Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu lựa chọn cống dẫn dòng thi công hợp lý cho công trình thủy điện Bản Chát

Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tải liệu hướng dẫn, phương pháp tính toán din dòng thi công qua cổng và qua đập xây đỡ từ các tả liệu thu thập, kết hợp tải liệu thực hiện mô hình thủ

xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó để tác giả hoàn thành tốt nhiệm vụ.

nghiền cứu của minh

Đặc bigt, Tác giả luận văn xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy:PGS.TS, Trần Quốc Thưởng đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và cung cấpcác thông tin, ti liệu khoa học kỹ thuật cin thiết trong qu trình thực hiện luận văn

này

cu củng, Tác giả xin được bảy tô lông biết ơn đến gia định, người thin đãquan tâm, động viên và sự khích lệ Tác giả để Luận văn sớm được hoàn thành Tuy nhí

Luận van không thé tránh khỏi những thiếu sót, rit mong được sự đồng góp ý kiến

& về mặt thời gian cũng như tình độ chuyên môn nên do hạn el

chỉ bảo của các Thầy, các Cô, các bạn đồng nghiệp

Handi, ngày thẳng nãm.2012

Hoe viên

'Trần Hồng Thanh

LỜI CAM DOAN

‘Ten tôi là: Trần Hồng Thanh

Học viên lớp: CHI7C2

Đề tài luận văn cao học: “Nghiên cứu lựa chọn cổng dẫn dong thi

công hợp lý cho công trình thity điện Bản Chat’ được trường Đại học Thuy

lợi Hà Nội giao cho học viên Trần Hồng Thanh, được sự hướng

PGS.TS Trần Quốc Thưởng luận văn đã hoàn thành

‘Toi xin cam đoan với Khoa Công trình và Phòng Đảo tạo trường Đại hoc

“Thủy lợi dé tài nghiên cứu này là công trình của cá nhân tôi.,.

Ha Nội, ngày thắng nấm 2012

“Tác giả luận văn

‘Tran Hồng Thanh

4, Kết quả dự kiến 3CHUONG 1: TONG QUAN VE CÔNG TÁC DAN DONG QUA CONG VA QU:DAP BE TONG XÂY DG

1.1 Các nhân

A

4 ảnh hướng tới việ lựa chọn phương án din ding 41.1.1 Điều kign địa hình 41.1.2 Điều liện địa chất 4

1.13 Diéw kign thiy văn dng chảy 5 1.14 Điều kiện lợi dung tổng hợp dòng chảy 5

1.1.5 Điệu kiện dn sinh kink tế, mdi trường và xã hội 71.1.6 Câu tao và sự bồ tri công trình thy lot, thy điền 5 1.1.7 Điều kign và Nha năng thi công 5

1.2 Đặc điểm của thi công các công rình thủy lợi và nhiệm vụ din dòng 9

3 Các kết quả đã nghiên cứu ở trong nước và ngoài nước 91.4, Những nguyên tie chon phương án din đồng, 11 1.5 Phân tích lựa chon cấp công trình, tin suit thiết kế và phương pháp dẫn

đồng th công it

13.1 Cấp this kể cong trình din dng H

1.32 Chọn tin suất hết kể 215.3 Chọn thời đoạn dẫn dng và lư lượng thi Kế (Ora) m71.6 Kết hiện chương 1 "CHUONG 2: TÍNH TOÁN THUY LỰC DAN DONG QUA CONG VA QUA BAP,

BE TONG XÂY DO Is2.1 Tin toán dẫn đồng thi công qua công trình thủy lợi Is

2.2 Dẫn đồng thi công qua lòng sông thu hẹp, 19

2.21 Phương pháp thứ nhất 9

2.2.2, Phương pháp thứ lai: 20

23 Trường hop công ngằm chảy không áp 23

`13.2 Trường hợp công ngằm chảy bin áp 23

2.3.3 Tring hợp công ngầm chay có áp 24 2.4 Tinh toán din đồng thi công qua dip bê tông xây dỡ 4

241 Dan dàng thi công qua khe răng lược P'

2.4.2 Din ding thi công qua đập bê tông xdy dỏ 25 2.43, Din đồng thi công qua dip be tông xdy đỡ là hap với cũng 25

2.5 KẾt luận chương 2 26CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THUY LỰC DAN DONG THI CONG CHO CONGTRÌNH THỦY ĐIỆN BAN CHAT 283.1, Giới thiệu chung về công trình thủy điện Bản Chat 3

3.2 Lưu lượng din đồng thi công 3

33 Các giai đoạn dẫn dong 3B 3.31 Phương dn ban đâu 33 3.3.2 Phương din chon 4

3.4, Tinh toán thay lực dẫn dng thi công qua công VỀ mùa kiệt 35

4.1 Cang làm việc như một đập tràn đình rộng 3S

3.4.2 Céng làm như một cong dưới sâu 363.5 Tinh toán dẫn dòng thi công qua công và đập bê tông xây dé tại cao trình

Ý 365 mùa lũ năm xây dựng thứ hai 3 -.8 Tĩnh toán khả nding xả qua trầm xây đồ tụi cao tình V 365 39 3.5.2 Tĩnh tản kha năng tháo qua cổng 41 3.5.3 Tĩnh toán đường mất nước 43.6 Tinh toán tiêu năng sav công dẫn dòng 463.7 Kết luận chương 3 “49'CHƯƠNG 4: SO SANH TINH TOÁN VỚI NGHIỆM MÔ HÌNH CÔNG TRÌNHTHUY ĐIỆN BẢN CHAT 30

4.1 Nội dang nghiên cứu thí nghiệm mô hình công trình dẫn đồng 501.1 Thi nghiệm cổng dan đồng 30

‘41.2 Mã hình dẫn đồng qua tràn xy dở độn cao tình 365m ket hp với công

dẫn ding 3

42 Xây ding mộ hình : 324.211 Thế kế vi xây dựng mô hình công dẫn ding 34.2.2, Thidt Re và xây dụng mô hình dn đồng thi công qua công dẫn ding vàtràn xây dữ 33

43 Két qua thi nghiệm mô hình của công và đập tràn công tình thủy điện BanChất 554.311 Kế quả thi nghiện mồ hình của công 3543.2 Ket qui thi nghiện mô hình dan đồng qua cũng và tràn xây di 6384.4, So sinh kết quả tinh toán và thí nghiệm mô n 44.41 So sinh et qui tinh toán dn đồng th công qua củng 74.4.2 So sinh kết quả tỉnh toản dẫn đồng thi công qua cổng và tràn xây ds 784.5 Kết luận và kiến nghị 82

4.3.1 Trường hợp dan dòng qua cổng 82

4.5.2 Trường hợp dẫn dòng qua công kết hợp với tràn xây de, 83KET LUẬN VA KIÊN NGHỊ 85

1 Những kết quả đã đạt được 85

II Hạn chế và hướng nghiên cứu 86

TÀI LIỆU THAM KHAO 87

DANH MỤC BANG BIEUBang 1.1 Ty lệ giá thành công trình dẫn dòng so với giá thành đập 10Bảng 1.2 Quan hệ cấp thiết kế giữa công trình chủ yêu ~ công trình thứ yêu ~ công trình tạm thời trong một công trình đầu mỗi hoặc bệ thống dẫn 12

"Bảng 1.3 Lưu lượng mực nước lớn nhất để thiết kế các công trình tạm thời phục vụ

công tc din ding BBang 3.1 Các thông số và chỉ tiêu chính của công trình theo TKKT giai đoạn 1 29Bảng 3.2: Tin suất và lưu lượng tính ton lớn nhất trong mùa lũ 3 Bảng 3.3: Tin suất và lưu lượng tinh toần mùa kiệt 3

"Bảng 34: Các thông số din đồng th công 3

"Bảng 3.5: Tinh toin din dang qua cổng +?Bảng 3.6: Xác định khả năng xa qua trần xây đỡ 40Bang 3.7: Khả năng xã qua cổng dẫn đồng 4iBảng 3.8: Xác định khả năng xã kết hợp 43Bang 3.9: Kết quả tinh toán đường mặt nước ứng với Q = 1.300m'/s 4dBang 3.10: Kết quả tính toán đường mặt nước ứng với Q = 1.695m'/s 44Bảng 3.11: Kết qua tính toán đường mặt nước ứng với Q = 3.200m'/s 45Bảng 3.12: Kết quả tinh toán đường mặt nước ứng với Q =.4.82Im + 45Bang 3.13: Kết quả tinh toán đường mặt nước ứng với Q = 5.000mÏ/s 46

