Công trình đầu mối hồ chứa nước nậm noong được xây dựng trên hợp lưu của suối nâm mu và suối nậm đích thuộc phía nam xã bản hon, phía tây xã bình lư, huyện tam đường, tỉnh lai châu

Đồ Án Tốt Nghiệp DVHD: Th.S PHẠM LAN ANH CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.1: Vị trí địa lý địa hình khu vực dự án 1.1.1: Vị trí địa lý Cơng trình đầu mối hồ chứa nước Nậm Noong xây dựng hợp lưu suối Nâm Mu suối Nậm Đích thuộc phía Nam xã Hon, phía Tây xã Bình Lư, huyện Tam Đường, tỉnh Lai Châu, cách thị trấn Bình Lư 6km theo đường giao thơng Tọa độ địa lý cơng trình đầu mối khoảng: Vĩ độ Bắc: 22o16’ đến 22o20’ Kinh độ Đơng: 103o35’ đến 103o38’ Phía hạ lưu cơng trình đầu mối địa hình mở rộng, khu vực cao độ 610-700m thung lũng phì nhiêu, dân cư sinh sống sản xuất nông nghiệp 1.1.2: Đặc điểm địa hình địa mạo dự án 1.1.2.1: Địa hình địa mạo Huyện Tam Đường tỉnh Lai Châu nằm thung lũng có địa hình tương đối phẳng nằm kẹp dãy núi cao, chạy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam Lưu vực hồ chứa nước phát triển địa hình đồi núi có cao độ 605m đến 1600m, diện tích lưu vực 247km Diện tích mặt nước hồ chứa khoảng 1km 2, chiều dài hồ khoảng 3.5km Khu vực lịng hồ khơng có dân cư sinh sống nên ảnh hưởng ngập lụt không lớn Độ dốc địa hình lớn, lượng nước thường xuyên dồi dào, phương pháp tạo hồ chứa nâng cao đầu nước thuận lợi cho tưới tự chảy (Cao độ khu tưới 640 – 610) phát điện Lưu vực hồ chứa đá phiến sét, sét kết, đá granit hỗn hợp đá lăn, đá tảng cát cuội sỏi Địa hình phân cắt mạnh vừa, sườn dốc núi lớn Tại khu vực xây dựng cơng trình độ dốc sườn núi 30o – 45o 1.1.2.2: Tài liệu địa hình: - Trong giai đoạn lập dự án khả thi: Đã sử dụng tài liệu đo vẽ địa hình: + Bản đồ địa hình tồn khu vực tỷ lệ 1\25.00 + Bản đồ khu tưới tỷ lệ 1\2000 & 1\5000 đo vẽ năm 1994 + Bản đồ lòng hồ tỷ lệ 1\2000 đo vẽ năm 1994 + Bản đồ địa hình khu đầu mối tỷ lệ 1\500 Đo vẽ năm 1994 + Trắc dọc tuyến đập tuyến tràn kênh + Trắc ngang tuyến đập, cống, tràn, kênh SVTH: BÙI THỊ LỌC Lớp: 53CĐ-C3 Đồ Án Tốt Nghiệp - DVHD: Th.S PHẠM LAN ANH Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật khảo sát đo vẽ thêm địa hình: + Bình đồ khu vực xây dựng cơng trình tỷ lệ 1\500 + Bình đồ bãi vật liệu tỷ lệ 1\1000 + Bình đồ lộ tuyến đường thi công tỷ lệ 1\1000 + Trắc dọc, trắc ngang tuyến đập, cống, tràn + Kênh mương, đường thi cơng, bãi vật liệu Các tài liệu địa hình đảm bảo đáp ứng yêu cầu giai đoạn thiết kế kỹ thuật 1.2:Dân sinh kinh tế nhu cầu dùng nước 1.2.1:Tình hình dân sinh kinh tế - Huyện Tam Đường huyện nghèo tỉnh Lai Châu với tổng diện tích tự nhiên 828.440km2, dân số 54 ngàn người bao gồm 14 xã thị trấn có 12 tổng số 14 xã thuộc diện nghèo đói Số dân nơng thơn chiếm khoảng 85%, diện tích canh tác nơng nghiệp khoảng 8973 Khu vực cơng trình thuộc xã Bình Lư, huyện Tam Đường có diện tích tự nhiên là: 17.139ha, đất nơng nghiệp 1600ha Trong trồng lúa chiêm xuân 340ha, hè thu 727ha - Đất chưa sử dụng 9.657ha, tăng diện tích trồng lúa hai vụ Đất đai canh tác phẳng phù hợp trồng lúa nước, sườn đồi thích hợp trồng màu công nghiệp khoai, sắn, ngô, chè, cà phê, đậu loại Ngồi diện tích đất nơng nghiệp cịn có 5522ha đất lâm nghiệp, nhiên tài nguyên rừng khai thác cạn kiệt, đến chưa có quy hoạch trồng rừng - Tài nguyên nước khu vực dồi Hai suối Nậm Mu, Nậm Đích có diện tích lưu vực 247,4km2 (tại tuyến cơng trình) có lưu lượng nước đến dồi chưa khai thác - khu tưới thường cao nên nhờ trời mưa để tưới Mùa kiệt tưới khu ruộng thấp ven suối - Nhân dân chủ yếu dùng nước sinh hoạt giếng đào 1.2.2:Nhu cầu dung nước Theo yêu cầu phát triển tỉnh Sơn La quy hoạch, chiến lược phát triển kinh tế vùng cần đầu tư xây dựng hồ Nậm Noong, tận dụng nguồn nước dồi với diện tích lưu vực 247km2 để: - Đảm bảo tưới tự chảy ổn định để thâm canh tăng vụ, giải nhu cầu lương thực vùng, bước xoá bỏ hộ nghè, tăng