Thiết kế công trình đầu mối hồ sông bung 2 (thuyết minh + bản vẽ)

Cấp công trình: Cấp công trình đợc xác định theo 2 điều kiện.. * Cấp công trình xác định theo 2 điều kiện đều là cấp II.. Điều kiện địa chất ở 2 tuyến dự kiến là nh nhau, việc chọn tuyến

điện cần tiếp tục tìm kiếm các nguồn năng lợng khác và xây dựng thêm nhiều nhà máy điện.

Việc xây dựng dự án thủy điện sông Bung 2 vào thời điểm hiện tại cùng với quy mô của nó sẽ góp phần tăng đáng kể nguồn điện trong hệ thống lới

điện quốc gia để đáp ứng nhu cầu hiện nay.

Chơng I Tổng quan về công trình

Đ1-1 Vị trí và nhiệm vụ công trình

I Vị trí địa lý của công trình:

Sông Bung 2 là một nhánh của sông Vu Gia, nằm trong tỉnh Quảng Nam thuộcmiền Trung Việt Nam Diện tích lu vực tính đến tuyến công trình là 324 km2, chiều dài

lòng sông chính khoảng 44,8 km Tọa độ địa lý của đập dự kiến là: 15o41’45’’ vĩ Bắc,

107o24’00’’ kinh Đông

II Nhiệm vụ của công trình:

Nhiệm vụ chủ yếu của công trình là phát điện với công suất lắp máy Nlm = 100

MW, điện lợng trung bình năm Etb = 415,4.106 kWh

Đ1-2 Điều kiện tự nhiên

I.Điều kiện địa chất:

Dự án Sông Bung 2 nằm gần đứt gãy sâu bậc IIC Rào Quán- A Lới và bậc IIIC

Đak Krabat có khả năng phát sinh động đất 7

1 Địa chất công trình tuyến 1:

a Tuyến đập chính:

Nền đập tại khu vực lòng sông có trầm đọng cát sỏi, đá tảng với chiều dàykhông quá 2 m và có lộ đá nhấp nhô Phân bố dới lớp cát là đá phiến thạch anh màuxám xanh trong đới IIA đến độ sâu trung bình 49 m Thế nằm của đá cắm chéo về hạ l-

u vai phải Đất á sét chứa ít dăm sạn có chiều dày trung bình 13m, đới IA1 dày 7,2m,

đới IA2 dày 8,4m, sâu hơn là đới IB có chiều dày trung bình 11m

b Tuyến đờng tràn :

Chiều dày đất á sét chứa ít dăm sạn (eQ) không đồng đều, trung bình là 20m Chiều dày trung bình phụ đới IA1 là 4,5 m, phụ đới IA2 là 7 m, đới IB có chiều dàytrung bình là 12 m

c Cửa lấy nớc:

Đất eluvi - á sét chứa ít dăm sạn có chiều dày trung bình 3 m, chiều dày đới IA

là 18 m Nền cửa lấy nớc đặt cuối đới IB và đầu đới IIA- đá phiến sét giàu than

2 Địa chất công trình tuyến 2:

a Tuyến đập chính :

Nền đập tại lòng sông lộ đá gốc, có chỗ có cát sỏi, đá tảng chiều dày không quá1m, dới là đới IIA ở vai trái chiều dày đất á sét chứa ít dăm sạn trung bình là 8,1m,phụ đới IA1 12,6m, phụ đới IA2 9,3m, đới IB là 8,7m ở vai phải chiều dày đất eQtrung bình là 10,9m, phụ đới IA1 14,1m, phụ đới IA2 8,1m, đới IB là 10m

Tại cửa lấy nớc, đất eluvi-á sét chứa ít dăm sạn có chiều dày trung bình 3m, phụ

đới IA1 dày 10m, phụ đới IA2 5m Nền của cửa lấy nớc đặt cuối đới IB và đầu đới IIA

3 Địa chất thuỷ văn:

Khu vực dự án với địa hình có độ dốc lớn nên trữ lợng nớc dới đất nghèo Tất cảcác tầng chứa nớc đều thuộc loại không áp, mực nớc về mùa khô ở rất sâu (10-40m).Nớc thuộc loại Hiđrôcacbonat canxi không có tính ăn mòn bê tông

4 Chỉ tiêu cơ lý của đất, đá nền công trình: Bảng 1-2; 1-3.

II Vật liệu xây dựng:

1 Mỏ đất:

- Mỏ A: Phân bố ở khoảng giữa hai tuyến đập 1 và 2, bên bờ trái Sông Bung.Diện tích mỏ là 123 ha, chiều dày khai thác trung bình là 3,5 m Trữ lợng khai thác cấpC1 là 4,3 triệu m3

- Mỏ B: Phân bố ở bờ trái cách hạ lu tuyến 1 khoảng 500-600 m Diện tích mỏ

là 2 ha, chiều dày tầng khai thác khoảng 10 m Trữ lợng khai thác cấp C2 là 20 ngàn

