắp đê quai thượng lưu đến +43

-Đắp đê quai hạ lưu đến +31(m)

nền , đổ bê tông bản chân và đắp đập phần lòng sông đến +50,rộng 200 m

-Tiếp tục đào móng tràn xả lũ

Mùa lũ từ tháng

6 đến tháng 11

Tuy nen dẫndòng và đoạnđập lòng sôngtại +50

5080

-Đổ bêtông tràn xả lũ-Đắp đập bờ phải đến cao trình+93

Mùa lũ từ tháng

6 đến tháng 11

Tuy nendẫndòng và đáytràn chính

6 đến tháng 11 tràn chính 13200

-Đổ bêtông bản mặt toàn tuyến-Hoành triệt tuynen cuối tháng 12-Hoàn thiện công trình

Ghi chú : Các cao trình đê quai và các cao độ khống chế ở bảng trên được xác định dựavào tính toán thuỷ lực dẫn dòng và quá trình điều tiết lũ ở phía sau

2.5 Tính toán thuỷ lực phương án dẫn dòng :

2.5.1Tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp mùa kiệt,mùa lũ năm thứ nhất:

2.5.1.1 Mục đích:

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

 Xác định cao trình đê quai thượng và hạ lưu;

 Xác định cao trình đắp đập chống lũ cuối mùa khô;

 Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy;

2.5.1.2 Xác định mức độ thu hẹp của lòng sông :

Mức độ thu hẹp lòng sông phải hợp lý Một mặt phải đảm bảo yêu cầu về

mặt thi công , mặt khác đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp cho hạ du màkhông gây xói lở

Sơ đồ tính toán:

 :Tiết diện ướt ban đầu của lòng sông (m2)

Giả thiết các cấp lưu lượng dẫn dòng vào mùa lũ Qi(m3/s) và từ quan hệ Q ~ ZHL taxác định được ZHL (m)

Giả thiết Zgt (m) Mực nước sông phía thượng lưu là:

)(

QV

1 2

d d tk c

)( 2 1

Q V

Xác định độ cao nước dâng Z tt theo công thức :

Ztt=

g

V g

22

2 

 Trong đó :

Nếu Z gt Z tt thì giả thiết ban đầu là đúng ,còn nếu không thì giả thiết lại các giá trị

Z

 và tính toán tiếp đến khi Z gt Ztt thì dừng lại

Trong quá trình tính toán :Về mùa kiệt Qmax 5% = 1230 (m3/s)  ZHL = 32,5(m)

Giá tri Z :Qua tính toán Z gt Ztt= 0.6(m)

Xác định được mực nước sông phía thượng lưu khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

 Đề ra biện pháp gia cố, bảo vệ

Để bảo vệ đập trong thời gian này ta làm các rọ đá vây quanh bảo vệ đập chống sạtlở;

2.6.Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua tuynen vào mùa kiệt năm thứ 2,3,4.

2.6.1Mục đích tính toán:

Tính toán thuỷ lực qua tuynen nhằm xây dựng quan hệ giữa lưu lượng dẫn dòng

và cao trình mực nước thượng lưu:

2.6.1.1Nội dung tính toán:

 Các thông số chính của tuynen:

Đường kính tuynen:  = 9(m)

Chiều dài tuynen : L = 802,3(m)

Cao độ cửa vào tuynen  = +30.(m)

Độ dốc tuynen i = 0,001

Hệ số nhám n = 0,014 (Tra phụ lục 4-3 bảng tra thuỷ lực)

 Các bước tính toán:

Ứng với mỗi giá trị Qi giả thiết chế độ chảy qua tuynen

Áp dụng các công thức tương ứng để tính ra độ cao trước cống H

So sánh H với độ cao cống D để kiểm chứng lại chế độ chảy ở trên

Độ sâu phân giới hk

Với mặt cắt hình tròn thì hk tính theo công thức: hk = Sk*d

Trong đó : d:Đường kính tuy nen

Q: lưư lượng qua tuy nen

Sk :Tra phụ lục 9-2 từ k với

2 5

 : Hệ số lưu tốc , lấy  =1

+ Ứng với Q=100m3/s Giả thiết chế độ chảy của tuynen là không áp :

Với tuynen dài L>(8 10)D do ảnh hưởng của sức cản dọc trên thân tuynen nêndòng chảy trong thân tuynen thực chất là dòng chảy không đều trên đoạnkênh Lúc đó không phải đơn thuần độ sâu thượng hạ lưu quyết định hình thứcchảy mà còn do chiều dài, độ dốc, độ nhám của tuynen quyết định Trong trườnghợp đó về phương diện thuỷ lực phải coi cống như một đập tràn đỉnh rộng nối tiếpvới đoạn kênh để xét Nên trong trường hợp này ta coi dòng chảy trong tuynennhư dòng chảy qua đập tràn nối tiếp với kênh.Chiều dài đoạn đập tràn lấy sơ bộl=1,4D

