TÍNH TOÁN THIẾT KÊ ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC

TÍNH TOÁN ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC, MỘT SỐ KỸ THUẬT CẦN THIẾT TRONG TÍNH TOÁN KẾT CẤU ỔN ĐỊNH SỬ DỤNG SAP2000 VÀ ANSYS ĐỂ PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT TRONG ĐẬP TỪ ĐÓ ĐƯA RA GIẢI PHÁP KỸ THUẬT TRONG THIẾT KẾ SỬ DỤNG TIÊU CHUẨN VIỆT NAM DÙNG TÍNH TOÁN CHUYÊN NGÀNH KẾT CẤU Ổ ĐỊNH

MỤC LỤC

PHẦN I CÁC TÀI LIỆU CƠ BẢN, TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

CHƯƠNG 1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN……… ……….4

1.1. Vị trí địa lí………4

1.2. Đặc trưng công trình………4

1.3. Điều kiện khí tượng, thủy văn……….5

1.3.1 Đặc điểm khí hậu……… 5

1.3.2 Lưu vực……….8

1.4. Vật liệu xây dựng……… 10

1.5. Địa chất khu vực công trình……… 11

CHƯƠNG 2 ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KNH TẾ……….14

2.1 Dân cư………14

2.2 Hiện trạng sản xuất nông nghiệp……… 15

2.3 Cơ sở hạ tầng xã hội……… 16

2.4 Kinh tế và xu hướng phát triển kinh tế……… 16

CHƯƠNG 3 SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH……18

3.1 Kinh tế và năng lượng………18

3.2 Lợi dụng tổng hợp công trình………18

CHƯƠNG 4 CÁC THÔNG SỐ KĨ THUẬT……… 19

4.1 Thông số công trình……… 19

4.2 Mực nước……… 19

4.3 Lưu lượng……… 21

PHẦN II THIẾT KẾ CƠ SỞ - THIẾT KẾ KĨ THUẬT……….22

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ………22

CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ ĐẬP DÂNG BÊ TÔNG TRỌNG LỰC……….27

6.1 Xác định mặt cắt cơ bản……….27

6.2 Tính toán ổn định đập dâng……… 38

6.3 Kiểm tra ổn định đập dâng……….51

CHƯƠNG 7 THIẾT KẾ ĐẬP TRÀN……… 54

7.1 Mặt cắt thực dụng đập tràn………54

7.2 Tính toán thủy lực đập tràn………56

7.3 Thiết kế đập tràn………70

7.4 Tính toán ổn định đập tràn……….73

7.5 Kiểm tra ổn định đập tràn……… 83

CHƯƠNG 8 PHÂN TÍNH ỨNG SUẤT ĐẬP DÂNG VÀ ĐẬP TRÀN………….86

8.1 Mục đích………86

8.2 Trường hợp tính toán……….86

8.3 Phân tích ứng suất cho trường hợp đã chọn……… 86

CHƯƠNG 9 THIẾT KẾ CỬA LẤY NƯỚC……… 96

9.1 Mục đích………96

9.2 Thiết kế cửa lấy nước……….96

9.3 Đường hầm dẫn nước……….99

9.4 Bố trí cửa lấy nước……… 101

PHẦN III CHUYÊN ĐỀ KĨ THUẬT……….101

CHƯƠNG 10 TÍNH TOÁN BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO THƯỢNG LƯU ĐẬP DÂNG……….101

10.1 Số liệu tính toán……… 102

10.2 Tính toán bố trí cốt thép trường hợp MNDBT………103

10.3 Tính toán bố trí cốt thép trường hợp MNLTK……….105

PHẦN IV PHỤ LỤC………109

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện,quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Hà Nội, ngày 31 tháng 12 năm 2016

Sinh Viên Thực HiệnĐặng Đình Duy

PHẦN I: CÁC TÀI LIỆU CƠ BẢN, TỔNG QUAN VỀ

CÔNG TRÌNH CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÍ

- Sông Chảy là một phụ lưu cấp 1 của sông Lô và là nhánh lớn thứ 2 sau nhánh sông Gâm Lưu vực nằm ở Đông Bắc Việt Nam, phía tây giá với lưu vực sông Hồng phía bắc và đông bắc giáp với lưu vực sông Lô Sông chảy qua địa phận các tỉnh Hà Giang, Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ Dòng sông chính chảy theo hướng bắc-đông nam

và đổ vào sông Lô Sông Chảy có tổng diện tích lưu vực Flv=6500 km2

- Dự án thủy điện Bắc Hà được xây dựng trên sông chảy ( bậc thang thứ 2 sau thủy điện Thác Bà)

- Khu vực xây dựng cụm công trình đầu mối thủy điện Bắc Hà nằm ở phía Đông Bắc của thành phố Lào Cai, cách thành phố khoảng 340km Trên bản đồ tỉ lệ 1/50.000 khu vực xây dựng công trình có tọa độ địa lí: 22o30’25’’ vĩ độ Bắc, 140o11’44’’ kinh

độ Đông

- Hệ thống thủy điện bao gồm các công trình đầu mối ( đập dâng, tràn, tuyến năng lượng, nhà máy,…được bố trí trọn vẹn trong địa phận xã Cốc Ly, huyện Bắc Hà, tỉnh Lào Cai)

- Vùng hồ chứa thủy điện Bắc Hà bao gồm vùng đất, mặt nước hồ thuộc địa giới hành chính các xã Cốc Ly, Hoàng Thu Phố của huyện Bắc Hà ; xã Thào Chư Phìn, Bản Mế, Nàn Sín và Sín Chéng của huyện Si Ma Cai; xã Cao Sơn, Tà Thàng, Tả Gia Khâu, Lùng Khâu Nhin, Dìn Nhìn, Nấm Lư của huyện Mường Khương

1.2 ĐẶC TRƯNG CÔNG TRÌNH

- Hệ thống thủy điện gồm các công trình đầu mối: đập dâng, đập tràn, tuyến năng lượng nhà máy trạm OPY… thủy điện Bắc Hà có diện tích lưu vực 3.465 km2 với dung tích toàn bộ hồ chứa 171,1 triệu m3

- Nhìn từ hạ lưu, đập tràn được thiết kế ở chính giữa tại tim tuyến áp lực, hai bên

là đập dâng Bên phải là cống dẫn dòng thi công, bên trái là cửa lấy nước vào nhà máythủy điện Nhà máy thủy điện được bố trí ở bên trái ngay phía sau hạ lưu đập dâng Hạ

lưu công trình có hố xói, hai bên bờ thượng lưu và hạ lưu có hệ thống đê quai bảo vệ bằng mái đá xây…

