Nghiên cứu ứng suất - biến dạng đường hầm thủy công thủy điện Nậm Toóng, Lào Cai bằng phương pháp phần tử hữu hạn

TONG QUAN VE DUONG HAM THỦY CÔNG

“rên thé giới tính đến thập kỉ 70 những nhà máy thủy điện có đường him dẫn nước có thé ké đến hàng nghìn, chỉ tính riêng Liên Xô đã xây dựng hơn 30 nhà máy thay điện. “Trên đây tác giả đã giới thiệu tông quan về đường hầm thủy công tại Việt Nam, trong dé có nêu một số dự án thủy điện cụ thể cổ sử dụng đường hằm thủy công Đường him thủy công có điều kiện làm việc trong môi trường tiếp xúc với nước.

CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KET CẤU DUONG HAM THUY CONG

Trong chương này tác giả đã trình bảy được các phương pháp tính toán kết cấu đường him, Trước đây khi chưa có công cụ máy tính để ứng dụng vào tinh toán sắc bài toán kết cấu đường him thì phương pháp giải tích là phương pháp tối a được sử dụng nó cho kết quả tính vẫn còn sai số tương đối lớn do đó nó ảnh. Cỏc loại phần tứ: phần từ thanh, phần từ tấm vừ - màng (ShelUPtưe), phần từ ứng suất phẳng - biến dạng phẳng - đổi xứng trụ, phần tử ba chiều Vật liệu: trong chương trình có thể phân tích với vật liệu đồng nhất tuyến tỉnh đẳng hướng, uyễn tính trực hưởng và vt liệu ph tuyển. ~ Khai báo các đặc trưng hình học (tết điện, chiều đầy..). - Gin tết điện cho phần tử. = Khai báo iên kết nỗi đất. = Khai bảo các trường hop tả trong. - Gin ti trọng cho phần tử đối với từng trường hợp ti trong: tải trọng bản. thân, tải trọng nút, tải trọng tập trung, tai trọng phân bổ đều, ải trong phân bố. - Tổ hop tai trong. ~ Khai bảo một số tham số cin thiết ham số để tin, in, hoặc tham số động).

ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHO ĐƯỜNG HAM DỰ ÁN THUY ĐIỆN NAM TOểNG

Theo mặt cắt địa chất công tình thi him đảo trong đoạn này vẫn trong đới đá IIB, nhưng đây cũng chi là những số liệu hỗ khoan chiều từ đoạn đường ống hở nên không loại trừ ham. Hệ số lệch tdi khi tính toán lớp lót đường him về độ bền và én định (trạng thải. giới hạn thứ nhất lấy theo bảng 4.3. Khi tính toán theo trạng thái giới hạn thứ. Hệ số lệch tải khi tính toán lớp lót đường him. STT Loại ải trọng lực tắc đụng Trsến Ap lực thẳng đứng của đ núi. sr Loại tải trạng lực tác dụng. Áp lực nước bên ngoai tác dung Len kết ed vỏ hằm thi ăn cứ vào công thức. P, là ỏp lực nước ng tỏc đụng lờn mặt ngoài của kết cấu vừ bằm kN/m2;. Ye làty trọng nước kN thông thường bằng 9.81 kN. Hla cột nước tác dụng tính từ đường mye nước ngắm đến tim đường him, m. Khi có hiện tượng nước bên trong thắm ra ngoài, thì ấy áp lực nước bên trong. Hệ số chiết giảm của áp lực nước bên ngoài. ‘Trang thai hoạt động | Ảnh hưởng nước ngằm di với bn ish pe của nước ngầm | định của đá bao quanh hằm. Vãch him khô rio Không ảnh hường Từ 0 đến 02 hoặc ẩm ớt. nước thắm hoặc nhỏ | ngắm lim giảm cường độ kháng cắt. giọt của mặt kết cấu làm cho thân đá. mềm yếu bị mém hóa thêm. Trang thai hoạt động | Ảnh hưởng nước ngằm đổi vai bn. của nước ngim | _ định của dé bao quanh him. Doe theo khe nút hoặc | Mặt kết cầu mém yêu có bùn bị nhết | T. mặt kết cấu mềm yếu | đầy các chất do nước ngầm tác xuất hiện nhiều nưc. của mặt dụng, cường độ kháng cị. Đối với đá cứng và phun ra thành tỉa. bề mặt kết cấu mềm | chèn nhét tạp chất, làm cho đá bị yếu có it nước dénh | phong hóa nhanh hơn, các đới mềm lên yếu đứt gãy bị mềm hóa thành bùn. và bị giãn nở, rơi rớt ra, va sản sinh. đồng chấy thình ông, phụt lên, có. áp lự thâm, đới mồm yêu mông bị đất gây. mềm yếu, có nhiều | cho khối dé bị phân lớp, khi đồ ấp nước chảy ngược lên _ | lực thắm đới mềm yếu và đứt gãy bị nứt thành đá bao quanh hằm bị sụt. Ap lực mii đá. Áp lve núi để được tính theo phương phip cin bằng tự nhiên do Prôôđiacanôp đề xướng. Theo đó đá núi được xem như là một th rồi quy ui, hệ số kiên fi Tr số fy cho từng loại đắt đá cho rong bảng 4.5. Hệ số kiến cố của các loại đắt đã. ‘quiczit ít cứng hơn loại trên, các loại sa thạch và đá vôi cứng nhất. Mức độ khói lượn lGóc ma sit. rắn chắc lá núi riêng trong tương|. Vô cùng it, bazan và các loại để 5. loại gani, pooefia thạc anh,. Rất cứng thạch sili rat cứng, các để is | 8s. số |Góc ma sát. Loại đá ni riêng ltrong tương. |đương đội Đã granit chặt và đá giống grani, các. Các đã vôi cũng, grant không cũng,. Cũng | cae sa thạch, cảm thạch. Tương đối Sa thạch thông thường, quặng sắt. cứng: thông thường. img | Digp thạch sột cứng, di vừi và di sa. trung bình | thạch không cứng, cuội kết mềm. Phiến thạch mém, đi với mềm, đã. “Tương đối) Dá vụn, điệp thạch vụn, sồi, cuội kết. Áp lực nước bên ngoài tác dụng lên kết ciu vỏ hằm thi căn cit vio công thức (4-1) để tính toán:. ', là áp lực nước ngằm tác dụng lên mặt ngoài của kết cầu vỏ him kN/m2;. là hệ số chiết giảm của áp lực nước bên ngoài, tra Bảng 4.4 để xác định;. He - là cột nước tác dụng tính từ đường mye nước ngắm đến tim đường him, m. Sau đây là tổng hợp kết quả tính toán. Bang 46 thing ké các ngoại lye tác dụng lên đường him trong các trường hợp tinh toán. Thống ké kết quả tinh lục tác dung lên đường him. Tính toán nội lực. trong đường him trong các trường hợp tính toán. Tinh toán nội lực được tính bằng phương pháp phan tử hữu hạn, sử dụng phần mm SAP 2000, Kết quả được tình bày theo bảng dưới đây, Ứng suất o6 dẫu ©) là cấu kiện chịu nén, (9 là chịu kéo.