"Bảng 3.14: Kết quả tính toán lưu lượng tiêu năng cho cổng dẫn dòng 4Bảng 3.15: Bảng thông số tiêu năng sau cổng, 49

Bảng 4.1: Kết quả thí nghiệm về khả năng tháo $6Bang 4.2 Kết quả thí nghiệm về hệ số lưu lượng m và we 58Bảng 4.3a: Mạch động vận tốc tại cửa vào công 60

‘Bang 4.3b: Mạch động vận tốc tại cửa ra công 61

Bảng 4.4: Kết quả thí nghiệm xa lũ thi công qua cống dẫn dòng và trần xây dựng 63

Bảng 4.54: Kết quả thí nghiệm xác định đường mặt nước hướng ngang trên mô hình

din đồng thi công qua trin xây đở và cổng dẫn đồng 2 khoang ot

“Tỷ lệ 1/80 (Phương án thiết kế); Q = 1.300 (m'Vs) “Bảng 4 Sb: Kết quả thí nghiệm xác định đường mặt nước hướng ngang trên mô hình

din đồng thi công qua tràn xây đỡ và cổng dẫn đồng 2 khoang, 65

“Tỷ lệ 1/80 (Phương án thiết kế); Q = 1.695 (mÌs) 6s

"Bảng 4.5: Kết qua thí nghiệm xác định đường mặt nước hướng ngang trên mô hình

dẫn dòng thi công qua tràn xây da và công din đồng 2 khoang 66

‘TY lệ 1/80 (Phương ân thiết kế); Q = 3.200 (ms) 66Bing 4.5d: Kết quả thi nghiệm xác định đường mặt nước hướng ngang trên mô hình,lẫn ding thi công qua tran xây đỡ và công din ding 2 khoang 61

“Tỷ lệ 1/80 (Phương ân thiết kế); Q= 4.821 (m°/9) 6Bảng 4.5: Kết quả thí nghiệm xác định đường mặt nước hướng ngang trên mô hìnhcđẫn dòng thi công qua trần xây d6 và cổng din dòng 2 khoang 68

Ty lệ 1/80 (Phương án thiết kế); Q = 5.000 (mÌ/s) 68

Bảng 4.6, Độ sâu dong chảy trên đỉnh đề quai thượng hạ lưu 70

Bang 4.7: Kết quả do sóng hai bo 70Bang 4.8 Xác định gần đúng lưu lượng xa qua cổng và tran qua đê quai thugng 74

Bảng 4.9 Gi trị mạch động áp suất ở các vị trí xung yu(PATK), 76 Bảng 4.10: So sánh giữa kết quả tinh toán va thi nghiệm mô hình 7

Bảng 4.11: So sinh Khả năng xã qua cổng và trần xây dé giữa kết quả tính toán và

thí nghiệm mô hình 78 Bảng 4.12: So sánh mực nước thượng lưu theo tính toán và thí nghiệm mô hình 78

Bang 4.16: Trường hợp Q = 4.821 m'/s 81Bang 4.17: Trường hợp Q= 5.000 m'/s 82

DANH MỤC HÌNH VEHình 1.1: Hình ảnh địa hình, địa chất khu vực tuyến đập thủy điện Bản Chát sHình 1.2: Dẫn dòng qua kênh công trình thủy điện DakSin 1 (Dak Nông) 6Hình 1.3: Dẫn dòng qua cống công trình thủy điện Đồng Nai 3 6 Hình 1.4: Dẫn dòng qua kênh va cống công trình thủy điện Lai Châu 7 Hình 1.5: Dẫn dong qua trin tạm công trình thủy điện Cửa Đạt 7

Hình 1.6: Chan đồng công trình thủy điện Bản Chat 8Hình 1.7: Mat bằng so đỗ dẫn ding qua cổng và đập xây da 15Hình 2.1 Sơ đồ tinh toán thủy lực của đồng chảy qua lòng sông thu hep 21Hình 2.2 Sơ đồ tinh toán thủy lực qua cổng diy +Hình 2.3 dẫn dong thi công qua đập bê tông xây dỡ 25Hình 24 Sơ đồ din đồng thi công qua cổng và đập xây da 26Hình 3.1: Toàn cảnh thi công công tnh thủy điện Bản Chit 29Hình 3.2: Biểu đồ quan hệ lư lượng qua cổng và mục nước thượng lưu 37Hình 3.3: Dẫn ding thi công qua đập trin xây dỡ cao trình 365 và cổng 3Hình 3.4: Biểu đồ quan hệ lưu lượng qua tràn va mực nước thượng lưu 40Hình 3.5: Sơ đồ tinh toán bể tiêu năng sau cống 41

"Hình 4.1: Mô hình dẫn dòng thi công qua cổng nhìn từ thượng lưu 33inh 4.2: Mô hình dẫn dòng thi công qua cổng và tràn xây dở nhìn từ hạ lưu 55Hình 4.3: Kết quả thí nghiệm quan hệ Q~f(Z hồ) - PATK mô hình cống dẫn dòng

tỷ lệ 1/36 56Hinh 44: Kết quả thí nghiệm quan hệ w~f(Q} PATK mô hình cổng dẫn dòng tỷ lệ

136 s

Hình 45: Kết quả thí nghiệm quan hệ m-f(Q)- PATK mô hình cổng din đồng tỷ lệ

136 39Hình 4.6 Biểu đồ so sinh khả năng xả của cổng theo kết quả tinh toán so với kếtquả th nghiệm mô hình T Hình 4.7 Biểu đồ so sánh mực nước thượng lưu theo tinh toán và thí nghiệm 9

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Nước ta đang trong thời ky phát triển, nhu cầu năng lượng cần cho nền kinh tế.quốc dân vi cho sinh hoạt ngày cảng gia ting Trong khử hiện nay trên thé giới đang

ốt, than đá ngày càng

én kinh tế

sử dụng các nguồn năng lượng hóa thạch như dẫu mỏ, khí

cạn kiệt Vì vậy việc im kiếm, bỏ sung nguồn cung cấp năng lượng cho

nước ta a rt quan trong, khẩn thiết Trong đó, thủy điện vẫn là hưởng được wu tiên

do đây là nguồn năng lượng sạch, rat rẻ vả không ô nhiễm môi trường

Khi xây dựng các công tình thủy dign, việc xây đựng các công trinh phục vụcho quá trình dẫn đồng thi công đồng một vai trỏ quan trong Nó sẽ gitip quá tinhthi công được liên tục và thuận lợi, hỗ móng luôn được khô ro trong suốt quá trìnhthi công, tiền độ thi công nhanh, chất lượng công trình tốt, thi công an toàn, chi phíxây dựng công trình giám Ngược lại, công tác dẫn dòng không tốt sẽ gây trở ngạicho công tác thi công, chậm tiễn độ, thi công không an toàn, tng giá thành, thậm chí gây hư hỏng, phá huỷ công trình, thiệt hại tài sản và tinh mạng con người.

Muốn vậy chúng ta phái nghiên cứu, phân tích và đánh giá một cách khách.quan, trệt để, toàn diện các yêu tổ ảnh hưởng và những nguyên tắc để lựa chọn

phương án dẫn dòng thi công phù hợp cụ thé là xác định được các thông số (hủy lực

trong quá trình lựa chọn giải pháp dn dang.

Đôi với những công trình thủy điện xây dựng trên lỏng sông hep, hai bên lànúi đá đốc, mặt bằng thi công bị hạn chế nên không thé sử dụng được các công trìnhdẫn đồng kiểu hờ mà thường dùng công để dẫn dòng.

Cổng dẫn dòng là một trong những công trinh dẫn dòng hiệu quả cao và tươngđối an toàn Ngoài ra, đối với công trình thủy điện khai thác theo kiểu đường dẫn cócông trình đầu mối là đập dâng thi thường có cột nước thấp, chế độ thủy lực trongcống dẫn dòng rit phức tạp, có thé xây ra chế độ chuyển tgp tử trạng thai chay có áp

sang bán áp và không áp, tủy thuộc vào sự thay đổi mye nước thượng và hạ lưu Khi

tinh toán thủy lực của cổng loại này cin có sự nghiên cứu điều kiện chày để phân biệtchế độ chảy trong cổng nhằm xác định sơ đồ và công thúc tính toán cho phù hợp.

