Thiết kế công trình đầu mối thủy điện nậm củn 2

Đồ án tốt nghiệp thủy Ngành Kỹ thuật Cơng trình nc LỜI CẢM ƠN Sau thời gian 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với cố gắng thân hướng dẫn nhiệt tình, khoa học thầy giáo PGS.TS Vũ Hồng Hưng – Bộ mơn Kết Cấu Cơng Trình – Trường Đại Học Thuỷ Lợi cô giáo Nguyễn Thị Mai Sương– Bộ môn Kết Cấu Cơng Trình – Trường Đại Học Thuỷ Lợi, em hồn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “ Thiết kế cơng trình đầu mối thủy điện Nậm Củn 2” Thời gian làm đồ án tốt nghiệp dịp tốt để em có điều kiện hệ thống lại kiến thức học 4,5 năm trường, giúp em biết cách áp dụng lý thuyết học vào thực tế làm quen với công việc kỹ sư ngành Kỹ thuật Cơng trình Những điều giúp em có thêm hành trang kiến thức chuyên ngành để chuẩn bị cho tương lai giúp em đỡ bỡ ngỡ bước vào nghề với công việc thực tế kỹ sư thuỷ lợi sau Mặc dù thân cố gắng điều kiện thời gian hạn chế nên đồ án em chưa giải đầy đủ sâu sắc trường hợp thiết kế cần tính, mặt khác trình độ kinh nghiệm thực tế hạn chế nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong bảo, đóng góp ý kiến thầy cô giáo giúp cho đồ án em hồn chỉnh hơn, xác hơn, giúp cho kiến thức chun mơn em hồn thiện Để đạt kết hôm em xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô trường Đại Học Thủy Lợi, từ thầy cô môn học sở đến thầy cô môn chuyên nghành dạy bảo tận tình, truyền đạt tất tâm huyết kiến thức quý báu cho em suốt thời gian qua Cuối em xin chân thành cảm ơn đến thầy cô giáo mơn Kết Cấu Cơng Trình, đặc biệt thầy giáo PGS,TS Vũ Hồng Hưng giáo Nguyễn Thị Mai Sương tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện để em hoàn thành đồ án Hà Nội, ngày 20 tháng 12 năm 2016 Sinh viên thực : LÊ THẾ MẠNH SVTH: Lê Thế Mạnh Lớp: 54C-TL3 Đồ án tốt nghiệp thủy Ngành Kỹ thuật Cơng trình MỤC LỤC PHẦN I TÀI LIỆU CƠ BẢN CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH 1.1 Giới thiệu cơng trình 1.1.1 Vị trí cơng trình Ngòi Bo nhánh cấp sơng Hồng, bắt nguồn từ đỉnh núi cao dãy Hoàng Liên Sơn chảy tới Bản Hồ theo hướng Tây Bắc - Đông Nam chuyển hướng Tây Nam - Đông Bắc đổ cửa Hồ Lạc thuộc huyện Bảo Thắng Vị trí lưu vực nằm hữu ngạn sông Hồng địa phận tỉnh Lào Cai , phía Bắc giáp lưu vực Ngòi Đum, phía tây giáp lưu vực Nậm Mu nhánh cấp sơng Đà, phía Nam giáp lưu vực Ngòi Thia nhánh cấp Cơng trình thuỷ điện Nậm Củn xây dựng sơng Ngòi Bo thuộc địa phận xã Thanh Phú huyện Sa Pa tỉnh Lào Cai Cơng trình xây dựng nhằm khai thác nguồn SVTH: Lê Thế Mạnh Lớp: 54C-TL3 Đồ án tốt nghiệp thủy Ngành Kỹ thuật Cơng trình lượng trung gian từ hạ lưu nhà máy thủy điện Sử Pán đến thượng lưu thủy điện Tà Thàng Vị trí cơng trình tuyến đập đặt tại: Điểm D2-1: X= 2463292.2655; Y = 420882.3633 Điểm D2-2: X= 2463337.6339; Y = 421009.5117 Nhà máy thủy điện sau đập có cơng suất lắp máy 40 MW điện lượng trung bình năm 141,06x106 kWh 1.1.2 Nhiệm vụ cơng trình Nhiệm vụ cấp điện: Với công suất lắp máy 40 MW hàng năm thuỷ điện Nậm Củn cung cấp cho hệ thống điện Quốc gia 144.74x106 kWh (theo TKKT) Ngồi cơng trình có tác