So sinh với phương án thiết kế nhận thấy: đơn vị thiết kế sử dụng phương án gia cỗ bằng vì chống thép 120 va bê tông phun đối v trường hợp 1 và bê tông kết cS có đưa ra kết. Từ kết quả tính toán ứng suất biển dạng của đường him trong ha trường hợp như trên tác giả kiến nghị chọn phương án bổ trí kết cấu cho đoạn him qua đứt gay bộc IV như sau: Trong quá trình thi công cần bổ trí cúc vi chống và bê tổng gia. Tả lựa chọn các dạng mặt cắt him hợp lý và phù hợp với điều kiện thủy lực (dẫn được lưu lượng nước thiết kế) cũng như khả năng chịu lực đảm bảo sự làm việc.

+ Si sự giúp đỡ của máy tỉnh, số lượng phần tử trong phương pháp có thể rit lớn, điều này rất thuận lợi để khống chế kết quả, bởi vì khi số phần ử lớn biểu đồ nội lực trong kết cầu càng liên tục và cho kết quả cảng chính xác. - Trong luận văn này tác giá đã dua nghiên cứu trạng thi ứng suit biển dạng đường him dẫn nước vào nhà máy thùy điện Nam Toóng - Lào Cái, kết qua tính toán này còn cổ thể ấp dung vào thực t& cho các công trinh có tuyén đường him,. ~ Tác giả mới chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu lý thuyết dựa trên các tải liệu về địa chit thụ thập được của dự án, Trên thực ế côn rất nhiều vẫn đề phức tạp có thể phát sinh trong thực tế thi công mà tác giả chưa nắm hết được.

Nếu chia đường him càng nhiều đoạn nhỏ tinh toán kết cấu mặt cất thi bên cạnh việc số lượng tính toán tăng lên rất nhiễu chúng ta sẽ thu được các kết quả tính toán chỉ tiết hơn, qua đó có nhiều lựa chọn mặt cắt co các đoạn. Diy là một dé ti có ý nghĩa lớn trong thực ế, việc sử dụng đường him dẫn nước ở các nhà mấy (hủy điện nh là rất phổ biển, kết quả của đề tải là ền đ quan trọng để tác giả tiếp tục nghiên cứu mở rộng các đối tượng khác ngoài đường hhim din nước của các công trình thủy lợi, thủy điện côn có ác công trình ngằm, mêto, không gian ngằm đang được sử dung rit nhiều hig. Trong phạm vi luận văn chưa đưa ra hưởng của động đất tới đường him thủy công, đo đó nếu có điều kiện nghiên cứu mỡ rộng tgp theo tác giả sẽ nghiên cứu tới ảnh hưởng của động đất tới rạng thái ứng sut biến dang đường him thủy công.