1.3 ĐIỀU KIỆN KHÍ TƯỢNG, THỦY VĂN

1.3.1 Đặc điểm khí hậu

- Khu vực xây dựng công trình hồ chứa và thủy điện Bắc Hà trải dài trên 1 vùng thuộc ba huyện Bắc Hà, Si Ma Cai, Mường Khương thuộc tỉnh Lào Cai thuộc Tây Bắc nước ta giáp biên giới Trung Quốc nên khí hậu chịu ảnh hưởng nhiệt đới gió mùa nắng nóng mưa nhiều, độ ẩm cao, bốc hơi lớn Song do nằm sâu trong lục địa bị chi phối bởi địa hình phức tạp nên diễn biến thời tiết có phần thay đổi, khác biệt theo thời gian không gian

- Khí hậu chia làm 2 mùa : mùa mưa bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 10, mùa khô bắt đầu từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau

- Sương mù thường xuất hiện phổ biến trên toàn tỉnh, có nơi rất dày Trong các đợt rét đậm, ở những vùng núi cao và các thung lũng còn xuất hiện sương muối kéo dài 2-3 ngày

1.3.1.1 Độ ẩm không khí

Lưu vực sông Chảy nói chung có độ ẩm không khí lớn, trong đó độ ẩm ít thay đổi Độ ẩm không khí tương đối trung bình năm dao động trong khoảng từ 80% đến 87% Tháng có độ ẩm trung bình cao nhất đạt 90,8%, thấp nhất đạt 77% Độ ẩm

không khí tương đối trung bình của các trạm khí tượng trong năm quan trắc ( 2006) xem bảng 3.2

1962-Bảng 3.1 Độ ẩm tương đối trung bình tháng trạm đại biểu (%)

Bắc Hà 85,5 88,2 86,5 85,7 84,5 85,9 87,0 88,0 87,4 87,3 87,5 86,9 87,0Hoàng Su

Phì 81,3 79,6 77,6 77,1 77,4 81,2 83,5 84,1 83,0 82,6 81,4 80,9 80,8

12/05/1996 tại trạm Hoàng Su Phỳ.

Nhiệt độ trung bình hàng năm ở các trạm trong suốt thời gian quan trắc dao động vào khoảng từ 18,8-19,10C, nhiệt độ trung bình các tháng trong năm dao động từ11-280C Phân bố nhiệt độ trung bình trong năm của các trạm khí tượng trong lưu vực xem ở bảng 3.1

Bảng 3.2 Nhiệt độ không khí trung bình tháng các trạm khí tượng

( đơn vị : 0C )

Bắc Hà 11,3 12,6 15,9 19,7 22,0 23,7 23,7 27,9 21,8 19,3 15,7 12,

2 18,8Mường

Khương 11,5 12,9 16,6 20,2 23,2 24,0 24,4 23,8 22,7 22,0 16,3 13,3 19,1

1.3.1.3 Chế độ gió

- Hướng gió: Nam và Đông Nam Trong năm phân biệt 2 mùa gió , gió mùa đông từ tháng 11 đến tháng 4 thịnh hành gió mùa đông bắc và gió bắc mang không khí

lạnh và khô, có ít mưa Gió mùa hạ từ tháng 5 đến tháng 10 thịnh hành gió đông nam

và đông mang hơi ẩm, thời tiết nóng ẩm

- Tốc độ gió tại Bắc Hà trung bình năm là 1,1m/sBảng 3.3 Tốc độ gió lớn nhất 8 hướng ứng với các tần suất tại trạm Bắc Hà (m/s)

55,2

124,1

199,6

239,2

278,8

339,2

203,3

121,0

62,9

20,9

1698,9Mường

Lượng mưa bình quân khu vực Bắc Hà được tính theo phương pháp bình quân

số học dựa trên lượng mưa bình quân năm của trạm Bắc Hà, Lũng Phìn, Sìn Chéng được xác định XOlv Bắc Hà = 1876,5 mm Lượng mưa trung bình lưu vực Vĩnh Yên được xác định theo trung bình 3 trạm Vĩnh Yên, Yên Bình, Lũng Phìn, kết quả XOlv Vĩnh Yên = 2098,7 mm

Bảng 3.5 Lượng mưa ngày lớn nhất ứng với tần suất thiết kế tại trạm Bắc Hà

1.3.2 Lưu vực

Trên lưu vực sông Chảy ta có thể sử dụng số liệu của trạm khí tượng Bắc Hà, Hoàng Su Phỳ, Mường Khương, Lục Yên nằm trong khu vực nghiên cứu có quan trắc khí tượng, thời gian đo đạc dài 1961-2012, chất lượng tài liệu tốt được chọn làm trạm đại biểu để xác định các yếu tố khí tượng cho tuyến công trình

Với: R,X,T,Z lần lượt là độ ẩm, mưa, nhiệt độ, bốc hơi

1.3.3 Đặc trưng thủy văn

Chế độ dòng chảy và phân phối dòng chảy năm thiết kế :

- Trong năm dòng chảy phân ra làm 2 mùa : mùa lũ và mùa kiệt, thời gian bắt

đầu và kết thúc mùa lũ từ thượng lưu đến hạ lưu trên lưu vực sông đều giống

nhau

- Mùa kiệt bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 5 năm sau Trong bảy, tám tháng đó

dòng chảy mùa kiệt không hoàn toàn ổn định Lượng dòng chảy mùa kiệt nói

chung chiếm từ 25-35% tổng dòng chảy cả năm Dòng chảy 3 tháng mùa kiệt

xuất hiện từ tháng 1 đến tháng 3, với tổng lưu lượng dòng chảy chiếm 8-9%

tổng lượng dòng chảy cả năm

- Mùa lũ bắt đầu từ tháng 6, kết thúc vào tháng 10 chậm hơn mùa mưa một

tháng Tổng lượng dòng chảy mùa lũ chiếm (70-80%) tổng lượng dòng chảy

năm, tháng có dòng chảy lớn nhất vào tháng 7 và 8 với tổng lượng dòng chảy

chiếm 37% tổng lượng dòng chảy năm

Bảng 3.6 Thống kê đặc trưng dòng chảy năm tại các trạm thủy văn trên lưu vực

sông Chảy 9 ( theo thực đo )

Công trình được xây dựng ở vùng núi phía Tây Bắc là khu vực có địa hình rất

phức tạp, phân tầng độ cao lớn, mức độ chia cắt mạnh, nhiều núi đá vôi, độ dốc trung

bình từ 24 đến 280

- Nhóm đất đỏ vàng bị biến đổi màu do trồng lúa : đây là các loại đất feralitic hoặc mùn feralitic ở các sườn và chân sườn ít dốc được con người bỏ nhiều công sức tạo thành các ruộng bậc thang để trồng trọt hoa màu Diện tích chiếm khoảng 2% diện tích tự nhiên phân bố rải rác ở các huyện Bắc Hà và Sa Pa.

