Nghiên cứu lựa chọn công nghệ ngăn dòng sông có lưu lượng lớn, ứng dụng cho công trình thủy điện bản chát

LỜI CÁM ƠN Luận văn “NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ NGĂN DỊNG SƠNG CĨ LƯU LƯỢNG LỚN, ỨNG DỤNG CHO CƠNG TRÌNH THỦY ĐIỆN BẢN CHÁT” bắt đầu thực từ tháng 10 năm 2012, với nỗ lực thân động viên giúp đỡ nhiệt tình thầy cơ, đồng nghiệp, bạn bè gia đình tác giả hồn thành luận văn sau tháng thực Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Quốc Thưởng trực tiếp, tận tình hướng dẫn cung cấp thông tin cần thiết cho tác giả để hồn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Phòng Đào tạo Đại học Sau đại học, thầy cô giáo tận tâm giảng dạy q trình học tập để học viên có tảng kiến thức ngày hôm đồng thời giúp đỡ cung cấp tài liệu cần thiết để tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Phòng nghiên cứu trọng điểm quốc gia động lực học sông biển, anh, chị đồng nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện khơng thời gian mà cịn kiến thức thực tế để tác giả đem vào vận dụng luận văn Tuy nhiên, trình độ cịn hạn chế, số liệu cơng tác xử lý số liệu với khối lượng lớn nên thiếu sót luận văn khơng thể tránh khỏi, tác giả mong tiếp tục nhận bảo thầy ý kiến đóng góp quý báu bạn bè đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn./ Hà Nội, tháng năm 2013 Tác giả Vũ Mạnh Hùng LỜI CAM ĐOAN Tên : Vũ Mạnh Hùng Học viên : Lớp CH19C21 Nghành : Xây dựng cơng trình thủy Trường : ĐH Thủy lợi Tôi xin cam đoan luận văn tơi thực hướng dẫn PGS.TS Trần Quốc Thưởng với đề tài nghiên cứu luận văn “NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ NGĂN DỊNG SƠNG CĨ LƯU LƯỢNG LỚN, ỨNG DỤNG CHO CƠNG TRÌNH THỦY ĐIỆN BẢN CHÁT” đề tài nghiên cứu mới, không giống với đề tài luận văn trước khơng có chép luận văn Nội dung luận văn thể theo quy định, nguồn tài liệu, tư liệu nghiên cứu sử dụng luận văn trích dẫn nguồn Nếu xảy vấn đề nội dung luận văn này, tơi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm theo quy định Hà Nội, ngày tháng năm 2013 Người viết cam đoan Vũ Mạnh Hùng MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 T T I.Tính cấp thiết đề tài T T II Mục tiêu đề tài T T III Phạm vi nghiên cứu T T IV.Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu .2 T T Phương pháp tiếp cận .2 T T 2 Phương pháp nghiên cứu T T IV Nội dung luận văn T T CHƯƠNG T T NGĂN DỊNG THI CƠNG T T 1.1 Các phương pháp dẫn dịng thi cơng T T 1.1.1 Đắp đê quai ngăn dòng đợt T T 1.1.2 Đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt: .3 T T 1.2 Các phương pháp ngăn dòng tính tốn thủy lực ngăn dịng T T 1.2.1 Các phương pháp ngăn dòng: T T 1.2.1.1 Phương pháp lấp đứng (đổ lấn dần): T T 1.2.1.2 Phương pháp lấp (đổ toàn tuyến): T T 1.2.1.3 Phương pháp hỗn hợp: .7 T T 1.2.1.4 Một số phương pháp khác: T T 1.2.1.5 Thứ tự ngăn dòng: T T 1.2.2 Xác định thơng số tính tốn thiết kế ngăn dịng .9 T T 1.2.2.1 Chọn ngày tháng ngăn dòng: T T 1.2.2.2 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng: .10 T T 1.2.2.3 Xác định vị trí cửa ngăn dịng: 10 T T 1.2.2.4 Xác định chiều rộng cửa ngăn dòng: 11 T T 1.2.2.5 Đập ngăn dòng (băng két): 11 T T 1.2.3 Tính tốn thuỷ lực ngăn dòng .12 T T 1.2.3.1 Tính tốn lực tháo nước cơng trình dẫn dịng 13 T T 1.2.3.2 Tính tốn lưu lượng điều tiết tích