“Trong luận văn này, ng nghiên cầu đánh gi các yéu tổ ảnhhưởng đến chế độ thủy lực trong công trình dẫn dòng Vì vậy ngoài việc tính toán.theo ý thuyết và kin nghiệm, cin thi nghiệm trên mô bình thấy lực để so sánh

'Công trình thủy điện Ban Chat ~ Lai Châu cũng là công trình thủy điện lớn,công ác dẫn đồng phức tạp, Đ tải "Nghiên cứu lea chọn cổng dẫn đồng thi cônghap lý cho công trình thiy điện bản Chit” không những cổ ý nghĩa thực tiễn đốivới công trình thủy điện Bản Chat nói riêng ma cỏn phan nào giúp các nha chuyên.môn có những đánh giá xá thực và tính toin dẫn dòng thi công hợp lý trong thực tẾ

xây đựng các công tình thủy lợi thủy điện

2 Mục đích của đề tài

2.1 Nghiên cứu đặc điểm, chế độ thủy lực của phương pháp dẫn ding thi

công qua đập xây dỡ và qua i:

2.2 Tính toán thủy lực din dòng cho công trình thủy điện Ban Chit, két hopvới kết quả thí nghiệm mô hình đã có của công trình để so sánh, đánh giá sự sai Khác và đưa ra những kiến nghị

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

3⁄1 Cách cin

“Thu thập tai liga về phương pháp din dang thi công qua dap xây dở như: đập

đất đá hỗn hợp, đập đá đồ, đập đá đô.

dẫn đồng từ các công trình trong và ngoài nước,

tông bản mặt, đập bê tông xây dé và công

3.2 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu tải liệu hướng dẫn, phương pháp tính toán din dòng thi công qua cổng và qua đập xây đỡ từ các tả liệu thu thập, kết hợp tải liệu thực hiện mô

hình thủy lực;

~ Tính toán thủy lực dẫn dng thi công qua đập bê tông xây dỡ và cổng, ứng

dụng cho công trình thủy điện Bản Chat;

- Bằng những luận chứng và ý luận xác thục ẩm tra kết quả tinh toán, sosánh với kết quả của thí nghiệm mô hình thủy lực và rút ra những kết luận cho

phương án dẫn đồng.

4 KẾ quả dự kiến

~ Nghiên cứu và đưa ra kết quả tính toán lý thuyết về chế độ chảy ở cổng dẫn.dong thì công;

~ Thiết kế mô hình thủy lực cổng dẫn dòng thủy điện Bản Chat;

~ Phân ích, kiểm chúng kết quả nghiên cửu giữa kết quả tinh toán với kết

«qu thí nghiệm cia công trình thủy điện Bán Chất, tạ cơ sở cho iệc áp dụng đốivới các công trình khác có điều kiện tương tự

(ONG 1: TONG QUAN VE CÔNG TÁC DAN DONG.

QUA CONG VA QUA DAP BE TONG XÂY DOCông trình thủy lợi, thủy điện có một đặc thủ riêng là thưởng phải xây dựngtrên các con sông, con suối, những nơi cô địa hình thi công khó khăn, phức tap.Mong của công trình thường nằm sâu đưới mặt đất tự nhiễn hay mực nước ngằm,

Do d quả tình thi công không tránh khỏi những ảnh hưởng bắt lợi của đồng nướcmặt, nước ngắm, mưa v.v,

Qui trình thi công luôn phải đảm bảo hồ mỏng được khô rio đồng thỏi phidam bảo yêu cầu lợi dụng tong hợp và duy trì dòng chảy ở hạ lưu tới mức cao nhất.Xuất phit từ những đặc điểm ấy trong quả tình th công người ta phải ng

và biện pháp din dòng thi công hop lý, hiệu quả.

<6 được phương án hợp lý chúng ta phải nghiên cứu, phân tích và đánh giá một cách khách quan, tiệt để, toàn điện các nhân tổ ảnh hưởng và những nguyễntắc để lựa chọn phương án dẫn dòng thi công Các nhân 16 ảnh hướng bao gồm:Điều kiện địa hình điều kiện địa chất, điều kiện thủy văn, digu kiện dân sinh kinh1É, khả năng thí công và quy mô kích thước cũng như tằm quan trọng của công trình

dụng

1.1 Các nhân tổ ảnh hưởng tới việ lựa chọn phương án dẫn đồng

1.L1 Điều kiện dja hình

Địa hình lòng sông, hai bên bờ và các khu vực lin cận tuyển công trình có ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn quy mô kích thước công trình chính như: mực nước ding bình thường, cột nước, dung tích lòng hồ, công suất, kích thước các công,

trình phy trợ Phương án, quy mô công trình dẫn đồng, từ đó ảnh hưởng đến tiền

độ thi công công trình Do vậy người thiết in phải căn cứ vào điều kiện địa hình

cu thể để lựa chọn phương ấn và quy mô công trinh din ding cho công trình Thủy

Lợi, Thủy Điện.

1.1.2 Điều kiện da chit

Điều kiện dia chất đóng một vai t quan trọng cho việc lựa chọn phương ándẫn ding thi công và đặc biệt kết cấu quy mô công trình chính Vi vậy in phải có

sur khảo sit thăm dồ, các đánh giá về dia chit của khu wwe công trình một cách kỹlưỡng và chính xác Với mỗi điều kiện địa chất của mỗi công trình khác nhau sẽ.tương ứng với một phương án dẫn ding hợp lý Tay thuộc vào điu kiện địa chất đểchon được kết cấu, quy mô công trình chính, phương án, kết edu công trình dẫnđồng cho phủ hop với điều kiện địa chit khu vực công trình.

Tình 1.1: Hình ảnh địa ink, địa chất khu vực tuyén đập thấy điện Bản Chit

kiện thiy vẫn dong cháy.

i dòng sông thiên nhiên sẽ có một chế độ chảy khác nhau, dựa vào đặctrưng đồng chiy, để lựa chọn được quy mô kích thước công tình chính, từ đó lựachọn được phương án dẫn dòng hợp lý Vì vậy từ số liệu thủy văn dòng chảy sẽ.được tính toán để lựa chọn lưu lượng và tin suất din dòng, từ đó sẽ lựa chọn đượcphương án, kết cầu cũng như tình tự của phương án dẫn đồng

1.1 Điều kiện ợi dụng tổng hợp đồng chảy

Trong quá trình dẫn dòng thi công nhu cầu dùng nước không những đủ vềlượng mà còn phải đảm bảo về chất lượng cho phía hạ lưu để đáp ứng các nhủnhư: nước sinh hoạt, lưu thông đường thủy, nước cung cắp cho các khu công nghiệp

(nếu có) v.v

Vi vậy din dòng là biện pháp nhằm giải quyết tt cả những điều kiện đó trongsuốt quá trình xây đụng công tỉnh

Hinh 1.2: Dẫn dàng qua kênh công trình thiy điện BakSin I (Bak Nông)

Hình 1.4: Din dàng qua Kênh và cổng công trình thầy điện Lai Châu

Hinh 1.5: Dẫn dang qua tran tam công trình thủy điện Của Đạt

1.1.5 Điều kiện dân sinh kinh tế, môi trường và xã hội

Đối với công trình thủy lợi nói chung và công trình thủy đi 1, thì lợiich kinh tế mà bản thân công trinh đem lại từ lúc công trình bit đầu xây dụng chotới khí công trình được đưa vào khai thác luôn là vấn đề trọng tâm.

Hệ thống diện dường trường trạm được xây dựng, nó giải quyết công an việc

làm cho người lao động, tăng thu nhập, cải thiện đời sống nhân dân, nâng cao trình.

độ dân trí

Khi dự án được đưa vào khai thác sẽ tạo nên những điểm du lịch, những khu: vui chơi giải tỉ Song bên cạnh đó cũng cỏ những vin dé cin được nghiền cứumột cách cin trong như: Vấn đề mdi trường, dĩ dân ti định cư, các d tích lịch sử,

các tải nguyên thiên nhiên trong phạm vi ảnh hưởng của công trình.

1.1.6 Cấu go và sự bổ tí công trình thấy lợi, thấy điện

Gitta công tình đầu mỗi và phương án dẫn dòng thi công có mỗi quan hệ mật

‘hit, Khi thể Ê các công trình thủy lợi trước hết phải thiết kể và lựa chọn phương

án din đồng, Ngược lai khi thiết kế tổ chức thi công phải thấy rõ và nắm chắc đặc

điểm cấu tạo và sự bổ hoạch khai thác và lợi dụng chúng vào í công trình để có

việc dẫn dòng Có như vậy thì bản thiết kế mới có khả năng thục hiện vi đảm bảo

về mặt kinh tế lẫn điều kiện kỹ thuật.