Cờng độ kháng cắt bão hoà Cờng độ kháng cắt tự nhiên Hệ số

thấm

Kt, cm/s  , độ C, kg/cm2  , độ kg/cmC, 2

2 Mỏ đá: Sử dụng đá ở hai mỏ số 2 và số 3.

- Mỏ đá số 2 (điôrit): Diện tích khai thác 19 ha, chiều dày khai thác trung bình

75 m, trữ lợng cấp C1 là 14,25 triệu m3 Chất lợng đá thuộc loại tốt

- Mỏ đá số 3 (Granit): Diện tích khai thác 10 ha, chiều dày khai thác trung bình

80 m, trữ lợng khai thác cấp C1 là 8 triệu m3

3 Mỏ cát: Sử dụng mỏ cát sông Cái, trữ lợng khoảng 1,8 triệu m3 (Bảng 1-4)

ẩm bão hoà

Khô

gió

Báo hoà Khô

Khô

gió

Bão hoà

Khô

gió

Bão hoà

Tỷ

lệ Đ ộ Cờng độ kháng cắt

Mô đun biến dạng E , kg/cm 3

Hệ số thấm

tự nhiên

Bão hoà Khô

Tự nhiên Bão hoà

,

độ

C, kg/cm 2

,

độ

C, kg/cm 2

Tự nhiên

Bão hoà

Dungtrọng, g/cm3

2.5

5-1.25

2.5-0.63

1.25-

Hạt nhỏ 19.6 1.5 1.7 9.2 41.2 46.4 - 1.7 2.7 1.26 1.54 2.63 1.17 0.763 2.5 0.04 0.21Hạt vừa 19.9 6.2 8.1 31.1 43.7 10.9 - 2.6 2.4 1.37 1.62 2.7 0.97 0.67 0.5 0.02 0.15

Bảng1-5: Chỉ tiêu đá đắp đập

Tên loại đá

Độ ẩmsau khi đắp

W, %

Dungtrọng khô g/cm3

Cờng độ kháng cắt

C, kg/

cm2

4.Sử dụng đất đá đào từ hố móng:

Khối lợng đất đào từ hố móng rất lớn, cần tận dụng khối lợng đào này bởi chấtlợng của đất đào không khác gì chất lợng của đất ở mỏ Đá phiến thạch anh đới IB cóthể sử dụng để đắp đập, lát mái

III.Tài liệu khí tợng thủy văn:

1 Khí tợng:

- Nhiệt độ không khí: Lu vực nghiên cứu nằm trong vùng khí hậu gió mùa của

vùng địa hình núi cao, nhiệt độ trung bình năm thay đổi trong khoảng 20-28oC

- Độ ẩm không khí: Độ ẩm không khí tơng đối cao và khá ổn định, đặc biệt nơi

đây là vùng núi cao bị che khuất do vậy mức độ ẩm ớt có xu thế cao hơn

- Gió: Hớng gió thịnh hành là hớng Đông, Đông Nam, Bắc và Tây Bắc, đồng

thời đây cũng là hớng gió bất lợi cho công trình hồ chứa Sông Bung 2

Bảng 1-6: Tốc độ gió tại lu vực DATĐ Sông Bung 2 (m/s)

- §êng qu¸ tr×nh lò thiÕt kÕ:

B¶ng 1-11: Qu¸ tr×nh lò thiÕt kÕ t¹i tuyÕn ®Ëp 1- S«ng Bung 2

- Lu lợng lớn nhất thời kỳ lấp sông:

Bảng 1-12: Lu lợng lớn nhất các tháng thời kỳ lấp sông (m 3 /s).

18389 ngời và chủ yếu làm lâm, nông nghiệp, một số ít hoạt động trong lĩnh vực dịch

vụ, công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp Đa phần ở đây là các hộ dân nghèo có thu nhậpbình quân đầu ngời dới 2 triệu đồng 1 năm

II Nông- lâm nghiệp, công nghiệp- TTCN:

- Trồng trọt: Chủ yếu vẫn trồng trọt theo kiểu nơng rẫy Diện tích trồng lúa nớcchiếm không đáng kể, chủ yếu là ngô, khoai, sắn và lúa gieo

- Chăn nuôi: Chủ yếu là trâu, bò, lợn, gia cầm…; tuy nhiên ph; tuy nhiên phơng thức chănnuôi còn lạc hậu, cha có hớng phát triển chăn nuôi tập trung và sử dụng chuồng trại

- Kinh tế vờn, trang trại: Diện tích đất cha sử dụng khá lớn nên có nhiều tiềmnăng phát triển kinh tế vờn, kinh tế trang trại Tuy nhiên kinh tế vờn và trang trại hiệncha phát triển, mới chỉ dừng lại ở thử nghiệm xây dựng mô hình