- Nhóm đất mùn vàng đỏ : chiếm trên 30% diệ tích tự nhiên, phân bố tập trung tại các huyện Sa Pa, Mường Khương, Bắc Hà…

- Mỏ đất 1A nằm ở bờ trái sông Chảy ngay tại tuyến đập, phân bố trên sườn núi

có độ dốc sườn tự nhiên 15-300, ở khoảng cao trình 130-300m, diện tích mỏ đất 17,1 ha

- Nhóm đất mùn alit trên núi : chiếm 11,42% diện tích tự nhiên, phân bố tập trung ở huyện Sa Pa, Văn Bàn… có thảm rừng đầu nguồn khá tốt

- Tầng có ích gồm đất sét, á sét màu vàng, nâu vàng, nâu đỏ lẫn dăm sạn Bề dày trung bình 2,2m trữ lượng mỏ cấp C1 : 295000 m3 , hoàn toàn đáp ứng yêu cầu trữlượng đất để đắp đê quai và chất lượng đảm bảo yêu cầu kĩ thuật

1.4.2 Cát và đá sỏi

Ở ven các sông ngòi hiện đã và đang được khai thác làm vật liệu xây dựng phân bố chủ yếu ở lòng sông Chảy và các sông suối trong vùng Hiện nay được các hộ

dân tiến hành khai thác bằng cơ giới với các máy hút cát, cuội, sỏi đặt trên mặt bè nằmtrong lòng sông và đưa chúng lên bờ đổ thành bãi, đống

Hà Giang Thành phần chất lượng và tính cơ lí của đá vôi đạt các tiêu chuẩn cho rải đường xây dựng, nhất là nguyên liệu cho bê tong Kết quả tính trữ lượng được tính từ cốt +>=100m ( tính từ bề mặt nền đường Thuận Hải vào Cốc Ly ) hoàn toàn áp dụng phương pháp khai thác lộ thiên thuận lợi, cự ly vận chuyển gần công trình

Vì vậy dựa trên địa hình khu vực và để đảm bảo kinh tế khi xây dựng ta xây dựng công trình bằng đập bê tông trọng lực Sử dụng luôn nguồn vật liệu tại chỗ như cát, sỏi, đá vôi dồi dào có thể xây dựng nhà máy xi măng ngay tại công trình

1.5 ĐỊA CHẤT KHU VỰC CÔNG TRÌNH

Vùng tuyến Cốc Ly thủy điện Bắc Hà có diện tích nhỏ ( 0,8 km2 ) nằm trong thung lũng sông Chảy ở phần trung lưu, thuộc vùng chuyển tiếp giữa khu vực đồi núi Đông Bắc và khu vực đồi núi thấp đến cao Tây bắc Việt Nam

1.5.1 Điều kiện địa chất công trình tuyến đập

- Tại vị trí tuyến đập, thung lũng sông Chảy có dạng chữ V thoải, lòng sông rộng

55m, vai trái dốc 30-35 độ, vai phải dốc 20-25 độ, chiều rộng thung lũng sông theo chiều MNDBT là 300m

- Với phương án chọn kết cấu đập là bê tông trọng lực, nền đập nên đặt trên nền

đá đới IIA, đá nứt nẻ, cứng chắc Mặt cắt ĐCCT thứ tự trên xuống dưới gồm các lớp đất đá sau :

+ Đới nứt nẻ IIA đá gốc phong hóa nhẹ, nứt nẻ mạnh, các khe nứt bám sắt, Mn, đácứng trung bình đến cứng chắc, dày 30-40m

+ Vai đập bờ trái gặp 5 đứt gãy kiến tạo : IV-53, IV-52, IV-14, IV-42, IV-50 đổ về

bờ sông, dọc theo các đứt gãy đá bị phiến hóa mạnh bề rộng đới ảnh hưởng từ 10m và hệ thống khe nứt 310-330 góc 10-15 độ tạo điều kiện thuận lợi có thể gây trượt mái dốc

3-1.5.2 Điều kiện ĐCCT tại tuyến tràn xả lũ

Căn cứ vào kết quả thăm dò ở lòng sông, mặt cắt ĐCCT thứ tự từ trên xuống dưới gồm các lớp sau :

- Đới nứt nẻ IIA : đá gốc phong hóa nhẹ, nứt nẻ mạnh, các khe nứt bám Fe, Mn,

đá cứng trung bình đến cứng chắc, dày 25-35m

- Nền đập tràn từ đầu tràn đến hố xói tiêu năng gặp các đứt gãy IV.6, IV.50, IV.51 Dọc theo các đới ảnh hưởng chứa các đứt gãy đá bị phiến hóa mạnh, gây nứt nẻ vỡ vụ mạnh tạo điều kiện phát triển các hang hốc Karst gặp tại các

hố khoan CL44, CL77, CL11, CL78, CL60 và Cl79 ở cao trình từ 106,86 đến 96,9m

1.5.3 Điều kiện địa chất tại tuyến năng lượng và nhà máy

- Tuyến năng lượng nằm ở phía bờ phải sông Chảy có điều kiện ĐCCT khá thuận lợi, nền tuyến năng lượng đặt trên nền đá cứng đới IIA ổn định, tuy nhiên do bề

mặt tầng phủ ở bờ phải lớn, để tránh sạt lở mái đào kiến nghị cửa lấy nước, kênh

xả sau nhà máy nên bọc bê tông, bê tông cốt thép

- Căn cứ vào kết quả khoan thăm dò các hố gần trùng tim tuyến ( CL9 CL20, CL37 ) trên mặt cắt ĐCCT thứ tự từ trên xuống dưới gồm các đới sau :

+ Đới nứt nẻ IIA phân bố từ 7-10m đến 15-20m, bề dày 25-30m

- Mực nước ngầm nằm cách bề mặt đất tự nhiên từ 15-20m, dọc theo tuyến nănglượng có 5 đứt gãy đi qua, làm cho đá gốc bị phiến hóa, vụn vỡ trong phạm vi ảnh hưởng của đứt gãy

