Thiết kế tổ chức thi công công trình đập thạch an 2

Tổn thất bốc hơi hồ chứa công trình thủy điện Ayun thượng 1A được xác địnhbằng hiệu số giữa lượng bốc hơi mặt nước và bốc hơi lưu vực, đồng thời phân phối tổnthất bốc hơi mặt hồ trong nă

MỤC LỤC

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CHUNG 3

2.1 Vị trí công trình 3

2.2 Nhiệm vụ công trình 3

2.3 Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình 3

2.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình 5

2.5 Điều kiện giao thông 12

2.6 Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước 12

2.7 Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực 13

2.8 Thời gian thi công được phê duyệt 13

2.9 Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công 14

CHƯƠNG 3 DẪN DÒNG THI CÔNG VÀ CÔNG TÁC HỐ MÓNG 15

3.1 Nhiệm vụ và ý nghĩa của dẫn dòng thi công 15

3.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến lựa chọn phương án dẫn dòng 15

3.3 Lưu lượng dẫn dòng thi công 16

3.4 Đề xuất các phương án dẫn dòng thi công 16

3.5 Tính toán thủy lực dẫn dòng 19

3.6 Tính toán điều tiết lũ khi dẫn dòng qua cống dẫn dòng và tràn tạm 33

3.7 Tính toán thủy lực ngăn dòng 36

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH CHÍNH 42

4.1 Công tác hố móng 42

4.2 Công tác thi công bê tông 47

4.3 Công tác ván khuôn 65

CHƯƠNG 5 KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THI CÔNG 74

5.1 Nội dung và trình tự lập tiến độ thi công công trình đơn vị 74

5.2 Chọn phương pháp tổ chức thi công 75

5.3 Chọn phương pháp lập tiến độ thi công 75

5.4 Lập bảng kế hoạch tiến độ công trình đơn vị 75

CHƯƠNG 6 BỐ TRÍ MẶT BẰNG 77

6.1 Nhiệm vụ bố trí mặt bằng thi công 77

6.2 Nguyên tắc và các bước bố trí mặt bằng thi công 77

6.3 Công tác kho bãi 78

6.4 Tổ chức cung cấp nước trên công trường 79

6.5 Bố trí quy hoạch nhà tạm thời trên công trường 81

6.6 Đường giao thông 83

CHƯƠNG 7 DỰ TOÁN XÂY DỰNG 85

7.1 Cơ sở lập dự toán 85

7.2 Lập bảng tính dự toán chi phí xây dựng 85

7.3 Lập bảng chênh lệch vật liệu 85

7.4 Lập tổng dự toán 85

CHƯƠNG 1

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CHUNG 2.1 Vị trí công trình

Công trình thủy điện Thạch An nằm trên sông Ayun, là nhánh cấp I của sông Ba,thuộc huyện Mang Yang tỉnh Gia Lai

Sông Ayun bắt nguồn ở độ cao 1528m từ dãy núi Kon Lak, sông chảy theo hướngĐông Đông Bắc - Tây Tây Nam và đổ vào bên phải sông Ba tại Cheo Reo Phía sônglưu vực Ayun giáp thượng nguồn sông Ba là lưu vực An Khê, phía Tây Bắc giáp lưuvực ĐakBla và phía Tây Nam giáp lưu vực sông Srêpok Sông Ayun chảy qua vùngđồi núi rậm rạp, lưu vực sông hẹp và dài có dạng hình lòng chảo

Vị trí địa lý công trình theo BĐ 1: 50 000, Công trình Thạch An khoảng

Ngoài ra, việc xây dựng công trình tạo điều kiện thúc đẩy phát triển kinh tế xã hộikhu vực và cải tạo điều kiện môi trường khu vực dự án

2.3 Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình

2.3.1 Quy mô

Theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXD VN 285-2002, công trình thuỷ điệnThạch An với đập dâng chiều cao 29 m thuộc công trình cấp III và nhà máy thủy điệncông suất Nlm = 12 MW thuộc công trình cấp III

Như vậy, công trình thủy điện Thạch An được tính toán với công trình cấp III Cáctần suất tính toán qui định như sau:

- Tần suất đảm bảo cung cấp điện P =85%

- Tần suất lũ thiết kế công trình chính

+ Lũ thiết kế P =1%

+ Lũ kiểm tra P = 0.2 %

- Công trình tạm thiết kế với công trình cấp V, tần suất thiết kế:

+ Công trình dẫn dòng P = 10 %

+ Thiết kế chặn dòng P = 10%.

Công trình thủy điện Thạch An dự kiến xây dựng với qui mô Nlm = 12.0 MW, sảnlượng điện hàng năm Eo= 48.44 triệu kWh Công trình đã được qui hoạch trong Quihoạch thủy điện nhỏ và vừa được ủy ban nhân dân tỉnh Gia Lai phê duyệt tại cácQuyết định số 04/ 20004/ QĐ-UB ngày 08/1/2004 và Quyết định số 601/QĐ-UB ngày17/8/2004

UBND tỉnh Gia Lai cho phép Công ty Cổ phần Ayun Thượng đầu tư xây dựngCông trình thuỷ điện Thạch An tại văn bản số 2058/UBND-CN ngày 8/9/2006

2.3.2 kết cấu các hạng mục công trình

Dự án đầu tư thuỷ điện Thạch An lập trên cơ sở:

-Văn bản số 2058/ UBND-CN ngày 08/9/2006 của UBND tỉnh Gia Lai cho phépCông ty cổ phần Ayun Thượng đầu tư xây dựng thủy điện Thạch An

-Văn bản thoả thuận ngày 04/10/2006 giữa Công ty CP Ayun Thượng và Công tyTVXD Điện 1 về công tác khảo sát, tư vấn lập Dự án đầu tư, lập Thiết kế kỹ thuật-tổng dự toán và Thiết kế bản vẽ thi công công trình thủy điện Thạch An

-Công văn số 06/CV-CPAYT V/ v duyệt đề cương Dự án đầu tư công trình thủyđiện Thạch An

Bảng 1.1 Các thông số chính của công trình

4 Tổng lượng dòng chảy năm Wo 106m3 499.53

12 Lưu lượng lũ Thiết kế tần suất p = 1 % m3/s 2394

13 Lưu lượng lũ kiểm tra, tần suất p = 0.2 % m3/s 3294

14 Lưu lượng đảm bảo ứng với tần suất

15 Lưu lượng lớn nhất qua nhà máy m3/s 24.048

16 Lưu lượng nhỏ nhất qua nhà máy m3/s 4.005

2.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình

2.4.1 Điều kiện địa hình

Công trình thủy điện Thạch An nằm trên sông Ayun, là nhánh cấp I của sông Ba,

thuộc huyện Mang Yang tỉnh Gia Lai

Sông Ayun bắt nguồn ở độ cao 1528m từ dãy núi Kon Lak, sông chảy theo hướng

Đông Đông Bắc - Tây Tây Nam và đổ vào bên phải sông Ba tại Cheo Reo Phía sông

lưu vực Ayun giáp thượng nguồn sông Ba là lưu vực An Khê, phía Tây Bắc giáp lưu

vực ĐakBla và phía Tây Nam giáp lưu vực sông Srêpok Sông Ayun chảy qua vùng

đồi núi rậm rạp, lưu vực sông hẹp và dài có dạng hình lòng chảo

Đặc trưng hình thái lưu vực sông Ayun tới công trình thủy điện Thạch An được xácđịnh trên bản đồ tỷ lệ 1:50.000 trình bày trong bảng dưới đây