lại lịng hồ q trình ngăn T dịng 14 T 1.2.3.3 Dự tính lưu lượng thấm qua kè đá ngăn dịng 15 T T Lưu lượng tháo cửa Q g dùng cơng thức sau để tính: .19 T R R T 1.3: Dẫn dòng ngăn dịng thi cơng số cơng trình xây dựng T nước 21 T 1.3.1.Dẫn dòng ngăn dịng thi cơng số cơng trình xây dựng Việt T Nam 21 T 1.3.2.Dẫn dòng ngăn dịng thi cơng số cơng trình xây dựng giới T 25 T 1.4 Kết luận chương 32 T T Tầm quan trọng cơng tác ngăn dịng thi cơng cơng trình thủy lợi thủy điện T T .32 Một số vấn đề cần đặt định hướng nghiên cứu 33 T T CHƯƠNG 34 T T TÍNH TỐN NGĂN DỊNG CƠNG TRÌNH THỦY ĐIỆN BẢN CHÁT 34 T T BẰNG CÔNG THỨC LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM 34 T T 2.1 Giới thiệu công trình thủy điện Bản Chát 34 T T 2.1.1 Khái qt quy mơ cơng trình [7] 34 T T 2.1.2 Hình thức cơng trình 35 T T 2.1.3 Điều kiện địa chất công trình .35 T T 2.1.4 Cấp cơng trình .36 T T 2.2 Công tác dẫn dòng thủy điện Bản Chát 39 T T 2.3 Tính tốn xác định thơng số thủy lực ngăn dòng 45 T T 2.3.1 Chọn tần suất thời đoạn ngăn dòng 45 T T 2.3.2 Xác định khả tháo qua cống dẫn dòng tiến hành giai đoạn ngăn T dòng 45 T 2.3.3 Tính tốn thơng số ngăn dịng cơng trình thủy điện Bản Chát .47 T T 2.3.3.1 Ngăn sông băng két thượng lưu .47 T T 2.3.3.1 Ngăn sông hai băng két thượng hạ lưu kết hợp 48 T T 2.4 Kết luận chương 58 T T CHƯƠNG 59 T T NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM NGĂN DỊNG THI CƠNG .59 T T CHO CƠNG TRÌNH THỦY ĐIỆN BẢN CHÁT 59 T T 3.1 Lý thuyết mơ hình thủy lực cơng trình .59 T T 3.1.1.Luật tương tự mơ hình thủy lực cơng trình 59 T T 3.2.Thiết kế mơ hình thủy lực ngăn dịng thủy điện Bản Chát 65 T T 3.2.1 Mục đích cơng tác nghiên cứu thủy lực ngăn sống mơ hình cơng T trình thủy điện Bản Chát 67 T 3.2.2 Chọn tỷ lệ mô hình 67 T T 3.2.3 Xây dựng hàm thực nghiệm 68 T T 3.2.4 Chọn vật liệu làm mơ hình 69 T T 3.2.5 Chọn vật liệu, phương tiện cho nghiên cứu thí nghiệm lấn sơng lấp sơng T .70 3.2.6 Bố trí thiết bị đo đánh giá sai số 70 T T 3.3.Các kết thí nghiệm mơ hình xác định yếu tố thủy lực [11] 74 T T 3.4.Phân tích kết nghiên cứu so sánh với tính tốn lý thuyết .83 T T 3.5.Lựa chọn phương pháp ngăn dòng, quy trình cơng nghệ thi cơng ngăn dịng thủy T điện Chát 84 T 3.6 Kết luận chương .85 T T KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87 T T I Kết luận 87 T T II Kiến nghị 88 T T III Một số vấn đề đặt hướng nghiên cứu tiếp 89 T T TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 T T T DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ biểu thị phương pháp ngăn dịng lấp đứng TU T U Hình 1.2:: Sơ đồ quan hệ v-t phương pháp hỗn hợp TU T U Hình 1.3: Sơ đồ phương án đắp đê quây thượng lưu trước .9 TU T U Hình 1.4: Sơ đồ bố trí cửa ngăn dòng (hạp long) 10 TU T U Hình 1.5: Sơ đồ bố trí vật liệu chống xói cửa ngăn dòng (hạp long) 11 TU T U Hình 1.6: Sơ đồ cấu tạo đập ngăn dòng – đê quây 12 TU T U Hình 1.7: Tính thấm qua kè, đổ theo lấp 17 TU T U Hình 1.8: Đường cong m Z o - ngăn dòng lấp đứng 20 TU R U RU T U Hình 1.9: Đường cong m Z o ngăn dòng lấp 20 TU R U RU T U Hình 2.1: Mặt lấp sông Nậm Mu – Thủy điện Chát 49 TU T U Hình 2.2: Mặt cắt ngang băng két thượng lưu lấp sông Nậm Mu – Thủy điện TU Chát 50 T U Hình 2.3: Mặt cắt ngang băng két hạ lưu lấp sông Nậm Mu – Thủy điện Chát 51 TU T U Hình 3.1a,b: Sơ đồ bố trí đo vận tốc cửa hạp long thượng hạ lưu – Phương án lấp TU sông hai băng két 72 T U Hình 3.1: Sơ họa hướng đổ vật liệu ngăn dòng .86 TU T U DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1:Hệ số thấm chảy rối vật liệu thả 17 TU T U Bảng 1.2:Lưu lượng thấm thực đo số cơng trình 18 TU T U Bảng 1.3 : Trình tự ngăn sơng Đà đợt 1- cơng trình thủy điện Hịa Bình 22 TU T U Bảng 1.4: Bảng thông số sơ đồ dẫn dịng thi cơng cơng trình thuỷ TU điện Sơn La - Chạy máy số năm 2010 24 T U Bảng 1.5: Khối lượng vật liệu dự trù dùng cho giai đoạn hàn 25 TU T U Bảng 1.6 : Ngăn dòng số cơng trình giới 26 TU T U Bảng 1.7 :Chỉ tiêu ngăn dịng số cơng trình 27 TU T U Bảng 2.1: Các thông số kỹ thuật tiêu cơng trình Bản Chát .36 TU T U Bảng 2.2: Các thơng số sơ đồ dẫn dịng 44 TU T U Bảng 2.3 : Kết tính tốn khả tháo nước cống dẫn dịng .46 TU T U Bảng 2.4 : Bảng dự trù khối lượng hợp long 53 TU T U Bảng 2.5 : Bảng dự tính nhu cầu thiết bị cho cơng tác hợp long 54 TU T U Bảng 2.4 :các thơng số tính tốn ngăn sơng nậm mu, PA băng két .55 TU T U Bảng 2.5 thông số tính tốn bk thương lưu ngăn sơng nậm mu, PA băng két TU T U .56 Bảng2.6 thơng số tính tốn bk hạ lưu ngăn sơng nậm mu, PA băng két 57 TU T U Bảng 3.1 Kết thí nghiệm ngăn sông nậm mu phương án 2, băng két thượng lưu TU T U .76 Bảng 3.2 Kết thí nghiệm ngăn sông nậm mu phương án 2, băng két hạ lưu 77 TU T U Bảng 3.3: Kết thí nghiệm lưu tốc phục vụ cho việc lấp sông 78 TU T U Bảng 3.5 :So sánh thông số ngăn dòng ngăn kênh hai băng két 83 TU T U Bảng 3.6 : So sánh đường kính viên đá ngăn kênh hai băng két 84 TU T U DANH MỤC ĐỒ THỊ Đồ thị 2.1: Quan hệ lưu lượng xả qua công trình dẫn dịng chênh lệch mực nước TU thượng hạ lưu q trình lấp sơng .46 T U Đồ thị 2.2 : Biểu đồ quan hệ V=f(D), V=f(B tb ), Z=f(B tb ), ngăn sông TU RU U RU U RU U RU U băng két .52 T U Đồ thị 2.3 : Biểu đồ quan hệ V=f(D), V=f(B tb ), Z=f(B tb ), ngăn sông hai TU RU U RU U RU U RU U băng két (Phần băng két thượng lưu) 52 T U Đồ thị 2.4 : Biểu đồ quan hệ V=f(D), V=f(B tb ), Z=f(B tb ), ngăn sông hai TU RU U RU U RU U RU U băng két (Phần băng két hạ lưu) 53 T U Đồ thị 3.1 : Biểu đồ quan hệ V=f(D), V=f(B tb ), Z=f(B tb ) thực nghiệm Băng két TU RU U RU U RU U RU U thượng lưu, ngăn sông Hai băng két 79 T U Đồ thị 3.2 : Biểu đồ quan hệ V=f(D), V=f(B tb ), Z=f(B tb ) thực nghiệm Băng két TU RU U RU U RU U RU U hạ lưu, ngăn sông Hai băng két 79 T U DANH MỤC HÌNH ẢNH Ảnh 1a:Tổng thể mơ hình cơng trình Bản Chát – nhìn từ thượng lưu 75 TU T U Ảnh 1b:Tổng thể mơ hình cơng trình Bản Chát – nhìn từ hạ lưu 75 TU T U Ảnh 1c: Vật liệu ngăn sông .80 TU T U Ảnh 2: Hàn giai đoạn: 81 TU T U B(hạp long) = 0; ∇(đê quai) = 367m .81 TU T U Ảnh 3: Giai đoạn hàn ở: 81 TU T U ∇(đê quai) = 367m; B(hạp long) = 10m 81 TU T U Ảnh 4: Hạp long hoàn toàn 82 TU T U Ảnh 5: Hạp long hoàn toàn 82 TU T U MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài Ngăn dịng cơng việc ngăn dịng chảy sơng chuyển dịng chảy sang cơng trình dẫn dịng Cơng tác ngăn dịng quan trọng có ý nghĩa quyệt định tới tiến độ xây dựng giá thành xây dựng cơng trình Khi chọn tuyến xây dựng đập, chọn phương án xây dựng hệ thống cơng trình đầu mối thủy lợi thủy điện, luôn phải xem xét đến phương án dẫn dịng ngăn dịng Đơi phương án dẫn dòng chi phối việc