dụng cải thiện mơi trường, phát triển du lịch sinh thái 1.2 Điều kiện tự nhiên 1.2.1 Vị trí địa lí Ngòi Bo nhánh cấp sông Hồng, bắt nguồn từ đỉnh núi cao dãy Hoàng Liên Sơn chảy tới Bản Hồ theo hướng Tây Bắc - Đông Nam chuyển hướng Tây Nam - Đơng Bắc đổ cửa Hồ Lạc thuộc huyện Bảo Thắng Vị trí lưu vực nằm hữu ngạn sơng Hồng địa phận tỉnh Lào Cai, phía Bắc giáp lưu vực Ngòi Đum, phía tây giáp lưu vực Nậm Mu nhánh cấp sơng Đà, phía Nam giáp lưu vực Ngòi Thia nhánh cấp 1.2.2 Đặc điểm địa hình Lưu vực sơng Ngòi Bo có địa hình vùng núi cao với độ dốc sườn núi độ dốc lòng sơng lớn, địa hình chia cắt mạnh Lưu vực có dạng hình chữ nhật bề rộng lưu vực lại dài chiều dài lưu vực, đường phân lưu thượng nguồn qua đỉnh núi cao dãy Hồng Liên Sơn có cao độ từ 2570 m đến 2820,7 m phía Tây từ cao độ 2623m đến 2873,8m phía SVTH: Lê Thế Mạnh Lớp: 54C-TL3 Đồ án tốt nghiệp thủy Ngành Kỹ thuật Cơng trình Nam, cao độ hạ dần tới cửa sơng mức 420m Địa hình núi cao chia cắt tạo nên sườn đơng Hồng Liên Sơn nhiều nhánh suối phân bố khơng dọc hai bờ sơng chính, đa số tập trung bên bờ hữu với độ dốc lớn Từ đặc trưng vậy, nhận thấy địa hình địa mạo thuận lợi cho khai hác thủy sơng Ngòi Bo 1.2.3 Điều kiện địa chất 1.2.3.1 Cấu trúc địa tầng Địa tầng vùng nghiên cứu mô tả giới hạn khu vực nghiên cứu xây dựng dự án Kế thừa nghiên cứu trước từ Tờ đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000 “Kim Bình – Lào Cai” số hiệu F-48-VIII & F-48-XIV Bùi Phú Mỹ chủ biên Tờ đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 “Bản Pho” số hiệu F-48-64-B Trương Quốc Lập làm chủ biên đồ tỷ lệ lớn Công ty Cổ phần Sông Đà Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện lập để xác định đặc điểm địa tầng thành phần thạch học chi tiết vùng dự án sau: Trong phạm vi vùng tuyến cơng trình thủy điện Nậm Củn gặp chủ yếu đá thuộc phần rìa phức hệ Po Sen thuộc pha (γδPZ1ps2) bao gồm loại đá thuộc nhóm migmatit có cấu tạo dạng dải, dạng uốn nếp, granit có cấu tạo dạng gneis, dạng mắt hạt nhỏ, đá mầu xám sáng, xám xanh, mạch đá amphibolit màu xám xanh đen Phương cấu tạo dạng gneis dạng dải đá gốc chủ yếu theo phương tây bắc – đông nam trùng với phương kiến tạo chung khu vực Quá trình đo vẽ hiệu chỉnh đồ địa chất lấy mẫu thạch học, theo kết phân tích mẫu lát mỏng thạch học mô tả đo vẽ lập đồ ĐC-ĐCCT mơ tả số loại đá chủ yếu gặp phạm vi vùng tuyến sau: Đá granit biotit dạng gneis: đá gồm tập hợp hạt màu trắng đục xen đen đến xám đen, cấu tạo dạng gneis, dạng dải, kiến trúc vảy, hạt biến tinh, kết cấu rắn Thành phần khoáng vật gồm felspat 60-80%, thạch anh15-25%, biotit 15-20%, thành phần khống vật phụ gồm sphen, orthit, zircon, quặng Đá gneis bitotit - amphibol: đá gồm tập hợp màu xám – xanh đen phân bố xen kẽ đều, cấu tạo dạng dải, kiến trúc tấm, hạt biến tinh, kết cấu rắn Thành SVTH: Lê Thế Mạnh Lớp: 54C-TL3 Đồ án tốt nghiệp thủy Ngành Kỹ thuật Cơng trình phần khống vật gồm felspat 50-60%, thạch anh 10-25%, biotit 12-20%, Amphibol 210% số khoáng vật Sphen, Zircon khoáng vật quặng Đá amphibolit: đá gồm tập hợp hạt