Bảng 1.1 Đặc trưng hình thái lưu vực Ayun Thượng 1A

Đặc trưng

Diện tích lưu vực tới nhà máy km2 750

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

2.4.2.1 Nhiệt độ không khí

Nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm trên lưu vực Ayun biến đổi từ 19 ÷

24°C, trung bình năm khoảng 21,8°C Biên độ dao động nhiệt độ tháng trong năm

không lớn, khoảng 5oC Nhiệt độ không khí lớn nhất tuyệt đối theo tài liệu quan trắc tại

trạm khí tượng Pleiku là 36°C, nhỏ nhất tuyệt đối là 6.4°C

Nhiệt độ không khí trung bình, lớn nhất, nhỏ nhất tháng tại trạm khí tượng

Pleiku được chọn làm đại biểu cho tuyến công trình, trình bày trong bảng dưới đây

Bảng 1.1 Đặc trưng nhiệt độ không khí trạm Pleiku (oC)Đăc

trưng

Totb 18.8 20.7 22.7 24.1 23.9 22.8 22.4 22.3 22.2 21.8 20.5 19 21.8Tomax 31.9 34.4 35.8 36 34.5 33.1 31.8 30.3 31 30.5 30.5 31.3 36Tomin 7.5 8.6 10.1 14.3 17.8 18.4 17.3 17.6 16.1 12 10.5 6.4 6.42.4.2.2 Độ ẩm không khí

Độ ẩm không khí tương đối trung bình nhiều năm tại trạm khí tượng Pleiku daođộng từ 70 - 89% Tháng có độ ẩm cao nhất thường xảy ra vào tháng VI đến tháng IXvới độ ẩm trung bình khoảng 88% và trùng với các tháng mùa mưa, độ ẩm thấp thườngxảy ra vào các tháng I-IV với độ ẩm trung bình khoảng 71% và là các tháng mùa khô.Biến đổi độ ẩm tương đối trong năm tương đối ít, kết quả xem bảng sau:

Bảng 2.1 Độ ẩm không khí tương đối trung bình tháng trạm Pleiku (%)

IV năm sau với lượng mưa mùa chỉ đạt 10 - 20% cả năm

Bảng 3.1 Lượng mưa ngày lớn nhất ứng với tần suất tại các trạm đại biểu

Tổng số ngày mưa trong năm ở khu vực này có thể đạt từ 150 - 160 ngày, trong đó

số ngày mưa trong mùa mưa (từ tháng V-X) chiếm tới 85%, còn mùa khô chỉ chiếmkhoảng 15% tổng số ngày mưa cả năm Lượng mưa trung bình năm lưu vực AyunThượng 1A là Xo = 1900 mm

2.4.2.4 Gió

Chế độ gió ở Gia Lai phản ánh rõ rệt của hoàn lưu gió mùa: mùa đông gió thườngthịnh hành theo hướng Đông Bắc, Đông hoặc Đông Đông Bắc; còn thời kỳ mùa hètheo hướng Tây Nam hoặc Tây Tây Nam

Tốc độ gió lớn nhất đo được tại Pleiku vào tháng XI năm 1984 là 28m/s xuất hiệntại hướng Tây Nam Tốc độ gió lớn nhất tính toán ứng với tần suất thiết kế 2% và 4%các hướng được trình bày bảng sau:

Bảng 4.1 Tốc độ gió lớn nhất ứng với tần suất thiết kế trạm Pleiku (m/s)

hướngV2% 19.3 21.4 21.3 16.8 14.7 25.7 23.7 16.7 26.7

V50% 8.6 13.9 14.3 9.5 7.3 11.9 17.7 8.2 18.5Tốc độ gió trung bình nhiều năm trên lưu vực Ayun thượng 1A lấy theo tài liệuquan trắc của trạm khí tượng Pleiku, đạt khoảng 2-3 m/s và ít thay đổi theo các tháng,xem trong bảng dưới đây:

Bảng 4.2 Tốc độ gió trung bình tháng trạm Pleiku (m/s)

Đặc

Vtb(m/s) 2.8 3 2.7 2.3 1.8 3 3 3.3 1.9 2 3.2 3 2.72.4.2.5 Bốc hơi

Theo tài liệu quan trắc của trạm khí tượng Pleiku, tổng lượng bốc hơi (Piche)trong năm đạt khoảng 1019mm, lớn nhất vào tháng III là 155mm và nhỏ nhất vàotháng VIII hoặc IX chỉ đạt khoảng 36-39mm

Tổn thất bốc hơi hồ chứa công trình thủy điện Ayun thượng 1A được xác địnhbằng hiệu số giữa lượng bốc hơi mặt nước và bốc hơi lưu vực, đồng thời phân phối tổnthất bốc hơi mặt hồ trong năm được xác định theo quá trình bốc hơi Piche trạm Pleikukết quả xem bảng sau:

Bảng 5.1 Quá trình bốc hơi tại lưu vực Ayun thượng 1A (mm)

Đặc

Zpic 116 129 155 131 86 50 43 37 39.3 56 78 99 1018Zlv 119 132 159 134 89 52 44 38 40.3 57 80 102 1045Zmn 180 200 241 203 134 78 66 57 61 87 121 153 1580

2.4.2.6 Đặc điểm mạng lưới sông ngòi lưu vực Ayun

Sông Ayun là nhánh cấp I của sông Ba nằm trong khu vực Tây Nguyên nên đặcđiểm sông ngòi vùng này mang đặc trưng dòng chảy vùng Tây Nguyên Lưu vực sôngAyun hẹp và dài với chiều dài khoảng 170 km, chiều rộng lưu vực chỉ đạt 17 km, kếthợp với độ dốc lưu vực lớn nên khả năng tập trung dòng chảy nhanh, nhất là dòngchảy lũ

Mùa lũ thường kéo dài 5 tháng, từ tháng VIII đến tháng XII; mùa kiệt bắt đầu từtháng I và kết thúc vào tháng VII năm sau Lượng nước trong mùa lũ của sông Ayunchiếm khoảng 80% lượng nước cả năm, trong đó tháng IX và tháng X là hai tháng cólượng nước lớn nhất Lượng nước mùa kiệt chỉ chiếm khoảng 20% lượng nước cảnăm.

