A. hệ thống cơng trình đầu mối
3.4.1 Cơng trình đầu mối
C.T.C
3.4.1. 1. Đập đất :
Đập cĩ mặt cắt dạng hỗn hợp nhiều khối, lõi giữa chống thấm, cĩ chân khay bố trí tại tim đập.
a. Xử lý nền :
Căn cứ vào kết quả khoan đào địa chất nền đập cĩ các lớp bồi tích, pha tàn tích (lớp 1, 2 ) và tầng phủ cĩ chiều dày mỏng, phân bố cục bộ với diện hẹp, các lớp này sẽ bĩc bỏ khi thi cơng. Chọn giải pháp đào chân khay cắt qua tầng đá phong hố mạnh thấm nớc lớn cắm vào đá nền phong hố vừa hoặc phong hố nhẹ nhằm giải quyết triệt để hiện tợng thấm qua nền đập là giải pháp hợp lý và an tồn nhất .
b. Các hình thức kết cấu thân đập:
Theo yêu cầu của Cục QLXDCT, Chúng tơi tiến hành rà sốt, kiểm tra lại các tài liệu khảo sát địa chất về vật liệu xây dựng đã lập ở giai đoạn NCKT và giai đoạn TKKT-TDT. Một lần nữa khẳng định lại nh sau:
- Trong giai đoạn NCKT các mỏ vật liệu VLA, VLB và VLC đã đợc thăm dị khảo sát cĩ trữ lợng và chất lợng ở cấp A là cấp dành cho thi cơng thể hiện ở: Khoảng cách thăm dị giữa các hố đào là 50-100m và khối lợng vật liệu đợc khảo sát là 1.600.000 m3 (gấp 3 lần yêu cầu của thiết kế là 500.000 m3).
- Tiến hành khảo sát cấp A mở rộng ở mỏ B và C, khảo sát thêm 2 mỏ F (trong lịng hồ) và mỏ E (làm mỏ dự phịng).
Căn cứ vào trữ lợng, chất lợng đất ở các mỏ khảo sát. Chúng tơi cĩ phơng án bố trí nh sau:
+ Đa các mỏ vật liệu B, Bmr, C, Cmr, F vào quy hoạch khai thác làm vật liệu đắp đập, mỏ vật liệu E ở xa, trữ lợng khai thác thấp, chỉ tiêu cơ lý khơng tốt nên khơng tiến hành khai thác.
+ Lớp 3a của mỏ vật liệu B và Bmr cĩ hàm lợng sét cao hơn (17,6 ữ25,6%), khả năng chống thấm tốt dùng để đắp khối chống thấm (Kt=1.10-5 cm/s).
+ Lớp 3c mỏ vật liệu F cĩ hệ số thấm và dung trọng lớn (Kt=5.10-5 cm/s) nên đa về khối hạ lu đập.
Trong hồ sơ TKKT-TDT chúng tơi đã tính tốn đến kết cấu đập 3 khối và 4 khối. Tuy nhiên qua việc tính tốn lại chính xác các chỉ tiêu cơ lý, trữ lợng của vật liệu xây dựng. Chúng tơi chỉ tập trung chính với đập kết cấu 2 khối và 3 khối để so chọn:
* Đối với mặt cắt đập 3 khối.
Khối 1: ở thợng lu, sử dụng đất đá đào mĩng để đắp đập. Khối lợng này chủ yếu là đá đào mĩng cĩ đờng kính lớn nhất Dmax≤ 40cm. Do cha cĩ thí nghiệm để xác định chỉ tiêu cơ lý của lớp đất này, nhng theo kinh nghiệm của một số cơng trình ở Thuận Ninh, Cam Ranh, Đồng Trịn dung trọng khơ đất đắp … γk≥ 2,0 T/m3.