- Lâm nghiệp: Công tác khoanh nuôi, khoán quản lý bảo vệ đợc quan tâm đẩymạnh nhờ đó nạn khai thác rừng bừa bãi, đốt rừng làm nơng rẫy giảm đáng kể

- Công nghiệp- TTCN: Ngành công nghiệp- TTCN cha phát triển, chủ yếu khaithác đá, chế biến nông-lâm sản, thức ăn gia súc, mộc dân dụng, đan lát, dệt vải III Y tế- giáo dục:

- Giáo dục: Nhìn chung còn thiếu trờng lớp, thiếu giáo viên Cơ sở vật chất cònthiếu thốn, tạm bợ Do hoàn cảnh kinh tế trong huyện còn khó khăn nên số học sinh bỏhọc còn nhiều Trình độ văn hoá trung bình từ cấp 1 đến cấp 2

- Y tế cộng đồng: Huyện Nam Giang có 1 trung tâm Y tế, 1 phòng khám khuvực và 9 trạm Y tế xã, 3 trạm Y tế xây dựng kiên cố, 6 trạm xây dựng bán kiên cố.Trung tâm Y tế huyện có 107 cán bộ, trong đó có 17 bác sĩ

II Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế:

1 Cấp công trình: Cấp công trình đợc xác định theo 2 điều kiện.

a Theo chiều cao đập và điều kiện nền công trình:

- Cao trình đỉnh đập sơ bộ lấy nh sau:

 Kết hợp 2 điều kiện trên, tra bảng 2-2 TCXDVN 285-2002 đợc công trình cấp II

b Theo năng lực phục vụ của công trình:

Nhiệm vụ của công trình là phục vụ cho phát điện Công suất của nhà máy thủy

điện là 100 MW, tra bảng 2-1 TCXDVN 285-2002 đợc công trình cấp II

* Cấp công trình xác định theo 2 điều kiện đều là cấp II Vậy chọn cấp côngtrình là cấp II

2 Các chỉ tiêu thiết kế:

Với công trình cấp II và các đặc điểm của công trình, theo các quy phạm và cáctiêu chuẩn thiết kế công trình thủy lợi, công trình có các chỉ tiêu thiết nh sau:

- Mức bảo đảm thiết kế của công trình (TCXDVN285-2002): 90%

- Tần suất lu lợng, mực nớc lớn nhất thiết kế công trình: 0,5%

- Tần suất lu lợng, mực nớc lớn nhất kiểm tra công trình: 0,1%

- Tần suất gió tính toán lớn nhất (14TCN 157-2005): 2%

- Tần suất gió bình quân lớn nhất: 50%

- Hệ số điều kiện làm việc: m = 1,0

- Hệ số tin cậy: Kn = 1,2

- Hệ số tổ hợp tải trọng: nc = 1,0

- Tuổi thọ công trình: 100 năm

chơng ii

Bố trí tổng thể công trình đầu mối

Đ2-1 Chọn tuyến công trình đầu mối

Lựa chọn vị trí xây dựng công trình là công tác quan trọng nhất trong các giai

đoạn thiết kế Nó quyết định quy mô, kích thớc, hiệu ích, giá thành và hàng loạt những

- Tuyến 2: Toạ độ tim tuyến đập chính tại lòng sông vào khoảng X =1735763,72; Y = 435196,13 Tuyến 2 nằm ở hạ lu tuyến 1, tại đoạn sông Bung có dòngchảy theo hớng Đ - T Chiều rộng lòng sông 30m về mùa khô Vai phải đập gối lên đồi

có độ dốc 25-350, vai trái gối lên đồi có độ dốc khoảng 450, đều phủ kín cây cối Cao

độ đáy sông 489 m, thấp hơn 21m so với cao độ đáy sông ở tuyến 1

Điều kiện địa chất ở 2 tuyến dự kiến là nh nhau, việc chọn tuyến đập hợp lýnhất phải thông qua tính toán so sánh các chỉ tiêu kinh tế

Bảng2-1: Chỉ tiêu kinh tế so sánh lựa chọn tuyến công trình.

TT Chỉ tiêu kinh Từ Đơn vị Tuyến 1 Tuyến 2

Với điều kiện gần khu vực xây dựng công trình có nhiều mỏ đất sét với trữ lợnglớn và đảm bảo yêu cầu đắp đập nên để tận dụng nguồn vật liệu sẵn có và giảm giáthành công trình ta chọn hình thức đập đá có lõi bằng đất sét là hợp lý

Đ2-3 Hình thức tràn xả lũ

Căn cứ vào tài liệu nghiên cứu địa chất ta thấy địa chất khu vực xây dựng côngtrình thuộc loại tốt, có thể bố trí hình thức tràn xả lũ kiểu giếng tháo lũ kết hợp với đ-ờng hầm dẫn dòng hay tràn dọc Hình thức tràn ngang có ngỡng đặt ngang MNDBT làkhông thích hợp bởi lu vực lớn, lu lợng lũ thiết kế lớn nếu làm tràn tự động thì bề rộngngỡng sẽ rất lớn, khó bố trí