2.4.2.7 Dòng chảy năm

Để tính dòng chảy năm trên lưu vực sông Ayun, đã sử dụng toàn bộ tài liệu khítượng thủy văn trong và ngoài lưu vực sông Ayun gồm: tài liệu thực đo dòng chảytrạm Pơmơrê (Ayun thượng) 1978 – 1979; trạm Ayun hạ năm 1978, 1989-1992; trạm

An Khê năm 1967-2003; trạm Kon Tum năm 1961-2003 và tài liệu khí tượng, mưa cáctrạm trong và ngoài lưu vực tính đến năm 2003

Sử dụng các phương pháp tính toán như: Tương quan mưa và dòng chảy, Tươngquan dòng chảy Ayun Hạ và An Khê, Tương quan dòng chảy Ayun Hạ và konTum Kết quả chọn phương pháp Tương quan mưa và dòng chảy cho hệ số tươngquan chặt chẽ hơn Kết quả tính toán dòng chảy năm nêu ở (bảng 3)

Bảng 7.1 Kết quả dòng chảy năm thiết kế tại tuyến Thạch An

-Tính đỉnh lũ thiết kế

Lưu lượng lũ thiết kế tại tuyến đập Thạch An được xác định trên cơ sở tài liệu thực

đo theo lưu vực tương tự An Khê, tính toán theo lưu vực tương tự Kết quả tính toántheo các phương pháp trên được trình bày bảng sau:

Bảng 8.1 Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế tại tuyến đập Thạch An

1 Tương tự với An Khê 3294 2394 2025 1566 1242

-Tính lũ thi công các tháng mùa kiệt

Để phục vụ thi công công trình thủy điện Thạch An, cần xác định lũ trong cáctháng mùa kiệt ứng với tần suất tính toán P = 10% Qua phân tích dòng chảy vùng TâyNguyên ta thấy: các tháng mùa kiệt đều xảy ra từ tháng I tới tháng VII, các tháng cònlại là mùa lũ và chuyển tiếp Như phân tích trên đây khi tính đỉnh lũ thiết kế công trình

đã chọn trạm An Khê làm trạm tương tự, tính lũ thi công từ tháng I-VII và các thờiđoạn trong mùa kiệt cũng chọn trạm tương tự An Khê, sau đó chuyển tới tuyến côngtrình Thạch An theo công thức triết giảm Kết quả tính toán được trình bày bảng sau:

Bảng 8.2 Lũ thi công các tháng mùa kiệt tại khu vực tuyến đập

Hình 3.1 Biểu đồ quan hệ Q ~ Zhl2.4.2.9 Dòng chảy bùn cát

Dòng chảy bùn cát trên lưu vực sông Ba biến động rất mạnh, vùng thượng lưu cóhàm lượng phù sa lơ lửng rất nhỏ (khoảng 100 g/m3) trong khi hạ lưu hàm lượng phù

sa lơ lửng đạt tới 260 g/m3 Ngoài ra, lân cận lưu vực sông Ba có trạm Kon Tum xácđịnh được hàm lượng phù sa lơ lửng khoảng 130 g/m3

Bùn cát tại Ayun thượng 1A được tính từ tài liệu thực đo của hai trạm thủy văntrạm An Khê và Củng Sơn nằm trên dòng chính sông Ba, trong đó trạm An Khê nằmtrên thượng lưu có thời gian đo phù sa từ 1988-2003, dùng quan hệ Qs~Q trạm An Khê

để đưa phù sa về chuỗi dài 1978-2003 Hạ lưu sông Ba có trạm Củng Sơn với thời gian

đo phù sa từ 1978-2003 nhưng từ năm 1993 trở lại đây phù sa tại Củng Sơn bị ảnhhưởng do hoạt động của hồ chứa Ayun Hạ Từ tài liệu phù sa thực đo, tính toán kéo dàicho trạm An Khê và khôi phục những năm bị ảnh hưởng hồ chứa Ayun Hạ cho trạmCủng Sơn về thời kỳ 1978-2003 Sau đó, tính được hàm lượng phù sa lơ lửng khu giữa

An Khê và Củng Sơn (lưu vực Ayun nằm trong vùng khu giữa) Dùng hàm lượng phù

sa khu giữa tính cho lưu vực Ayun thượng 1A

Kết qủa tính toán phù sa trong điều kiện tự nhiên được trình bày trong bảng sau: Bảng 9.1 Tổng lượng và thể tích phù sa tại tuyến đập Ayun thượng 1A

F Qo ρ R106 Wll106 Wdđ106 W106 Vll106 Vdđ106 V106

km2 m3/s g/m3 kg/s t/năm t/năm t/năm m3/năm m3/năm m3/năm

650 17.6 280 4.93 0.155 0.031 0.187 0.126 0.020 0.146

2.4.3 Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn

2.4.3.1 Điều kiện ĐCCT tuyến đập dâng nước:

Tuyến đập thuỷ điện Thạch An là đập bêtông trọng lực, cao trình đáy đập là 557

m, mực nước dâng bình thường 580m, cao độ đỉnh đập là 586 m đập có chiều dài 140

1-Lớp sườn tàn tích : đất đỏ bazan lẫn dăm sạn đá bazan và kết vón ô xyt sắt.2-Lớp đá bazan đặc xít xen kẹp bazan lỗ rỗng dầy khoảng 10m

3- Lớp tuf dày khoảng 0,5- 3m

4-Lớp đá bazan đặc xít xen kẹp bazan lỗ rỗng dầy đến 25m…

Lòng sông lộ đá bazan lỗ rỗng xen kẹp bazan đặc xít, sâu xuống khoảng 3-5m gặplớp tuf dầy khoảng 1-4m, tiếp đó là bazan đặc xít xen kẹp với bazan lỗ rỗng khôngtheo quy luật rõ rệt

Vai đập bờ phải là lớp bồi tích dầy khoảng 3-5m gồm sét lẫn ít cuội sỏi thạch anh

có độ mài tròn tốt, kích thước 0.3-0.5cm, sườn khá thoải, tiếp đến là lớp đá bazan lỗrỗng phong hoá , lớp bazan đặc xít và lớp tuf khu vực lòng sông phần ngập trong nước

là lớp bồi tích đệ tứ, cát hạt nhỏ lẫn sét và ít cuội sỏi, lớp này cần bóc bỏ trong thi côngđập Mực nước ngầm nằm sâu khoảng 5-7m, phụ thuộc vào mùa Mặt cắt từ trênxuống dưới của vai phải đập như sau:

1-Lớp bồi tích : đất đỏ bazan lẫn dăm sạn đá bazan và kết vón ô xyt sắt

2-Lớp đá bazan đặc xít xen kẹp bazan lỗ rỗng dầy khoảng 15-20m

3- Lớp tuf dày khoảng 0,5- 3m

4-Lớp đá bazan đặc xít xen kẹp bazan lỗ rỗng dầy đến 25m…

Tính thấm của đá tại khu vực đều rất nhỏ, kể cả bazan đặc xít và bazan lỗ rỗng quakết quả ép nước đều có trị số lugeon < 1.0.