1.5.4 Hiện tượng động đất

Kết quả nghiên cứu , đánh giá độ nguy hiểm động đất của viện Vật lý địa cầu, vùng tuyến công trình có cấp động đất cực đại tin cậy MCE với a= 274,6 cm/s2

( tương ứng với cường độ động đất cấp 8-9 ) và động đất cơ sở vận hành OBE với a =

120 cm/s2 ( tương ứng với cường độ động đất cấp 7-8 thang MSK - 64 )

1.5.5 Hoạt động địa chất vật lí

- Hiện tượng sạt lở trong tầng phủ :

+ Trong phạm vi vùng tuyến do bề mặt sườn địa hình khá dốc 30-40 độ hiện tượng trượt lở trong tầng phủ tương đối phát triển Các khối trượt thường xảy ra vào mùa mưa khi tầng phủ bị bão hòa nước, chỉ tiêu cơ lí giảm, trọng lượng tăng Đáng chú ý là khối sạt lở ở sườn vai đập, bờ trái tuyến đập tràn III ở cao trình 150-160m xuống mép sông Tại đây bề mặt sườn dốc là 30-400, chiều dày lớp phủ lớn Khối sạt

lở phát triển chủ yếu trong lớp đất edQ và đới phong hóa mãnh liệt Kích thước khối trượt dài 200m, rộng 100m, chiều sâu phát triển nhất đến 10m, khối lượng 15000-

20000 m3

+ Hiện nay khối sạt vẫn đang tiếp tục sạt trong các mùa mưa lũ, sản phẩm của khối sạt lở chảy xuống sông và bị cuốn trôi đi Khối sạt lở này không ảnh hưởng đến

ổn định nền công trình khi vị trí công trình xây dựng ngay trên khối sạt vì khối sạt xảy

và chiều sâu phát triển từ 0,5 đến 1-2m

CHƯƠNG 2 : ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ

2.1 DÂN CƯ

- Khu vực lòng hồ chứa thủy điện nằm trên địa phận hành chính của 2 huyện Mường Khương và Si Ma Cai cùng 1 phần xã Cốc Ly, trong đó :

+ Huyện Mường Khương dân só toàn huyện theo số liệu điều tra dân số và nhà

ở, đến tháng 4/2009 có 52.030 người/11.098 hộ Huyện có 14 dân tộc trong đó dân tộcMông chiếm 41,78%, dân tộc Nùng chiếm 26,8%, dân tộc Dao chiếm 5,75% ngoài

ra còn một số ít dân tộc khác như Phù Lá, Mường… chiếm 6,8% dân số toàn huyện

+ Huyện Si Ma Cai có khoảng 26.753 dân ( năm 2004 ) bao gồm 11 dân tộc trong đó chủ yếu là người Mông ( 82,52% ), Nùng ( 12,25% ), La Chí ( 0,75% )…

+ Mật độ dân số 93ng/km2, tỷ lệ tăng dân số tự nhiên là 1,82%

- Khu vực công trình đầu mối công trình thủy điện nằm trên địa phận xã Cốc

Ly huyện Bắc Hà

Bắc Hà là huyện vùng cao tỉnh Lào Cai, có 14 dân tộc cùng chung sống trong

đó đông nhất là Hmong, Dao, Tày, Nùng

Theo số liệu thống kê, tính đến cuối năm 2008, toàn huyện có 10.606 hộ với 56.919 nhân khẩu, trong đó đồng bào dân tộc thiểu số chiếm trên 82% ( Dân tộc Môngchiếm 47%, Tày 11%, Dao 14% và các dân tộc khác )

Mật độ dân số trung bình 77,6ng/km2

Tỷ lệ gia tăng dân số tự nhiên là 2%

2.2 HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP

Về số lượng, tổng diện tích tự nhiên của Bắc Hà là 68176,4 ha năm 2010, tăng 304,4ha so với năm 2006

Trong 68716,4ha diện tích đất tự nhiên năm 2008, đất nông lâm nghiệp và thủy sản là 33168,02ha, chiếm 48,65%, trong đó đất sản xuất lâm nghiệp có diện tích lớn nhất 20602,6ha, chiếm 30,22% ; đất sản xuất nông nghiệp có 12551,33ha chiếm 18,41% và đất nuôi trồng thủy sản có 14,09ha

18 hạng mục tái định canh – định cư ( trụ sở UBND, trạm xá, hệ thống điện, hệ thống cấp nước, đường và cầu giao thông, trường học, nhà văn hóa… ) với tổng kinh phí gần 30 tỷ đồng đã cơ bản hoàn thành và đưa vào sử dụng.

Đã có 27/31 hộ dọn đến nơi ở tái định cư và ổn định cuộc sống, được trợ cấp di chuyển từ phía chủ đầu tư

Hai huyện Mường Khương và Si Ma Cai vẫn là những huyện nghèo thuộc vùngsâu vùng xa, do đó cơ sở hạ tầng còn rất thiếu thốn, giao thông đi lại còn khó khăn, các công trình xây dựng chủ yếu từ ngân sách nhà nước, huyện vẫn chưa có ngân sáchphát triển đầu tư hoặc có thì rất ít

2.4 KINH TẾ VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN

2.4.1 Kinh tế

- Là 1 trong 3 huyện nghèo của tỉnh Lào Cai, Bắc Hà có 19 xã đặc biệt khó khăn theo Chương trình 135 giai đoạn II và 4 thôn khó khăn thuộc xã vùng II, được hưởng chính sách ưu đãi theo Nghị quyết 30a về “ Chương trình hỗ trợ giảm hộ nghèonhanh và bền vững đối với 62 huyện nghèo” của cả nước

- Tổng số lao động toàn huyện tính đến cuối năm 2008 là 20.718 người, chiếm

tỷ lệ 52% dân số

- Thu nhập bình quân đầu người : 3,8 triệu đồng

- Tỷ trọng Nông nghiệp – Công nghiệp – Thương mại dịch vụ : 74,5% - 9,7% - 19,5% ( năm 2008 )

- Tính đến cuối năm 2008, huyện còn 4997 hộ nghèo, chiếm 47,09% tổng số hộdân toàn huyện