Địa chất tuyến công trình càng xuống sâu đá càng rắn chắc nên nếu bố trí trànkiểu giếng kết hợp với đờng hầm dẫn dòng sẽ gặp nhiều khó khăn trong thi công và giáthành công trình sẽ tăng Do đó chọn hình thức tràn xả lũ kiểu tràn dọc Loại tràn này

có u điểm là dễ thi công, quản lý đơn giản, yêu cầu về địa chất không quá cao và antoàn tháo lũ

Căn cứ vào địa hình hai bên vai đập thấy rằng độ dốc vai phải đập thoải hơn vaitrái nên chọn tuyến tràn qua vai phải đập sẽ giảm đợc khối lợng đào nên đảm bảo tínhkinh tế hơn

Vậy từ các đặc điểm trên ta chọn hình thức tràn xả lũ là tràn dọc bờ phải tuyếncông trình

Đ2-4 Tuyến năng lợng

Thông qua tính toán, so sánh các yêu cầu kỹ thuật và các chỉ tiêu kinh tế thìtuyến năng lợng phù hợp nhất với tuyến công trình đã chọn đặt ở bờ trái sông Bung.Tuyến năng lợng gồm kênh dẫn vào, cửa lấy nớc, đờng hầm dẫn nớc, giếng điều áp, đ-ờng hầm áp lực kiểu hở, nhà máy, kênh xả và trạm phân phối điện ngoài trời

- Kênh dẫn vào: Nằm bên bờ trái sông Bung

- Cửa lấy nớc: Kiểu tháp bằng bê tông cốt thép có đáy đặt trên nền đá IIA Tạicửa lấy nớc có bố trí cửa van vận hành, cửa van sửa chữa và lới chắn rác Trên đỉnh có

bố trí cầu trục để lắp ráp và vận hành các thiết bị cửa lấy nớc

- Đờng hầm dẫn nớc: Đờng hầm dẫn nớc có áp đi xuyên qua các nền đá lớp IIA

và IIB Khi đi qua vùng đứt gãy, đờng hầm sẽ đợc gia cố bằng thép neo  32 dâu 3mvào đá rắn chắc

- Giếng điều áp: Cuối đờng hầm áp lực bố trí giếng điều áp kiểu hình trụ có ờng kính thay đổi Phần nối tiếp giữa hầm và giếng là một cổ thu hẹp Giếng điều áp đ -

đ-ợc gia cố bằng lớp áo bọc bê tông cốt thép, khi qua vùng địa chất yếu sẽ đ đ-ợc gia cốbằng thép  32 sâu trung bình 3m vào đá rắn chắc

- Đờng ống áp lực: Là đờng ống kiểu hở nối từ giếng điều áp đến nhà máy thủy

Việc tính toán chọn khẩu diện tràn hợp lý là một yếu tố rất quan trọng trong tínhtoán thiết kế đập Nó không những quyết định quy mô công trình mà còn phản ánh khảnăng tháo lũ đảm bảo yêu cầu phòng lũ cho hạ lu và an toàn cho công trình đập dâng.Mặt khác, vốn đầu t cho cụm công trình đầu mối chiếm một tỷ trọng khá lớn Vì vậytrong thiết kế, ngoài việc nghiên cứu để công trình làm việc an toàn trong mọi tr ờnghợp thì cũng phải thoả mãn yêu cầu vốn đầu t cho công trình là nhỏ nhất.

Trong đồ án này việc chọn khẩu diện tràn hợp lý phải thông qua tính toán, sosánh 3 phơng án với số liệu cho nh sau:

- Kiểm tra điều kiện an toàn của hạ lu khi xả lũ

II Tài liệu tính toán:

- Tần suất lũ thiết kế 0,5%; tần suất lũ kiểm tra 0,1%

h(giờ) Q(m 3 /s) h(giờ) Q(m 3 /s) h(giờ) Q(m 3 /s) h(giờ) Q(m 3 /s)

Bảng 3-4: Đờng quá trình lũ kiểm tra (P kt = 0,1%)

h(giờ) Q(m 3 /s) h(giờ) Q(m 3 /s) h(giờ) Q(m 3 /s) h(giờ) Q(m 3 /s)

III Tính toán điều tiết lũ:

1 Nguyên lý cơ bản của điều tiết lũ bằng kho nớc:

Dựa trên cơ sở dòng chảy không ổn định đợc biểu thị bằng hệ phơng trình Venant:

Q

1)

(3-Phơng trình mômen:

0 1 2

K

Q Q t

v g x

v g

v x

h x

(3-Trong đó: Q- Lu lợng (m3/s)

x- Khoảng cách (m)

A- Diện tích mặt cắt ớt (m2)

t- Thời gian (giây)

Q.dt - q.dt = F.dh (3-3)