Như vậy điều kiện ĐCCT vùng tuyến đập thuỷ điện Thạch An là ổn định, đất đádưới nền đập có tính thấm nhỏ, tuy mực nước dưới đất nằm sâu nhưng nước ngầm nứt

nẻ ít khả năng liên thông với nhau, nên khả năng mất nước qua nền và vai đập khônglớn; Trong quá trình thi công có thể xử lý bằng chân khay hoặc sân phủ để giảm khảnăng thấm mất nước của nền

2.4.3.2 Điều kiện địa chất thủy văn

Nước ngầm trong đất đá bazan : đặc điểm nổi bật nhất là tại vùng tiếp giáp giữađất bazan và đá bazan thường gặp các bãi lầy Đó là do nước mưa tại vùng đất bazanthấm xuống dưới, chảy theo mặt tiếp giapsgiuwax bazan thấm nước mạnh và đá cótính thấm nước yếu Nước ngầm chảy ra xuất lộ tại chân của các vách đồi bazan tạothành các bãi lầy tồn tại quanh năm, trong nước có nhiều ô xýt sắt Nước ngầm trongđất đá bazan là nguồn cung cấp nước cho các con suối với lưu lượng khá phong phú,vào đầu mùa khô có lưu lượng 1-5 l/s Giữa mùa khô các con suối thường bị cạn kiệt.Nước dưới đất chứa trong các bãi bồi dọc sông Các bãi bồi thường nông chỉ có bềdầy từ 0,5 đến 2m nên nước ngầm phụ thuộc vào mực nước sông, và nước mưa, nướcngầm là nước ngọt không màu trong suốt, có độ khoáng hóa thấp

2.4.4 Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực

Trong toàn bộ vùng dự án và vùng hồ chứa không có dân cư sinh sống, chỉ có một

số nương rẫy của các đơn vị bộ đội làm kinh tế và dân tộc thiểu số Dân cư trong vùng

có dân trí thấp, các xã vùng lân cận dự án đã có điện lưới Quốc Gia

2.5 Điều kiện giao thông

Về điều kiện giao thông tương đối thuận lợi: Vị trí nhà máy thuỷ điện nằm cáchđường giao thông hiện có khoảng hơn 4 km

2.6 Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước

2.6.1 Nguồn cung cấp vật liệu

2.6.1.1 Vật liệu đá

Dự kiến sẽ khai thác mỏ đá bazan ở lòng sông phía hạ lưu Mỏ đá không có tầngbóc bỏ, chất lượng và trữ lượng đảm bảo, điều kiện khai thác, thoát nước và vậnchuyển thuận lợi, cự ly vận chuyển gần

2.6.1.3 Đất cho đắp đập đất, đê quai

Có thể sử dụng đất sườn tàn tích sản phẩm phong hóa của đá bazan thuộc hệ tầngTúc Trưng (đất đỏ bazan) thuộc loại đất CH Đất có giới hạn chảy Wp= 53 - 57%, giớihạn lăn Wp= 27%, chỉ số dẻo Ip= 26 - 30%

Theo các kết quả thí nghiệm trong phòng thì đất khi đầm nện bằng cối Protor códung trọng khô cức đại là γcmax= 1.52 t/m3 tương ứng với độ ẩm tối ưu là Wo=18 -19%, có hệ số thấm là k = 1x10-6 cm/s

Theo kết quả của thí nghiệm mặt cắt trực tiếp thì ở trạng thái chế bị có góc ma sáttrong ϕ= 250 và lực dính C= 0,4Kg/cm2, ở trạng thái bão hòa có ϕ= 200, C = 0.3Kg/cm2, hệ số nén lún a1-2= 0.035 cm2/kg

2.6.2 Cung cấp điện

Phương án đấu nối với lưới điện khu vực có thể thực hiện bằng đường dây 110 kVdài khoảng 7 km từ nhà máy thuỷ điện về biến áp 110 kV Mang Yang

2.6.3 Cung cấp nước

Nước sinh hoạt dùng nước giếng khoan

Nước thi công dùng nước Sông Ayun và nước ở các khe suối nhỏ trong vùng

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

Đơn vị thi công có đầy đủ vật tư, nhân lực và thiết bị để thi công công trình

2.8 Thời gian thi công được phê duyệt

Dựa vào điều kiện thực tế trên, thời gian thi công công trình thủy điện Thạch An là2,5 năm

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

Qua việc phân tích các tài liệu cơ bản ta thấy việc thi công công trình gặp một sốthuận lợi và khó khăn sau:

2.9.1 Thuận lợi:

- Công ty xây dựng có kinh nghiệm nhiều năm

- Vùng tuyến của dự án có điều kiện địa chất tương đối ổn định

- Vật liệu xây dựng cơ bản có thể khai thác đá bazan ở thung lũng sông phía hạlưu đập phải, đá có chất lượng tốt, trữ lượng lớn

- Điều kiện giao thông tương đối thuận lợi

- Có khả năng cung cấp điện, nước đầy đủ trong quá trình thi công

- Trong lòng hồ không chứa khoáng sản có ích

2.9.2 Khó khăn:

- Điều kiện khí tượng, thủy văn diễn biến phức tạp

- Giá cả thay đổi

- Ở khu vực nền đập quan sát được nhiều hang hốc nhỏ trong đá bazan, cần phải

CHƯƠNG 3 DẪN DÒNG THI CÔNG VÀ CÔNG TÁC HỐ MÓNG 3.1 Nhiệm vụ và ý nghĩa của dẫn dòng thi công

Dẫn nước sông từ thượng lưu về hạ lưu để đáp ứng nhu cầu sản xuất và sinh hoạt

ở hạ lưu

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

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

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

3.2.1 Điều kiện thủy văn

Từ tài liệu thuỷ văn của khu vực ta thấy dòng chảy của sông Ayun thay đổi theomùa và hình thành hai mùa rõ rệt: Mùa lũ kéo dài từ tháng 8 đến tháng 12, mùa khô từtháng 1 đến tháng 7 năm sau Do đó cần có biện pháp dẫn dòng riêng trong các mùacho thích hợp

3.2.2 Điều kiện địa chất

Vùng dự án thủy điện Thạch An nằm ở rìa phía Đông của cao nguyên BazanPleiKu, phía Bắc tờ bản đồ tỷ lệ 1: 200 000 Tờ An Khê Khu vực nghiên cứu nằm gọntrong khối An Khê Khối này được cấu tạo nên bởi vỏ lục địa Arkei Vỏ lục địa phầnlớn bị phá huỷ bởi các thành tạo xâm nhập Paleozoi muộn- Mezozoi sớm và Mezozoimuộn

Theo tài liệu địa vật lý trọng lực, độ sâu của bề mặt Moho ở vùng này là 39 – 38m,của bề mặt Conrad là 14 – 18m với chiều hướng nghiêng sâu dần từ Đông Nam về TâyBắc Móng kết tinh bị phủ không dầy bằng các đá phun trào Mezozoi và Kainozoi.3.2.3 Điều kiện địa hình