Độ sâu phân giới hk,với mặt cắt tròn được tính theo công thức:



Trong đó : D : Đường kính tuynen D=9m

Sk : Tra từ phụ lục 9-2(Bảng tra thuỷ lực) từ 2

g : Gia tốc trọng trường g=9,81 (m/s2)

Do đó 0 , 017

9 81 , 9

100 1

 Tra bảng tra thuỷ lực ta có Sk = 0,36

Độ sâu phân giới : hk = 0,36 * 9 =3,24(m)

Hình 2-3: Định tính đường mặt nước trong tuynen không áp

Đoạn từ cửa ra đến L=(8 10)H tính như kênh , đoạn cửa vào được tính như đập trànđỉnh rộng.Giả sử đường mặt nước trong thân tuynen là đường nước đổ b1 ta phải xác địnhchính xác cột nước hx đầu kênh để biết được chế độ chảy của tuynen

Trình tự tính toán được thực hiện như sau:

Lập bảng tính toán với

Cột1: Giả thiết các giá trị cột nước của hx từ hra với thứ tự tăng dần

Cột2: Xác định diện tích mặt cắt ướt qua tuynen i(phụ lục 14-2 bảng tra TL).Cột3: Vận tốc dòng chảy trong tuynen Vi=

i i

Q

 Cột4: Bán kính thuỷ lực trong tuynen Ri (phụ lục 14-2 bảng tra thuỷ lực)

i i

R C

V

2



Cột9: Năng lượng đơn vị của dòng chảy i = hi + V g i

2

2

Cột10: Hiệu năng lượng giữa 2 mặt cắt   = i-i-1

Cột11: Khoảng cách giữa 2 mặt cắt l i j tb





Cột12: Khoảng cách cộng dồn L

Từ đoạn từ cửa vào tuynen đến đoạn có độ sâu hx = 3,91(m) là đập tràn đỉnh rộng.So sánhchỉ tiêu chảy ngập phân giới ta có:



Giả thiết cửa vào của tường cánh lượn tròn , theo bảng 14-12 bảng tra thuỷ lực ta

    2 0, 2934

d



    0, 2934*92 23,77 .Do đó:

Q gD

+ Với chế độ chảy có áp,khi đó tính toán thuỷ lực cống như tính toán qua vòi hoặc ống ngắn.

Ta giả thiết các cấp lưu lượng khác nhau,với mỗi cấp lưu lượng ta tính toán như sau:Tra quan hệ Q ~ ZHL ta có ZHL

Với Zdáy song = 26,5(m) ta có cột nước hạ lưu là :

.2 2 2

2 0



 Với hn< 4 , 5

2 g H0 i L D

.2 2 2

2 0

D L i g

Q H

L : Chiều dài của tuynen L=802,3(m)

D : Đường kính của tuynen D=9(m)

 : Tiết diện của tuynen 63 , 62

L g

c c

.

2 1

1

5 , 4 014 , 0

1 1



 R n

9 , 821 81 , 9 2 5 , 0 1

0

Căn cứ vào kết quả tính toán bảng trên ta thấy:(So sánh với 1,4D=12,6m)

- Với Q= 600 m3/s thì cống bắt đầu chảy có áp

Với chế độ chảy bán áp tính toán phức tạp nên trong giới hạn chảy bán áp các giá trị ta cóthể nội suy giữa các giá trị có áp và không có áp

Như vậy ta có quan hệ Q ~ HTL khi dẫn dòng qua tuynen vào mùa kiệt:

Quan hệ Q-Ztl qua tuy nen

Hình 2-4 :Quan hệ Q ~ Z TL khi dẫn dòng qua tuynen mùa kiệt

2.7 Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua tuynen và đoạn đập đá đổ bê tông bản mặt đang xây dựng dở +50.0 ( tràn tạm ) vào mùa lũ năm thứ 3:

Theo tài liệu thiết kế dẫn dòng thi công thì lưu lượng thiết kế dẫn dòng mùa lũnăm thứ 3 dẫn qua đoạn đập đang xây dở ở lòng sông có tần suất p = 5% với lưulượng tính toán là Qp=5% = 5050 từ đó tra đường quan hệ Q-ZHL ta có mực nước hạlưu tương ứng là  MNHL = 38,16 (m )

Chiều rộng đập xây dựng dở để dẫn dòng thi công có B = 200 (m)

Do lưu lương xả lớn nhất thiết kế là Q = 5050 m3/s khi đó mực nước hạ lưu ứngvới lưu lương này là mực nước cao nhất

Chiều sâu mực nước hạ lưu là hh =  MNHL - đaysông = 38,16- 26,5 =11,6(m)

0

2

Q H

t

Trong đó:

Q : Lưu lượng qua tràn

Bt : Bề rộng tràn B= 200(m)

Ho : Cột nước toàn phần trên tràn

m : Hệ số lưu lượng Với hình thức cửa vào tương đối thuận ta có thể chọnm=0,34

Giả thiết các cấp lưư lượng khác nhau ta được kết quả tính toán như bảng sau:

Quan hÖ Q-Ztl qua ®Ëp x©y dùng dë

Hình 2.6: Quan hệ Q-Z TL qua đập xây dở;

+ Cấp lưu lượng ta giả thiêt một giá trị lưu lượng qua cống,từ đó ta tính được giá trịlưu lượng qua tràn tạm.Với lưu lượng qua cống ta có thể xác định được cột nước thượnglưu Z 1 bằng cách tính tương tự như phần dẫn dòng qua tuynen hoặc có thể tra trực tiếp từquan hệ Q ~ Ztl đã lập từ phần trước.Với lưu lượng qua tràn áp dụng công thức trên tacũng xác định được cột nước thượng lưu Z2 Đến khi nào Z1=Z2 thì nó là giá trị cột nướcthượng lưu ứng với giá trị lưu lượng giả thiết từ đầu.Cứ tiếp tục giả thiết như vậy ta cóđược quan hệ Q ~ ZTL trong trường hợp dẫn dòng qua tuynen và tràn tạm

+ Hoặc theo phương pháp công toạ độ:

Giã thiết các cấp lưu lượng qua tuy nen ta được quan hệ: Q- Ztl

Quan hệ đã được thiết lập được ở trên

Tương tự ta cũng gĩa thiết các cấp lưu lượng qua tràn tạm ta được

quan hệ Q-Ztl ở dưới :

Từ 2 quan hệ Q-Ztl qua tuy nen và qua tràn tạm ở giữa đập ,ta dùng phương pháp cộngtoạ độ : giữ nguyên tung độ ,công hoành độ ta được bảng quan hệ dưới đây:

Bảng 2.5:Quan hệ Q-Z TL khi dẫn dòng qua tuy nen + đáy tràn tạm

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Q(m3/s) Ztl

Hình 2-7 : Biểu đồ quan hệ Q-Z TL khi dẫn dòng qua tuynen kết hợp với đáy tràn

2.8.Tính toán dẫn dòng qua tuynen và đáy tràn xả lũ trong mùa lũ năm thứ 4

Xả lưu lượng lũ ứng với tần suất thiết kế P=1% với Q1% =7520(m3/s)

Bản đáy tràn đang xây dựng dở nên được tính như đập tràn đỉnh rộng chảy không ngập

Số liệu tính toán

Với đáy tràn: Cao trình đáy tràn +85 (m);

Bề rông đáy tràn B = 72(m);

Trình tự tính toán :

Với tuynen dẫn dòng số liệu tính toán tương tự như các phần tính toán ở trên

Trước hết giả thiết 1số lưu lượngdẫn dòng Qi qua bản đáy tràn chính Do quá trình dẫn dòng tràn đang xây dựng dở nên ta coi như một đập tràn chảy không ngập ( vì sau tràn là dốc nước

Do đó lưu lượng qua tràn được tính theo công thức sau:

2

3 0

2 B g H m

2

2

Tính toán với các cấp lưu lượng khác nhau ta được cột nước trên tràn như bảng sau:Sau khi tính được H0 ta tính được cột nước thượng lưu tràn theo công thức :

ZTLt=H0t +85 (m)

Bảng 2.6:Quan hệ Q-ZTL khi dẫn dòng qua đáy tràn chính

Hình 2-8 : Biểu đồ quan hệ Q-Z TL khi dẫn dòng qua đáy tràn chính

Sau đó ta lại giả thiết lưu lượng qua cống Qic.Tính toán tương tự như phần trên ta tính được giá trị cột nước của cống ở thương lưu Hic.Từ đó xác định đượccao trình mực nước thượng lưu:ZTLc=Hic+30 (m)

Biết lưu lượng qua cống ta có được lưư lượng qua đáy tràn Qtràn =Qi -Qic

Với cống coi như đập tràn đỉnh rộng chảy không ngập nên

Khi đó cao trình mực nước thượng lưu đáy tràn là: ZTLt=H0t +85 (m)

Khi nào giá trị giả thiết thoả mãn ZTLc = ZTLt thì dùng lại

Sau đó tiếp tục giả thiết các lưu lượng dẫn dòng khác để tìm quan hệ Q ~ ZTLcủa phương án dẫn dòng

.Hoặc theo phương pháp công tọa độ ta cũng tính được quan hệ Q- Ztl khi xã lũ P=1% qua tuy nen và đáy tràn chính