Trong đó: Q- Lu lợng đến kho nớc (m3/s)

q- Lu lợng ra khỏi kho nớc (m3/s)

F- Diện tích mặt thoáng của kho (m2)

dt- Khoảng thời gian vô cùng nhỏ (giây)

2

2 1

C Z Z f q

V V t q q t Q Q

h t

(3-6)

Trong đó: Zt- Mực nớc thợng lu công trình xả lũ (m)

Zh- Mực nớc hạ lu (m)

C- Tham số biểu thị công trình

2 Tính toán điều tiết lũ theo phơng pháp Pôtapốp:

Tuân theo nguyên lý cơ bản của điều tiết lũ bằng kho nớc, Pôtapốp đa phơngtrình (4) về dạng:

t

V Q

Q q

q 2 0 , 5 (3-9)

Hai quan hệ này gọi là quan hệ phụ trợ để tính điều tiết lũ Thay vào (3-7) đợc:

f2 Q f1 (3-10)

* Quá trình điều tiết lũ đợc tiến hành với các bớc nh sau:

a Xây dựng đờng quan hệ phụ trợ f1, f2:

- Cột (1): Số thứ tự

 : Thời đoạn tính toán Chọn t= 0,5(h) = 1800(s).

b Xây dựng đờng quá trình xả lũ qxả~t:

- Cột (1): Thời điểm lũ đến

- Cột (2),(3): Lu lợng lũ đến đầu và cuối thời đoạn tính toán

- Cột (4): Lu lợng lũ đến trung bình thời đoạn;

2

2

1 Q Q

Q tb   (3-14)

- Cột (5): Lu lợng xả đầu thời đoạn (q1)

- Cột (6),(7): Giá trị tơng ứng của các đờng phụ trợ f1,f2

Từ q1 tra trên đờng phụ trợ đợc f1

Tính f2 = f1 + Qtb

- Cột (8): Lu lợng xả cuối thời đoạn (q2) Từ f2 tra trên đờng phụ trợ đợc q2

* Trong các thời đoạn có Q < Q0, trong đó Q0 là khả năng xả khi mở hết cửa van và giữtrong hồ là MNDBT thì điều tiết bằng cách lũ đến bao nhiêu thì xả bấy nhiêu

Từ kết quả tính toán ta tìm đợc trị số qmax, tính cột nớc Htràn lớn nhất theo côngthức: Htràn =

3 max

q

t

 (3-15) Khi đó: MNLTK = Zngỡng + Htràn

q t

B¶ng 3-6: TÝnh to¸n lu lîng q x¶ víi lò thiÕt kÕ P = 0,5%.

25.0 3584.6 3195.6 3390.1 3453.4 21306.1 24696.2 3442.625.5 3195.6 2849.0 3022.3 3442.6 21253.6 24275.9 3370.626.0 2849.0 2502.4 2675.7 3370.6 20905.3 23581.0 3251.526.5 2502.4 2165.1 2333.8 3251.5 20329.5 22663.3 3094.327.0 2165.1 1827.8 1996.5 3094.3 19569.0 21565.5 2906.227.5 1827.8 1649.6 1738.7 2906.2 18659.2 20397.9 2711.428.0 1649.6 1471.4 1560.5 2711.4 17686.5 19247.0 2520.628.5 1471.4 1382.3 1426.9 2520.6 16726.4 18153.2 2336.529.0 1382.3 1293.1 1337.7 2336.5 15816.7 17154.4 2172.129.5 1293.1 1270.9 1282.0 2172.1 14982.3 16264.3 2027.9

2 (m 3 /s) Q

tb (m 3 /s) q 1 (m 3 /s) F 1 (m 3 /s) f 2 (m 3 /s) Q 2 (m 3 /s)

20.0 1987.7 2208.7 2098.2 1987.7 14028.4 16126.6 2005.620.5 2208.7 2915.3 2562.0 2005.6 14121.0 16683.0 2095.721.0 2915.3 3621.9 3268.6 2095.7 14587.3 17855.9 2286.521.5 3621.9 4250.2 3936.0 2286.5 15569.4 19505.4 2563.9