lựa chọn hình thức kết cấu cơng trình bố trí hệ thống cơng trình đầu mối Nếu cơng tác ngăn dịng mà thất bại làm chậm tiến độ xây dựng cơng trình tới năm thi cơng làm tăng giá thành xây dựng cơng trình Cơng tác ngăn dòng phụ thuộc vào nhiều yếu tố đặc biệt diễn biến lưu lượng sông Đối với cơng trình xây dựng sơng có lưu lượng lớn việc lựa chọn giải pháp cơng nghệ ngăn dịng thích hợp khơng định tới thành cơng cơng tác ngăn dịng mà cịn giảm đáng kể chi phí cho cơng tác ngăn dịng Trong thực tiễn xây dựng cơng trình sơng lớn nước ta cho thấy rõ việc lựa chọn phương pháp tính tốn ngăn dịng khơng đơn tính tốn theo cơng thức thực nghiệm hay lý thuyết mà cịn phải thực mơ hình vật lý Để giải vấn đề phức tạp việc lựa chọn phương pháp ngăn dòng hợp lý xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện học viên lựa chọn đề tài: “NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ NGĂN DỊNG SƠNG CĨ LƯU LƯỢNG LỚN, ỨNG DỤNG CHO CƠNG TRÌNH THỦY ĐIỆN BẢN CHÁT” Kết đề tài không giúp cho học viên giải vấn đề khoa học mà đáp ứng đòi hỏi thực tiễn ngăn dòng để xây dựng cơng trình thủy lợi – thủy điện II Mục tiêu đề tài Nghiên cứu lựa chọn công nghệ ngăn dòng hợp lý cho thủy điện Bản Chát, tạo sở cho việc áp dụng cơng trình khác có điều kiện tương tự Việt Nam III Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Cơng trình thủy điện Bản Chát IV.Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Phương pháp tiếp cận - Kế thừa kết nghiên cứu thực tiễn cơng tác ngăn dịng cơng trình thủy lợi thủy điện - Lý thuyết ngăn dịng ; phân tích Phương pháp nghiên cứu - Sử dụng phương pháp tổng hợp phân tích cơng tác ngăn dịng thực - Sử dụng phương pháp tính tốn lý thuyết - Sử dụng phương pháp mơ hình vật lý IV Nội dung luận văn Lời cám ơn Mở đầu Chương I: Tổng quan cơng tác dẫn dịng ngăn dịng thi cơng Chương II: Nghiên cứu sở lý thuyết tính tốn ngăn dịng thi cơng Chương III: Nghiên cứu thực nghiệm ngăn dịng thi cơng cho cơng trình thủy điện Bản Chát Kết luận kiến nghị 76 Bảng 3.1 Kết thí nghiệm ngăn sơng nậm mu phương án 2, băng két thượng lưu Cao trình đê quai trước cống dỡ đến 367 LL qua cửa hạp long (m3/s) Cao trình mực nước thượng lưu (m) Cao trình mực nước hạ lưu (m) Cao trình đáy sông (m) Chênh lệch bậc nước (m) Qth Qhl Ztl Zhl Zd ∆Z Vận tốc trung bình cửa hạp long (m/s) Vhl 62.91 1.50 269.39 369.73 369.41 363.00 0.36 1.63 0.12 333.80 81.52 2.00 250.28 370.22 369.80 363.00 0.42 1.90 0.16 16.25 333.80 94.65 2.50 236.55 369.83 369.70 363.00 0.53 2.05 0.21 13.42 333.80 107.00 3.50 223.30 370.85 369.90 363.00 0.95 2.45 0.27 7.71 333.80 132.18 6.50 195.12 371.52 370.30 363.00 1.22 3.40 0.30 6.76 333.80 138.15 6.75 188.90 370.08 368.74 363.00 1.3 3.60 0.35 4.12 333.80 127.00 7.00 192.80 371.92 370.43 363.00 1.49 3.90 0.35 Chiều rộng đáy cửa hạp long Chiều rộng trung bình cửa hạp long B(P) LL thiết kế ngăn sơng (m3/s) LL qua cơng trình dẫn dịng (m3/s) LL thấm qua băng két (m3/s) Btb Qngd Qdd 15 23.17 333.80 10 19.30 Đường kính viên đá cần thiết khơng trôi Vật liệu lấp sông D(m) D=0,3m D=0,5m 77 Bảng 3.2 Kết thí nghiệm ngăn sơng nậm mu phương án 2, băng két hạ lưu Cao trình đê quai trước cống dỡ đến 367 LL qua cửa hạp long (m3/s) Cao trình mực nước thượng lưu (m) Cao trình mực nước hạ lưu (m) Cao trình đáy sơng (m) Chênh lệch