+ Ta đã xây dựng được quan hệ Q-Ztl khi xã lũ qua tuy nen

+Ta giã thiết các cấp lưu lượng qua đáy tràn chính để xây dựng Q-Ztl qua đáy tràn chính.+ Bằng phương pháp cộng toạ ta được quan hệ Q-Ztl qua tuy nen và tràn

Bảng 2.7: Quan hệ Q-Z TL khi dẫn dòng qua tuy nen và đáy tràn chính

Hình 2-9: Biểu đồ quan hệ Q ~ Z TL khi dẫn dòng qua tuynen + đáy tràn chính

2.9 Tính toán điều tiết:

2.9.1 Mục đích tính toán:

- Xác định mực nước lũ trong hồ ZTlmax và lưu lượng qxảmax của các công trìnhtháo nước khi xả lũ

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

2.9.2.Nội dung tính toán (Tính toán theo phương pháp Potapop)

- Tài liệu tính toán :

- Đường quá trình lũ tiểu mãn tần suất P = 5% có Qmax=1230m3/s

- Đường quá trình lũ chính vụ tần suất P = 5% có Qmax=5050m3/s

- Đường quá trình lũ chính vụ tần suất P = 1% có Qmax=7520m3/s

- Đường quan hệ V ~ Z của hồ chứa

- Đường quan hệ QTN2 + Đập xây dở ~ ZTL

2.9.2.1.Tính toán điều tiết lũ cho mùa lũ năm thứ 3 :

Tính toán điều tiết cho trường hợp cùng xả lũ thi công qua Tuy nen 2 và đập xâydựng dở ở cao trình +50 m với tần suất P = 5% , Qmax = 5050 m3/s ,

Công thức tính toán :

1 2 ( 1 2 ) 2 1

2

1 ) (

2

1

V V t q q t Q

Q       

2

1 ( ) (

2

1 ) 2

1

1

1 2 1 2

t

V Q Q q

q , ta có thể viết công thức như sau : f2(q2) = Q + f1(q1)

Trong bất cứ thời đoạn nào thì f1(q1) và Q đều đã biết nên sẽ biết được f2(q2) , nếu

có đường qua hệ q ~ f2(q2) , tra trên đường quan hệ đó ta sẽ biết được q2 các bướctính toán như sau :

Vẽ các quan hệ q = f1( )

2

1

q t

- Cột 3: Lưu lượng xả q tính theo quan h ệ Q ~ ZTL

- Cột 4: Dung tích kho nước tra theo quan hệ Z~V sau khi đã biết Z ở cột 2

Bảng 2-8: Quan hệ phụ trợ điều tiết lũ P=5%

Hình 2-10 :Biểu đồ quan hệ phụ trợ q ~ f 1, f 2 điều tiết mùa lũ p=5%

 Sử dụng biểu đồ để tính toán điều tiết:

f1

f2

Từ q1 đã biết tra trên biểu đồ quan hệ f1~q ta được giá trị f1 và từ đó ta lại tính tiếpđược f2 = Q + f1.

Từ f2 tra biểu đồ tra ngược lại ta sẽ được q2 Đó chính là lưu lượng xả lũ cuối mỗithời đoạn

Lặp lại các bước trên cho các thời đoạn tiếp theo và tính toán cho đến khi kết thúc

Từ quá trình lũ đến và xả ta có thể xác định được dung tích cắt lũ Vsc

Dung tích siêu cao(Vsc): Là bộ phận dung tích trên cùng của hồ chứa, nó có nhiệm

vụ tạm thời trừ lũ khi lũ đến công trình, làm giảm nhỏ kích thước công trình xả lũ

và đảm bảo yêu cầu phòng chống lũ ở thượng và hạ lưu công trình

- Cột 1: thời đoạn tính toán t=1h

- Cột 2: Giá trị lũ đến hồ chứa.Q1

- Cột 3: Giá trị lũ đến bình quân trong từng thời đoạn Q = 0,5.(Q1 + Q2)

- Cột 4: Lưu lượng xả lũ đầu thời đoạn q1

- Cột 5: Giá trị f1 được tra từ quan hệ q~f ở trên

- Cột 6: Giá trị f2 được tính theo công thức f2 = Q + f1

-Cột 7: Giá trị lưu lượng xả cuối thời đoạn q2

- Cột 8: Tổng lượng nước từng thời đoạn  W =  t.(Q - q)

Giá trị Vsc được tính theo công thức Vsc = Q q dt

tqm

)

(0

i(m3/s) f

2(m3/s) q

1(m3/s) 10W6m3

2.9.2.2.Tính toán điều tiết lũ cho mùa lũ năm thứ 3 :

Tính toán điều tiết cho trường hợp cùng xả lũ thi công qua Tuy nen 2 và đáy đập

ở cao trình +85 m với tần suất P = 1% , Qmax = 7520 m3/s , Tính toán tương tự trên

ta có kết quả:

4794