1.1.7 Điều kiện và khả năng thi công

Điều này thể hiện rõ ở những điểm như: Thời gian thi công, khả năng cungthiết bí, nhân lực vật iệu, trình độ tổ chức sản xuất và quản lý thi công KẾhoạch Sn độ thi công phụ thuộc vào kế hoạch và biện pháp dẫn dòng Do vậy chọnđược phương án dẫn dòng hợp lý sẽ tạo điều kiện cho thi công hoàn thành đúnghoặc vượt thời điểm mà tiền độ 48 ra

Hình 1.6: Chặn dòng công trình thủy điện Bản Chát

1.2, Đặc điểm của thi công các công trình thủy lợi và nhiệm vụ dẫn đồng

Công tác dẫn dòng thi công là dẫn dòng chảy trong sông theo một phần củalòng sông thiên nhiên hoặc theo một đường dẫn nhân tạo khác, nhằm mục dich tựo

hồ móng được cách ly với dòng chày và luôn được khô ráo trong suốt quá trình thi

sông

Dẫn dòng thi công có thé được thục hiện bằng cách dip để quai ngăn dingmột đợt để ngăn toàn bộ lòng sông, chuyển hướng dòng chảy đi qua một đường dẫn.khác (kênh, cổng, đập trận, ) đã được chuin bj trước hoặc dip để quai ngăn dingnhiều đợt và dẫn ding qua lòng sông thủ hẹp, Bip để quai ngăn ding nhiễu đợtthưởng ứng dụng với sông khu vực hạ du và khu vực trung du, nơi long sông tương

đối rông, thuận lợi nhất là nơi sông có bãi bồi, bãi ni, đảo đá ngầm, Chính vi vậy, việc lưa chọn phương án dẫn đồng thi ng hợp lý còn cho phép sớm phát huy hiệu qui công tình ngay cả trong thời gian thi công

Cụ thé đối với mỗi công tinh, quy mô và thời gian xây dụng khác nhau, điềukiện đị hình, địa chất tng công tình khác nhau, yêu cầu lợi dụng tổng hợp nguồnnước khác nhau do đó phương án dẫn dòng thi công không giống nhau Tuy nhiên

sông tác dẫn đồng cỏ chung những nội dung chỉnh saw

- Lựa chọn xác định phương én din đồng

~ Tính toán thiết kế các công trình dẫn dòng ( Cổng, kênh, tuy nen, tràn, tạm )+ Thiết kế công trình ngăn ding và dé quai bao quanh hỗ mồng, dim bảo hỗmồng thi công trong điều kiện khô ráo.

C6 nhiễu trường hợp đặc biệt do điều kiện dẫn ding thi công khó khăn nênphải thay đổi tuyến công trình để đơn giản hóa sơ đồ dẫn dòng, mặc dù điều nàylâm tăng khối lượng thi công công trình chính Vi dụ như công trình thủy điện Tam.Hiệp - Trung Quốc, công trình thủy điện Sơn La, hồ chữa Nà Tée.-trong thiết kế đã

phải điều chính tuyển công trình dé đơn giản hóa phương án dẫn dong.

1.3 Các kết quả đã nghĩ

Theo kết quả nghiên cứu của các tắc giả nước ngoài th tỷ lệ giá thành của các

an cứu ở trong nước à ngoài nước.

sông trình dẫn dòng thường chiếm (7-20)% giả thành xây dưng đập (bảng 1.1}

Bảng 1 Tỷ lệ giá thành công trình dẫn ding so với giá thành đập

= Ris 330} Rome tar | 7

7 | Wii si 5 2

3 T— Hãng Si x 3 [Sin 303 | Tag | 7

5 Ci ag ino me

1 Hỗ Gò Miu 15 Kênh dẫn 8

3 Hỗ Khuỗi Khe 76 Céng dẫn dong ig3) BS Ving 7} ing inding TỦ mã man nmn

s Tỗ Hing Kếnh a2 Kénh din 70

6 “Thủy điện Na hang 4398 Kênh dẫn và dap 13,0

xây dựng dé

7 Thuy điện Son La 16.562 16,0

(Qua số liệu ở bảng 1.1 ta thiy dẫn dang thi công chiếm vị tri quan trong trongcông tác thiết kế tổ chức thi công Vì vay, việc nghiên cứu để lựa chọn giải pháp.dẫn đồng thi công hop lý cho mỗi công trinh là vẫn để khoa học, cần phải cân nhắcđầy đủ dựa trên cơ sở kỹ thuật, kinh tế và vẫn đề xã hội

1.4, Những nguyên tắc chọn phương án dẫn dòng

Khi quyết định lựa chọn phương án dẫn dong can tuân theo những nguyễn tắc.sau diy:

~ _ Thời gian th công ngắn nhất;

~ Thi công được thuận lợi, liên tục, an toàn và chất lượng cao;

Đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp phía hạ lưu tới mức cao nhất

Dé đảm bảo được những nguyên tic trén thì cần chú ý tối các vẫn đề cụ thểnổi bật sau đây

+ Triệt để lợi dụng điều kí có lợi của tự nhiên và đặc điểm kết cấu công,trình để giảm bớt khối lượng giá thành các công trình tam;

+ Khai thie moi khả năng và lực lượng tiên tiễn về kỹ thuật, tổ chức và quản

lý như: máy móc có công suất lớn, phương pháp thi công hiện dại, biện pháp tổ chức thi công khoa học và hợp lý để tranh thủ thi công trong mùa khô với hiệu quả cao nhất

+ Khi thiết kế các công mình tạm và chọn phương pháp thi công nên đơn giản,

Jno thi công và iện lợi cho thio dỡ, tạo điều kiện cho công trình chính thi công sớm và thuận lợi Đặc biệt là tạo điều kiện cho công tình sớm đi vào khai thác và

phát huy hiệu quả của nó.

1.5 Phân tích lựa chọn cắp công trình, tần suất thiết kế và phương pháp dẫn

‘dong thi công.

15.1 Cấp thiết công wink din đồng

Khái niệm: Tủy thuộc vào quy mô, địa điểm xây dựng công trình, năng lục

kinhphục vụ, mức độ ảnh hướng tích cực của công trình đế xã hội, an ninh

sn thiên nhiên

“quốc phòng cũng như tác động tiêu cực của công trình đến tài nguy

môi trường mà người ta chia ra các cấp công trình khác nhau Trong xây dựng noi

chúng và trong xây dụng công tình thủy lợi nó riêng thi cấp tiết kế công trình.được chia làm 5 cắp khác nhau từ cấp I dén cấp V theo sự giảm dẫn tim quan trong,

Bảng 1.2 Quan hệ cáp thiét ké giữa công trình chủ yéu ~ công trình thứ yeu ~ công

trình tam thời trong một công trình đầu moi hoặc hệ thông dẫn

Cấp thiết kế của công trình đầu mỗi hoặc hệ

thống công trình dẫn dòng a al el al

Cấp thiết kế công trình chủ yếu 1 HH, IV, Vthiết k công trình thứ yêu mim) wiv ivCắp hit kế công trình tạm thời wivivivivChi thi: Theo thôi gia sử dụng, công trình thủy tong hệ hông công trình thủy lợi được chia thành công trình lâu dài và công trình tạm thời:

(1) Công trình lâu dai là công trình được sử dụng thường xuyên hoặc định ky trong suốt quá trình khai thác, Tùy thuộc vào chức năng, công trình lâu dai được chia thành công trình chủ yêu và công tình thứ

4 Công trình chủ yêu là công trình mà sự hư hỏng của chúng sẽ ảnh hường

trực iếp đến sự làm việc bình thường của công trình đều mỗi và hệ thống như: đập,cửa cổng, công trình xả, công trình lấy nước, trạm bơm, trạm thủy diện lâm chochúng không đảm nhận được nhiệm vụ như thiết kế đặt ra

b Cổng trình chứ yéu là công trình mà sự hư hỏng của ching không ảnhhưởng đến sự làm việc bình thường của công trình đầu mỗi và hệ thống như: tường,chin dit, tưởng hướng dòng, cầu công tác và công trình bảo vệ bờ Có thể phục

hồi được trong một thời gian ngắn

(2) Công trình tam thời là công trình chi sử dụng trong thai ky xây dựng hoặc chỉ sử dụng để sửa chữa công trình lâu dai trong thời kỳ khai thác (để quây, côngtrình dẫn, xả lưu lượng thi công, cầu tạm

1.52 Chom tần suất tide kế

“Quá trình thiết kế công ình dẫn dòng thi công cần chọn một hay nhiều giá trịlưu lượng để làm Iu lượng tinh ton các thông số chủ ông tình dẫn dong Trị s6 lưu lượng đó được gọi là lưu lượng thiết kế thi công hay lưu lượngthiết kế dẫn dong ứng với tin suất thiết kế dẫn dòng Q(m’ss)