bậc nước (m) Qth Qhl Ztl Zhl Zd ∆Z Vận tốc trung bình cửa hạp long (m/s) Vhl 63.25 1.25 269.30 369.65 369.57 363.00 0.15 1.5 0.12 333.80 81.52 1.85 250.43 369.80 369.57 363.00 0.23 2.00 0.16 18.24 333.80 96.48 2.60 234.72 369.70 369.57 363.00 0.28 2.13 0.20 13.42 333.80 107.00 3.21 223.59 369.90 369.57 363.00 0.33 2.47 0.22 7.71 333.80 132.18 5.37 196.25 370.29 369.57 363.00 0.72 3.80 0.30 8.25 333.80 139.56 6.45 187.79 369.82 369.57 363.00 0.76 3.9 0.31 4.12 333.80 134.00 8.60 191.20 370.43 369.57 363.00 0.86 4.20 0.35 Chiều rộng đáy cửa hạp long Chiều rộng trung bình cửa hạp long B(P) LL thiết kế ngăn sông (m3/s) LL qua cơng trình dẫn dịng (m3/s) LL thấm qua băng két (m3/s) Btb Qngd Qdd 15 27.24 333.80 10 19.30 Đường kính viên đá cần thiết khơng trơi Vật liệu lấp sông D(m) D=0,3m D=0,5m 78 Bảng 3.3: Kết thí nghiệm lưu tốc phục vụ cho việc lấp sông U U Trường hợp: Đê quai trước cống dỡ đến cao trình 367 Q HK =333.80m3/s; B đ = 10.0m Trị số vận tốc điểm đo thủy trực (m/s) R STT Mặt cắt đo I II III Điểm đo thủy trực R P P R R Ghi Mặt 1.92 2.05 1.02 0.14 0.13 Giữa 2.15 1.75 0.16 0.35 0.27 Đáy 1.80 1.20 0.10 0.17 0.15 Mặt 2.17 2.77 1.48 0.15 0.31 Giữa 3.00 1.94 0.33 0.45 0.65 Đáy 2.16 1.17 0.48 0.44 0.28 Mặt 1.39 1.92 2.33 0.75 0.16 Giữa 1.42 1.95 2.31 0.48 0.10 Đáy 1.38 1.91 2.09 1.24 0.13 Trước băng két thượng lưu Sau băng két thượng lưu, trước băng két hạ lưu Sau băng két hạ lưu 79 z v (m) (m) (B~V) (B~Z) B (m) 25 20 15 (V~D) 10 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 D (m) Đồ thị 3.1 : Biểu đồ quan hệ V=f(D), V=f(B tb ), Z=f(B tb ) thực nghiệm Băng két thượng lưu, ngăn sông Hai băng két R z R R R v (m) (m) (B~V) (V~D) (B~Z) B (m) 25 20 15 10 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 D (m) Đồ thị 3.2 : Biểu đồ quan hệ V=f(D), V=f(B tb ), Z=f(B tb ) thực nghiệm Băng két hạ lưu, ngăn sông Hai băng két R R R R 80 Ảnh 1c: Vật liệu ngăn sông 81 Ảnh 2: Hàn giai đoạn: B(hạp long) = 0; ∇(đê quai) = 367m Ảnh 3: Giai đoạn hàn ở: ∇(đê quai) = 367m; B(hạp long) = 10m 82 Ảnh 4: Hạp long hoàn toàn Ảnh 5: Hạp long hoàn toàn 83 Nhận xét kết thí nghiệm : Khi ngăn dòng với lưu lượng Q =333,8m3/s mực nước hạ lưu Z HL = P P R R 369.57 m Vận tốc lớn chân băng két chuẩn bị tiếp giáp V max = 4,2 m/s R R + Công tác hàn thực theo phương án 2: “ Lấp cửa hàn cách đắp đồng thời trạch từ phía bờ trái, trạch nằm đường bao đê quai thượng hạ lưu giai đoạn 2” không gặp khó khăn Để hàn khẩu, cần loại đá có đường kính d = 30 ÷ 40cm, thiên an tồn dùng loại đá có đường kính d> 50cm + Tỷ lệ phần trăm vật liệu bị trôi trường hợp không đáng kể + Trong q trình hàn khẩu, lịng sơng khơng bị xói 3.4.Phân tích kết nghiên cứu so sánh với tính tốn lý thuyết So sánh thơng số vận tốc tính tốn lý thuyết thí nghiệm mơ hình thể bảng sau : Bảng 3.5 :So sánh thơng số ngăn dịng ngăn kênh hai băng két TT B Đáy 15.00 10.00 8.00 6.00 0.00 4.00 3.00 15.00 10.00 8.00 6.00 0.00 4.00 3.00 V hl (m/s) V hl (m/s) Thực nghiệm Tính tốn Băng két thượng lưu 1.630 1.63 1.86 1.90 2.050 2.06 2.430 2.45 3.310 3.40 3.560 3.60 3.900 3.94 R R Băng két hạ lưu 1.540 2.010 2.250 2.360 3.560 3.820 4.150 R R 1.54 2.00 2.03 2.47 3.80 3.90 4.20 Sai số (%) 0.2 2.2 0.2 0.8 2.7 1.1 1.0 0.2 0.5 9.8 4.7 6.7 2.1 1.2 84 Bảng 3.6 : So sánh đường kính viên đá ngăn