- Sau 2 năm nỗ lực triển khai thực hiện Nghị quyết 30a của Chính phủ, tình hình kinh tế - xã hội trên địa bàn huyện Bắc Hà đã có những cải thiện đáng kể, cơ cấu kinh tế có sự chuyển dịch theo hướng tích cực, tỷ lệ hộ nghèo liên tục giảm qua các năm ; cơ sở hạ tầng được đầu tư nâng cấp ; các chính sách phát triển văn hóa giao dục,

an sinh xã hội được quan tâm

- Kinh tế huyện Mường Khương vẫn chủ yếu là sản xuất nông lâm nghiệp

- Si Ma Cai là huyện vùng cao biên giới, địa hình phức tạp, nhiều núi đá vôi đồitrọc Do đó đất nông nghiệp rất ít, chiếm khoảng 1/5 diện tích là ruộng bậc thang trồnglúa mỗi năm chỉ có 1 vụ và 1 vụ trồng ngô trên các nương dốc Ngô vẫn là lương thực chính của người dân Do đó để phát triển kinh tế hạ tầng, Si Ma Cai vẫn cần phụ thuộcvào ngân sách nhà nước

2.4.2 Xu hướng phát triển kinh tế

- Nông – lâm nghiệp : phát triển toàn diện theo hướng kinh tế hàng hóa gắn với xây dựng nông thôn mới Phải kết hợp chặt chẽ giữa trồng trọt và chăn nuôi, giữa xây dựng và chế biến, mở rộng sản xuất và thâm canh tăng năng suất, kết hợp trồng rừng

- Công nghiệp – tiểu thủ công nghiệp : trên cơ sở đẩy mạnh sản xuất nông nghiệp – lâm nghiệp theo xu hướng sản xuất hàng hóa, phát triển tiểu thủ công nghiệp làng nghề theo hướng công nghiệp hóa hiện đại hóa

Phát triển mạnh ngành nghề nông lâm sản, phát triển cơ khí sửa chữa sản xuất công nông cụ và phụ tùng thay thế để phục vụ và tăng cường cơ giới hóa sản xuất

- Giao thông : phát triển và hoàn thiện hệ thống giao thông trên toàn khu vực, xây dựng các đường liên xã huyện, kết nối vùng sâu vùng xa, phát triển kinh tế trong vùng

CHƯƠNG 3 : SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH

3.1 KINH TẾ VÀ NĂNG LƯỢNG

Nhiệm vụ của công trình thủy điện Bắc Hà đã được ghi rõ trong quyết định của Thủ tướng Chính Phủ về việc đầu tư dự án thủy điện Bắc Hà số 539/VPCP – NC ngày 01/02/2002 : tạo nguồn điện cung cấp cho lưới điện quốc gia và công suất lắp đặt 90

MW, sản lượng điện trung bình năm 378,4 triệu kWh

3.2 LỢI DỤNG TỔNG HỢP CÔNG TRÌNH

- Để khắc phục tình trạng đói nghèo của nhân dân, Đảng bộ và nhân dân tỉnh

Lào Cai đã định hướng phát triển kinh tế vùng dự án là trọng điểm phát triển hệ thống thủy lợi phục vụ thâm canh tăng vụ , khai hoang tăng năng suất, giải quyết nước sinh hoạt cho nhân dân, ngoài ra địa phương còn có xu hướng phát triển khu vực này thành những trọng điểm trồng các cây đặc sản của tỉnh như mận đào chè … với hàng ngàn

ha hoang hóa

+ Nhiệm vụ của công trình :

-Dung tích hữu ích hồ chứa khoảng 103,8 triệu m3 sẽ cung cấp nước tưới tiêu cho 3465 km2 lưu vực

- Cấp nước sinh hoạt cho nhân dân trong vùng

- Tích nước vào mùa khô và cắt giảm lũ vào mùa mưa cho khu vực hạ lưu

- Kết hợp du lịch sinh thái , nuôi trồng thủy hải sản, thủy cầm trong khu vực lòng hồ , cản thiện không khí trong vùng

- Phát triển giao thông , cơ sở hạ tầng

- Khi dự án vận hành sẽ bổ sung vào lưới điện quốc gia gần 400 triệu kWh/ năm, góp phần quan trọng vào sự nghiệp phát triển kinh tế xã hội của khu vực, mở ra hướng phát triển đến các vùng sâu, vùng xa của Lào Cai

CHƯƠNG 4 : CÁC THÔNG SỐ KĨ THUẬT

4.1 THÔNG SỐ CÔNG TRÌNH

- Cấp công trình : cấp I theo TCVN 04-05-2012

- Công trình thủy điện Bắc Hà có diện tích lưu vực 3.465 km2

- Dung tích toàn bộ hồ chứa ở MNDBT 267,52 triệu m3

- Dung tích ở MNC : 89,17 triệu m3

- Dung tích hữu ích hồ chứa : 178,35 triệu m3

- Đập dâng bê tông trọng lực chiều cao 86m

- Đập tràn , kích thước (5 khoang ) : 5x8,5m

- Công suất lắp máy 90 MW ( 2 tổ mỗi tổ 45 MW)

- Sản lượng điện bình quân hàng năm 378,4 triệu KWh

-Số giờ phát điện tính toán 4200h/ năm

(1973-Bảng 4.4 Tổng lượng lũ thiết kế tại tuyến Bắc Hà

PHẦN II : THIẾT KẾ CƠ SỞ - THIẾT KẾ KĨ THUẬT

CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ

5.1 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ

5.1.1 Đề xuất phương án khẩu diện tràn

Việc xác định khẩu diện tràn là một bước rất quan trọng và rất cần thiết trong

quá trình tính toán thiết kế một công trình thủy lợi Khẩu diện tràn lớn thì khả năng

tháo lũ xuống hạ lưu cũng tăng lên, MNDGC trong hồ giảm xuống và khối lượng cửa van, thiết bị lớn nhưng khối lượng phần đập không tràn nhỏ và ngược lại Qua việc

tính toán cho các phương án chúng ta phân tích ưu nhược điểm và tính toán ra khối

lượng và giá thành cho mỗi phương án từ đó so sánh tìm ra một phương án tối ưu về

cả kinh tế và kĩ thuật Trong đồ án này chỉ xét với một khẩu diện tràn Btr như sau:

- Khẩu diện tràn : Btr = 5 x 8,5m

5.1.2 Mục đích tính toán điều tiết lũ

Tính toán điều tiết lũ là một nội dung tính toán quan trọng trong đồ án thiết kế

hồ chứa nước Thông qua tính toán điều tiết lũ xác định được dung tích phòng lũ cần thiết tương ứng với phương thức vận hành của từng quy mô công trình tràn

Quy mô công trình tràn ảnh hưởng trực tiếp đến quy mô công trình đầu mối

trong đó chủ yếu là đập ngăn sông Việc tính toán điều tiết lũ được tiến hành với nhiều

quy mô công trình tràn khác nhau, xây dựng quan hệ chiều rộng tràn và cột nước tràn (Btr ~ Htr) làm cơ sở thiết kế lựa chọn phương án kinh tế kỹ thuật tối ưu cho công trình

đầu mối Trong phạm vi đồ án cho phép tiến hành tính với một phương án quy mô công trình tràn (B tr ) với quá trình lũ đến ứng với các tần suất lũ P% và hình thức tràn đã được xác định.