hộ giàu SVTH: BÙI THỊ LỌC Lớp: 53CĐ-C3 Đồ Án Tốt Nghiệp DVHD: Th.S PHẠM LAN ANH - Phát triển trồng công nghiệp dịch vụ di theo nhu chế biến sản phẩm, xuất sản phẩm - Hồ Nậm Noong cung cấp sản lượng điện hàng năm 20 triệu kwh mà diện tích ngập lịng hồ 1km2 dịng chảy thường xun lớn, cột nước phát điện lớn, đưa đến hiệu ích cho dự án, tạo điều kiện phát triển thủ công, chế biến nông sản - Cơ sở giao thơng, y tế cịn nghèo nàn, Hồ chứa Nậm Noong tạo điều kiện cải tạo môi sinh, cấp nước sinh hoạt, kết hợp nuôi trồng thuỷ sản tạo cảnh quan du lịch hồ chứa cách đường liên tỉnh Lào Cai - Sapa - Lai Châu 3km Thuận lợi lượng nước đến lớn lưu vực lớn (247km 2) xây hồ với dung tích khoảng 20 triệu m3, cột nước phát điện khoảng 30m vừa có sản lượng điện cao vừa khống chế hầu hết diện tích khu tưới - khu ngập lụt 1km2 dọc theo hai suối- Phần lớn khu ngập lụt ngã ba giao lưu hai suối, chưa có hồ khu có lũ nước ngập, mùa khơ lại qua ngầm Lịng hồ (2 bên suối) khơng có dân cư sinh sống, khơng có mỏ quý hay di tích thắng cảnh, mọc leo nhỏ khơng phải đền bù giải phóng mặt Lịng suối có lớp cuội sỏi thấm nước mạnh cần xử lý chống thấm qua đập biện pháp cơng trình hợp lý 1.3: Các điều kiện tự nhiên 1.3.1:Địa chất long hồ Lòng hồ hai nhánh suối hẹp, địa hình dốc bờ rắn chắc, lòng hồ gồm hai loại đá chủ yếu phiến sét granít, khu lịng hồ khơng có tượng Kast, nhánh suối cung cấp cho hai suối lớn (là bụng hồ) có cao độ lớn mực nước hồ Vì khơng có khả nước quanh bờ hồ Dọc theo lòng hồ tượng sạt mái không xảy ra, bờ dốc ổn định tốt Vấn đề ngập bán ngập: MNDBT hồ chứa cao trình 643m.dọc theo hai suối Nậm Mu Nậm Đích, bờ hồ hẹp khơng có dân cư diện tích ngập bán ngập bé (khoảng 1km2) khơng ảnh hưởng đến hoạt động dân cư, khơng ngập lụt diện tích canh tác, nhà cửa cơng trình có 1.3.2:Điều kiện địa chất khu vực cơng trình đầu mố Cơng tác khảo sát địa chất vùng tuyến đến phạm vi cánh ngã ba hai suối giao hạ lưu khoảng 500m Tại lịng suối có sản phẩm hồi tích (Aluvi) lũ SVTH: BÙI THỊ LỌC Lớp: 53CĐ-C3 Đồ Án Tốt Nghiệp DVHD: Th.S PHẠM LAN ANH tích (Proluvi) bề dày lớp khoảng 2,5 - 5m Khi thiết kế cơng trình cần có biện pháp chống thấm thích hợp Hai bên vai đập sản phẩm tàn tích sườn tích bề dày mỏng Dưới lớp đá phiến sét xám đen xám tro phong hóa mạnh, vừa đến nhẹ Địa chất thích hợp xây đập vật liệu địa phương Tuyến kênh ổn định, khoảng 1,5 km đầu đào qua lớp đá dốc, tăng kinh phí xây dựng Qua Pape lớp đất dày 1-3m, rắn ổn định để xây dựng kênh bê tơng cơng trình kênh khác cầu máng, cống, bậc nước Tại khu vực đầu mối tiến hành khoan đến độ sâu 30m, theo số liệu khảo sát trường, kết hợp với mẫu thí nghiệm phịng từ mặt đất tới độ sâu khảo sát có lớp đất đá sau: a- Lớp 1a: Sét pha màu vàng, nâu vàng, xám trắng, trạng thái dẻo cứng Lớp nằm lớp cuội tảng, phân bố bãi bồi, thềm suối, chiều dày lớp từ 2-3 m, đất có nguồn gốc bồi tích lịng suối (aQ) Thành phần chủ yếu lớp sét pha màu vàn, nâu vàng, xám trắng, xám đen, có lẫn dăm sạn, trạng thái dẻo cứng Các tiêu lý trung bình lớp sau: SVTH: BÙI THỊ LỌC Lớp: 53CĐ-C3 Đồ Án Tốt Nghiệp DVHD: Th.S PHẠM LAN ANH Bảng 1-1: Chỉ tiêu lý lớp đất 1a Thành phần hạt Nhóm hạt cuội dăm 10 11 12 13 14 15 16 % Nhóm hạt sỏi sạn 5,8 % Nhóm hạt cát 47,3 % Nhóm hạt bụi 0,3 23,8 % Nhóm hạt sét Độ ẩm tự nhiên Khối lượng thể tích Khối lượng thể tích khơ Khối lượng riêng Độ bão hòa Độ lỗ rỗng Hệ số rỗng Độ ẩm giới hạn chảy Độ ẩm giới hạn dẻo Chỉ số dẻo Độ sệt Góc ma sát Lực dính kết Hệ số nén lún Hệ số thấm 22,8 % 32,0 1,77 1,34 2,71 84,8 50,6 1,024 41,3 27,3 14,1 0,34 15o45’ 0,210 0,053 1,46.10-5 % g/cm3 g/cm3 g/cm3 % % Wtn γtn γc ∆s G N eo Wch WD ID IS ϕ C a0,5-1,0 K % % % Độ KG/cm2 cm2/KG cm/s b- Lớp 1b: Cuội tảng lẫn cát sỏi kết cấu chặt vừa: Lớp nằm lớp sét pha (1a), nằm mặt đá gốc; phân bố dọc theo thung lũng suối, lộ lòng suối, chiều dày lớp thay đổi từ 3,0m đến 4,9m