Lưu lượng thiết ké thi công có một ý nghĩa vô cùng quan trọng, nó ảnh hưởng,tới quy mô, kích thước công tình dẫn đồng, tới an toàn thi công và chi phí xâydựng công trình,

Việc chon tin suất thiết kế dẫn dòng là rất quan trọng, nên cần phái xem xét

ánh giá, tỉnh toán một cá ' chính xác và kỹ lưỡng để sao cho công tác thi công là

an toàn và hiệu quả nhất

‘Tin suất dẫn đòng thi công công trình thủy lợi xác định theo Tiêu chuẩn xâydung Việt Nam TCXDVN 285: 2002 (theo bảng 1.3)

Bảng 1.3 Lưu lượng mice nước lớn nhất dé thiét kế các công trình tạm thời phục va

công tác dẫn dingTin suất lưu lượng mực nước lớn nhất để thiết kế cácCấp công tình công trình tạm thai phục vụ công tắc dẫn đồng (%)

“rong Ì mùa khô >2 mùa khô

tăng thêm mức bảo đảm cho công trình này

Những công trình bê tông trọng lực có điều kiện nền tốt cho phép tran qua thi

co quan thiết kế có thể kiến nghị hạ mức bảo đảm của công trình tạm thời để giảm.vốn xây đựng.

Tit cả các ki nghị nâng hạ tin suất đều phải có luận chứng kinh tế kỹ thuậtchắc chin và phải được cơ quan phê duyệt chấp nhận

13.3 Chon thời đoạn dẫu dng và ưu lượng thiết (Ôn)

Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng là một vấn đề phức tạp đòi hỏi nghiên cứu

kỹ tổng hợp nhiễu vẫn đề liên quan như: đặc điểm khi tượng thủy văn đặc điểm kếtcầu, phương pháp dẫn ding, điều kiện và khả năng thi công khối lượng thi côngcông ình chính để đỀ xuất và đưa ra được thời đoạn dẫn dòng hop lý nhằm đảmbảo cho việc thi công an toàn chất lượng công trình tt, chỉ phí xây dựng thấp

1.5.3.1 Những kinh nghiệm chung dé chọn thời đoạn dẫn dòng

ï với công trình đập dit, đá đổ nói chung là không cho nước trần qua Khốilượng thi công lớn, khả năng và điều kiện thi công hạn chế vì vậy không thể thi

công hoàn thành trong một mia khô, mà phải thi công trong một thời gian dai thi

thời đoạn thiết kế cũng phải dồi tương ứng với thời

Đối với công trình bằng bề tông,

qua nên trong quá trình thiết kế có thể chia ra làm nhiều thời đoạn Mỗi thời đoạndẫn dòng ứng với một biện pháp dẫn dòng khác nhau Mùa kiệt đắp đê quai ngăn.nước, dẫn nước vé hạ lưu qua lòng sông thu hẹp hay qua công trình tháo nước tạmthời hoặc lâu dải Mùa lũ công trình đợc thi công theo phương pháp vượt lũ, mộtphần nước được giữ lạ lòng hỗ, phần khắc được dẫn qua công trình lạm như kherăng lược, cổng xa sâu,

Đối với công trình có quy mô kích thước cũng như khối lượng thi công nhỏ có.thể thi công xong trong một mia kiệt thì thời đoạn dẫn dòng là một mùa.

15.3.2 Cơ sở lý luận để tn toán kinh tế kỹ thuật chọn On

Đối với các công trình thấy lợi thi công trên các sông subi miỄn núi có địahình dốc, chênh lệch lưu lượng giữa hai mùa lũ và mùa kiệt rit lớn Do vậy việc cho

1.5.3 3 Trình ne tính todin kink té kỹ thuật chọn Ôục

Căn cứ vào đặc trưng thủy văn dong chảy, giả định một số giá trị lưu lượng.

có khả năng nhất từ đ tính ra được mực nước thượng ha lưu

Dựa vào bình đồ khu vực xây dựng công trình tiến hành vẽ sơ lược các mặtcắt ngang sông, tr trên quan hệ bình đồ tim ra được mực nước tương ứng với cácgiá tị lưu lượng,

Dựa vào khối lượng công trình chính, để chia ra các thời đoạn tinh toán dẫn.dng thi công từ đồ chọn ky một số lư lượng tính toán

Thông qua tính toán thủy lực, h toán cao trình mực nước thượng he lưu,

cao trình để quai, xác định được khối lượng và giá thành công trình xây dựng đểchọn Q;, thích hợp,

“Tinh toán tim ra các chỉ phi gián iế và trực tip trong quả thi công,Ứng với mỗi giá ti lưu lượng tim được chi phí xây dựng Khác nhau, tiến

hành vẽ đường quan hệ giữa lưu lượng va chi phí, từ đó so sánh, phan tích so chọn.

lưu lượng thời đoạn dẫn dòng thi công cho công trình tương ứng.

Nhu vậy lưu lượng thời đoạn tinh toán dẫn dòng là rit quan trọng, không thể quy định hay áp dụng may móc các kinh nghiệm sẵn có nào đó chọn lựa một giá tịbắt ky nào dé lim Qrx, mà phải căn cứ vào các điều kiện liên quan, các số liệu ewthể, những phương ton so sinh và chọn lựa để đưa ra được giá tị Ore

Dựa vào kinh nghiệm thực tế cho thấy, ở các giai đoạn dẫn dòng khác nhaucần căn cứ vào hình thức, kết cẩu, khối lượng, tiễn độ dự kiến, tầm quan trong của.công tình chính để lựa chọn lưu lượng dẫn dng phủ hợp

C6 tắt nhiều phương án dẫn đồng thi công khác nhau như: dẫn đồng thi công

qua him, qua kênh dẫn, qua cổng dẫn dòng, qua lỗ hom chửa lại trên thân.

đập Trong những phương án thì phương ân dẫn đồng qua cổng và đập bê tông xây

đỡ là một giải pháp rất kha th.

“rong mùa kiệt, kh lưu lượng về nhỏ, toin bộ lưu lượng được xả vé hạ lưuqua cống Nhưng khi lũ về, một phần lưu lưu lượng được xả qua cống, một phầnđược xả qua đập xây dở tại một cao trình đã định Khi đỏ công và đập kim việc kếthợp để tháo li thi công cho công tỉnh,

Dẫn đồng thi công qua công kết hợp với dip bê tông xây dỡ thường được ứngdụng cho công trình bê tông, bê tông cốt thép, đập đá đổ, đá dé bê tông bản mat.Trong điều kiện địa hình lòng sông hẹp không thể bổ trí được kênh dẫn dòng

thì phương pháp này mang lại hiệu quả kinh t

“rong trường hợp điều kiện địa hình dBi ni, địa chit là đá rắn chắc việc dẫndòng qua him kết hợp với đập bê tông xây dở cũng là một biện pháp khả thi

Khi khối lượng th công nhiều, thời gian thi công kéo di, lưu lượng din dòngthí công lớn, chênh lệch lưu lượng giữa hai mùa lũ và kiệt nhiễu, quá trình thay đổi

Tu lượng và cao trình mực nước trong múa Ii dao động mạnh thì dẫn dòng thi công lớn, chênh lệch lưu lượng giữa hai mùa lũ và kiệt nhiều, quá tình thay đổi lưulượng va cao trình mực nước trong mùa lũ giao động mạnh thi dẫn dong thi côngaqua công (him) và dip bê ông xây dit đáng được quan tâm

Với những điều kiện đó thì phương pháp dẫn dòng thi công qua cổng (him)kết hop với dip bê tông xây dở sẽ rit thuận lợi và hiệu quả

~ Ưu điểm của phương pháp: Phương pháp dẫn đồng thi công qua cổng và đập

bê tông xây dỡ rất đơn giản và dễ ding, kể cả trong tính toán thiết kế và trong thicông Có thé tháo li kin một cách nhanh chồng, làm giảm nhanh mực nước thượnglưu, ít ảnh hưởng đến công trình chính