kênh hai băng két TT Z D Thực nghiệm 0.19 0.30 0.35 0.41 0.76 0.81 0.90 0.11 0.16 0.19 0.21 0.35 0.37 0.40 D tt theo hàm TN 0.12 0.18 0.20 0.22 0.30 0.31 0.35 Sai số (%) 5.4 9.2 7.1 3.7 14.3 15.9 12.8 Nhận xét : Khi ngăn dòng phương pháp hai băng két thượng hạ lưu kết hợp phương pháp tính tốn lý thuyết sai số so với thực nghiệm mơ hình từ 0,2% tới 9,8% ứng với thơng số vận tốc cửa hạp long Từ 5,4 % tới 15,9% ứng với thơng số đường kính viên đá, điều cho thấy kết tính tốn thực nghiệm mơ hình chênh lệc khơng nhiều 3.5.Lựa chọn phương pháp ngăn dịng, quy trình cơng nghệ thi cơng ngăn dịng thủy điện Chát Căn vào quan sát trực tiếp mơ hình, vào vận tốc dòng chảy trước sau cửa hợp long ( đo lịng sơng ) cho thấy, q trình lấn dịng ngăn sơng, lịng sơng hạ lưu khơng bị xói lớn khơng ảnh hưởng đến q trình lấn dịng ngăn sơng Từ kết thí nghiệm trình bày cho thấy, quan hệ mực nước, độ chênh mực nước, lưu lượng, chiều rộng đáy, vận tốc trung bình dịng chảy cửa hợp long đường kính cỡ đá cần thiết q trình ngăn dịng trường hợp, đê quai trước cửa cống dỡ bỏ đến cao trình 367 có kết gần phù hợp với tính tốn theo phương pháp lý thuyết Công tác hàn lựa chọn thực theo phương án lấp đứng “Lấp cửa hàn băng két đê quai thượng lưu giai đoạn 2, tiến hành đắp hai trạch thượng hạ lưu đồng thời Con trạch nằm đường bao đê quai thượng lưu” thành công sử dụng hai loại đá, loại thứ có đường kính trung bình d = 0,3m, loại thứ hai có đường kính trung bình d = 0,5 m Từ thí 85 nghiệm mơ hình vật lý ta thấy Lượng vật liệu bị trơi q trình hàn ứng với hai loại đá dùng để lấp sông : Loại đá có đường kính trung bình d = 0,3m, tỷ lệ trơi 6% Loại đá có đường kính trung bình d = 0,5m, tỷ lệ trơi 14,5% Mái dốc thượng lưu, hạ lưu trạch lấp cửa hàn khẩu: Mái dốc thượng lưu xấp xỉ, gần với m = 1,25 R R Mái dốc hạ lưu xấp xỉ, gần với m = 1,43 R R Trong trình hàn khẩu, lịng sơng khơng bị xói lở lớn, khơng ảnh hưởng đến q trình hàn Trong q trình lấn sơng hay lấp sông hai băng két thượng hạ lưu , cần phải bố trí thiết bị quan trắc thường xuyên mực nước trước sau băng két để kịp thời điều chỉnh cường độ lấp sông cho phù hợp tạo chênh lệch mực nước hai băng két tương đương Nếu xảy tượng chênh lệc mực nước hai băng két lớn gây nhiều khó khăn cho việc đổ đá lấp sơng, lúc u cầu đường kính viên đá cao tính tốn 3.6 Kết luận chương Khi tiến hành hàn nên đổ vật liệu chếch phía thượng lưu trước, sau đổ phía hạ lưu để bồi trúc hoàn chỉnh mặt cắt ngang trạch (Sơ họa hình vẽ) Sau hồn chỉnh xong mặt cắt ngang ( khơng hồn chỉnh mặt cắt ngang cho với thiết kế dễ bị dịng thấm làm sạt lở lớn ) lại đổ vật liệu chếch phía thượng lưu trước, sau tiến hành đổ vật liệu phía hạ lưu để bồi trúc hoàn chỉnh mặt cắt ngang lần thứ hai, trình lặp lặp lại hàn xong 86 H­íng ®ỉ vËt liƯu Bs Hình 3.1: Sơ họa hướng đổ vật liệu ngăn dòng Giai đoạn đầu - giai đoạn thu hẹp sơ lịng sơng ( lấn sơng ) dùng đất, đá có đường kính trung bình d = 0,2 m ÷ 0,3 m Khi dịng chảy bị thu hẹp, lại chiều rộng đáy B đáy = 10 ÷ 11 m R R dùng đá hộc có đường kính trung bình d = 0,3 m lấp sông đồng thời hai trạch thượng hạ lưu Khi dòng chảy bị thu hẹp, lại chiều rộng đáy B đáy = R R 0m ( ứng với chiều rộng trung bình B tb = 7,71m ) thời điểm hai chân kè chạm đê R R quây dọc, để đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công