Ứng với quy mô công trình tràn (Btr) cần xác định các thông số sau:

- Đường quá trình xả lũ theo thời gian (qxả ~ t)

- Lưu lượng xả lũ lớn nhất: qxả max (m3/s)

- Dung tích siêu cao: Vsc (m3)

- Mực nước lũ (MNLTK, MNLKT): Zsc (m)

- Cột nước siêu cao: Hsc (m)

5.1.3 Tài liệu tính toán

5.1.3.1 Tài liệu công trình tháo

- MNDBT : 185m

- MNC : 163m

- Ngưỡng tràn : đập tràn thực dụng có cửa van

- Cao trình ngưỡng tràn : ngưỡng= MNDBT – 10 = 185 – 10 = 175m

- Tính toán với Btr = 42,5 m ( số khoang n = 5, Bkhoang = 8,5 m )

5.1.3.2 Tài liệu thủy văn, địa hình

- Tài liệu dòng chảy lũ đến Qlũ ~ t : mô hình lũ ứng với tần suất P = 0,5% và P

Trong đó : m là hệ số lưu lượng của tràn, m = 0,48 ( lấy theo QP.TL C8-76 )

∑b = 5x8,5= 42,5m

ε là hệ số co hẹp bên của đập tràn do các mố trụ gây nên

ε = B= 5.8,5 = 42,5 m tổng chiều dài mố trụ

H0 : cột nước trên tràn

5.1.5 Tính toán điều tiết lũ

Căn cứ vào các tài liệu :

- Đường quan hệ F~Z~W

- Đường quá trình lũ đến dạng tam giác

Ta sử dụng phương pháp tính điều tiết đường quá trình lũ đến có dạng tam giác của Kotregin Công thức tính :

Vm = WL( 1 + ) (2)

Vm : dung tích phòng lũ

WL : tổng lượng lũ đến

- Ứng với lũ thiết kế P=0,5% : Qmax = 4971 m3/s ; WL = 1085,82 106 m3

- Ứng với lũ kiểm tra P=0,1% : Qmax = 6540 m3/s ; WL = 1438,69 106 m3

qxả max : lưu lượng xả lũ lớn nhất thời đoạn

Theo phương pháp thử dần, ta giả thiết các đại lượng qi

xả

theo công thức (1)

Bảng 5.3 Kết quả tính toán điều tiết lũ ứng với lũ thiết kếBảng 5.4 Kết quả tính toán điều tiết lũ ứng với lũ kiểm tra

xả qtt

xả - qgt xa

m3/s m 106 m3 106 m3 106 m3 106 m3 m3/s m3/s

- Kết quả tính toán lũ thiết kế ( Phụ lục chương 6 bảng 6.3 )

- Kết quả tính toán lũ kiểm tra ( Phụ lục chương 6 bảng 6.4 )

Ta có kết quả tính toán như sau :

Bảng 5.5 : Kết quả tính toán điều tiết lũ

Mặt cắt cơ bản của đập phải đảm bảo 3 điều kiện sau :

- Điều kiện ổn định : đảm bảo hệ số an toàn ổn định trượt trên mặt cắt nguy

hiểm nhất không nhỏ hơn trị số cho phép

- Điều kiện ứng suất : khống chế không để xuất hiện ứng suất kéo ở mép

thượng lưu hoặc có ứng suất kéo nhưng nhỏ hơn trị số cho phép, ứng suất

chính nén ở mép hạ lưu không được vượt quá trị số cho phép

- Điều kiện kinh tế : đảm bảo khối lượng công trình là nhỏ nhất

6.1.2 Hình dạng

Mặt cắt cơ bản của đập bê tông trọng lực có nhiều hình dạng như mặt cắt có dạng tam giác và mặt cắt có dạng đa giác Ở đây ta chọn mặt cắt cơ bản của đập dâng

là mặt cắt tam giác

6.1.3 Thiết lập công thức tính bề rộng đáy đập B

6.1.3.1 Sơ đồ tính toán và tải trọng tác dụng

Xét 1 đoạn đập có chiều dài đơn vị 1m tiết diện ngang là hình tam giác, chiều cao H, chiều rộng đáy B, hình chiếu của mái thượng lưu là nB, của mái hạ lưu là (1-n)B, trong đó n<1 Ở đây ta xem mực nước thượng lưu ngang đỉnh đập, hạ lưu không có nước

Tải trọng tính toán bao gồm trọng lượng bản thân, áp lực nước, áp lực thấm

Wth

W2 MNLTK

Thay (6.8) và (6.9) vào (6.7) ta có :

(6.10)

Khi hồ đầy nước với điều kiện ứng suất pháp ở mép thượng lưu ta có :

B = (6.11)

Để đảm bảo khối lượng công trình nhỏ trị số n chọn theo kinh nghiệm ta chọn

n = 0 Vậy mặt cắt đập sẽ bé nhất khi xuất phát từ điều kiện ứng suất là một tam giác

có mái thượng lưu thẳng đứng

Theo điều kiện ổn định trượt

Điều kiện tối thiểu để đảm bảo ổn định của đập :

n – hệ số mái thượng lưu đã chọn n = 0

γb – dung trọng bê tông, γb = 2,4T/m3

γn – dung trọng nước, γn = 1T/m3

α1 – hệ số cột nước còn lại sau màng chống thấm, α1 = 0,5

Kc – hệ số an toàn ổn định cho phép của đập theo QPVN 04-05-2012 :

Trong đó : nc – hệ số tổ hợp tải trọng, tổ hợp cơ bản nc = 1

Kn – hệ số độ tin cậy, công trình cấp 1, Kn = 1,2

m – hệ số điều kiện làm việc, m = 0,95

Trong đó : cao trình đáy sau khi đã bóc lớp phủ,

- cao trình mực nước lũ ứng với tần suất thiết kế P = 0,5% và tương ứng với khẩu diện tràn 42,5m Có

 H1 = 190 – 107 = 83 (m)

6.1.4.2 Xác định chiều rộng đáy đập B

Theo điều kiện ổn định:

B =

Vậy chiều rộng đáy đập theo điều kiện ổn định trượt ta chọn B = 77 m

Theo điều kiện ứng suất

Khống chế không để xuất hiện ứng suất kéo ở mép thượng lưu hoặc có xuất hiện ứng suất kéo nhưng phải nhỏ hơn giá trị cho phép xác định theo công thức :