22.0 4250.2 4878.4 4564.3 2563.9 16941.5 21505.8 2896.022.5 4878.4 5254.2 5066.3 2896.0 18609.8 23676.1 3267.823.0 5254.2 5630.0 5442.1 3267.8 20408.3 25850.4 3640.323.5 5630.0 5324.7 5477.3 3640.3 22210.1 27687.4 3959.024.0 5324.7 5019.3 5172.0 3959.0 23728.4 28900.4 4172.724.5 5019.3 4528.0 4773.7 4172.7 24727.7 29501.3 4275.825.0 4528.0 4036.7 4282.4 4275.8 25225.5 29507.9 4277.025.5 4036.7 3583.9 3810.3 4277.0 25230.9 29041.2 4196.926.0 3583.9 3131.1 3357.5 4196.9 24844.3 28201.8 4049.826.5 3131.1 2720.0 2925.6 4049.8 24152.1 27077.6 3851.427.0 2720.0 2308.9 2514.5 3851.4 23226.2 25740.6 3621.527.5 2308.9 2083.8 2196.4 3621.5 22119.1 24315.5 3377.428.0 2083.8 1858.7 1971.3 3377.4 20938.1 22909.4 3136.428.5 1858.7 1746.1 1802.4 3136.4 19773.0 21575.3 2907.929.0 1746.1 1633.4 1689.7 2907.9 18667.4 20357.2 2704.729.5 1633.4 1602.2 1617.8 2704.7 17652.5 19270.3 2524.530.0 1602.2 1571.0 1586.6 2524.5 16745.7 18332.3 2366.730.5 1571.0 1548.1 1559.5 2366.7 15965.6 17525.2 2232.131.0 1548.1 1525.1 1536.6 2232.1 15293.0 16829.6 2119.531.5 1525.1 1546.0 1535.6 2119.5 14710.2 16245.7 2024.9

45.5 2024.6 1993.6 2009.1 2079.2 14544.8 16553.9 2067.446.0 1993.6 1962.5 1978.0 2067.4 14433.5 16411.5 2052.646.5 1962.5 1941.4 1951.9 2052.6 14529.4 16481.3 2035.447.0 1941.4 1920.2 1930.8 2035.4 14448.7 16379.4 2017.447.5 1920.2 1890.6 1905.4 2017.4 14357.4 16262.8 1998.2

B¶ng 3-9: TÝnh to¸n lu lîng q x¶ víi lò thiÕt kÕ P = 0,5%.

28.0 1649.6 1471.4 1560.5 2695.6 16257.4 17817.9 2487.328.5 1471.4 1382.3 1426.8 2487.3 15330.6 16757.4 2299.9

26.5 3161.1 2735.5 2948.3 4101.5 22451.3 25399.6 3886.127.0 2735.5 2309.8 2522.6 3886.1 21513.5 24036.1 3631.327.5 2309.8 2084.3 2197.0 3631.3 20404.8 22601.8 3363.328.0 2084.3 1858.7 1971.5 3363.3 19238.5 21210.0 3104.528.5 1858.7 1746.1 1802.4 3104.5 18105.4 19907.8 2869.829.0 1746.1 1633.4 1689.7 2869.8 17038.1 18727.8 2654.229.5 1633.4 1602.2 1617.8 2654.2 16073.6 17691.4 2465.030.0 1602.2 1571.0 1586.6 2465.0 15226.4 16813.0 2309.7

q t

B¶ng 3-12: TÝnh to¸n lu lîng q x¶ víi lò thiÕt kÕ P = 0,5%.

T

(giê) Q

1 (m 3 /s) Q

2 (m3/s) Q

tb (m 3 /s) q 1 (m 3 /s) f 1 (m 3 /s) f 2 (m 3 /s) Q 2 (m 3 /s)

21.0 2385.2 2867.3 2626.3 2385.2 13829.6 16455.9 2431.321.5 2867.3 3364.7 3116.0 2431.3 14024.5 17140.5 2562.322.0 3364.7 3862.0 3613.3 2562.3 14578.3 18191.6 2765.122.5 3862.0 4161.0 4011.5 2765.1 15426.5 19438.0 3012.623.0 4161.0 4460.0 4310.5 3012.6 16425.4 20735.9 3266.823.5 4460.0 4216.8 4338.4 3266.8 17469.1 21807.5 3477.624.0 4216.8 3973.5 4095.1 3477.6 18329.9 22425.0 3602.424.5 3973.5 3584.6 3779.0 3602.4 18822.6 22601.6 3638.125.0 3584.6 3195.6 3390.1 3638.1 18963.5 22353.5 3588.0

25.5 3195.6 2849.0 3022.3 3588.0 18765.5 21787.8 3473.726.0 2849.0 2502.4 2675.7 3473.7 18314.2 20989.9 3316.326.5 2502.4 2165.1 2333.8 3316.3 17673.6 20007.3 3124.627.0 2165.1 1827.8 1996.5 3124.6 16882.7 18879.2 2901.627.5 1827.8 1649.6 1738.7 2901.6 15977.5 17716.2 2672.428.0 1649.6 1471.4 1560.5 2672.4 15043.8 16604.3 2459.7

25.5 4036.7 3598.9 3817.8 4461.3 22213.3 26031.1 4331.326.0 3598.9 3161.1 3380.0 4331.3 21699.8 25079.8 4139.126.5 3161.1 2735.0 2948.1 4139.1 20940.7 23888.8 3898.327.0 2735.0 2308.9 2522.0 3898.3 19990.5 22512.5 3620.127.5 2308.9 2083.8 2196.4 3620.1 18892.3 21088.7 3335.628.0 2083.8 1858.7 1971.3 3335.6 17753.1 19724.4 3069.428.5 1858.7 1746.1 1802.4 3069.4 16655.0 18457.3 2817.829.0 1746.1 1633.4 1689.7 2817.8 15639.5 17329.2 2598.429.5 1633.4 1602.2 1617.8 2598.4 14730.9 16348.7 2410.8