Sông Ayun bắt nguồn ở độ cao 1528m từ dãy núi Kon Lak, sông chảy theo hướngĐông Đông Bắc – Tây Tây Nam và đổ vào bên phải sông Ba tại Cheo Reo Phía sônglưu vực Ayun giáp thượng nguồn sông Ba là lưu vực An Khê, phía Tây Bắc giáp lưuvực ĐakBla và phía Tây Nam giáp lưu vực sông Srêpok Sông Ayun chảy qua vùngđồi núi rậm rạp, lưu vực sông hẹp và dài có dạng hình lòng chảo

3.2.4 Điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy

Việc cung cấp nước cho hạ du là yêu cầu bắt buộc không thể ngừng trong thời16iant hi công dài Ở phía hạ lưu sông còn có 3 nhà máy thủy điện Ayun Hạ ( 3MW ),H’Chan ( 12 MW ), H’Mun ( 16,4 MW ) đang vận hành Do vậy trong quá trình thiết

kế cần chọn phương án dẫn dòng thi công đảm bảo cung cấp đủ nước cho hạ du đảmbảo việc hoạt động của các nhà máy thủy điện khác

3.3 Lưu lượng dẫn dòng thi công

3.3.1 Chọn tần suất dẫn dòng thiết kế

Chọn theo TCVN: Bảng 4.6 trang 16 TCVN 285-2002 theo công trình cấp 3 ta cótần suất thiết kế p= 10%

3.3.2 Thời đoạn dẫn dòng thi công

Căn cứ vào bố trí công trình đầu mối và đặc điểm khí tượng thuỷ văn chọn thờiđoạn dẫn dòng thi công theo 2 mùa:

- Mùa kiệt từ tháng I dến tháng VII

- Mùa lũ từ tháng VIII đến tháng XII

3.3.3 Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công

Thời gian thi công lớn hơn 1 mùa khô, lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công là lưulượng lớn nhất trong năm ứng với tần suất dẫn dòng thiết kế

Mùa lũ ứng với tần suất p= 10% là Qmax = 1242 (m3/s)

Mùa kiệt ứng với tần suất p= 10% là Qmax = 144.4 (m3/s)

3.4 Đề xuất các phương án dẫn dòng thi công

Theo tài liệu thủy văn ta có mùa lũ bắt đầu từ 01/08 đến 31/12, mùa kiệt bắt đầu từ01/01 đến 31/07 hàng năm

Lưu lượngdẫn dòng

Các công việc phải làm và các

mốc khống chế

I 1/1 đến 31/7Mùa khô từ Lòng sôngthu hẹp 144.4 -Chuẩn bị nguyên vật liệu,khobãi,đường thi công các công

tác chuẩn bị cho thi công.-Thi công cống xả cát

-Thi công cống dẫn dòng2x3x4

-Thi công phần vai trái đậpđến cao trình +568.

-Thi công phần vai phải đậpđến cao trình +568

-Thi công hai khoang tràn bênphải đến cao trình +568

Mùa lũ từ 1/8

đến 31/12

Lòng sôngthu hẹp

1242 -Thi công tiếp vai phần vai

phải đập đến cao trình +575.-Thi công tiếp phần vai tráiđập đến cao trình +575

II 1/1 đến 31/7Mùa khô từ (kết hợp dẫnCống xả cát

dòng ), cốngdẫn dòng

144.4 -Đắp đê quay ngăn dòng phần

1242 -Thi công phần còn lại bên trái

và bên phải đập đến cao trìnhthiết kế +586,5

III

Mùa khô từ1/1 đến 31/7

Cống xả cát(kết hợp dẫndòng ), cốngdẫn dòng

144.4 -Thi công phần tràn còn lại

đến cao trình thiết kế +580.-Hoàn thiện và bàn giao côngtrình

K1

L1

L2 L1

Lưu lượngdẫn dòng

Tổ chức thi công

I 1/1 đến 31/7Mùa khô từ Lòng sông tựnhiên 144.4 -Chuẩn bị nguyên vật liệu,khobãi,đường thi công các công

tác chuẩn bị cho thi công.-Thi công tuynel dẫn dòng

-Thi công vai phần vai phảiđập đến cao trình+570.

-Thi công hai khoang tràn bênphải đến cao trình +570

Mùa lũ từ 1/8

đến 31/12

Lòng sôngthu hẹp

1242 -Thi công một phần tràn bên

vai phải đến cao trình thiết kế+580

-Thi công tiếp vai phần vaiphải đập đến cao trình +580

II 1/1 đến 31/7Mùa khô từ Tuynel dẫndòng 144.4 -Đắp đê quay ngăn dòng phầnlòng sông.

-Thi công phần tràn còn lạiđến cao trình thiết kế +570.-Thi công phần vai trái đậpđến cao trình +580

Mùa lũ từ 1/8

đến 31/12

Tràn xâydựng dở

1242 -Thi công phần còn lại bên trái

và bên phải đập đến cao trìnhthiết kế +586,5

III 1/1 đến 31/7Mùa khô từ Tuynel dẫndòng 144.4 -Thi công phần tràn còn lạiđến cao trình thiết kế +580.

-Hoàn thiện và bàn giao côngtrình

K1 K2

L1

L2 L2

K3 K2

Hình 1.1 Phương án dẫn dòng thi công thứ hai3.4.3 So sánh, chọn phương án

Khối lượng công trình tạm ít, chỉ phải đắp đê quai thượng, hạ lưu vào mùa kiệt 2.Cường độ thi công tương đối đồng đều.

Thời gian hoàn thành đúng với dự kiến

Kỹ thuật thi công công trình tạm khá đơn giãn

b> Phương án 2

Tuynel dẫn dòng có hiệu quả cao hơn cửa xả cát, dẫn được lưu lượng nhiều hơn sovới phương án 1

Cường độ thi công tương đối đồng đều

Thời gian hoàn thành đúng với dự kiến

3.4.3.2 Nhược điểm

a> Phương án 1

Vào mùa kiệt năm thứ 2 dẫn dòng qua cửa xả cát, do vậy lưu lượng dẫn dòng thấp,khó khăn trong việc xử lý lũ sự cố, khi gặp lưu lượng lớn có thể gây hỏng công trìnhdẫn dòng

So sánh về mặt kinh tế phương án 2 tốn kém hơn vì khi thi công tuynel khá tốnkém

So sánh về mặt kĩ thuật phương án 2 cũng phức tạp hơn phương án 1, vì thi côngtuynel khá phức tạp

Từ những phân tích trên, ta lựa chọn phương án dẫn dòng tối ưu là phương án 1

3.5 Tính toán thủy lực dẫn dòng

3.5.1 Tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp mùa kiệt và lũ năm thứ nhất

3.5.1.1 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

3.5.1.2 Nội dung tính toán

a> - Sơ đồ tính toán

V

Hình 1.3 Mặt cắt dọc sônga> Nội dung

Theo tiêu chuẩn ngành “Thiết kế dẫn dòng trong xây dựng công trình thuỷ lợi14TCN57-88” , mức độ thu hẹp lòng sông được tính theo công thức sau:

1

2100%

77, 21

K = × = 4,6 %

Nhận thấy K rất nhỏ ⇒ lòng sông thu hẹp không đáng kể, ảnh hưởng ít đến dòngchảy ⇒ ta chỉ cần đắp đê quây dọc cao 0,5 m vào mùa kiệt năm thứ nhất để hố móngkhô ráo tạo điều kiện để thi công công trình.