mầu xanh đen, cấu tạo dải song song, kiến trúc biến tinh Thành phần thạch học gồm amphibol 50-70%, biotit 15-25%, plagiocla 2-5% gặp apatit, quặng Các đá amphibol biotit tồn dạng thể tù dải tàn dư thường gặp nhân khối xâm nhập đá granitoid Po Sen 1.2.3.2 Đặc điểm cấu trúc kiến tạo a Cấu trúc Về tổng thể khu vực Dự án nằm miền kiến tạo Tây Bắc Việt Nam, giới hạn hai hệ thống đứt gãy Sông Chảy phía Đơng Bắc đứt gãy Sơng Mã phía Tây Nam Phía tây tiếp giáp với đới Mường Tè Phu Si Lung qua hệ thống đứt gãy Lai Châu – Điện Biên Về chi tiết khu vực dự án nằm đới cấu trúc Phan Si Pan, nằm đứt gãy Sông Hồng đứt gãy Vạn n – Nậm Xe Cơng trình nằm cách đứt gãy sơng Hồng khoảng 30km phía Đống Bắc theo đường thẳng cách đứt gãy Vạn YênNậm Xe khoảng 25km phía Tây Nam Như khoảng cách từ đứt gãy lớn tới cơng trình xa nên đứt gãy kể ảnh hưởng tới cơng trình Tham gia vào cấu trúc vùng gồm tổ hợp thạch kiến tạo Paleo-Meso Proterozoi, Paleozoi hạ - trung, Paleozoi thượng – Mesozoi hạ, Mesozoi trung, Mesozoi thượng, Mesozoi thượng – Kainozoi Kainozzoi b Đứt gãy kiến tạo Trong phạm vi cơng trình từ tuyến đập đến nhà máy gặp đứt gãy bậc IV, V khơng có khả sinh chấn, điều phù hớp với tờ đồ địa chất Bản Pho tỷ lệ 1:50.000, tờ đồ địa chất Kim Bình – Lào Cai tờ Bắc Quang tỷ lệ 1:200.000 Các hệ thống đứt gãy kiến tạo vùng phát triển theo nhiều phương khác nhau, dựa theo trình phân tích tài liệu q trình khảo sát địa chất công SVTH: Lê Thế Mạnh Lớp: 54C-TL3 Đồ án tốt nghiệp thủy Ngành Kỹ thuật Cơng trình trình thực giai đoạn trước trình hiệu chỉnh đồ tỷ lệ 1:5000 tỷ lệ 1:2000 tài liệu hố khoan dị thường địa vật lý phân chia đứt gãy khe nứt vùng dự án thành nhóm chính: Tây bắc – đơng nam, Đơng bắc – tây nam phương Kinh tuyến Thống kê chi tiết đứt gãy phạm vi công trình thể bảng 2, vị trí đứt gãy xem chi tiết đồ ĐC-ĐCCT tỷ lệ 1:5000 toàn tuyến lượng đồ ĐC-ĐCCT tỷ lệ 1:2000 khu vực cụm đầu mối khu vực tháp điều áp xuống nhà máy SVTH: Lê Thế Mạnh Lớp: 54C-TL3 Đồ án tốt nghiệp thủy Ngành Kỹ thuật Cơng trình BẢNG THỐNG KÊ CÁC ĐỨT GÃY VÀ ĐẶC TÍNH PHÁ HỦY KIẾN TẠO TRONG PHẠM VI CƠNG TRÌNH Chiều rộng đới phá hủy dự kiến, m Chiều rộng đới ảnh hưởng dự kiến, m Hệ thống Ký hiệu Phương vị hướng dốc Góc dốc TBĐN IV-1 35-45 70-80 Dị thường địa vật lý, địa mạo IV-2 35-45 70-75 Dị thường địa vật lý, địa mạo IV-3 30-45 75-80 Dị thường địa vật lý, địa mạo 0.5-3 Chi 03-Thg10 IV-4 30-45 70-80 Dị thường địa vật lý, địa mạo IV-5 30-45 70-80 Dị thường địa vật lý, địa mạo IV-7 30-45 70-80 Địa mạo, điểm đo vẽ, địa vật lý V-2 210-230 70-75 V-3 30-40 65-75 Điểm đo vẽ, hố khoan NC5 V-7 210-230 70-75 Địa vật lý, địa mạo V-8 30-40 70-75 Địa vật lý V-9 220-230 70-75 Địa vật lý V-10 230-240 70-75 Địa vật lý V-11 30-40 70-75 Địa vật lý, địa mạo V-5 30-40 70-75 Địa vật lý SVTH: Lê Thế Mạnh 0.1-0.5 01-Thg3 Điểm đo vẽ, địa mạo Lớp: 54C-TL3 Đồ án tốt nghiệp thủy Ngành Kỹ thuật Công trình V-14 40-50 70-75 IV-8 315-330 70-80 V-1 130-140 70-75 Điểm đo vẽ, địa mạo V-4 320-330 70-75 Điểm đo vẽ, địa mạo V-4a 130-150 70-75 Địa mạo V-13 310-330 70-75 