- Nhược điểm của phương pháp

+ Lưu lượng tháo lũ lớn dẫn đến đễ gây x6i lờ lông sông và bờ sông cũng như

chân công trình phía hạ lưu đập, vi vậy phải xây dựng và gia cố hệ thống tiêu năng

phía hạ lưu công trình Tiến độ thi công công trình nhanh, phải đạt được cao trìnhthiết kế trước khi lũ vi à cin có giải pháp gia cổ bé mặt tràn Dẫn tới tăng chỉ phí

và gi thành công trình dẫn đồng cũng như chỉ phí chưng cho công tinh chính + Trong trường hợp phi đào him dẫn dòng, quá trình thi công him rất khó

khăn và phức tạp, thỏi gian thi công chậm, công tác lắp bịt đường him (nêu him

không được tân dụng lâm công trình lâu đài rt lâu Dẫn tối chỉ phí xây dựng cao.1.6, Kết luận chương 1

C6 tắt nhiều phương dn din đồng thi công Khác nhau, trong đồ phương ấn dẫn

dong thi công qua công (him) kết hợp với đập bé tông xây dỡ là một phương án

hiệu quả mang lạ lợi ich kinh té cao, được áp dụng rộng rãi

iin đồng thi công qua công hoặc him kết hợp với dip bê tông xây dở thường

được ứng dụng cho công trình ng cốt thép, đập đá đổ, đá đỗ bê tông bản mặt

Trong trường hợp điều kiện địa hình đồi núi, địa chất là đá rắn chắc việc dẫnđồng qua him kết hợp với dip bê ông xây dờ cũng à một biện pháp khả thi

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THỦY LỰCDAN DONG QUA CONG VÀ QUA DAP BÊ TONG XÂY DO:

221 Tính toán dẫn dòng thi công qua công trình thủy lợi

Sau khi so sinh, phân tích, lựa chọn và đưa ra được những phương án dẫndong thì công, dựa vào quy mô kích thước công tình chỉnh, thời gian và tến độ thicông, tải liệu thủy van dong chảy vả các tải iu liên quan để xác định được thỏiđoạn và tần suất tính toán dẫn dong, tién hành tính toán thủy lực để xác định khảnăng tháo của công trinh dẫn dòng trong mùa kiệt và rong mia lũ, xác định khả năng thu hẹp của lòng sông, xác định được chiều cao đê quai của từng giai đoạn,kích thước và khả năng tháo nước của công tỉnh Cuối cũng đưa ra được khílượng và tiên độ cho công trình dẫn dòng, từ đó lựa chọn được phương án din dòng

tối ưu, Đối với ing trình thủy lợi, thủy điện hiện nay thời gian thi công thường kéo

dải, không thể hoàn thinh trong một mùa khô nên biện pháp din dòng thi côngthường chọn là biện pháp dẫn dòng thi công 2 đợt Dot một dẫn dòng qua lòng sông.thy hẹp, đợt hai din dòng thi công qua công trinh thio đã được thi công trong giai

đoạn 1 Trinh tự tính toán được trình bảy dưới đầy:

~ Tính toán vả hiệu chỉnh tài liệu thủy văn dòng chảy để xác định các giá trị

tn suất và lưu lượng tương ứng

~ Từ tải liệu thủy văn dòng chảy, tiến hành tính toán các thông số thủy lực qua.

các công tinh dẫn dong như: lòng sông thu hẹp, cống ngầm (him), đập bê tông xây

4, đập trin cho từng giai đoạn để xác định các giá tỉ: lưu lượng dẫn dòng(m9), lưu tốc Vii, cột nước trên trần Hạ (m), cao trình mực nước thượng, hạlưu Za(m), Z4u(m), cao trình mực nước tại cửa ra của cống (him) Zr, các hệ số lưu.lượng pm về các hệ số tổn thất &

- Với các thông số thủy lực, xác định kích thước và cao trình đê quai trong

ng trình dẫn dòng

từng gai đoạn dẫn đồng thi công Kích thước và kết cầu

- Tinh toán tiêu năng sau công tỉnh tháo như: tiêu năng sa cổng dẫn ding,tiêu năng sau đập tràn để xác định được hình dạng và kích thước của các hế tiêu

năng

2.2 Dẫn đồng thi công qua lòng sông thu hẹp

Lưu lượng được tháo qua lòng sông đã bị thu hẹp một phan, lúc này trạng tháichiy của đồng sông ở thượng lưu và đọc theo đề quai dọc sẽ bị thay đổi, nước sẽ

dng lên do hỗ móng và để quai chiếm chỗ Vi vậy cin xác định được kích thước cũng như cao nh đình đề quai tương ứng với lưu lượng tính toán dẫn ding mộtcách chính xác để quá tinh thi công được an toàn, thuận lợi nhất Muốn vậy, cầnxác định được mức độ thu hẹp lòng sông, độ dénh cao của dong chảy trong sông.cing bị thu hẹp cũng như khả năng thi của đê quai trong qui tình thi công

Dé xác định được độ dénh cao của nước sông khi lòng sông bị thu hep thì có thể thể tinh toán theo hai phương pháp sau

2.21 Phương pháp thứ nhất:

"Phương pháp sai phân: Với ti liệu thủy văn dòng chảy, lưu lượng thời đoạnứng với tin suất thiết kế dẫn đồng tỉ công đã được chọn, cùng với ải iệu địa hình,các quan hệ Q-f(Z4), Q-f(Z„) và Q~f(Z„„) đã được cung cấp Tiển hành vẽ đườngmit nước trong lòng sông đã bị thu hep một phần để từ đổ xác định cao trình dình

8 quây cần được xây dựng Trình tự như sau

- Tại vị tỉ hạ lưu cuối đê quai đọc vẽ mặt cắt ngang lông sông theo bình đồđịa hình, tra trên quan hệ Q-f(Z.) ta được mye nước hạ lưu ở cao trình Z¿ tương ứng với chiều sâu nước trong sông là hạ

- Từ đây với cao trình mực nước Z, vẽ đường mặt nước từ hạ lưu lên thượng

ưu theo phương pháp thử dẫn cho tới vị trí đầu của để quai thượng lưu

- Từ đó xác định được đê quai đọc tương ứng bằng cách, từ cao trình đường

mật nước trong lòng sông đã bị thù hẹp cộng thêm chiều cao an toàn Trong trường

hợp lòng sông rộng.

quai cần cộng thêm độ dnh của sóng đổ dâm bảo an toàn.

độ gió lớn, mục nước sông thay đổi nhi cao tinh định để

Uu điểm của phương pháp này là: Tính toán được một cách chính xác cao trình mực nước tại từng mặt cắt tương ứng khi thu hẹp lòng sông, từ đó có thể xác,

định chính xác các cao tinh để quai cho giai đoạn dẫn đồng

Mức độ thu hep lồng sông.

Trong đỏ

K là mức độ thu hẹp của lòng sông K= 30% + 60%

1 - tiết điện ướt của sông mà để quai và hỗ móng chiếm chỗ, (mỶ)

ất diện ướt của lòng sông ứng với lưu lượng din dòng, (m)

Độ cao mực nước đăng tại mặt cắt bị co hẹp;

Trong đó

42: Độ dâng cao mực nước

ø + Hệ số lưu tốc Nếu bổ trí mặt bằng để quai theo dang hình chữ

nhật thì ø=0/75 + 0,85 Nếu theo dạng hình thang thì =040 © 0,85 Nến cótường hướng đồng thi ø=0,85 + 0.90.

V, :Lưu tốc bình quân ti mặt cắt co hẹp

: 23)

vie = hệ số thu hẹp; Z = 0,95 (nễu thu hẹp một bên); z = 0,90 néu thu hẹp

Hình 2.1 Sơ di tinh toán thấp lực của đồng chảy qua lồng sông thu hep

cho lòng sông bi tha hep như: bổ tí để quai thuận chiều ding chy, làm tưởnghướng dòng, thu hẹp phạm vi hố móng và giảm điện tích mặt cắt dé quai đọc, nạo.vớt và mở rộng lòng sông để tăng diện tích ướt Trong trường hợp cẳn thiết phảidang đá dé gia cổ mái dé quai, lòng sông và bi sông

Va với độ dénh cao của mực nước khi thy hep lòng sông ta có thể xác định được cao trình dé quai sao cho an toàn va hiệu quả trong quá trình thi công.