⇒ Thuận lợi cho thi công.

+) Tính độ cao nước dâng: ∆Z

Để xác định được chính xác giá trị ∆Z ta phải giải bài toán thử dần Bài toán thửdần được xác định theo trình tự sau:

- Giả thiết các giá trị ∆Zgt từ đó tính được ZTL= ZHL + ∆Zgt

- Tính lại giá trị ∆Zgt theo công thức :

Z

∆ tt=

g

V g

22

2× −ϕ

Trong đó:

ϕ : Hệ số lưu tốc ϕ=0,85÷0,9 (có tường hướng dẫn dòng).Chọn ϕ = 0,9.

Vc : Lưu tốc bình quân tại mặt cắt thu hẹp

TK dd

2 1

c

Q V

Q

ωNếu ∆Z gt ≈∆Z tt (sai số cho phép [∆] < 5%) thì giả thiết ban đầu là đúng, còn nếukhông thì tiếp tục giả thiết lại các giá trị ∆ Z gt và tính toán tiếp cho đến khi ∆Zgt ≈∆Z

tt, lúc đó ta có được giá trị cuối cùng của ∆Z

• Ta tính toán cho trường hợp gt

Z

∆ = 0,5 m

Cao trình mực nước thượng lưu là : ZTL= 564,42 + 0,5 = 264,92 (m)

Với ZTL= 264,92 m đo trên mặt cắt ngang ta được ω1= 67,09 m2 ;ω2= 396,07m2

Từ đó ta tính được:

12420,9.(396,07 67,09)

c

− = 4,19 (m/s)

V 0 = 1242396,07 = 3,14 (m/s)Vậy ta có: ∆Ztt =

2

1 4,19 3,140,9 ×2.9,81 2.9,81− = 0,61 (m)

Ta có ∆Ztt ≠ gt

Z

∆ ( sai số lớn [∆] = 29,89% > 5%), vậy ta cần phải tính lại vớigiá trị ∆Z gt khác Tiếp tục tính toán với các giá trị ∆Z gt khác, từ đó ta lập được bảngtính sau:

1ω

ω

=

31 , 402

83 , 68

=Nhận thấy K nhỏ ⇒ lòng sông thu hẹp không đáng kể, ảnh hưởng ít đến dòngchảy

⇒ càng thuận lợi cho thi công.

Xác định mực nước trước cống để xác định cao trình đê quai thượng lưu.

Kiểm tra sự an toàn của cống khi dẫn dòng

3.5.2.2 Nội dung tính toán

a> Sơ đồ tính toán

Hình 1.2 Sơ đồ tính toána> Cấu tạo cống

Cống dẫn dòng thi công có cấu tạo như sau:

Theo Hứa Hạnh Đào hoặc Van Te Chow thì trạng thái chảy qua cống có thể tómtắt như sau:

H ≤ (1,2 ÷ 1,4)D và hn < D thì cống chảy không áp

H > (1,2 ÷ 1,4)D có thể xảy ra chảy có áp hoặc chảy bán áp phụ thuộc vào mựcnước hạ lưu và độ dài của cống xả

Trong đó : H - là cột nước trước cống

D - chiều cao cống ngay sau cửa vào

b g

Q

h k = α

( m )Trong đó : Qi - lưu lượng qua 1 cống ngầm (m3/s)

g - gia tốc trọng trường g = 9,81 ( m/s2 )

b - bề rộng cống b = 3 m

α - hệ số cột nước lưu tốc, α = 1.

hk - độ sâu phân giới dòng chảy không áp trong cống

Từ công thức ta lập được bảng tính độ sâu phân giới

Bảng 2.2 Bảng tính độ sâu phân giới hk

Qdd (m3/s )

( qua 2 cống)

Zhl (m)

Qi (m3/s )( qua 1 cống )

q (m2/s )

h n H

h k

Sơ đồ thủy lực trong cống chảy tự do, h n >h k

h n H

h k

Sơ đồ thủy lực trong cống chảy tự do, h n <h k

Giả thiết các cột nước hx > hk

Theo phương pháp này khoảng cách giữa hai mặt cắt có độ sâu h1 và h2 đã biết sẽ

0

ΔE

S -STrong đó:

+ ∆ E= E2 - E1 với E2 = h2 +

g

V

.2

2 2α, E1 = h1 +

g

V

.2

2 1α

+ S +S1 2

S=

2 với

2 2 2

Q

V =A

+ Hệ số Sezi : 1 1/6

C= RnỨng với từng cấp lưu lượng Qi và chiều dài cống L = 22,95m, tiến hành vẽ đườngmặt nước (Phụ lục II-1) chúng ta xác định được hX

Bảng 2.3 Quan hệ các cấp lưu lượng và cột nước đầu cống

Qdd (m3/s )( qua 2 cống)

hk (m )

hn (m )

hx(m)

Trong đó: hx - Cột nước tính toán đầu cống (m)

ϕ - Hệ số lưu tốc, phụ thuộc hình dạng kích thước cửa vào:

Với m = 0,32 ⇒ =ϕ 0,956

2

0 2.X X

+ Tính toán với các cấp lưu lượng Qi, ta có cột nước H0 tương ứng

Dựa vào kết quả tính toán trong bảng 2-3 ta xác định được chế độ chảy ứng vớicác cấp lưu lượng như sau

Bảng 2.4 Chỉ tiêu chảy ngập của cống ứng với các cấp lưu lượng

H > (1,2 ÷ 1,4)D có thể xảy ra chảy có áp hoặc chảy bán áp phụ thuộc vào mựcnước hạ lưu và độ dài của cống.

Từ bảng 2-6 ta nhận thấy :

Ứng với các lưu lượng Qdd= 30 ÷ 150 ( m3/s ) thì ta có Ho < 1,4.D = 1,4 4 = 5,6

m, và hn < D = 4 (m) Tức giả thiết chảy không áp là đúng

Ứng với các lưu lượng Qdd = 180÷300 ( m3/s ) thì ta có H > 1,4.D = 1,4 5 = 5,6

m Tức giả thiết chảy không áp là sai

Giả thiết với lưu lượng Qi = 180÷300 m3/s dòng chảy trong cống ở trạng thái cóáp

h n

H

h k

Sơ đồ tính thủy lực cống chảy có áp

+Tính toán cột nước trước cống: Lưu lượng của dòng chảy qua cống được xácđịnh theo công thức sau: Theo QPTL C – 1 – 75:

- Ta có hn>d/2=2 (m) => Q=ϕcω 2g(Ho + iL−hn) =ϕcω 2gZo

Với

R C

L g

cr kv cv d

C c

2

11

2++++

=+Σ+

=

ξξξαξ

ξα

R C

L g R

L

.