Nguồn gốc bồi tích, lũ tích (apQ) Đây hỗn hợp cuội tảng lẫn cát, sỏi màu nâu xám, xám vàng, xám trắng kết cấu không chặt đến chặt vừa Cuội tảng chủ yếu đá granit, cịn có đá phiến sét phong hóa vừa đến yếu, cứng Cuội có kích thước từ 5-20 cm, đá tảng 30-50 cm, độ mài mòn tốt, tương đối tròn cạnh c- Lớp 2a: Sét pha màu vàng, nâu vàng, trạng thái dẻo cứng Lớp có nguồn gốc tàn tích, sườn tích (edQ), phân bố sườn dốc hai bên vai đập vị trí tuyến tràn, tuyến cống Bề mặt lớp lớp phủ sét pha lẫn hữu cơ, thành phần chủ yếu lớp sét pha màu vàng, nâu vàng, nâu đỏ, đôi chỗ có lẫn dăm sạn, trạng thái dẻo cứng Khu vực vai trái đập, tuyến cống, địa hình SVTH: BÙI THỊ LỌC Lớp: 53CĐ-C3 Đồ Án Tốt Nghiệp o DVHD: Th.S PHẠM LAN ANH o dốc (30 – 40 ), q trình rửa xói manh nên hàm lượng dăm sạn cao hơn, khả thấm nước mạnh vai phải Các tiêu lý trung bình lớp 2a nêu bảng 1-2 Bảng 1-2: Chỉ tiêu lý lớp đất 2a Thành phần hạt Nhóm hạt cuội, dăm Nhóm hạt sỏi, sạn 8,4 % Nhóm hạt cát 35,3 % 26,5 % Nhóm hạt sét 10 11 12 13 14 15 16 % Nhóm hạt bụi 3,8 26,0 % Độ ẩm tự nhiên Wtn 32,6 1,78 Khối lượng thể tích γtn 1,34 Khối lượng thể tích khơ γc 2,74 Khối lượng riêng ∆s Độ bão hòa G 85,7 Độ lỗ rỗng N 51,0 Hệ số rỗng eo 1,042 Độ ẩm giới hạn chảy Wch 45,1 Độ ẩm giới hạn dẻo WD 28,4 Chỉ số dẻo ID 16,7 Độ sệt IS 0,26 14o54’ Góc ma sát ϕ Lực dính kết C 0,234 Hệ số nén lún a0,5-1,0 0,055 Hệ số thấm K 7,1.10-5 d- Lớp 2b: Dăm mảnh lẫn lẫn sét pha màu nâu vàng % g/cm3 g/cm3 g/cm3 % % % % % Độ KG/cm2 cm2/KG cm/s Lớp nằm lớp sét pha 2a, phân bố chân sườn dốc vai phải đập, gặp mặt cắt tuyến tràn Chiều dày lớp thay đổi mạnh, trung bình 1,4 – 3,5m, khu vực gần chân tràn (HK12) chiều dày lớp đạt tới 6m Lớp có nguồn gốc tàn tích, sườn tích (edQ) Thành phần chủ yếu dăm mảnh lẫn sét pha màu nâu vàng, có chỗ sét pha lẫn nhiều dăm mảnh Dăm mảnh có thành phần thạch anh màu xám trắng, xám vàng đá phiến sét phong hóa màu xám, xám vàng, xám đen có kích thước 3-40cm, cứng e- Lớp IA1-IA2: Đá phiến sét phong hóa mạnh đến mạnh SVTH: BÙI THỊ LỌC Lớp: 53CĐ-C3 Đồ Án Tốt Nghiệp DVHD: Th.S PHẠM LAN ANH Diện phân bố rộng vai phải đập, gặp hầu hết hố khoan tuyến tràn Chiều dày lớp chưa xác định hầu hố khoan kết thúc lớp này, hố khoan sâu vào lớp 8,3m chưa gặp đáy lớp Lớp có thành phần đá phiến sét thuộc hệ Trias, thống (T3k); đá bị phong hóa mạnh đến mạnh, có chỗ thành đất, màu nâu xám vàng, nõn đá mền bở, bẻ tay f- lớp 1B: Đá phiến sét màu xám đen phong hóa vừa Lớp IB phân bố lớp 1b lớp 2a, lộ chân sườn dốc, bở suối vai trái đập Mặt đáy lớp uốn lượn theo bề mặt địa hình (tham khảo mặt cắt địa chất cơng trình) Bề dày lớp không lớn, chỗ dày 4,5m, chỗ mỏng 2,2m Thành phần lớp đá phiến sét màu xám, xám đen phong hóa vừa có chỗ phong hóa mạnh Đá bị phân phiến mỏng 3-5mm, dễ bị tách phiến Thí nghiệm ép nước hố khoan vùng tuyến đập cho ta thấy đá thấm nước yếu q = 0,06 – 0,08 lphút/m Bảng 1-3: Chỉ tiêu lý lớp đá 1B Khối lượng thể tích khô Khối lượng riêng Cường độ kháng nén trục bão hòa Cường độ kháng kéo bão hòa γbh ρ δCH δpH 2,57 2,79 103,2 14,8 g/cm3 g/cm3 kG/cm2 kG/cm2 g- Lớp IB-IIA: Đá phiến sét màu xám đen phong hóa nhẹ Lớp IB-IIA nằm lớp IB, phân bố rộng vai trái đập, gặp hầu hết hố khoan vùng tuyến đập tuyến cống Bề dày lớp chưa xác định khoan sâu vào lớp 23,0m Thành phần lớp phiến sét màu xám, xám tro, xám đen phong hóa vừa đến yếu Đá phiến mỏng, dễ bị tách phiến, bị xuyên cắt mạch thạch anh mỏng dạng vân Kết thí nghiệm ép nước hố khoan cho thấy đá thấm nước yếu q = 0,05-0,07 lphút/m Bảng 1-4: Chỉ tiêu lý lớp đá 1B-IIA Khối lượng thể tích khơ Khối lượng riêng Cường độ kháng nén trục bão hòa Cường độ kháng kéo bão hòa γbh ρ δCH δpH 2, 64 2,8 310,6 36,2 g/cm3 g/cm3 kG/cm2 kG/cm2 1.3.3 Điều kiện địa chất tuyến kênh: Kênh chính: Cao độ đầu kênh 639m, đoạn 1,5km đầu (sau cống) kênh đặt sườn dốc, địa chất kênh gồm đá gốc, đá