Thiết kế hồ chứa nước Đông Phong

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành Kỹ thuật cơng trình MỤC LỤC 167 SVTH: Phạm Thị Thu Hiền Lớp: 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành Kỹ thuật cơng trình LỜI CẢM ƠN Công tác thủy lợi nước ta phát triển mạnh mẽ ngày cần xây dựng nhiều hồ chứa nước Cụm cơng trình đầu mối quan trọng hồ chứa nước đập dâng nước, đập tràn cơng trình lấy nước nằm đập Trong xây dựng cơng trình thủy lợi giới nước ta hồ chứa đóng vai trò quan trọng việc điều tiết phân bố lại dòng chảy tự nhiên theo khơng gian thời gian phục vụ nhu cầu dùng nước người Do có nhiều ưu điểm mặt kỹ thuật kinh tế năm gần hồ chứa ngày chiếm ưu có xu hướng phát triển mạnh số lượng, quy mơ cơng trình tốc độ xây dựng Riêng với nước ta hồ chứa xây dựng nhiều tương lai hồ chứa chắn giữ vai trò quan trọng việc xây dựng phát triển kinh tế quốc dân Thời gian làm Đồ án tốt nghiệp dịp quý báu giúp em hệ thống lại kiến thức học năm học trường giúp em biết cách áp dụng kiến thức học vào thực tế công việc thiết kế cơng trình thủy lợi Trong q trình làm đồ án tốt nghiệp thời gian có hạn, nên em chưa giải hết trường hợp thiết kế cơng trình thủy cơng Mặt khác kinh nghiệm thực tế thiếu trình độ có hạn nên chắn đồ án khơng tránh khỏi sai sót, em mong thầy, cô xem xét bảo thêm cho em Để kiến thức chuyên môn em nâng cao hồn thiện Qua khóa học gần năm năm với tâm nỗ lực, cố gắng thân với giúp đỡ tận tình thầy giáo Đại Học Thủy Lợi dìu dắt chúng em trở thành kỹ sư tương lai Cảm ơn Thầy Th.S Vũ Hoàng Hải toàn thể thầy cô trường Đại học Thủy Lợi tận tình giúp đỡ em hồn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Phạm Thị Thu Hiền Lớp: 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành Kỹ thuật cơng trình PHẦN MỘT: TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH 1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN Vị trí địa lý Hồ chứa nước Đông Phong nằm suối Cho Mo thuộc xã Phước Tân, huyện Ninh Sơn, tỉnh Ninh Thuận Cơng trình nằm cách huyện Ninh Sơn khoảng 16 Km phía Bắc, cách thị xã Phan Rang khoảng 45 km theo đường quốc lộ 27A 27 B Tọa độ địa lý : 11013’-11015’ vĩ độ Bắc 108048’-108050’ kinh độ đông 1.1 Các điều kiện tự nhiên Hồ chứa nước Đông Phong nằm dãy núi cao, phía Đơng dãy núi Tiac mong, núi Ya bô, núi Ma vô, núi Ya bio (+1220 m), phía Tây dãy núi đá đen, núi Fgiagog, núi A sai, phía Bắc dãy núi Tha Ninh (+1020 m), Tara Nhin núi Marrai(+1636m), núi Ma via Sườn núi lưu vực tương đối dốc, với góc dốc thay đổi từ 20 0-250, kéo dài tới mép suối, nên lòng hồ lũng hẹp chạy dọc theo suối, với cao trình thay đổi từ (+177m) tới (+140m) Khu vực đầu mối phần chuyển tiếp núi thấp đồng nằm dọc theo hai bên bờ phía hạ lưu suối Trà Co, bề mặt địa hình thay đổi từ (+145m) đến (+120m).Vùng đồng hình thành chủ yếu từ hai thềm: Thềm bậc