tác lấp sông giảm tỷ lệ vật liệu bị trơi, nên dùng loại đá có đường kính trung bình d = 0,5- 0,6m ( từ B đáy = R R 0m lấp xong ) Phải gia cố đoạn đầu trạch đắp trước phía bên phải loại đá có đường kính trung bình d = 0,5- 0,6m Nếu khơng đến giai đoạn gần cuối hàn khẩu, trạch đắp trước dễ bị phá huỷ Phải tiến hành tốt cơng tác chống thấm, hồn chỉnh mặt cắt thiết kế đê quai trạch từ giai đoạn đầu ( giai đoạn thu hẹp lịng sơng sơ bộ), trình hợp long sau hợp long xong để tránh cố xảy chênh lệch đầu nước lớn sau hợp long (∆Z = 1,56m) Mặc dù theo kết thí nghiệm, q trình hàn khẩu, đá bị trơi khơng nhiều, song để đảm bảo an toàn nên có dự trữ cần thiết 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận Dẫn dịng thi cơng cơng tác khơng thể thiếu cơng trình thủy lợi thủy điện sơng Việc ngăn dịng đóng vai trị quan trọng định tiến độ hồn thành cơng trình ảnh hưởng lớn tới giá thành xây dựng cơng trình Cơng tác ngăn dịng phụ thuộc vào nhiều yếu tố thủy lực dòng chảy Việc xác định tính tốn xác thơng số thủy lực ngăn dịng , dự báo xói lịng sơng q trình ngăn dịng để thiết kế ngăn dịng đảm bảo u cầu kĩ thuật kinh tế cơng tác nghiên cứu thực nghiệm mơ hình vật lý đóng vai trò quan nhằm kiểm tra lại số liệu tính tốn phát số tượng thủy lực bất lợi để bổ sung vào thiết kế Qua tính tốn dựa sở lý thuyết nghiên cứu thực nghiệm mơ hình vật lý ngăn sơng cơng trình thủy điện Bản Chát tác giả có số kết luận sau: Đối với cơng tác ngăn dịng cơng trình thủy lợi thủy điện việc chọn phương pháp ngăn dòng việc lựa chọn cơng nghệ thi cơng ngăn dịng công việc mấu chốt quan trọng, thỏa mãn yêu cẫu kinh tế kĩ thuật Việc chọn ngày tháng lưu lượng ngăn dòng thích hợp cơng việc quan trọng Một số cơng trình thủy điện lớn có lưu lượng chênh lệch mực nước ngăn sông cao cần tính tốn kỹ lưỡng để lựa chọn phương pháp ngăn sông băng hét hay hai băng két thượng hạ lưu đồng thời Đối với két thi công đơn giản thuận lợi yêu cầu đường kính viên đá lớn, vận tốc hạp long, chênh lệch mực nước thượng hạ cao Còn phương án ngăn sơng hai băng két ngược lại Việc lựa chọn phương án ngăn dòng hai băng két đồng thời cần đặc biệt ý đến việc lập tiến độ thi công lấn lấp sông phải đảm bảo chiều rộng cửa hạp long hai băng két không làm tăng chênh lệch cột nước hai băng két Nếu băng két thượng lưu đắp nhanh so với băng két hạ lưu việc ngăn sơng hai băng két lại trở thành băng két, băng két hạ lưu đắp 88 nhanh cột nước hai băng két thượng hạ lưu lại tăng nhanh nước tràn qua băng két hạ lưu gây khó khăn cho cơng tác thi cơng Luận văn tập trung vào việc tính tốn thơng số thủy lực ngăn dịng nghiên cứu thực nghiệm mơ hình phương án Kết luận văn đạt được: Luận văn trình bày tổng quan cơng tác dẫn dịng thi cơng phương pháp tính tốn thủy lực Tính tốn thơng số thủy lực ngăn dịng đường kính viên đá ngăn dòng theo phương pháp lý thuyết, vẽ đường quan hệ q trình ngăn sơng Tiến hành nghiên cứu, thiết kế mơ hình vật lý cơng trình thủy điện Chát Nghiên cứu thực nghiệm hai mơ hình ngăn sơng băng két hai băng két thượng hạ lưu kết hợp từ lựa chọn phương án tối ưu mặt kinh tế kĩ thuật Rút thông số chênh lệch mực nước thượng hạ lưu vận tốc cửa hạp long hai thông số quan trọng cần phải xác định xác để tiến hành lập phương án thi công trường So sánh kết tính