sét kết, bột kết; lớp phủ tàn SVTH: BÙI THỊ LỌC Lớp: 53CĐ-C3 Đồ Án Tốt Nghiệp DVHD: Th.S PHẠM LAN ANH tích, sườn tích nhỏ (chiều dày 1,0 – 3,0m), thành phần chủ yếu đất sét pha nặng lẫn dăm sạn, trạng thái dẻo cứng Sau vượt đường giao thông kênh đặt sườn núi lớp phủ đất sét pha vừa, pha nặng lẫn dăm sạn, chiều dày 0,6-1,7m lớp sét pha lẫn dăm sạn màu xám nâu, xám vàng trạng thái dẻo cứng, chiều dày 1,0-3,0m – lớp đá gốc đoạn kênh đá phiến sét phân lớp mỏng phần bị phong hóa mạnh Các đoạn kênh nhánh thường nằm đất sét pha vừa, chiều dày từ 0,5-3m Nhìn chung kênh có kết cấu chặt vừa đến chặt, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng, đảm bảo an toàn cho kênh bê tơng Đoạn kênh đào qua đá với khối lượng lớn làm tăng giá thành cơng trình 1.3.4: Điều kiện địa chất thủy văn: - Nước mặt: Nước mặt khu vực phong phú, có hệ thống sơng suối, nguồn cung cấp chủ yếu nước mưa - Nước ngầm: tàng trữ lớp cuội sỏi đá phong nứt nẻ, nguồn cung cấp nước mặt Nước ngầm nhân dân khu vực khai thác sử dụng đáp ứng cho nhu cầu sinh hoạt Qua phân tích nước mặt, nước ngầm, nước có thành phần hóa học nằm phạm vi tiêu chuẩn, dùng làm nước sinh hoạt Nguồn nước có chất lượng phù hợp tiêu chuẩn nước tưới cho hầu hết loại trồng Thành phần hóa học nước Bicacbonat Clorua Natri Canxi, khơng có tính ăn mịn xi măng 1.4: Vật liệu xây dựng - Cát sỏi xây dựng: Mỏ cát suối Nậm Dê cách công trình 1,0 đến 1,5km Cát sỏi lịng suối hạt đến thô, thành phần chủ yếu thạch anh, cuội sỏi sản phẩm granit, nguồn gốc bồi tích lịng sơng Chất lượng đảm bảo làm vật liệu xây dựng bê tông cốt thép Theo nghiên cứu: Hàm lượng cát :30%; Hàm lượng sỏi, cuội : 70%; góc ma sát nghỉ trạng thái khô: 32o-34o, ướt 26o-30o - Đá xây dựng: Tại vị xây dựng cơng trình đá tảng, đá lăn có nguồn gốc đá mẹ granit nên cường độ chịu lực lớn, tỷ trọng: 2,7T/m3 Cường độ kháng ép: 600 kg/cm2 Cường độ kháng kéo: 50 kg/cm2 SVTH: BÙI THỊ LỌC Lớp: 53CĐ-C3 Đồ Án Tốt Nghiệp DVHD: Th.S PHẠM LAN ANH Tại động Tiên Sơn cách cơng trình 11km có đá vơi cấu tạo khối đồng nhất, chứa calcit hạt nhỏ, vật hữu (Calcit: 99%, hữu cơ: 1%) dùng tốt xây dựng: Đá có dung trọng: 2,62 T/m3 Cường độ kháng ép: 480-660 kg/cm2 Cường độ kháng kéo: 50 kg/cm2 - Đất xây dựng: Trong lòng hồ (A) phía phải đập, thuộc khu vực đồi chè Chăn Ni có bãi vật liệu diện tích 20ha, cao độ từ 610 đến 645m, cự ly vận chuyển 5001500m chiều sâu khai thác 3,5m, trữ lượng 700000m Theo kết thí nghiệm, đất bãi vật liệu có tính tan rã mạnh - Bãi vật liệu PaPe (bãi B), cự ly vận chuyển 2-3km, diện tích bãi 25 ha, chiều dày khai thác 2,8m, trữ lượng 700000m3 - Đất đá đào móng tràn, móng đập, đường thi công (1,4km) tận dụng (khoảng 200000m3) để đắp đập + Đặc điểm lý đất đắp đập bãi PaPe (Bãi B) : 1,42 T/m3; - Dung trọng khơ - Góc ma sát : 15o ; - Hệ số thấm Độ ẩm tốt : 29% Lực dính : 0,26 kG/cm Độ ẩm tốt : 30,3% : 10-6 cm/s + Đặc điểm lý bãi A : 1,44 T/m3 ; - Dung trọng khơ - Góc ma sát : 16o ; - Hệ số thấm Lực dính : 0,20 kG/cm : 1.10-5 cm/s Đất bãi B có khả chống thấm tốt bãi A dùng đắp phía thượng lưu đập, lõi đập tường chống thấm Bãi A dùng đắp hạ lưu đập 1.5:Các đặc điểm khí tượng thủy văn 1.5.1:Đặc điểm khí hậu Lưu vực Nậm Noong nằm vùng nhiệt đới gió mùa độ ẩm cao mang tính khí hậu vùng cao Tây Bắc, nằm xa biển phía Đơng có dãy Hồng Liên Sơn che chắn, phía Tây dãy núi cao ngăn cách biên giới Việt Lào, chịu ảnh hưởng gió bão mùa hè, vùng khác Tây Bắc chịu ảnh hưởng gió SVTH: BÙI THỊ LỌC Lớp: 53CĐ-C3 Đồ Án Tốt Nghiệp DVHD: Th.S PHẠM LAN ANH mùa Tây nam thổi tạo nên mùa khơ nóng đầu hạ Mùa lũ tháng kết thúc vào tháng 10, mùa nước từ tháng 11 đến tháng năm sau 1.5.1.1:Nhiệt độ khơng khí Các tháng nóng từ tháng VI đến tháng VIII, nhiệt độ cao lên tới 34,20 oC Các tháng lạnh tháng XII tháng I có năm nhiệt độ xuống oC Đặc trưng nhiệt độ khơng khí nhiều năm trạm khí tượng Tam Đường : Bảng 1-5: Nhiệt độ khơng khí tháng Tam Đường (Đơn vị oC) Đtrưn g Tbình Max Năm Min Năm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 13,5 27,7 199 1,6 197 15,2 31,2 199 3,2 199 18,5 33,1 199 2,9 198 21,2 33,5 198 7,9 199 22,4 34,2 198 11,9 197 23,0 32,3 198 15,2 200 23,0 32,2 200 16,9 199 22,9 32,9 197 17 200 22,0 32,2 199 12,7 197 19,9 30,3 199 7,2 197 16,6 29,2 197 0,9 198 13,6 28 199 -0,4 198 Nă m 19,3 34,2 198 -0,4 198 1.5.1.2:Gió Do ảnh hưởng địa hình ,hướng gió thịnh hành chung cho toàn khu vực hướng Tây, Tây Bắc Tây Nam Trong năm có hai mùa gió phân biệt: Gió mùa Đơng từ tháng 11 đến tháng năm sau với gió thịnh hành gió mùa Đơng Bắc mang khơng khí lạnh khơ Gió mùa hè hướng gió thịnh hành Tây Nam xuất từ tháng đến tháng 10 Tốc độ gió lớn lên tới 45m/s Tốc độ gió lớn trung bình 13,1m/s Bảng 1-6: Đtrưn I Hướng gió tốc độ gió lớn Tam Đường (m/s) II III IV V VI VII g TBình 11,1 13,9 16,0 19,9 15,9 11,5 11,2 Max 20 45 40 37 30 20 SE Năm 16 NW NE SW SSE W W 197 197 199 197 199 199 199 6 8 SVTH: BÙI THỊ LỌC 10 VIII IX X 11,1 10,1 9,9 20 NW,S 18 W 1975 Nă XI XII 18 18 40 45 SE SW SE SW SE 197 197 200 197 199 5 m 10,4 15,9 13,1 Lớp: 53CĐ-C3 Đồ Án Tốt Nghiệp ANH GVHD :PHẠM LAN Theo bảng xác định trị số a H τc, theo a a =   H '0 H α= hc = τcH’0; hc a Thay số ta có: αV 2g + H0 = H + V 0- lưu tốc tới gần Vì mực nước cao dẫn trực tiếp vào từ hồ chứa nên ta bỏ qua lưu tốc tới gần, V0 = =>H0’= H0 = H = MNDBT - Zđáy cống = 643– 618,7 = 24,3 (m) +F(τc)= = 0,0122 Tra bảng 16-1 bảng tra thủy lực ta có: F(τc) < 0,264 nên ta lấy hệ số co hẹp đứng α = 0,611 Với F(τc) = 0,0122 Tra bảng 15-1 bảng tra thủy lực ta được: Qa=0,95.0,12.0,611.1,44 =1,8175 m3/s Vậy giá trị α a xác định chấp nhận Ta thấy sai số lưu lượng P% là: P% =-0,97% Vậy mực nước trước cống MNDBT với độ mở cống a=0,12m đảm bảo lấy đủ lưu lượng thiết kế cho cống c) Kiểm tra chế độ chảy cống * Định tính đường mặt nước cống + Độ sâu co hẹp sau cửa van hc = 0,1m hk = α q g + Độ sâu phân giới hk: Thay số ta q = = 1,25m3/s.m; hk = 0,542 m + Độ sâu dòng h 0: với Q, bc, i biết tính độ sâu dịng cống theo phương pháp đối chiếu mặt cắt lợi thuỷ lực 135 SVTH : BÙI THỊ LỌC LỚP 53CDC3 Đồ Án Tốt Nghiệp ANH GVHD :PHẠM LAN Tính: F(Rln) = =0,152 => Rln = 0,452 ( Bảng 8-1;BTTL) với n=0,025 →==3,2=>=1,562m So sánh độ sâu ta thấy h c< hk< h0< h”c ⇒ nên dạng đường mặt nước sau van đường nước dâng CI * Định lượng đường mặt nước cống Xuất phát từ mặt cắt co hẹp C-C vẽ cuối cống Mặt cắt C-C thường lấy cách cửa van khoảng là: L = 1,4.a = 1,4.0,12 = 0,168 m Vậy khoảng cách từ mặt cắt co hẹp đến cửa l2 = L2 –L = 32– 0,168= 31,832 m Ở dùng phương pháp cộng trực tiếp để vẽ đường mặt nước Theo phương pháp này, khoảng cách hai mặt cắt độ sâu h biết ta tính h2 theo phương trình sau: ∆l = ∆∋ i−J Trong đó: + ∆∋ = ∋i + – ∋i Với ∋i , ∋i + lượng đơn vị mặt cắt đầu mặt cắt cuối thời đoạn tính tốn + ∋i = hi + αVi2 2g + ∋i+1 = hi+1 + + j +j j = i i +1 αVi2 + 2g với j = Q2 Q2 = K (ω C R ) ω = B.h ; χ = B + 2h ; V = 136 SVTH : BÙI THỊ LỌC Q ω ; R= = V2 C2 R ω χ LỚP 53CDC3 Đồ Án Tốt Nghiệp ANH GVHD :PHẠM LAN Trong đó: + R, ω : Là bán kính thuỷ lực diện tích mặt cắt ướt + χ, B : Là chu vi mặt cắt ướt chiều rộng cống + h, ∆L : Là chiều sâu dòng chảy Khoảng cách mặt cắt + j : Là độ dốc thuỷ lực trung bình mặt cắt 137 SVTH : BÙI THỊ LỌC LỚP 53CDC3 Đồ Án Tốt Nghiệp ANH GVHD :PHẠM LAN Bảng 6.2.Kết tính tốn đường mặt nước cống ngầm sau cửa van χ ∋ MC 1−1 2−2 3−3 4−4 5−5 6−6 7−7 h (m) 0.1 0.14 0.21 0.25 0.28 0.286 0.338 w (m2) 0.144 0.2016 0.3024 0.36 0.4032 0.4118 0.4867 V (m/s) 12.5 8.9286 5.9524 4.4643 4.3706 3.6982 V2/2g (m) 7.9638 4.0632 1.8059 1.2742 1.0158 0.9736 0.6971 ∆∋ (m) (m) 8.0638 4.2032 -3.861 2.0159 -2.187 1.5242 -0.492 1.2958 -0.228 1.2596 -0.036 1.0351 -0.225 (m) 1.64 1.72 1.86 1.94 2.012 2.116 R (m) 0.0878 0.1172 0.1626 0.1856 0.2016 