lớp đất có nguồn gốc bồi tích từ cao trình +140 m trở xuống, thềm bậc lớp đất có nguồn gốc pha bồi tích từ cao trình +140 m đến +150 m Khí hậu khu vực thuộc miền khí hậu nhiệt đới gió mùa, có hai mùa rõ rệt: mùa khơ mùa mưa.Mùa tháng 10 kéo dài đến tháng năm sau, mùa mưa tháng đến tháng 10, lượng mưa thường tập trung từ tháng đến tháng 10 Lượng mưa bình quân năm từ 1000-1300 mm Đây khu vực khô hạn nhất, mưa, nhiều gió, nhiệt độ quanh năm cao, lượng bốc lớn, độ ẩm khơng khí thấp Tuy nhiên vùng nghiên cứu chịu ảnh hưởng khí hậu Đà Lạt nên mát mẻ Mạng sông suối chủ yếu suối Cho Mo, suối Ma Lâm, suối Ta la phụ lưu chúng Các suối có lưu lượng thay đổi theo mùa, dồi mùa mưa cạn kiệt mùa khô Nguồn nước ngầm nghèo nàn, nên việc cấp nước sinh hoạt khó khăn Điều kiện giao thơng đường nhìn chung tương đối thuận tiện cho việc thi cơng cơng trình sau Trong vùng có quốc lộ 27 B qua rải nhựa, từ quốc lộ vào cơng trình km đường đất cấp phối rộng SVTH: Phạm Thị Thu Hiền Lớp: 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành Kỹ thuật cơng trình 1.1.1 Điều kiện địa hình khu vực cơng trình đầu mối Địa hình khu vực cơng trình đầu mối lũng sơng hẹp, với độ rộng lòng suối trung bình thay đổi từ 50-100m Dọc theo lòng suối bãi cát cuội sỏi chạy từ thượng lưu đến hạ lưu Cao độ suối thay đổi từ (+141 m) đến (+137 m) Hai vai tuyến đập phần nhô sườn núi Sườn núi vai trái từ thượng lưu xuống hạ lưu dốc đều, có độ dốc trung bình 300-350 Phía tầng phủ tương đối dày, phía sát mép nước đá gốc lộ chạy từ thượng lưu đến tim tuyến Sườn núi bờ phải có độ dốc thoải từ 150-200 Phía thượng lưu hạ lưu tuyến sườn núi thoải, vị trí tim tuyến sườn núi dốc Chân núi sát mép nước đá gốc lộ chạy dài từ tim tuyến xuống phía hạ lưu, có chỗ đá lộ lòng suối Chiều dài đập khoảng 155m 1.1.2 Điều kiện địa chất cơng trình 1.1.2.1 Tuyến đập Theo kết nghiên cứu tổng hợp biện pháp khảo sát cho thấy địa tầng nghiên cứu tuyến đập bao gồm tầng phủ đá gốc với lớp theo thứ tự từ xuống sau: Tầng phủ: • Lớp 1a: Thành phần hỗn hợp cuội sỏi, cát, đá tảng màu xám vàng.Cuội sỏi chiếm 25-30%.Lớp phân bố dọc theo lòng suối từ thượng lưu đến hạ lưu, chiều dày từ 4-5m,nguồn gốc bồi tích lòng suối đại • Lớp 2a: Đất sét nặng – sét lẫn dăm sạn đá phiến serixit mềm bở, màu xám nâu, nâu đỏ,lớp phân bố hai bên sườn tuyến đập.Bên vai trái tuyến,lớp có chiều dày 4-5 m.Bên vai phải mỏng có chiều dày 0,5-1 m Nguồn gốc pha tàn tích khơng phân chia Đá gốc: Trong tuyến đập đá gốc trầm tích gắn kết hệ tầng La Ngà, tuổi Ju ra.Thành phần chủ yếu đá phiến serixit, màu xám, xám xanh, xám xanh sẫm Đá có cấu tạo phân lớp mỏng phân phiến, kiến trúc hạt mịn Đá gốc phân bố rộng rãi khu vực nghiên cứu , vai trái tuyến đập đá gốc phân bố độ sâu 4-5 m, vai phải đá gốc phân bố độ sâu 0,5-1 m lớp phủ tàn tích Đá phong hóa hồn tồn thành đất sét