B = = 59,4 m

Để đồng thời thỏa mãn 2 điều kiện ta chọn B = 77 m

Để đảm bảo điều kiện kinh tế ta chọn B = 75m sau đó tính ổn định để kiểm tra

6.1.5 Mặt cắt thực dụng của đập dâng

6.1.5.1 Các đặc trưng của sóng gió tác dụng lên công trình

Công trình cấp I nên ta có :

- Tần suất gió tính toán lớn nhất với MNDBT : P = 2%, V2% = 28,9 m/s

- Tần suất gió bình quân lớn nhất với MNLTK : P = 25%, V25% = 17,5 m/s

- Mức đảm bảo tính toán của chiều cao sóng i% khi tính ổn định và độ bền các công trình : 1%

+ MNLKT : mực nước lũ kiểm tra, MNLKT = 192,7 m

+ và : độ dềnh cao nhất do gió và độ dềnh cao nhất của sóng ứng với vận tốc gió tính toán lớn nhất

+ và : độ dềnh cao nhất do gió và độ dềnh cao nhất của sóng ứng với vận tốc gió bình quân lớn nhất

+ a , a’ , a” : độ vượt cao an toàn phụ thuộc cấp công trình ( mượn TCVN 8216-2009) ta có :

- Ứng với MNDBT : a = 1,2 m

- Ứng với MNLTK : a’ =1 m

- Ứng với MNLKT : a” = 0,3 m

Cao trình đỉnh đập được chọn là trị số max ( Z 1 , Z 2 , Z 3 ).

• Tính chiều cao nước dềnh ứng với gió tính toán lớn nhất :

(6.19)

Trong đó :

+ V- vận tốc gió tính toán lớn nhất, V2% = 28,9 m/s

+ D- đà gió ứng với MNDBT, D = 1100 m

+ H- chiều sâu nước trước đập, H =

+ αs- góc kẹp giữa trục dọc hồ và hướng gió, αs = 0

Giả thiết sóng nước sâu ( H >

Tính các đại lượng không thứ nguyên , trong đó t là thời gian gió thổi liên tục

Do không có tài liệu nên ta chọn t = 6h ( với hồ chứa )

Từ 2 giá trị ( , tra đồ thị theo TCVN 8421-2012 ứng với đường cong trên cùng Với mỗi giá trị không thứ nguyên ta tìm được 1 cặp giá trị Chọn cặp giá trị nhỏ hơn tatìm được :

+ ; K1% tra theo trên đồ thị theo TCVN 8421-2012

+ - tra theo quan hệ trên đồ thị theo TCVN 8421-2012

Tính toán cao trình đỉnh đập ứng với MNDBT và MNLTK ta được kết quả trong bảng sau :

6.1.9 Bố trí ống thoát nước

- Hàng khoang thoát nước bố trí sau hàng khoan phụt chống thấm , lỗ khoan nghiêng 20 độ so với phương thẳng đứng , khoảng cách các lỗ khoan là 3m , chiều sâulấy nước bằng 2/3 chiều sâu hang khoan chống thấm

- Thoát nước cho thân đập bằng các đường ống đường kính d=15 (cm) đặt sẵn dẫn nước lên đỉnh đập bơm ra hạ lưu

6.1.10 Phân đoạn khớp nối

6.1.10.1 Phân đoạn

Để tránh nứt nẻ do biến dạng nhiệt hoặc do lún không đều gây ra thì phải phân đập ra thành nhiều đoạn , chúng được nối với nhau bằng những khe vĩnh cửu nó luôn tồn tại trong suốt quá trình vận hành của đập

Cấu tạo của khe phải đảm bảo các yêu cầu : chống thấm tốt , 2 đoạn đập sát nhau làm việc không ảnh hưởng lẫn nhau , cấu tạo đơn giản , đảm bảo bền vững Để tránh xuất hiện ứng suất tập trung rất lớn cuối khe nhiệt thì ta bố trí khe nhiệt độ trùng với khe lún Khe lún có hình dạng phẳng hoặc khớp Ta dựng loại khe phẳng có cấu tạo như hình vẽ

Các khe đặt cách nhau có thể từ 50-60 (m) tùy tính chất đất nền Khe lún chia cắt suốt chiều cao đập , đảm bảo các đoạn làm việc độc lập với nhau

Khe nhiệt có thể chỉ cắt đến 1 độ sâu nhất định kể từ đỉnh đập , khoảng 10-15 (m) Do ở cuối khe nhiệt nằm lưng chừng đập thường xuất hiện ứng suất tập trung rất lớn nên hiện nay thường không cấu tạo khe nhiệt riêng mà làm trùng với khe lún

6.1.10.2 Cấu tạo khớp nối

Để đảm bảo an toàn không cho nước thấm qua khi các đoạn bị biến dạng do lúnkhông đều hoặc do nhiệt độ biến đổi , ta cần bố trí các khớp nối giữa các đoạn đập Chọn khoảng cách các khớp nối ngang là 10 m

Trong các khớp nối ngang đặt các thiết bị chống thấm, sau thiết bị chống thấm

bố trí các giếng quan sát để kiểm tra sự làm việc của các khớp nối ngang

Thiết bị chống thấm đặt cách mái thượng lưu 5m , giếng quan sát kiểm tra đặt cách thiết bị chống thấm 3 m về hạ lưu Chiều rộng của các khớp nối xác định trên cơ

sở so sánh những số liệu tính toán dự đoán về biến dạng của các đoạn đập kề nhau , cóxét đến phương pháp thi công khớp nối , tính chất biến dạng của vật liệu làm kín nước

đổ vào khớp nối và sự đảm bảo chuyển vị độc lập giữa các đoạn độc lập với nhau

6.1.11 Tính toán màn chống thấm

6.1.11.1 Mục đích

Xác định các thông số cần thiết của màn chống thấm ( chiều sâu, chiều dày, vị trí đặt ) để đảm bảo được yêu cầu chống thấm đề ra ( hạn chế lượng mất nước, giảm nhỏ áp lực thấm lên đáy đập )

6.1.11.2. Xác định thông số màn chống thấm

• Chiều sâu phụt vữa

- Theo quy phạm Liên Xô CH 123 – 60, chiều sâu xử lý màn chống thấm được xác định như sau : H > 75m thì xử lý đến độ sâu có lượng mất nước 0,01 l/ph

Trong đó : H – cột nước thấm lớn nhất

H = MNLTK – Zđáy = 190 – 107 = 83 mChọn chiều sâu phụt vữa S1 = 20 m

• Chiều dày màn chống thấm

Xác định theo điều kiện chống thấm cho bản thân màn :

Trong đó : αH – cột nước tổn thất qua màn, α = 1 – 0,5 = 0,5

[J] – gradient thấm cho phép của vật liệu làm màng, [ J ] = 15

• Kiểm tra trị số của α1

Trong thiết kế sơ bộ, có thể áp dụng phương pháp của Pavolopxki, theo đó :

Trong đó : P1 – áp lực thấm tác dụng lên đáy công trình trước màn khoan phụt,

P2 – áp lực thấm tác dụng lên đáy công trình trước màn khoan phụt,

Từ đó :

Trong đó x = (m)

Như vậy trị số = 0,5 như giả thiết đề bài là đúng.