0.2047 0.23 Từ bảng tính ta thấy đường mặt nước khơng cắt đường K – K cóng (∑∆L = 31,44m ) < < nên không xảy tượng nước nhảy cống 138 SVTH : BÙI THỊ LỌC LỚP 53CDC3 C 39.21 41.15 43.45 44.42 45.04 45.15 46.04 Đồ Án Tốt Nghiệp ANH GVHD :PHẠM LAN d; Tiêu sau cống Xác định chiều sâu bể tiêu Cần xác định chiều sâu bể d để đảm bảo xảy nước nhảy sau cửa cống (trong phạm vi bể) Muốn ta cần có: hb ≥ σ hc" Trong đó: + + + hb = hh + d + Z σ ÷ : hệ số ngập, 1,01 1,05 hc" : độ sâu liên hiệp với độ sâu co hẹp, tính với lượng tồn phần E0 = hr + E0 V2 +d 2.g - hr Vr : độ sâu dòng chảy mặt cắt cuối cống : lưu tốc dòng chảy mặt cắt cuối cống hr = hh = 1, 046 ϖ r = hr * bc Vr = Q ϖr (m) = 1,046*1,44 = 1,506 (m ) 1,8 = 1, 1,506 = (m/s) Giả thiết d = 0,5 (m) 1, 22 E0 = 1, 046 + = 1,12 2*9,81 (m) F (τ c ) = Q ϕ * bc * E0 139 SVTH : BÙI THỊ LỌC = 1,8 0,95*1, 44*1,12 = 1,11 LỚP 53CDC3 Đồ Án Tốt Nghiệp ANH → τc GVHD :PHẠM LAN " = 0,732 (Phụ lục 15-1.Bảng tra thuỷ lực) " " → hc = τ c * E0 = 0,732*1,11 = 0,82(m) Với giả thiết d = 0,5 (m) thì: hb =1,046+ 0,5 + 0,0192 = 1,5652 (m) σ * hc" =1,02*0,82 = 0,8364 (m) " → hb ≥ σ * hc (Vậy đảm bảo nước nhảy sau cửa cống) 6.4.4.2 Xác định chiều dài bể tiêu Lb = L1 + β * Ln Trong đó: + L1 : Chiều dài nước rơi tính qua đập tràn đỉnh rộng L1 = 1, 64* H *(d + 0, 24* H ) d = 0,5 (m) H = hr + α V 1, 22 = 1, 046 + = 1, 2.g 2.9,81 (m) → L1 = 1, 64* 1, 2*(0,5 + 0, 24*1, 2) β + : Hệ số, + Ln β = 0, 75 = 1,6 (m) : Chiều dài nước nhảy Ln = 4,5* hc" = 4,5*0,82 = 3,69 (m) Vậy chiều dài bể là: Lb = 1,6+ 0,75*3,69 = 4,3675(m) Ta chọn chiều dài bể 4,5 (m) 140 SVTH : BÙI THỊ LỌC LỚP 53CDC3 Đồ Án Tốt Nghiệp ANH GVHD :PHẠM LAN e)Cấu Tạo Cửa Vào Cửa Ra Cửa vào, cửa cần đảm bảo điều kiện nối tiếp thuận với kênh thượng, hạ lưu Thường bố trí tường hướng dịng hình thức mở rộng dần Góc chụm tường hướng dịng cửa vào lấy khoảng 18 0÷ 230 lớn Góc chụm cửa khơng vượt q 80÷ 120 để tránh tượng tách dịng Các tường cách làm thấp dần theo mái Cấu tạo cửa cần kết hợp với việc bố trí thiết bị tiêu Cuối bể tiêu cần có phận chuyển tiếp kênh hạ lưu (thường đá lát) , sau bể tiêu cần bố trí đoạn bảo vệ kênh hạ lưu có chiều dài Lsn xác định theo cơng thức Trectơxơp: Lsn = (2,5 ÷ 3)Ln , chọn 3⇒Lsn = 3.Ln = 3.3,69= 11,07(m) Chọn Lsn = 11,5m f)Thân Cống +Mặt Cắt Thân Cống: Cống làm bê tông cốt thép M200 đổ chỗ Mặt cắt ngang cống có dạng kết cấu khung cứng, làm vát góc để tránh ứng suất tậptrung Chiều dày thành cống xác định theo theo điều kiện chịu lực, điều kiện chống thấm yêu cầu cấu tạo Chiều dày thân cống theo điều kiện cấu tạo t = 40 cm t≥ Theo điều kiện chống thấm cần đảm bảo điều kiện : H [ J] Trong : H – Cột nước lớn H = MNDBT – Zv =643 – 618,5= 24,5m [ J] ⇒ - Građien thấm cho phép bê tông , lấy [ J] =10 ÷ 15 t Theo điều kiện cấu tạo t = 0,3 ÷ 0,7 (m) Chọn theo tính tốn lớn ta chọn theo cấu tạo t = 0,4 (m) sử dụng phụ gia chống thấm 141 SVTH : BÙI THỊ LỌC LỚP 53CDC3 Đồ Án Tốt Nghiệp ANH GVHD :PHẠM LAN Hình 6.6: Mặt cắt cống + Phân đoạn cống Do cống dài nên cần bố trí khớp nối để chia cống thành đoạn tránh rạn nứt thành cống lún không Tuỳ theo điều kiện địa chất tải trọng tác dụng vào cống mà đoạn chia có chiều dài khác Ở ta chọn chiều dài đoạn cống 16,1 m Tại khe nối cần đặt thiết bị chống rò nước Thiết bị chống rò kim loại dùng cho ngang đứng cống hộp có cấu tạo hình sau: a) 4 b) Hình 6.7: Sơ đồ khớp nối a)Khớp nối ngang Bao tải tẩm nhựa đường Đổ nhựa đường Tấm kim loại hình Ω 142 SVTH : BÙI THỊ LỌC b) Khớp nối đứng Tấm kim loại hình phẳng LỚP 53CDC3 Đồ Án Tốt Nghiệp ANH GVHD :PHẠM LAN Vữa bê tông đổ sau + Nối tiếp thân cống với Cống hộp đổ trực tiếp hay lớp bêtơng lót, chọn cống đổ lớp bêtơng lót dày 10 cm + Nối tiếp thân cống với đập Dùng đất sét nện chặt thành lớp bao quanh cống dày 50cm Tại chỗ nối tiếp đoạn cống làm thành gờ để nối tiếp cống với đất đắp tốt Tại vị