2.3 Dẫn dòng thi công qua cổng dưới sâu

“Cổng dưới sâu là công có độ cao trằn cổng tại cửa vào thấp hơn mực nướcthượng lưu (HE 15h,

Trong đó

Hi; Chiều sâu nước thượng lưu, tính đến ngưỡng công, (m);

bh: Chiền cao cổng ti cuỗi đầu vio, (m);

“Cổng dưới sâu được xây dựng nhằm mục đích dẫn nước thi công trong giaiđoạn sau cia công tác dẫn đồng, kh công tinh giai đoạn Ï đã xây đựng đến caotrình an toàn Lie này cổng có nhiệm vụ dẫn dòng thi công từ thượng lưu về hạ lưuđảm bảo cho hỗ mỏng cổng luôn được khô rio và an tin

Hình 2.2 Sơ dé tinh toán thủy lực qua cổng day

4, Chiy tự do 5, Chay ngập

Vi vậy công phải được tính toán một cách chỉ tiết vả chính xác sao cho, mộtmặt đáp ứng được khả năng tháo nước lớn nhất với lưu lượng thời đoạn ứng với tinsuất thiết kế trong mùa kiệt, mặt khác phải đảm bảo khối lượng đê quai giải đoạn It

là nhỏ nhất và bản thân cị ự phải làm việc một cách triệt để vai trỏ của mình.

“Trong mùa lũ cổng kết hợp với xã mặt, xả qua công trình chính được chữa lại

48 xả hết lưu lượng lũ của từng năm thi công sao cho quá trình thi công được liêntục và an toàn.

Khi công trình thi công xong, công sẽ được lắp lại hoặc có thể được tận dụng.

ẻ sử dụng làm công trình dẫn nước lâu dải Cần xem xét và chiara các chế độ chiy

i uu chokhác nhau để tinh toán nhằm đưa ra được kích thước cũng như kết cấu

sống

“Trong giai đoạn dẫn đồng thi công, công được tinh toán nhằm xác định đượcchế độ chảy, mực nước thượng lưu và hạ lưu để từ đó xác định được cao trình đỉnh .để quai thượng hạ lưu cho giai đoạn thi công sau Vì vậy cổng phải dẫn được lưulượng tương ứng với tin suất thiết ké din đồng thi công Để cổng có thể phát huyhết công năng của nó, thì công phải làm việc ở chế độ chảy có áp

"Nhưng trong quả tình thi công, cũng có những thời điểm cổng làm việc như một dip trần định rộng chủy tự do không ngập, có thời điểm lạ lầm việc như một

sống đưới siu làm việc Không áp và bản áp Và có thời điểm làm việc rong điềukiện có áp hoàn toàn (thưởng trong mùa la)

23.1 Trường hợp cổng ngầm chảy không áp

Lưu lượng được xác định như đạp tin đình rộng chảy không ngập,

O=m)b.|2gH,”” 44)Trongđó: - m=p&-JÏ-£, hệsố lưu lượng véi k= WH,

h: độ sâu tại một mặt cắt đã thoả man điều kiện thay đổi dan trên định.đập, (m);

g: hệ số lưu tốc, phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của cửa vào;

cọ hệ số lưu tốc; họ: độ sâu tại mặt cất eo hep, (m)

bs chiều rộng một cửa cổng, phụ thuộc vào lưu lượng din dòng, (m).

'H,: cột nước trước công có kể tới lưu tốc tới gần tính đến ngưỡng công, (m)

Cc 6 sri Re bin kính hủy lự cổng (mỳ:

bs diều cao cổng, (mb: chiều rồng một của cổng, (m);

2: gia tốc trọng trường, (n3);

AZ: chênh lệch mực nước thượng hạ ưu cổng (m)

“Thông thường khi tính toán dẫn dòng thi công của công trình thuỷ lợi, chúng

ta thường chon Qu, ứng với tin suất thiết kể dẫn dòng trước khi tính toán lựa chọnkích thước của cống, vì vậy chúng ta phải tính toán thử din với nhiều kích thước.công khác nhau, sau đổ tiễn hành tỉnh toán sơ chọn kích thước tối ưu sao cho vừađảm bảo điều kiện kỹ thuật vừa đảm bảo điều kiện kinh tế

2.4 Tính toán dẫn dòng thi công qua đập bê tông xây dé

Khi tiến hành xây dựng các công trnh bê tông và bê tông cốt thép trong giaiđoạn đầu phải xây dựng thành hệ thông dẫn dòng cho giai đoạn sau, như hệ thốngkhe răng lược, qua chỗ lõm chita lại trên thân đập, ở các giai đoạn thi công khác,

nhau Chúng ta hãy cùng nghiên cứu, xem xét ứng dung của từng trường hợp,

24.1 Dẫn dòng thi công qua khe răng lược

Trong khuôn khổ nội dung luận văn không tình bay trường hợp này dokhông phù hợp khi sử dụng với đập bé tông dim lăn như thủy điện Bản Chat

2.4.2 Dẫn dòng thi công qua đập bê tông xây dev

Sơ đồ dẫn dòng thi công qua đập bê tông xây dở

pase

Bap beg]

Hink 2.3 Sơ đồ dẫn ding thi công qua đập bê tông xây dé

Lưu lượng dẫn dòng qua đập bê tông xây dỡ được tính toán như với đập tran

đỉnh rộng.

@=mb,a,al3.eH, 2 (28)

“Trong đó:

m hệ số lưu lượng (tra trong tiêu chuẩn tính toán th” te đập trần).

b,: chiều rộng đập được chita lại, (m)

,:hệsố ngập 1.051.)

H: Cột nước tràn

2.4.3 Dẫn dòng thi công qua đập bê tông xây dt hét hợp với cing

“Trong mủa kiệt toàn bộ lưu lượng chảy tới tuyển đập được xa qua cối

toán bởi công thức (29).

lưu, Khí d6 các thông số thuỷ lục được

“Trong mùa lũ, lưu lượng dẫn đỏng lớn, bản thân cống không thé đám nhậnđược toàn bộ lưu lượng chiy tới, vi vậy cống được kết hợp với đập xây dở để dẫndong thi công,

Hình 2.4 Sơ đồ in dòng thi công qua cổng và đập xây déKhi đồ lưu lượng và các thông số thuỷ lục được xie định bởi công thức kếthợp

Qui = Qe + Qe (29)

Trong đó:

(ms)

Qua: tổng lưu lượng.

Qc: Lưu lượng xả qua công, (m9)

Qu: Lưu lượng xả qua đập xây do, (mÌ/5);

Diy là phương pháp dẫn dòng thi công rất hiệu quả và mang tinh khả thi rtcao, phương pháp này sẽ được tỉnh bay và tính toán cụ thể tong phần sau của để ti

25 Kết luận chương 2

“Tính toán thủy lực dẫn dòng thi công đẻ đưa ra được những thông số kỹ thuậtdựa tén những ti liệu dầu vio, những phương pháp tính toán, đưa ra được hìnhthức và kết cấu công trình, khi lượng, chi phí thi công cũng như tiến độ thi công

ánh giá mức độ an toàn, điều kiện khá th và để xuất phường

công trình dẫn đồng

án din đồng cho công tình

“Tính toán thủy lực din ding bao gém:

~ Tính toán và hiệu chinh ti liệu thủy văn dòng chảy sao cho chính xác và an

toàn Điều này cần đến sự cung cấp thông tin từ những trạm quan trắc trong lưu vựchoặc lân cận lưu vực xây dựng công trình.

- Tinh toán din đông thi cô le qua lòng sông thu hẹp để xác định các thông,

số thủy lực: cao trình đường mặt nước, lưu tốc dòng chảy từ đó đưa ra được kíchthước và cao trình đề quai, kích thước của đắt đá ngăn dòng, biện pháp chồng xói lởcho lồng sông va dé quai trong giai đoạn thi công.

~ Tinh toán kích thước, kết cầu va các thông số của cống dẫn dòng như: hệ số.

lưu lượng, vận tốc rong cổng, khả năng thảo của cổng trong từng mủa, cao trìnhmực nước thượng hạ lưu, ao trình mực nước cửa ra, Chế độ chày trong điều kiện

làm việc a ip hay công trình khác.& hợp với cá

- Tỉnh toán các thông số của đập tran xây dở, chiều cao cột nước trên tran,chế độ dòng chảy, loại đập tràn trong từng thời đoạn, hệ số lưu lượng, lưu tốc vàcđường mặt nước rên trần

Trong trường hợp đập xây da và cổng kết hợp dẫn dòng thi công, các thông

số thiy lực được tính bởi các công thức như qua c ig và đập xây dỡ Lưu lượng.

din đồng chính bằng tổng lưu lượng qua cổng và qua tran.