tốn theo phương pháp lý thuyết kết thực nghiệm mơ hình vật lý cho thấy sai số khoảng 16% Đề xuất phương án ngăn sông hai băng két thượng hạ lưu kết hợp vừa đạt yêu cầu kĩ thuật vừa thỏa mãn yêu cầu kinh tế II Kiến nghị Bổ sung vào tài liệu hướng dẫn thiết kế dẫn dịng thi cơng phần tính tốn thủy lực thí nghiệm mơ hình để kiểm chứng kết tính tốn cơng trình lớn có quy mơ cần phải u cầu ngăn sông phương pháp sử dung hai băng két thượng hạ lư kết hợp Cần nghiên cứu xây dựng hướng đổ vật liệu cho phù hợp để việc ngăn sông tiết kiệm vật liệu mà đảm bảo yêu cầu kĩ thuật, hạn chế mức tối đa vật liệu trơi 89 III Một số vấn đề cịn đặt hướng nghiên cứu tiếp Vấn đề đặt : Do điều kiện thời gian nghiên cứu hạn chế nên luận văn chưa đề cập tính tốn thơng số ngăn dịng nhiều mực nước hạ lưu khác xảy thực tế Tính tốn thí nghiệm với trường hợp phá vỡ đê quây thượng lưu cao trình khác Xây phải phân tích đầy đủ yếu tố hàm thực nghiệm để ứng dụng cho nhiều cơng trình khác Xây dựng tuyến thả vật liệu ngăn dòng phù hợp để hạn chết tối đa vật liệu bị nước trôi, lập quan hệ vận tốc, chênh lệch cột nước hướng thả vật liệu để ứng dụng cho cơng trình sau Định hướng nghiên cứu tiếp : Lập chương trình tự động hóa tính tốn thơng số thủy lực vẽ đường quan hệ trình ngăn dịng ứng với trường hợp Tính tốn khối lượng giá thành theo phương án cơng trình khác Phân tích đầy đủ yếu tố thực nghiệm để xây dựng chương trình tự động tính tốn cho cơng trình sau 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].Bộ xây dựng QCVN 04-05/2011 Cơng trình thủy lợi yêu cầu thiết kế, Hà Nội [2].Bộ NN&PTNT.TCVN 9610-2012 Cơng trình thủy lợi – u cầu thiết kế dẫn dòng xây dựng [3].Trường Đại học Thủy Lợi, NGƯT Nguyễn Đức Khoan -2009- Dẫn dịng thi cơng cơng trình thủy lợi thủy điện [4].Hồ Sỹ Minh (2007) Tính tốn thủy lực ngăn sơng Hà Nội [5].Nguyễn Danh Oanh (2003) Luận án tiến sỹ kĩ thuật, Hà Nội [6].Tổng công ty tư vấn điện (2005) Tổ chức xây dựng cơng trình thủy điện Sơn La [7].Tổng công ty tư vấn điện (2004) Tổ chức xây dựng cơng trình thủy điện Bản Chát [8 ].Trường đại học Thủy Lợi (2004) Giáo trình – Thi cơng cơng trình thủy lợi tập 1-2 Hà Nội [9].Trường đại học bách khoa Đà Nẵng(2007) Giáo trình – Thi cơng cơng trình thủy lợi tập 1-2 Đà Nẵng [10] Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam Thí nghiệm mơ hình thủy lực cơng trình PGS.TS Trần Quốc Thưởng [11] Viện khoa học thủy lợi Việt Nam – 2006 Báo cáo thí nghiệm cơng trình thủy điện Chát [12].IZBAS , 1974, Thủy lực chặn dịng sơng , Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [13] P.GKIXELEP (1988) Sổ tay tính tốn thủy lực, NXB Nơng Nghiệp ... việc lựa chọn phương pháp ngăn dịng hợp lý xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện học viên lựa chọn đề tài: “NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ NGĂN DỊNG SƠNG CĨ LƯU LƯỢNG LỚN, ỨNG DỤNG CHO CƠNG TRÌNH... lựa chọn cơng nghệ ngăn dịng hợp lý cho thủy điện Bản Chát, tạo sở cho việc áp dụng cơng trình khác có điều kiện tương tự Việt Nam 2 III Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Cơng trình thủy điện. .. trình diễn biến thủy lực dẫn dòng ngăn dòng nghiên cứu thực nghiệm mơ hình - Dẫn dịng ngăn dịng thi cơng thủy điện Sơn La Dẫn dịng thi cơng cho cơng trình thủy điện Sơn La – cơng trình thủy điện