nặng, màu xám nâu, nâu đỏ lẫn nhiều dăm đá serixit mềm bở.Trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa Đới đá phong hóa mãnh liệt mạnh phân bố lớp pha tàn tích chủ yếu hai vai Chiều dày đới vai trái 6-7m, vai phải mỏng 0,5-1,5 m SVTH: Phạm Thị Thu Hiền Lớp: 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành Kỹ thuật cơng trình Đá phong hóa vừa màu xám, xám xanh Đá nứt nẻ vừa, khe nứt lấp nhét sét ôxit sắt màu vàng, nâu vàng Đá tương đối cứng Đới phong hóa vừa phân bố hai bên vai đập lòng suối Ở lòng suối đới phong hóa vừa nằm lớp cuội sỏi, chiều dày 2,5-3 m.Kết thí nghiệm ĐCTV cho thấy đới lượng nước đơn vị q = 0,025-0,032 l/ph.m Đá phong hóa nhẹ -tươi màu xám, xám xanh sẫm, nứt nẻ ít, cứng Đới phân bố hai vai lòng suối đá phong hóa vừa, lòng suối bề mặt đới nằm sâu 7-8 m Với đặc điểm nêu sườn núi hai bên vai dốc không đều, lũng suối hẹp, có dạng chữ U, sườn núi có dạng độ dốc khơng lớn, phủ lớp pha tàn tích, vai phải có chiều dày từ 0,5-1,5m,vai trái dày từ 4-5m Đá gốc lộ vai phải chân núi hai bên mép nước, thềm bồi tích bờ suối Đây vị trí có bề mặt địa hình thuận lợi cho việc bố trí cụm cơng trình đầu mối Về mặt địa chất, lớp cuội sỏi lòng sơng đáy thềm có tính thấm lớn gây nước qua đập, có chiều dày nhỏ ~ 4m nên cần bóc bỏ xây dựng đập.Vai trái đập đặt lớp lớp phong hóa mãnh liệt - mạnh nên cần ý mặt chống thấm.Vai phải sau bóc bỏ lớp mỏng pha tàn tích (deQ) lớp đá phong hóa mãnh liệt- mạnh vai đập gối trực tiếp lên đá gốc phong hóa vừa tương đối cứng Về khả thấm nước qua vai đập: sau bóc bỏ lớp đất phong hóa mãnh liệt -mạnh phần đá có giá trị q kiến 10-15m cần xử lý chống thấm SVTH: Phạm Thị Thu Hiền ≥ 0,03 l/ph.m,với chiều dày dự Lớp: 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành Kỹ thuật cơng trình Bảng 1-1:Bảng tiêu lý đất đắp đập Lớp 1a Lớp 1b Lớp 1c Lớp Lớp 2a Đá phong hóa hồn tồn Sét 1,5 15 22,6 12,5 19,5 Bụi 18 33 28,9 9,5 26 Cát 32,5 72 52 45,2 32,3 47,8 Sạn 59 3,3 45,7 6,7 Tên lớp Thành phần hạt (%) Chỉ tiêu 22,7 24 36,47 37,65 WP Chỉ số dẻo WN 17 17,92 23,36 24,69 5,7 6,08 13,11 12,96 Độ đặc B Độ ẩm thiên nhiên We (%) Dung trọng nhớt γ 0,614 0,951 -0,197 -0,135 20,5 23,7 20,67 14,8 22,59 1,71 1,84 1,84 1,87 Dung trọng khô γc (T/m3) 1,42 1,49 1,53 1,74 1,53 2,63 2,62 2,66 2,68 2,65 Độ rỗng n (%) 46,04 43,23 42,75 35,01 42,4 Tỷ lệ độ rỗng ε 0,853 0,761 0,749 0,54 0,808 Atterberg (%)Giới hạn Dăm Giới hạn chảy T lăn Giới W hạn Tỷ trọng A 2,67 Lực dính C (Kg/cm2) 0,06 0,1 0,15 0,1 0,16 Góc ma sát φ (độ) 26 12 14 13 15 14 0,023 0,028 0,034 0,028 0,022 5.10-4 2.10-5 5.10-5 3.10-4 3.10-4 Hệ số ép lún a (cm2/KG) Hệ số thấm K(cm/s) 2.10-2 1.1.2.2 Tuyến đập phụ Cơng trình đập phụ nằm khu vực yên ngựa suối Rua đường mòn từ Maty suối Rua thấp Hai bên vai đập sườn núi tương đối thoải Phía thượng lưu hạ lưu tuyến đập phụ địa