I Tài liệu thiết kế:

- Độ vợt cao an toàn (theo 14TCN 157-2005):

ứng với MNDBT: a = 1,2m

ứng với MNLTK: a’ = 1,0m

ứng với MNLKT: a’’ = 0,3m

- Vận tốc gió tính toán lớn nhất (p = 2%): V = 29,1m/s

- Vận tốc gió bình quân lớn nhất (p = 50%): V’ = 10,4m/s

- Chiều dài truyền sóng ứng với MNDBT: D = 2600m

- Chiều dài truyền sóng ứng với MNLTK: D’ = 2650m

II Kích thớc cơ bản đập dâng:

1 Cao trình đỉnh đập:

Cao trình đỉnh đập đợc thiết kế trên nguyên tắc không cho nớc tràn qua trongmọi trờng hợp làm việc Khi tính toán so sánh phơng án ta xác định theo 2 thông số làMNDBT, MNLTK

Z1= MNDBT +h+ hsl + a 17)

Z2= MNLTK +h' + hsl’ + a’ 18)

(3-Trong đó : h và h' là độ dềnh do gió ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bìnhquân lớn nhất ; hsl và hsl’ là chiều cao sóng leo ứng với gió tính toán lớn nhất và gióbình quân lớn nhất ; a và a’ là độ vợt cao an toàn

Cao trình đỉnh đập đợc chọn giá trị lớn trong 2 giá trị trên

(3-Trong đó: V - Vận tốc gió tính toán lớn nhất (m/s)

D - Chiều dài truyền sóng (m)

g - Gia tốc trọng trờng, g = 9,81m/s2

H - Chiều sâu nớc trớc đập (m)

s- Góc kẹp giữa phơng pháp tuyến của đập và hớng gió tính toán; s=0o

b Xác định chiều cao sóng leo:

hsl = K1.K2.K3.K4 K hs1% 20)

(3-Trong đó: hs1%- Chiều cao sóng với mức bảo đảm 1%;

K1,K2,K3,K4,K - Các hệ số.

- Xác định hs1%: Giả thiết trờng hợp đang xét là sóng nớc sâu: H > 0,5

Từ các tài liệu đã cho ta tính đợc các đại lợng không thứ nguyên

s

h



(Theo QPTL C1-78)

- Hệ số K phụ thuộc vào góc s, lấy theo QPTL C1-78 với s=0o  K = 1

Bảng 3-15: Kết quả tính toán cao trình đỉnh đập.

Với chiều cao đập lớn (100m) ta bố trí cơ đập nh sau:

Mái thợng lu: Bố trí 1 cơ ở cao trình +560, chiều rộng cơ 5m

Mái hạ lu bố trí 2 cơ ở cao trình +545 và +580, chiều rộng cơ là 5m

4 Mái đập:

Việc chọn hệ số mái đập hợp lý phải thông qua tính toán ổn định đập Tronggiai đoạn này sơ bộ lựa chọn hệ số mái đập theo kinh nghiệm và hệ số mái tự nhiên củalớp đá đổ ngoài hiện trờng

mTL = 2 và không thay đổi khi qua cơ đập

mHL = 1,75 và không thay đổi khi qua cơ đập

5 Thiết bị chống thấm:

Thiết bị chống thấm của đập có tác dụng giảm mất nớc trong hồ do thấm quathân đập Trong đồ án này thiết bị chống thấm cho đập là tờng lõi đất sét.

Kích thớc của tờng đợc xác định nh sau:

- Cao trình đỉnh tờng phải cao hơn mực nớc tĩnh của hồ trong mọi trờng hợp làmviệc Theo 14 TCN 157-2005 ta có Zđt = MNLTK + 0,5m

- Chiều rộng đỉnh tờng tâm đợc xác định theo yêu cầu thi công Chọn chiềurộng đỉnh tờng t1 = 4m

- Chiều rộng chân tờng tâm xác định theo yêu cầu chống thấm

H

t 2 (3-22)

Trong đó: H- Chênh lệch cột nớc trớc và sau tờng tâm Theo quan hệ Q~f(H) ta thấy

chênh lệch cột nớc lớn nhất khi hồ làm việc với MNDBT Để an toàn ta lấy chênh lệchcột nớc này để tính toán Khi đó H = 92,8m

 J - Građien thấm cho phép của vật liệu làm tờng tâm, với vật liệu đất sétlấy  J = 4

 23 , 2

4

8 , 92

IA2 đến bề mặt tiếp giáp với đới IB có cờng độ cao, đá rắn chắc

Để phòng thấm qua nền tiến hành khoan phụt vữa xi măng cho nền đập Chiềusâu khoan có thể tính theo công thức: hH C

đảm bảo tính an toàn cho công trình vừa đảm bảo tính kinh tế

- Hình thức tràn: Thực dụng không chân không kiểu Ôphixêrốp loại I.