Địa vật lý, địa mạo kinh tuyến IV-6 80 70-80 kinh tuyến V-6 70-80 75-80 vĩ tuyến V-12 ĐBTN Địa vật lý 01-Thg3 0.1-0.5 01-Thg3 01-Thg3 03-Thg10 Địa mạo, địa vật lý, điểm đo vẽ Địa mạo Địa vật lý, địa mạo 0.1-0.3 350-360 03-Thg10 01-Thg3 70-75 Địa vật lý, địa mạo c Tính nứt nẻ Đặc điểm nứt nẻ đá gốc: Hiện tượng nứt nẻ đá gốc liên quan đến trình thành đá, khe nứt nguyên sinh, hoạt động kiến tạo vùng q trình phong hóa Trong q trình đo vẽ hiệu chỉnh đồ địa chất cơng trình đo vẽ hệ thống khe nứt khu vục vùng tuyến cơng trình sau: Các hệ thống khe nứt đo khu vực tuyến đập điểm đo vẽ khe nứt số hiệu KN1, KN2, KN3 khái quát lại bao gồm hệ thống khe nứt sau: 290-335 ∠ 10-30 bước a=0.5-3m, 20-40 ∠ 70-75 bước 2-4m, 140-170 ∠ 65-80 bước 1-3m, 210-245 ∠ 65-80, ngồi gặp hệ thống khe nứt theo phương 290-320 ∠ 65-75, 135-165 ∠ 15-25; 270-280 ∠ 70 SVTH: Lê Thế Mạnh Lớp: 54C-TL3 Đồ án tốt nghiệp thủy Ngành Kỹ thuật Cơng trình d Động đất Vị trí dự án nằm cách thành phố Lào Cai khoảng 30km phía Bắc có gia tốc a=0.116g tướng ứng cấp động đất VII, cách Phố Lu huyện Bảo Thắng khoảng 25km phía đơng bắc có gia tốc a=0.1094g tương ứng động đất cấp VII, thị trấn Sapa khoảng 20km phía tây bắc có giá tốc a=0.0427g tương ứng với động đất cấp VI, cách thị trấn Khánh Yên huyện Văn Bàn khoảng 35km có gia tốc a=0.0567 tương ứng với động đất cấp VI, cách thị trấn Tam Đường tỉnh Lai Châu khoảng 40km phía tây tây bắc có gia tốc a=0.07 tương ứng với động đất cấp VII Như kiến nghị tính tốn động đất với dự án thủy điện Nậm Củn thuộc cấp VII theo Thang MSK-64 1.2.3.3 Đặc trưng địa chất cơng trình hạng mục đập a Tầng phủ gồm lớp lớp Lớp 1a (tQ): Lớp đất san gạt phía sườn dốc vai phải hình thành từ trình sạn ủi làm đường tỉnh lộ 154 cao trình 388m đổ thải trực tiếp xuống sườn dốc tự nhiên Thành phần đất, đá hỗn hợp, đá tảng đa kích thước từ nhỏ đến 0.7-0.8m đến 1.0-1.2m, đá tảng đá granit biotit dạng gneis màu xám sáng, đôi chỗ đến xám đen, quan sát cấu tạo định hướng rõ, đá tảng cứng Hiện phần sườn dốc đến sát sông tập trung đá tảng với kích thước phổ biến 0.6-0.8m đơi chỗ đến 1.0-1.2m tận dụng để xay đá làm vật liệu xây dựng Lớp 1b (apQ): Phân bố lòng suối Ngòi Bo thành phần tảng đá granit biotit dạng gneis màu xám đến xám nâu, xám xanh cứng chắc, kích thước tảng từ 0.1-0.5m, cuội sỏi màu xám vàng, xám nâu có độ mài tròn trung bình kích thước 0.3-0.8cm, cát sạn hạt trung đến thô Bề dày lớp lớn dần từ mép sông đến suối, hố khoan ven suối phân bố từ 1m hố khoan NCT10 đến 3m hố khoan NCT4 Tại lòng suối lớp cuội tảng tập trung với bề dày lớn từ 5m hố khoan NCT21 đến 14m hố khoan HK2 phía thượng lưu tim tuyến Lớp (edQ+IA1): Lớp đất sườn tàn tích đới phong hóa mãnh liệt thành phần đất sét mầu xám nâu, xám vàng, trạng thái nửa cứng đến cứng, nhiều đoạn gặp đất cát mầu xám vàng, hàm lượng dăm sạn, tảng chiếm khoảng 5-15%, kích thước phổ SVTH: Lê Thế Mạnh Lớp: 54C-TL3 Đồ án tốt nghiệp thủy Ngành Kỹ thuật Cơng trình biến 3-10cm, gặp số tảng lăn kích thước 0.2-0.3m bề mặt sườn địa hình tự nhiên Bề dày lớp đất mỏng nhiều chỗ