trí đoạn có làm gờ chắn để chống xói tiếp xúc Gờ chắn có chiều dày 50 cm nhơ so với thành cống phía ngồi 80 cm g) Tháp van cầu cơng tác Vị trí tháp van kiểm tra q trình tính tốn thủy lực cống Qua tính tốn thuỷ lực cống, chấp nhận có nước nhảy cống nên vị trí tháp van chọn phần xác định sơ Tức vị trí tháp van cách tim đập 25 m phía thượng lưu Trong tháp van bố trí van cơng tác van sửa chữa cố Khe van cơng tác van sửa chữa có kích thước 30 x 30cm Do có nước nhảy cống nên ta bố trí lỗ thơng tháp van Mặt cắt ngang tháp van có dạng chữ nhật 3,4 x 4m Chiều dày thành tháp van xác định theo điều kiện chịu lực, điều kiện chống thấm điều kiện cấu tạo Thường thành tháp van có chiều dày thay đổi - Nối tháp van với đỉnh đập cầu công tác rộng 1,8 m , lan can cầu cao 1m thép Cao trình sàn tháp cao trình đỉnh đập 6.5 Tính tốn lực tác dụng lên cống ngầm Tính tốn kết cấu cống ngầm nhằm đảm bảo điều kiện ổn định trường hợp làm việc, ta thường tính tốn trường hợp sau : - Khi cơng trình thi cơng xong, cống chưa có nước - Khi cơng trình làm việc bình thường, mực nước thượng lưu MNDBT cống mở để lấy nước ứng với lưu lượng thiết kế 143 SVTH : BÙI THỊ LỌC LỚP 53CDC3 Đồ Án Tốt Nghiệp ANH GVHD :PHẠM LAN - Khi thượng lưu MNLTK, cống đóng khơng lấy nước - Khi có lực động đất Trong phạm vi đồ án ta tính tốn ngoại lực tác dụng lên mặt cắt cống (mặt cắt đỉnh đập), tức đoạn cống số 5, cho trường hợp làm việc cống trường hợp mực nước thượng lưu MNLTK, cống đóng Trong phạm vi đồ án ta tính tốn kết cấu cống theo phương ngang cống, tính tốn cho mặt cắt đỉnh đập Cống cống hộp nên ta tính cho m dài cống 6.5 1.Tài Liệu Tính Tốn *) Vị trí kết cấu cống ngầm Cống ngầm đặt phía bờ phải đập,Đáy cửa vào cống đặt cao trình + 618,5m, đáy cửa cống đặt cao trình + 618,3, tổng chiều dài cống 48m -Cống dạng cống hộp, làm bê tông cốt thép M200 có mặt cắt ngang dạng hình chữ nhật, góc có làm vát để giảm ứng suất tập trung Mặt cắt ngang có kích thước hình vẽ Hình6.8.Cắt ngang thân cống 6.5.2.Các Lực Tác Dụng Lên Mặt Cắt Cống (trường hợp cống hộp tính cho m dài) +Các Lực Tác Dụng Khi thượng lưu MNLTK, cống đóng khơng lấy nước, lực tác dụng lên cống với mặt cắt đỉnh đập bao gồm : - Trọng lượng thân cống 144 SVTH : BÙI THỊ LỌC LỚP 53CDC3 Đồ Án Tốt Nghiệp ANH GVHD :PHẠM LAN - Áp lực đất - Áp lực nước bên cống * Số liệu tiêu tính tốn : - Tại mặt cắt tính tốn ta có thơng số sau : + Cao trình đặt cống : ∇đặt cống = 618,5 (m) + Cao trình đỉnh cống :∇đỉnh cống = 620,9(m) + Cao trình đất đắp ( cao trình đỉnh đập ) : ∇đỉnh đập = 648(m) - Đất đắp đập có tiêu lý sau : γk = 1,59 (T/m3) γtn = 1,96 (T/m3) n = 0,35 γbh = γk + n.γn = 1,56 + 0,35 1= 1,91(T/m3) ϕtn =23 ; ϕbh = 20 Ctn =3,2 ; Cbh = 2,8 (T/m2) Mặt đất đắp Z1 Mực n Ư íc p2 q1 q2 q4 p1 q5 t p' p' Z2 p1 p2 q5 bc H p' B p' q6 q3 r Hình 5.9.Sơ đồ tính tốn lực tác dụng lên cống Trong : + q1 : áp lực đất đỉnh cống + q2 : áp lực nước đỉnh cống 145 SVTH : BÙI THỊ LỌC LỚP 53CDC3 Đồ Án Tốt Nghiệp ANH GVHD :PHẠM LAN + q3 : áp lực nước đáy cống + q4 : trọng lượng thân nắp cống +q5 : trọng lượng thân bên cống + q6 : trọng lượng thân đáy cống + p1, p1' : áp lực đất bên thành cống + p2, p2' : áp lực nước bên tác dụng lên bên cống + r : phản lực a.Áp Lực Đất -Áp lực đất đỉnh cống q = K.∑ γ i Z i + Zi γi chiều dày dung trọng lớp đất đắp đỉnh cống (Phần đường bão hồ tính theo dung trọng tự nhiên, phần nằm đường bão hồ tính theo dung trọng đẩy ) Dựa vào sơ đồ tính thấm qua đập đất với mặt cắt sườn đồi bên phải ta xác định đường bão hồ, từ xác định Z i γi tương ứng * Xác định phương trình đường bão hịa vị trí tính tốn Tính tốn cho mặt cắt sườn đồi cao trình +620,3 ,thượng lưu MNLTK=+646,6 Y MNltk 646.6 648 +633 h1 Kd L Ld +618,5 ao X L - Lưu lượng thấm qua đập xác định qua hệ phương trình :  H − a0 qd = K d  2.