Nối tiếp sau tràn là dốc nớc có nhiệm vụ dẫn nớc sau khi qua tràn xuống hạ lu

đập đảm bảo an toàn cho công trình

- Cao trình đáy dốc nớc chọn cao hơn MNHLmax 1,5m

Từ Qxả max tra quan hệ Q~H hạ lu đợc:

 Chiều dài mũi phun theo

ph-ơng ngang Lmp = 3m Nớc sau khi qua mũi phun xuống hố xói sẽ đợc dẫn trở lại hạ lusông Bung bằng kênh dẫn hạ lu

Zđáy

(1-n)B nB

S



°

Hình 3-1: Sơ đồ tính toán mặt cắt cơ bản ngỡng tràn.

1 Xác định mặt cắt cơ bản ngỡng tràn theo điều kiện ổn định:

Theo điều kiện ổn định thì chiều rộng chân tràn đợc xác định theo công thức:

H K

n

c

(3- 24)

Trong đó: B- Chiều rộng đáy ngỡng tràn.

H1- Chiều cao mặt cắt tính toán, H1 = MNLTK - Zđáy kênh dẫn

f- Hệ số ma sát giữa nền đá và vật liệu làm ngỡng, lấy f = 0,7

nB- Hình chiều mái thợng lu mặt cắt cơ bản ngỡng tràn trên mặt nằmngang Chọn n = 0,2

1- dung trọng của đập, sơ bộ lấy 1= 2,4 T/m3

n- dung trọng của nớc, n= 1 T/m3

1- hệ số cột nớc còn lại sau màn chống thấm Vì công trình quan trọngnên cần thiết phải xử lý chống thấm cho nền bằng cách phụt vữa tạo màng chống thấm.Trị số 1 xác định theo mức độ xử lý nền, sơ bộ lấy 1= 0,5

Kc- hệ số an toàn ổn định cho phép, có thể lấy Kc=

= 1,2

2 Xác định mặt cắt cơ bản ngỡng tràn theo điều kiện ứng suất:

Theo điều kiện ứng suất để trong tràn không suất hiện ứng suất kéo thì chiềurộng chân tràn đợc xác định theo công thức:

B =

    1 1

) ( ln  (3-26)

k C R

Q

2 2

2 max

 28)

* Cột nớc đầu dốc nớc là cột nớc co hẹp hc sau khi qua tràn: hđd = hc

q F

(3-Kết quả tính toán cột nớc đầu dốc đợc tổng hợp trong bảng sau:

Bảng 3-18: Cột nớc đầu dốc nớc

H'(m) H(m) Vo(m/s) Eo(m) F c c hc(m) Hđd(m)

2 1 1

J   

2

1 1

j j

R C

j j

R C

V J

Kiểm tra khả năng xuất hiện hàm khí ứng với điều kiện dòng đều, khi V  o V hk

thì dòng chảy xuất hiện hàm khí

Vhk = 6 , 63 1 0,0011 1 8,7. cos

1

6 2

o

R

n R

Ta thấy Vo > Vhk, vậy trên dốc nớc xuất hiện hàm khí trong cả 3 phơng án Khi

đó chiều sâu dòng chảy trên dốc nớc có thể tính theo công thức:

h (3-34)

Trong đó: h- Cột nớc tại mặt cắt tính toán khi không xét hàm khí.

V- Vận tốc dòng chảy tại mặt cắt tính toán

Để an toàn khi tháo lũ ta chọn chiều cao thành bên của dốc nớc cao hơn mực

n-ớc trên dốc một khoảng h = 0,75m Vậy chiều cao thành bên của dốc nớc trong 3phơng án là:

PA1: hđầu = 5,78 + 0,75 = 6,53m ; hcuối = 3,60 + 0,75 = 4,35m

PA2: hđầu = 5,55 + 0,75 = 6,30m ; hcuối = 3,44 + 0,75 = 4,19m

PA3: hđầu = 5,36 + 0,75 = 6,11m ; hcuối = 3,30 + 0,75 = 4,05m

IV Kết cấu các bộ phận đờng tràn:

2.1 Tờng hớng dòng: Chọn tờng hớng dòng kiểu tờng đứng nối tiếp giữa kênh dẫn hạ

lu với ngỡng tràn, góc mở của tờng là 200 Tờng bằng bê tông M200

- Chiều dày mố trụ kép là 4m; chiều dày mố bên là 2m

- Đấu mố trụ lợng tròn với bán kính R = 2m

- Cao trình đỉnh trụ bằng cao trình đỉnh đập

- Chiều dài trụ pin là 27m