C.T.C
Khối 2: Khối lõi chống thấm, sử dụng các lớp đất cĩ hệ số thấm ≤ 2.10-5 cm/s ở mỏ vật liệu B, Bmr để đắp đập lớp 3a cĩ các chỉ tiêu cơ lý nh sau:
+ Lớp 3a của mỏ VLB: γk≥ 1,75 T/m3, ϕ=100, C=0,15 kh/cm2, Kt=1.10-5 cm/s + Lớp 3a của mỏ VLBmr: γk≥ 1,75 T/m3, ϕ=130, C=0,14 kh/cm2, Kt=2.10-5 cm/s Khối 3: Bố trí ở hạ lu sau ống khĩi tiêu nớc, sử dụng lớp đất cĩ hệ số thấm ≥ 5.10-5
cm/s ở các mỏ vật liệu C, F. Chỉ tiêu cơ lý của lớp đất mỏ Cvà F nh sau:
+ Lớp 3b của mỏ VLC: γk≥ 1,76 T/m3, ϕ=150, C=0,15 kh/cm2, Kt=5.10-5 cm/s + Lớp 3c của mỏ VLF: γk≥ 1,80 T/m3, ϕ=170, C=0,15 kh/cm2, Kt=5.10-5 cm/s
* Đối với mặt cắt đập 2 khối.
Khối I: Khối chống thấm ở thợng lu đập, sử dụng các lớp đất cĩ hệ số thấm ≤ 2.10-5
cm/s ở mỏ vật liệu B, Bmr để đắp đập.
Khối II: Bố trí ở hạ lu sau ống khĩi tiêu nớc, sử dụng lớp đất cĩ hệ số thấm K≥ 5.10- 5 cm/s ở các mỏ vật liệu F và đất đá đào mĩng tràn.
Nh vậy mặt cắt đập nghiên cứu mang tính hợp lý về mặt kết cấu cũng nh quy hoạch bãi vật liệu.
c. Chọn mặt cắt đập thiết kế :
Khối lợng và mặt cắt 2 khối, 3 khối dựa trên cơ sở cấu tạo mặt cắt đảm bảo an tồn về ổn định thấm, trợt và cân đối vật liệu cĩ thể khai thác đợc trong khu vực.
Kết quả tính tốn cho thấy: Đối với đập 3 khối cĩ giá thành cao hơn (đập mặt cắt 2 khối giá trị xây lắp 20,08 tỷ đồng, cịn đập mặt cắt 3 khối là 21,13 tỷ đồng), và khĩ thi cơng hơn đập 2 khối. Tuy nhiên mức độ bảo đảm về an tồn về ổn định thấm, tr ợt lại cao hơn vì khối gia tải ở thợng lu cĩ dung trọng lớn, ngồi ra cịn chống đợc các tính chất đặc biệt của lõi giữa nh hiện tợng trơng nở, tan rã. Hơn nữa phạm vi sử dụng của đập 3 khối rộng rãi nh các cơng trình: Suối Dầu, Cam Ranh và hiện tại vẫn đang vận… hành tốt. Vì vậy chúng tơi kiến nghị chọn kết cấu đập 3 khối là phơng án xây dựng
cơng trình.
Tất nhiên các yêu cầu thi cơng phải đợc quy định chặt chẽ về bãi vật liệu, độ ẩm, dung trọng khơ chế bị, chiều dày lớp rải đầm và thiết bị đầm,... nhằm đảm bảo chất l- ợng đắp đập, để cho đập làm việc an tồn trong điều kiện bất lợi nhất .
Chi tiết cấu tạo mặt cắt đập xem bản vẽ : N0 359D-06-02-01A
3.4.1.2 Tràn xả lũ :
Trong giai đoạn TKKT-TDT chúng tơi đã nghiên cứu:
+ Tuyến tràn: Tuyến tràn cĩ thay đổi hớng tuyến cho phù hợp với điều kiện địa chất và bảo đảm an tồn vùng hạ lu đập đất khi tràn tháo lũ.
+ Cao trình ngỡng tràn đã hạ thấp so với NCKT là 1m (cao trình +167m) để tăng khả năng thốt lũ và hạ thấp mực nớc hồ khi cần thiết.
C.T.C
- PAI: Tràn 3x(7x5) m – Tiêu năng mặt. - PAII: Tràn 3x(7x5) m – Tiêu năng đáy. - PAIII Tràn 2x(7x5) m – Tiêu năng mặt. - PAIV: Tràn 3x(5x5) m – Tiêu năng mặt.