( L + ∆L − m1.ao )    q = K ao d  d m2 + 0,5  146 SVTH : BÙI THỊ LỌC LỚP 53CDC3 Đồ Án Tốt Nghiệp ANH GVHD :PHẠM LAN Trong : h1 = MNLTK- 620,3 = 646,6-618,5 =26,3 m L = ( Z dd − Z MNLTK ).m1 + Bdap + ( Z dd − Z co ).m2 '+ bco + ( Z co − Z day ).m2 =(648-646,6).4+10+(648-633).3,25+5+(633-618,5).3 ,5 L = 113,8 m ∆L = m.h1 4.26,3 = = 11, 6m 2.m + 2.4 + Thử dần ta có ao =6,11 m ; qđ= 1,53.10-9 (m3/s.m) - Phương trình đường bão hòa : y = h12 − qd 1, 53.10−9 x = 26,32 − x = 26,32 − 3.06.x kd 10−9 Khoảng cách từ gốc toạ độ tới mặt cắt đập x = 21,6m Thay vào phương trình đường bão hịa ta : y = 26,32 − 3, 06.28, = 25, 6m Cao trình đường bão hồ mặt cắt tính tốn : ∇đbh = ∇đáyđập + y = 620,3 + 25,6 = 645,9(m) - Chiều cao từ mặt đất đắp đến đường bão hoà : Z1 = ∇đỉnh đập -∇đbh = 648 – 645,9= 2,1 (m) - Chiều cao đường bão hoà đến đỉnh cống : Z2 = ∇đbh - ∇đỉnh cống = 645,9– 620,3= 25,6(m) - Dung trọng tự nhiên đất đắp đập : γtn = 1,96 (T/m3) - Dung trọng đẩy đất đắp : γđn = γbh - γn = 1,94 – 1,0 = 0,94(T/m3) + K : hệ số tập trung áp lực đất, phụ thuộc vào tính chất đất nền, phương pháp đặt cống,chọn k=1 T q1 = k ∑ γ i Z i = 1.(1,96.2,1 + 0,94.25, 6) = 28,18( ) m - Áp lực đất hai bên thành cống ( p1, p2 ) Biểu đồ áp lực bên có dạng hình thang : 147 SVTH : BÙI THỊ LỌC LỚP 53CDC3 Đồ Án Tốt Nghiệp ANH GVHD :PHẠM LAN p1 = q1 tg2(45o – ϕ/2) , ( đỉnh ) p1’= q1’tg2(45o - ϕ/2) , ( đáy ) Trong : + q1’= q1 + γđđ.H = 28,18 + 0,94.2,4= 30,436 (T/m) + H : chiều cao cống, H = Hc + tđáy+ tnắp = 1,6 + 0,4 + 0,4 = 2,4 m + γđđ: Dung trọng đất đắp hai bên thành cống, lấy dung trọng đẩy nổi, γđ = γđn = 0,94 (T/m3) P = 28,18.tan (450 − 230 ) = 12,345(T / m) 200 P '1 = 30, 436.tan (45 − ) = 14,922(T / m) 2 b Áp Lực Nước - Trên đỉnh cống (q2) : q2 = γn.Z2 = 1.25,6 = 25,6(T/m) - Hai bên thành cống (p2, p2’) : p2 = γn.Z2 = 1.25,6= 25,6 (T/m) p2’ = γn.(Z2 + H) =1.(25,6 + 2,4) = 28 (T/m) - Dưới đáy cống : q3 = γn.(Z2 + H) =1.(25,6 + 2,4) =28 (T/m) c Trọng lượng thân -Tấm nắp: q4 = γb.tn = 2,5.0,4 = (T/m) Với tn chiều dày nắp cống, tn = 0,4 m - Tấm bên (phân bố theo phương đứng): q5 = γb.tb = 2,5.0,4 = (T/m) Với tb chiều dày bên, tb = 0,4 m - Tấm đáy : q6 = γb.tđ = 2,5.0,4 = (T/m) Với tđ chiều dày đáy, tđ = 0,4 m 148 SVTH : BÙI THỊ LỌC LỚP 53CDC3 Đồ Án Tốt Nghiệp ANH GVHD :PHẠM LAN d Phản lực r Biểu đồ phân bố phản lực phụ thuộc vào loại cách đặt cống , thường r không phân bố đều, song tính tốn ta xem gần phân bố đều, : r = q1 + q2 - q3 +q4 + q6 + 2.q5 H − td − tn B (T/m) Với h: Chiều sâu nước cống mặt cắt tính tốn Với B = bc + 2tb = 1,44 + 2.0,4 =2,24 (m) r =21,18+25,6-28+1+1+2.1.(2,4-0,4-0,4)/2,24=22,82 (T/m) e Sơ đồ lực cuối -Các lực thẳng đứng - Phân bố đỉnh : Tải trọng tiêu chuẩn : qtc = q1 + q2 + q4 (T/m) Tải trọng tính tốn : q = 1,1.q1 + 1.q2 + 1,05.q4 (T/m) Trong : hệ số 1,1; 1,05 hệ số vượt tải tra bảng B.2 trang 47 TCXDVN 0405 – 2012 - Phân bố hai bên thành : Tải trọng tiêu chuẩn : q5 tc = (T/m) Tải trọng tính tốn : q5 = 1.05.q5 tc = 1,05 (T/m) - Phân bố đáy : Tải trọng tiêu chuẩn : qn tc = r + q3 – q6 (T/m) Tải trọng tính tốn : qn = r + 1.q3 – 1,05.q6 (T/m) -Các lực nằm ngang Phân tải trọng ngang làm hai phận, phận p, phận tuyến tính p’ - Bộ phận : Tiêu chuẩn ptc = p1 + p2 (T/m) Tính tốn : p = 1,2.p1 +1.p2 (T/m) - Bộ phận tuyến tính : 149 SVTH : BÙI THỊ LỌC LỚP 53CDC3 ... m3/s Cơng trình hồ chứa nước Nậm Noong xây dựng nhằm đáp ứng yêu cầu nước tưới cho 17.139 kết hợp cung cấp nước sinh hoạt cho 55 ngàn người dân 1.6: Chọn tuyến cơng trình - Tuyến đập: Căn vào điều... thượng lưu: Trên thượng lưu m1 = 4.0 Dưới thượng lưu m1=4.25 - Mái hạ lưu Trên hạ lưu : m2’ = 3,25 Dưới hạ lưu : m2’’=3.5 4.4.2 Cơ đập: Để tăng ổn đinh cho mái hạ lưu bố trí sở máu hạ lưu cao trình. .. Thượng lưu MNLTK hạ lưu mực nước lớn nhất, thiết bị chống thấm nước làm việc bình thường - Trường hợp 3: Mực nước thượng lưu rút đột ngột - Trường hợp 4: Thiết bị nước làm việc khơng bình thường