Sau khi tính toán các thông số thủy lực qua cống và qua trản, cần xác địnhchế độ nối tiếp sau công trinh tháo đưa ra các biện pháp, kích thước và két cấucông trình tiêu năng,

su chung về công trình thủy điện Bản ChitCông tình thuỷ điện Bản Chit nằm trên sông Nậm Mu là nhính cắp

của Sông Bi, có lưu vực tính dn cửa ra ti Sông Đà là 3200ka, theo kết qu tính toánthuỷ văn tổng lượng dòng chảy sông Nậm Mu là 6.10”mÌ, chiếm khoảng 11% tổnglượng ding chay Sông Đà

Theo quyết định số 402003/QĐ-TTE ngày 21/3/2003 của Thủ tưởng Chínhphủ về việc hiệu chỉnh một số nội dung thuộc qui hoạch phát triển diện lực ViệtNam giải đoạn 2001 + 2010 có tính đến triển vọng của năm 2020 Theo đó côngtrình thủy điện Bản Chit với công suất lắp may 220MW sẽ được đưa vio vận hành

năm 2010 Vị trí công trình thuộc địa phận xã Mường Kim, huyện Than Uyên, tinh Lai Châu Từ thị rin Than Uyên di vào công tình khoảng Tim,

Diện tích lưu vực sông Nam Mu đến tuyển công trình là 1929 km’, chiếm 60%.

diện tích lưu vực của toàn bộ sông Nm Mu Công trình thủy điện Bản Chit có

nhiệm vụ chủ yéu là tạo nguồn điện cung cấp cho hệ thống điện Quốc gia với công

suất lắp máy 220MW, điện lượng trung bình năm 1.088 0

phần tăng cho Sơn La và Hoà Binh là 342 triệu kWh/năm).

kWhinăm (trong đói

Ngoài nhiệm vụ phát điện công trình còn có vai trò bỗ sung nước cho khu vực.

hạ lưu vào mùa kiệt, giảm là cho các công nh ở hạ lưu như Huội Quảng, Sơn La

và Hoà Binh

VỀ hình thức công trình: Công trình thủy điện Bản Chit được xây dmg theohình thức đập dâng tạo hồ chứa và ot nước dé phát điện,

“Theo tiêu chuẩn Vig Nam TCXD VN 285-2002, thủy điện Bản Chat là công

%, tần suất lũ kiểm tra P = 0,029trình cấp In suất là thiết kế là P=

Kết cấu đập sau khi so chọn dùng kết cấu đập bê tông trọng lực, thi công theocông nghệ đầm lăn (RCC) với đập tràn lòng sông

"Dưới đây là thông số chỉ tiêu kỹ thuật.

Bang 3.1 Các thông số và chí tiêu chính của công trình: theo TKKT giai đoạn 1

Tr Thông số Đơn |— Số lượng

1 | Thông số hỗ chứa

1 |DiÊnHehiwavw Fi Khi 199

2 _| Đồng chay trang bình năm Q, mis iit

3_ | Laru lượng đỉnh lũ kiếm tra P=0.02% mis 16380 [Kanu lượng đình là thiết Kế P=0.1% mis 11981

3 | MNLKT(0 0.02%) m 41968

6 |MNLTK(ũ0/1%) m 47731 7_|MNDBT " 47500

§ | MNC m 43100

9 [Dũng tich toànbộ Way TỨ m 2137.70

10 | Dung tich how ich Wie 10m 1702.4

11 | Dung tich chết We Tư m 4853

12 | Diện tích mặt hỗ ở MNDBT ka? 05

| Chiều cao lớn nhất " 130

3 | Chiều dai theo định " 48145

6 | Độ đốc mái thượng lưu 1v 1rũ T_ | Độ đốc mái hạ lưu 1v 1:05 THÍ | Công trình xã

T_| Trần xã mặt có cửa van cụng Thực dụng

2 | Cao độ ngưỡng tràn " 460/00 3_ | Số lượng và kích thước cửa van n(BxH) | 40x15)

4 | Cao độ mũi phun " 42000 5_ [Khả năng xa Khi MNLKT (P=0.02%) mis 10059

6 | Kha ning xa khi MNLTK (P=0.1%) me Sàn?

IV_ | Công dẫn ding thi công (P.A chọn)

3 | Cao độ ngưỡng cửa k " 42100

4 | Kích thước lưới chin rác (BxH) m 65x10

5 [Kiểu van sửa chữa =| Phiing = Hượt

6 | Kich thước van sửa chữa BxH | (60x60m

7_| Kiểu van vận hành, sự cô =| Phing -bánh xe

8 | Kich thước van vận hành BH | (60⁄60mVI_| Đường ống áp lực

TT Thông vỗ Bon vi | Số lượng

1 |Số đường dng a

2 _ | Chiều dai đường ông m 118,0)

3 _ | Đường kinh trong ông Dạ m 6,0

4 | Chiều diy thành ông mm 20+ 36

3 _| Cao trình im ông tai CLN m 42000

6 _ |Cao trình tim ông tại cửa vào tuabin m 361.7Vit | Nhà may thủy điện

1 |Qm mis 273.3

2 [Has m 10693H, m 900

9 | Cao trình sản lắp rip m 386,00.

10 | Cao trình tang máy phát m 373,30 T2 [Rigaturbin - Francis

VL Kênh xả hạ lưu nhà máy

1 [Chiễu di theo tim 333

2 | Chiều rộng đấy m 384+ 18

3 | Cao độ diy m 364,00IX_ | Trạm phân phối điện và DDK 220kV

1 | Kiểu trạm phân phối Ho2 | Kich thước tram Bx H m 35x 105

3 | Cao df nn tram m 40000

4 | Cip dign ap kV 220

5 _| Đường diy DDK 220 kV i Huội Quảng km 25

X | Khối lượng công tác

1 |-Đầo dit dé ha Tom | 7823.68

2 |-Dio ngim "mà 0

1T Í- Cơ Khí thuỷ công tấn

12 |- Thiếtbị thuỷ điện MW 220

XI | Di dân tái định ew

- Số hộ phải di chuyên (2004) hộ 2.060

- Số dn phải di chuyên (2004) người 12619

= Số hộ phải di chuyên (đến 2009) hộ 2650

- Số dân phải di chuyên (đền 2009) người 15.536

“Tổng dự toán 1d | 6393.78XII | Các chỉ tiêu kinh tế

32, Lana lượng din đồng thi công

Công trình thuỷ điện Bản Chat

lượng và tin sắt tương ứng ở bằng (3-2) và (3)

sông trình cấp 1 Với các thông số

Bảng 32: Tân suất và lưu lượng tính toán lớn nhất trong mia lã

Năm 2007 | 2008 j 2009 2010 Tin suat(% tf ss 5

Qu (ms) 3.200 4821 4821

Bảng 3.3: Tần suất và lưu lượng tính toán mùa kiệt

Năm 2007 2008 2009 2010 Tân suất) 10 5 H 5

Quá MT) 3338 1500, 1500,Che giai đoạn dẫn đồng

3.3.1 Phương ân ban đầu

“Toàn bộ các mùa kiệt và li sau khi lấp sông đều dẫn dòng qua cổng 3 khoangvới khấu diện n*(b*h)= 3*(S*9)m, tổng chiều dài cống dẫn dong L = 114,17m Tuynhiên theo các kết quả nghiên cứu, thiết ké và tiễn độ thi công với phương ấn nàygặp khó khăn, nhược điểm như sau:

~ Các kết quả thí nghiệm mô hình thuy lực cho mùa lũ các năm xây dựng năm

2008 và năm 2009 tương ứng với tin suất lũ 5% cho thấy vận dng chảy dưới

hạ lưu rất lớn, từ v = 17m/s đến v = 19m/s, kèm theo đó là sự hình thành liên tiếpcác đợt sóng to dữ đội, có đình vượt trên mực nước hạ lưu (mực nước ứng với lưu

lượng xả qua cổng) từ 5 đến 8m Vì vậy hạ lưu cống sẽ bị tin phá rất nặng nề, làm

cho công việc thi công khó có thé triển khai được;

- Cường độ thi công rất căng thẳng, sau khi lắp sông vào cuối tháng 10 hoặcđầu thắng 11/2007 phải tiễn hành rất nhiều công việc: hoàn thiện mặt cắt để quai,

xử lý chống thẩm cho đề quai, bơm nước hồ mồng; dio méng đập và dé lớp bê tôngđầy đập đoạn lòng sông; khoan phun gia cố; thi công bê tông đập RCC từ cao độ353m đến cao độ 413m (đập cao khoảng 60m với khối lượng khoảng 650.000 mÌ).Voi cường độ thi công rit cao, đặc biệt là mùa kiệt năm 2008 sau khi lấp sông, tham

khảo quá trinh thi công của công trinh thuỷ điện Ban Vẽ (có chiều cao đập tương, đương đập thuỷ điện Bản Chat) có thé thấy khó có khả năng đảm bảo về mặt tiền độthi công sau lip sông và chồng lũ năm 2008