hình tương đối phẳng Cao độ đỉnh yên ngựa +152m Địa tầng khu vực yên ngựa đập phụ bao gồm tầng phủ đá gốc: Tầng phủ: • Lớp 1c: Đất sắt nhẹ-rung màu xám, xám đen lẫn hữu cơ, trạng thái dẻo mềm, kết cấu chặt Phân bố bề mặt thượng lưu đập phụ, chiều dày 1-1,5m • Lớp 2: Đấ sét nặng lẫn dăm sạn đá phiến mềm bở, màu xám nâu, nâu đỏ Trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa - chặt Lớp phân bố bề mặt, lớp 1c, chiều dày từ -4m SVTH: Phạm Thị Thu Hiền Lớp: 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành Kỹ thuật cơng trình Đá gốc: Đá gốc đá phiến serixit, đá thuộc đới phong hóa hồn tồn Đới đá phong hóa mãnh liệt - mạnh thành đất sét nặng, màu xám nâu, nâu đỏ lẫn nhiều dăm sạn, đá phiến serixit mềm bở, trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa Đới đá phong hóa mãnh liệt - mạnh phân bố lớp pha tàn tích hai bên vai đập phụ 1.1.2.3 Tuyến đập phụ Tuyến đập phụ hai nằm khu vực yên ngựa đường mòn từ Maty suối Vơ Hai bên vai đập sườn núi tương đối thoải, phía thượng lưu hạ lưu tuyến đập phụ địa hình tương đối thoải Cao độ đỉnh yên ngựa + 154m Địa hình khu vực đập phụ bao gồm tầng phủ đá gốc: Tầng phủ: Lớp 2: Đất sét nặng lẫn dăm sạn đá phiến mềm bở, màu xám nâu, nâu đỏ Trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa - chặt Lớp phân bố bề mặt sườn núi hai vai phía thượng hạ lưu đập, chiều dày từ – 2m Đá gốc: Đá gốc đá phiến serixit, đá thuộc đới phong hóa hồn tồn Đới đá phong hóa mãnh liệt - mạnh thành đất sét nặng, màu xám nâu, nâu đỏ lẫn nhiều dăm sạn, đá phiến serixit mềm bở, trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa Đới đá phong hóa mãnh liệt - mạnh lộ hai bên sườn núi vai đập, phân bố lớp pha tàn tích đỉnh yên ngựa phía thượng hạ lưu tim tuyến 1.1.2.4 Đập phụ Tuyến đập phụ nằm khu vực yên ngựa đường mòn từ Maty suối Vơ Hai bên vai đập sườn núi tương đối thoải.Phía hạ lưu vai trái có vết sạt nhỏ cách tim tuyến khoảng cách 40m phía hạ lưu.Vết sạt phát triển lớp phủ pha tàn tích, chân vết sạt cắt vào đá gốc đá phiến serxit phong hóa mãnh liệt mạnh mềm yếu.Kích thước vết sạt: rộng 5-6 m, dài 40m bước sạt khoảng 2,5-3m, góc sạt gần dựng đứng Địa tầng khu vực đập phụ bao gồm tầng phủ đá gốc: Tầng phủ • Lớp 1b:Đất cát- sét, trạng thái dẻo mềm, kết cấu chặt vừa.Lớp phân bố dọc khe suối, chiều dày từ 0,5-1,0m • Lớp 2:Đất sét nặng, trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa-chặt.Lớp phân bố bề mặt sườn núi hai vai phía thượng lưu hạ lưu đập, chiều dày từ 2,0-2,5m Đá gốc: Đá gốc đá phiến serixit, đá thuộc đới phong hóa hồn tồn Đới đá phong hóa mãnh liệt - mạnh thành đất sét nặng, màu xám nâu, nâu đỏ lẫn SVTH: Phạm Thị Thu Hiền Lớp: 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành Kỹ thuật cơng trình nhiều dăm sạn, đá phiến serixit mềm bở, trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa Đới đá phong hóa mãnh liệt - mạnh lộ hai bên sườn núi vai đập, phân bố lớp pha tàn tích đỉnh yên ngựa phía thượng hạ lưu tim tuyến 1.1.3 Điều kiện địa chất thủy văn Nhìn chung khu vực nước ngầm nghèo nàn, chủ yếu nước tầng bồi tích đá gốc nứt nẻ 1.1.4 Điều kiện vật liệu xây dựng 1.1.4.1 Đất đắp đập, Tiến hành khảo sát thăm dò mỏ vật liệu xây dựng Vị trí địa tầng trữ lượng khai thác lớp đất mỏ sau: Mỏ 1: Vị trí nằm gần thơn Đá trắng, chạy dọc đường, cách tuyến đập khoảng 1,5km Mỏ VLXD đất phẳng, bề mặt lớp phủ khộp Mỏ có: • Diện tích 900.000m2 • Khối lượng khai thác: 1.470.000m3 • Khối lượng bóc bỏ: 270.000m3 Địa tầng lớp đất đá mỏ sau: • Lớp 1b: Đất cát – cát lẫn nhiều sạn sỏi, đáy lớp có cuội tảng, màu xám, xám vàng Cuội sỏi chiếm 30 – 35%, thành phần thạch anh cứng chắc, trạng thái dẻo mềm, kết cấu chặt vừa Lớp phân bố bề mặt chiều dày: 0,50,7m, có chỗ 1m • Lớp 2: Đất sét trung - nặng, màu xám nâu, nâu đỏ, nâu vàng, lẫn dăm sạn đá phiến vón két laterit Trạng thái nửa cứng - cứng, kết cấu chặt vừa Lớp phân bố đầu mỏ có tuyến kênh qua Chiều dày khai thác: 0,9 – 1,2m, chiều dày bóc bỏ 0,3m • Lớp 2b: Đất sét nặng – trung, màu xám, xám vàng, lẫn dăm sạn thạch anh Trạng thái cứng, kết cấu chặt, chiều dày – 1,5m Mỏ 2: Vị trí phía bên phải, dọc theo đường tơ vào trại giam sơng Cái, cách tuyến đập khoảng 6km theo đường ô tô Mỏ VL số nằm địa hình tương đối phẳng, bề mặt lớp phủ khộp Mỏ có: • Diện tích: 780.000m2 • Khối lượng khai thác: 1.120.000m3 • Khối lượng bóc bỏ: 270.000m3 SVTH: Phạm Thị Thu Hiền Lớp: 54LT-C2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành Kỹ thuật cơng trình Địa tầng lớp đất đá mỏ sau: • Lớp 1b: Đất cát-cát lẫn nhiều sạn sỏi, đáy lớp có cuội tảng, màu xám, xám vàng Cuội sỏi chiếm 30-35%, thành phần thạch anh cứng chắc, trạng thái dẻo mềm, kết cấu chặt vừa Lớp phân bố bề mặt chiều dày: 0,5-0,7m • Lớp 2: Đất sét trung - nặng, màu xám, xám vàng lẫn dăm sạn thạch anh Trạng thái cứng, kết cấu chặt, chiều dày: 1-1,5m Mỏ 3: Vị trí nằm hai bên, dọc theo đường ơtơ từ cầu Trà Co huyện Bắc Ái, cách tuyến đập khoảng 8km theo đường ơtơ Mỏ có: • Diện tích: 500.000 m2 • Khối lượng khai thác: 800.000 m3 • Khối lượng bóc bỏ: 550.000 m3 Địa tầng lớp đất đá mỏ sau: • Lớp 1b: Đất cát-cát lẫn nhiều sạn sỏi, đáy lớp có cuội tảng, màu xám, xám vàng Cuội sỏi chiếm 30-35%, thành phần thạch anh cứng chắc, trạng thái dẻo mềm, kết cấu chặt vừa Lớp phân bố bề mặt chiều dày: 0,5-0,7m • Lớp 2b:Đất sét nặng-trung, màu xám, xám vàng lẫn dăm sạn thạch anh.Trạng thái cứng, kết cấu chặt, chiều dày: 1-1,2 m • Đá gốc:Đá gốc đá Granit màu xám, xám trắng, xám vàng Cấu tạo khối kiến trúc poocfia, Đá phong hóa mạnh mềm yếu, Đá phong hóa vừa tương đối cứng chắc.Đá gốc phân bố lớp 1b lớp 2b Qua khảo sát ĐCCT có nhận xét sau: Các mỏ vật liệu nằm cách cơng trình khơng xa(