2 4

Với : R - Là bán kính thuỷ lực

C - Là hệ số Sêdy

h b

bh R

4

4 , 63 09

, 1 016 , 0

1

1 1 / 6 = 1 / 6 =

= R n

L g

=> 1 1 0,25 01,1 1 0,067 =0,643

++++

=+Σ+

=

d C c

ξξαϕ

Tra quan hệ Q ~ Zhl ta được Zhl (m) => hn = Zhl - Zcửa ra cống

Với các cấp lưu lượng tính toán ta luôn có :

Kiểm tra trạng thái chảy :

Đối chiếu với công thức kinh nghiệm của Hứa Hạnh Đào ta thấy :

H > 1,4 d = 1,4 4 =5,6 (m)

Do đó trường hợp tính toán với chảy có áp là đúng

Mực nước thượng lưu tương ứng với các mức lưu lượng

3.5.3 Tính toán thuỷ lực dẫn dòng xả đồng thời qua cống dẫn dòng và đập xây dở vàomùa lũ năm 2

Trong đó: m – lấy với cửa vào không thuận: m = 0,32

Dòng chảy trong cống là dòng chảy có áp, lưu lượng được tính theo công thức

o

Q=ϕ ω 2 (m3/s)Lưu lượng qua tràn: Tính toán theo quy phạm thuỷ lực đập tràn QPTL C – 8 – 76

Q T =Qdd−Q C (m3/s)

Trong đó:

QT – Lưu lượng dẫn dòng qua đập xây dở: (m3/s)

Qdd – Lưu lượng dẫn dòng mùa lũ theo tần suất thiết kế: (m3/s)

QC – Lưu lượng dẫn qua cống dẫn dòng thi công: (m3/s)

Sơ đồ tính toán:

+ Giả thiết các cấp lưu lượng Qi

+ Ứng với mỗi cấp lưu lượng chúng ta có ZHL tra từ mối quan hệ Q ~ ZHL

+ Giả thiết lưu lượng chảy qua cống: QCi

+ Tính được lưu lượng chảy qua tràn: QTi = Qdd - QCi

+ Tính thử dần cột nước thượng lưu sao cho ZT = ZC, tìm được lưu lượng qua cống

và tràn ứng với mỗi cấp lưu lượng

Q H

Hình 1.1 Biểu đồ quan hệ giữa lưu lượng dẫn dòng thi công qua cống và tràn

với mực nước thượng lưu

3.6 Tính toán điều tiết lũ khi dẫn dòng qua cống dẫn dòng và tràn tạm

3.6.1 Mục đích tính toán điều tiết lũ

- Xác định mực nước lũ trong hồ Zmax và lưu lượng xả qxảmax của tràn lớn nhất khi

lũ về

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

3.6.2 Nội dung tính toán

- Theo phương pháp Kôtrêrin

- Do không có đủ tài liệu nên tính mực nước trong hồ bằng cao trình ngưỡng côngtrình tháo

Bảng 1.1 Lũ đến dạng tam giác

2

.maxT q W

2

.maxT Q

L m

W

W Q

q

Q

q W

W

1

max1

max max

max

- Đường quá trình lũ chính vụ tần suất 10%

1242 ≈111,78.106(m3)

- Hình thức chảy chảy tự do qua tràn tạm không cửa do đó công thức tính lưulượng

t (h) T

Hình 2.2 Sơ đồ tính toánTính toán điều tiết:

Dựa vào sơ đồ trên ta có công thức tính dung tích phòng lũ của kho nước:

W m=  − max 

max1

m

W : Dung tích phòng lũ thiết kế ( 106m3)

qmax : Lưu lượng xả lũ lớn nhất (m3/s)

WL : Tổng lượng lũ thiết kế : Wlũ10% =111,78.106 m3

Qmax : Lưu lượng đỉnh lũ: Qmax10% = 1242 m3/s

Trên công thưc(*)W m và qmax chưa biết nên ta dùng phương pháp thử dần Ta tiếnhành giả thiết qmax sau đó thay vào công thức ta tính được W m

Cách làm như sau:

- Ta có : qxả= qmax + qbđ

Trong đó

+ qxả :Là lưu lượng xả qua tràn tạm

+ qbđ :Là lưu lượng ban đầu trước khi lũ về , ở trên ta đã tính với trường hợp là khi

lũ về mực nước hồ ngang bằng cao trình ngưỡng tràn.Vậy qbđ = 0

- Từ đó ta giả thiết các giá trị qmax⇒ xác định giá trị qxả tương ứng

- Từ quan hệ (Qtràn~Zhồ) ta xác định được cao trình mực nước Zi tương ứng Traquan hệ (W~Zhồ), ứng với mực nước Zi ta xác định được các dung tích hồ Wi tươngứng.

- Từ đó xác định dung tích trữ lại trong hồ W m theo công thức: W m=Whồ - Wbđ

+ với Vbđ là dung tích nước ban đầu trước khi lũ về Ở đây ta tính với trường hợptrước khi lũ về thì cao trình mực nước trong hồ bằng cao trình ngưỡng tràn tạm

Với Zngưỡng tràn= 568 tra quan hệ Z~Whồ ⇒ Wban đầu =4,54.106 m3

- Thay W mtrở lạicông thức (*) để tìm lại qmax.

So sánh q max vừa tính đươc với qmax giả thiết Nếu chúng bằng nhau đó là nghiệmbài toán

Vậy cao trình đập cần phải đắp trước lũ chính vụ của năm thi công thứ hai là: ∇Zđập = ∇ngưỡng tràn + Htr +∇Z= 572,226 + 0,75 =572,976 (m)Trong đó: ∇Z : Độ vượt cao an toàn, chọn ∇Z = 0,75(m)

3.7 Tính toán thủy lực ngăn dòng

3.7.1 Vị trí và tác dụng của ngăn dòng

Trong quá trình thi công công trình thuỷ lợi trên sông, dù lớn hay nhỏ hầu hết phảitiến hành công tác chặn dòng Vì muốn thi công đập ở phần lòng sông thì phải ngăn

dòng chảy dẫn sang công trình dẫn dòng khác, đảm bảo điều kiện thi công khô ráo thìtất yếu phải thực hiện chặn dòng

Nó là 1 khâu quan trọng hàng đầu, khống chế toàn bộ tiến độ thi công, nhất là tiến

độ thi công công trình đầu mối

Kỹ thuật và tổ chức thi công ngăn dòng rất phức tạp, diện hoạt động hẹp, yêu cầuphải thi công với tốc độ lớn, cường độ cao mà hiệu quả về kinh tế Do đó đòi hỏichúng ta phải nắm chắc quy luật của dòng chảy để chọn đúng thời cơ, xác định đượcthời gian và lưu lượng ngăn dòng thích hợp