6.2 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ĐẬP DÂNG

6.2.1 Mục đích và nguyên tắc kiểm tra.

6.2.1.1 Mục đích

Đập bê tông trọng lực là một hệ kết cấu trên nền chịu lực phức tạp, sự duy trì

ổn định của đập phụ thuộc vào sự ổn định của cả kết cấu đập và nền Cơ chế phá hoại dẫn đến mất ổn định của đập tương đối đa dạng Đập bê tông trọng lực mất ổn định do

bị trượt, bị lật, bị lún không đều do cường độ nền không đảm bảo

Cấu tạo, đặc điểm làm việc của đập, tính chất của nền và liên kết của đập với nền

là những nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến ổn định của đập Vì vậy để đánh giá mức độ

ổn định của đập, yêu cầu người tính toán phải hiểu biết về cấu tạo, đặc điểm làm việc của đập, cấu tạo địa tầng và tính chất của đất đá nền, cũng như các tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng vào đập Các tính toán ổn định phục vụ thiết kế còn phải tuân thủ theo các quy chuẩn và tiêu chuẩn thiết kế hiện hành

Kiểm tra ổn định trượt, lật và ứng suất ở các mặt cắt nguy hiểm của đập dâng để đánh giá xem đập có mất ổn định do trượt, lật và bị phá hoại do ứng suất không Qua

đó ta nhận xét được mặt cắt đập có thích hợp không để đưa ra phương án thay đổi kíchthước đập cho hợp lí

6.2.1.2 Nguyên tắc kiểm tra

Về nguyên tắc phải kiểm tra cho tất cả các phân đoạn của đập dâng Trong mỗi phân đoạn tùy theo tình huống có thể chọn 1 hay nhiều mặt cắt đại diện để kiểm tra Trong đồ án này ta kiểm tra cho phân đoạn đập dâng nối tiếp đập tràn và chọn mặt cắt tính toán là mặt cắt có chiều cao lớn nhất để kiểm tra

6.2.2 Phân tích khả năng mất ổn định của đập bê tông trên nền đá

Các khả năng có thể mất ổn định :

+ Đập bị trượt theo một mặt nào đó , có thể là mặt đáy tiếp xúc nền hoặc mặt phẳng đi qua đáy chân khay Trường hợp nền đá phân lớp thì xét thêm mặt trượt đi quacác mặt phân lớp Khi thân đập có các vị trí giảm yếu ( lỗ khoét, mặt tiếp giáp giữa các khối đổ ) thì cần xét mặt trượt đi qua vị trí này

+ Lật theo trục nằm ngang dọc theo mép hạ lưu của một mặt nào đó, thường là đáy đập hay mặt cắt mà đập bị lỗ khoét, giảm yếu

+ Đập bị đẩy nổi do tác dụng của các lực phía dưới đáy công trình ( thường chỉxảy ra với công trình có ngưỡng thấp )

+ Nền đập bị phá hoại khi trị số ứng suất từ đập truyên xuống vượt quá sức chịu tải của nền Trong trường hợp này phải thay đổi hình dạng mặt cắt của đập

+ Đập dâng trong trường hợp này là đập bê tông có chiều cao khá lớn, ổn định nhờ trọng lực nên khả năng mất ổn định do đẩy nổi là không thể xảy ra Do đó ta sẽ chỉ kiểm tra ổn định của đập về trượt, lật và do ứng suất

• Trường hợp 5 : Ứng với MNDBT, xảy ra động đất cấp 8, màng chống thấm làmviệc bình thường.

• Trường hợp 6 : Xả lũ với tần suất kiểm tra ( P = 0,1% ), màng chống thấm làm việc bình thường

Trong phạm vi đồ án này ta chỉ tính toán ổn định với 4 trường hợp là 2 và 5

6.2.5 Công thức tính toán và sơ đồ kiểm tra

6.2.5.1 Kiểm tra ổn định về trượt phẳng

Kiểm tra ổn định trượt phẳng theo công thức TTGH quy định trong QCVN 04-05-2012

Điều kiện để công trình không bị trượt là :

(6.21)

Công trình đập đặt trên nền đá IIA không bị phân lớp, công trình không làm chân khay ở chân đập nên ta chỉ tập trung kiểm tra ổn định trượt cho công trình theo mặt trượt nằm ngang tại đáy đập Khi đó (7.21) được viết thành :

Trong đó :

+ tanφ và C là các đặc trưng chống cắt trên mặt phá hoại.

Khi mặt phá hoại là mặt nền thì tanφ = 0,7 và C = 40 T/m2

Khi mặt phá hoại nằm trong thân đập thì tanφ = 1 và C = 15 T/m2

Trong đó : ∑Mcl – tổng momen của các lực chống lật lấy với trục nằm ngang đi qua mép hạ lưu mặt cắt tính toán

• P – tổng các lực theo phương thẳng đứng tác dụng lên đập tính từ mặt cắt tính toán trở lên

• e – độ lệch tâm của lực so với trọng tâm mặt đáy (m),

6.2.6 Tính toán ổn định cho từng trường hợp cụ thể

6.2.6.1 Trường hợp 2 : MNLTK, màng chống thấm và thiết bị tiêu nước làm việc bình thường

H' = MNLTK - ∇đáy = 190 – 107 = 83 (m)

Cao trình bùn cát ∇bc = 132 (m)

Mái thượng lưu thẳng đứng có n = 0

Ta tính toán cho 1 m dài đập

• Áp lực thủy tĩnh

-Mặt thượng lưu

Chỉ có thành phần nằm ngang vì mái thượng lưu thẳng đứng

Điểm đặt cách đáy một đoạn : H/3 = 83/3 = 27,67 (m)