Theo ý kiến của cơ quan thẩm định, mĩng tràn đặt trên nền đá phong hố vừa nên mức độ đảm bảo an tồn là khơng cao và cĩ thể phát sinh thêm khối lợng xử lý nền mĩng trong quá trình thi cơng.
Chúng tơi đã tiến hành nghiên cứu thêm 2 phơng án bố trí cơng trình :
+ Phơng án IVa: Tràn mặt 3x5x5m, tiêu năng mũi phun, cao trình ngỡng tràn
+167, tim tuyến tràn cách tim khảo sát cũ 15m về phía vai đập.
+ Phơng án V: Tràn mặt 3x5x6m, tiêu năng mũi phun, cao độ ngỡng tràn +165, cĩ
tim tuyến tràn cách tim tuyến khảo sát cũ 15m về phía vai đập.
Kết quả tính tốn so sánh chọn bề rộng tràn kinh tế cho thấy với cơng trình hồ chứa nớc Sơng Sắt bề rộng tràn càng nhỏ thì vốn vốn đầu t xây dựng cụm cơng trình đầu mối là nhỏ và khơng tìm đợc điểm cho giá trị vốn đầu t nhỏ nhất. Xong để an tồn cho hồ chứa trong quá trình vận hành và khi gặp lũ kiểm tra hoặc lũ đặc biệt lớn cĩ thể xảy ra đề nghị chọn phơng án IVa: 3x5x5 m, tiêu năng mũi phun làm phơng án thiết kế xây dựng.
Với phơng án VIa thì giá thành cụm đầu mối nhỏ hơn so với tràn xả sâu, vẫn đảm bảo an tồn khi lũ cực hạn xảy ra và đơn giản trong quá trình vận hành.
Cấu tạo chi tiết tràn xả lũ xem bản vẽ N0 359D-06-03-04A.
Ngồi ra để đảm bảo an tồn cho đập đất, chúng tơi cũng đã tiến hành tính tốn điều tiết với lũ kiểm tra tần suất p= 0,2% cĩ Qmax= 1820 m3/s xác định đợc Qxả = 728 m3/s, mực nớc siêu cao +176,21m, với cao trình đỉnh đập chọn +176,70m hồn tồn đảm bảo an tồn cho đập đất khi cĩ lũ vợt tần suất thiết kế xảy ra .
3.4.1.3. Cống lấy nớc :
Cống lấy nớc đợc bố trí dới đập đất, phía vai bờ hữu đập. Giai đoạn TKKT này tuyến cống đợc bố trí dịch vào phía núi (cách 5m so với tuyến cũ) để thân cống hồn tồn nằm trên nền đá. Nớc sau khi lấy qua cống đợc đa vào kênh chính để cấp cho khu tới.
Trong TKKT-TDT chúng tơi đã nghiên cứu 3 hình thức: + Cống lấy nớc khơng áp.
+ Cống lấy nớc cĩ áp, khơng cĩ hành lang kiểm tra. + Cống lấy nớc cĩ áp , cĩ hành lang kiểm tra. .Kết quả tính tốn cho thấy:
+ Cống khơng áp BTCT: giá trị xây lắp 5,276 tỷ đồng. + Cống cĩ áp khơng hành lang: giá trị xây lắp 6,154 tỷ đồng. + Cống cĩ áp cĩ hành lang: giá trị xây lắp 10,096 tỷ đồng.
C.T.C
Đối với cống lấy nớc cĩ áp khơng hành lang kiểm tra giá thành khơng cao lắm, dịng chảy ổn định, tuổi thọ cơng trình cao khắc phục đợc nhợc điểm rị rỉ qua khớp nối và đợc áp dụng rộng rãi nh: Hồ Phú Xuân, Vạn Hội, Cam Ranh, Thuận Ninh, Suối Dầu… hiện đang hoạt động tốt. Chính vì vậy kiến nghị chọn phơng án cống cĩ áp khơng
hành lang làm phơng án thiết kế xây dựng.
Cấu tạo chi tiết cống lấy nớc các phơng án xem bản vẽ N0 359D-06-04-01,2,3A (Khối lợng và gía thành cống xem chi tiết tại báo cáo bổ sung N0 359D-05-BS01)