3.7.2 Các công tác chuẩn bị trước khi ngăn dòng

Trước khi ngăn dòng chúng ta phải tính toán thiết kế và kiểm tra chi tiết các vấn

đề liên quan đến ngăn dòng Đảm bảo khi thực hiện ngăn dòng ít rủi ro nhất, ít ảnhhưởng đến các công trình khác

- Khảo sát lần cuối trong khu vực lòng hồ bị ngập do mực nước dâng lên khi ngăndòng nhằm hạn chế mức thấp nhất tổn thất do ngập gây ra

- Kiểm tra lại công trình dẫn dòng chảy sau khi ngăn dòng, yêu cầu phải hoàn toànđảm bảo an toàn và theo đúng thiết kế

- Tính toán ngăn dòng chi tiết, thiết kế tổ chức thi công ngăn dòng

- Chuẩn bị mặt bằng thi công ngăn dòng, các bãi vật liệu (phải có bãi vật liệu dựtrữ), hệ thống đường vận chuyển vật liệu, các thiết bị máy móc, nhân lực đảm bảo choquá trình ngăn dòng

3.7.3 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng:

3.7.3.1 Chọn ngày tháng ngăn dòng

Khi chọn ngày tháng ngăn dòng cần phải tuân theo các nguyên tắc sau đây:

- Chọn lúc nước kiệt trong mùa khô

- Đảm bảo sau khi ngăn dòng có đủ thời gian đắp đê quai, bơm cạn nước, nạo vétmóng, xử lý nền xây đắp công trình chính hoặc bộ phận công trình chính đến cao trìnhchống lũ khi lũ đến

- Đảm bảo trước khi ngăn dòng có đủ thời gian chuẩn bị như đào hoặc đắp cáccông trình tháo nước hoặc dẫn nước, chuẩn bị vật liệu hay thiết bị

- Ảnh hưởng ít nhất đến lợi dụng tổng hợp dòng chảy

3.7.3.2 Chọn tần suất và lưu lượng thiết kế ngăn dòng :

Công trình thuỷ điện Hà Quảng là công trình cấp III(theo bảng 4.7 tiêu chuẩnTCXDVN 285 : 2002 ) do đó lưu lượng tính toán lấp sông là lưu lượng trung bìnhngày có trị số lớn nhất trong thời đoạn dự tính chặn dòng ứng với tần suất P=10%Thời đoạn chặn dòng dự tính trong 10 ngày và lưu lượng tính toán lấp sông là lưulượng trung bình ngày có trị số lớn nhất trong thời đoạn dự tính chặn dòng ứng với tầnsuất P = 10%

Lưu lượng ngăn dòng : theo tài liệu được giao Qngăn dòng = 9,45 m3/s

3.7.4 Xác định vị trí và chiều rộng cửa ngăn dòng

- Khi xác định vị trí cửa ngăn dòng cần chú ý những vấn đề sau :

Nên bố trí ở giũa dòng chính vì dòng chảy thuận, khả năng tháo nước lớn

Bố trí tại các vị trí chống xói tốt để tránh khi lưu tốc tăng lên mà lòng sông bị xói

lở quá nhiều

Bố trí ở nhũng nơi mà xung quanh nó có đủ hiện trường rộng rãi để tiện cho việcvận chuyển, dự trữ vật liệu…

- Chiều rộng cửa ngăn dòng phụ thuộc vào các yếu tố sau:

Lưu lượng thiết kế ngăn dòng

Điều kiện chóng xói của nền

Cường độ thi công

Yêu cầu về tổng hợp lợi dụng dòng chảy, nhất là vận tải thuỷ

3.7.4.1 Phương pháp ngăn dòng bằng phương pháp lấp đứng

- Dùng vật liệu đắp lấn dần từ 2 bên bờ vào hoặc từ 1 phía cho đến khi chặn đượcdòng chảy lại và dẫn dòng qua công trình tạm, phụ thuộc vào điều kiện cung cấp vàvận chuyển vật liệu

- Phương pháp này có ưu điểm:

Không cần dùng cầu công tác hay cầu nổi

Công tác chuẩn bị đơn giản, nhanh chóng và giá thành rẻ

Giảm cột nước và lưu tốc qua cửa ngăn dòng

- Nhược điểm của phương pháp này:

Phạm vi hoạt động hẹp

Tốc độ thi công chậm

Lưu tốc trong giai đoạn cuối có khả năng tăng lên rất lớn gây ra nhiều khó khăncho công tác ngăn dòng thêm phức tạp.

=> Do vậy thường dùng ở nhũng nơi có nền chống xói tốt

3.7.4.2 Tính toán thủy lực ngăn dòng cho phương pháp lấp đứng

Phương pháp tính toán ngăn dòng theo phương pháp Hạp Long

Qbt = Qi = Qhl + Qdd + Qth + Qt ( m3/s ) ( 5 - 1 )Trong đó :

Qbt : Lưu lượng bình thường của sông

Qhl : Lưu lượng qua cửa chặn dòng Hạp Long

Qd : Lưu lượng qua công trình dẫn dòng

Qth : Lưu lượng thấm qua đá đổ

Qt : Lưu lượng tích lại trên thượng lưu

Để đơn giản ta có thể bỏ qua Qthấm và Qtích

a> Sơ đồ tính toán như sau

Hình 1.3 Mặt cắt dọc đê quai ngăn dòngĐường viền của đá đổ có mặt cắt gọn chặt:

Có thể hình thành trên tất cả các giai đoạn tiến hành đổ đá khi vật liệu tăng dầncùng với sự thu hẹp khoảng cách giữa 2 đê Hạp Long

Khả năng tháo nước qua cửa ngăn dòng Hạp Long:

3/2 0 2

Vì lấp đứng nên lưu tốc tới gần V0 nhỏ ta có thể bỏ qua Khi đó H = H0

Trong đó:

m - Hệ số lưu lượng được xác định như sau:

Z

H > thì m = 0,385

B - Chiều rộng trung bình qua đường thoát nước Hạp Long:

mtb - hệ số mái dốc trung bình với mtb = 1,25

Vận tốc cực đại xảy ra tại thời điểm nối liền đê quai tại đáy:

1

HL

Q V

V D

Giả thiết các độ chênh mực nước thượng hạ lưu khi dòng chảy qua cửa ngăn dòng:

Z (m)

Tính cột nước trước cửa ngăn dòng: H = Hhl + Z (m)

Lập tỷ số: Z

H Tính hệ số lưu lượng m theo công thức (2 – 51)

Tính chiều rộng trung bình của cửa ngăn dòng Hạp Long theo công thức (2 – 50).Tính lưu lượng qua cửa Hạp Long: QHL theo công thức (2 – 49)

Tính lưu tốc lớn nhất qua cửa Hạp Long theo công thức (2 – 52)