A. hệ thống cơng trình đầu mối
3.3.2 Phân tích lựa chọn phơng án :
Kết quả tính tốn xác định thơng số kỹ thuật của cụm đầu mối xem bảng 3-9.
Bảng thơng số kỹ thuật các phơng án
Bảng 3-9
TT Thơng số kỹ thuật Đơn vị PAI 3x(7x5) PAII 3x(7x5) PAIII 2x(7x5) PA IV 3x(5x5) PA IV a 3x(5x5) a Hồ chứa 1 Diện tích lu vực Km2 137 137 137 137 137
2 Mực nớc dâng gia cờng kiểm tra m 175.34 175.34 176.21 176.08 176.08
3 Mực nớc dâng gia cờng thiết kế - 174.10 174.10 174.86 174.74 174.74
4 Mực nớc dâng bình thờng - 172.00 172.00 172.00 172.00 172.00 5 Mực nớc chết - 159.00 159.00 159.00 159.00 159.00 6 Dung tích tồn bộ Vhồ 106m3 50.89 50.89 50.89 50.89 50.89 7 Dung tích hữu ích Vhi - 47.70 47.70 47.70 47.70 47.70 8 Dung tích chết Vc - 3.19 3.19 3.19 3.19 3.19 9 Diện tích mặt thống hồ (MNDBT) Ha 680 680 680 680 680
10 Chế độ điều tiết Điều tiết năm
b Cụm cơng trình đầu mối
I Đập Đất 1 Hình thức đập Hổn hợp nhiều khối 2 Cao trình đỉnh đập m 175.90 175.90 176.80 176.70 176.70 3 Cao trình gờ chắn thợng lu - 176.50 176.50 177.40 177.30 177.30 4 Chiều dài đỉnh đập - 358.00 358.00 377.00 375.00 375.00 5 Chiều cao đập lớn nhất - 30.00 30.00 31.00 30.90 30.90 6 Hình thức tiêu nớc hạ lu đập Đống đá tiêu nớc
7 Cấp cơng trình dâng nớc Cấp III
8 Hệ số mái thuợng - hạ lu đập TL 1:3.0,1:3.5,1:4.0; HL 1:2.5,1:3.0,1:3.5 II Tràn xả lũ 1 Hình thức tràn Tràn cĩ cửa,tiêu năng mặt Tràn cĩ cửa,tiêu năng đáy Tràn cĩ cửa,tiêu năng mặt Tràn cĩ cửa,tiêu năng mặt Tràn cĩ cửa,tiêu năng mặt
C.T.C 2 Cao trình ngỡng tràn m 167.00 167.00 167.00 167.00 167.00 3 Cột nớc tràn thiết kế - 7.10 7.10 7.86 7.74 7.74 4 Kích thớc đập tràn - 3x(7x5) 3x(7x5) 2x(7x5) 3x(5x5) 3x(5x5) 5 Lu lợng xả lũ thiết kế m3/s 739 739 574 601 601 6 Chiều rộng dốc nớc m 24.6 24.6 15.80 18.60 18.60 7 Độ dốc dốc nớc % 12 12 12 12 12 8 Chiều dài dốc nớc m 63.4 63.4 63.4 63.4 63.4
9 Chiều dài kênh xả - 230 230 230 230 230
III Cống lấy nớc 1 Hình thức cống Cống ống thép ,chảy cĩ áp 2 Cao trình ngỡng cống m 156.50 156.50 156.5 156.5 156.5 3 Đờng kính ống cống Φ - 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 4 Chiều dài cống - 110 110 115 115 115 5 Độ dốc cống % 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
6 Lu luợng tháo thiết kế m3/s 4.50 4.50 4.50 4.50 4.50
Khối lợng các phơng án xem bảng tổng hợp các phơng án thiết kế giai đoạn TKKT – TDT.
Căn cứ kết quả tính tốn khối lợng, giá thành của các phơng án nghiên cứu nêu trên, nhận thấy phơng án IVa cĩ các đặc điểm sau đây:
+ Giá thành cụm cơng trình đầu mối nhỏ hơn so với tràn xả sâu. + Vẫn đảm bảo an tồn khi lũ cực hạn xảy ra.
+ Đơn giản trong quá trình vận hành.
+ Bám sát với nội dung trong quyết định phê duyệt NCKT.
Chúng tơi đề nghị chọn qui mơ cơng trình đầu mối theo phơng án IVa với tràn cĩ cửa van cung 3x5x5m, tiêu năng mũi phun, làm phơng án thiết kế xây dựng.
C.T.C
Thơng số Điều tiết năm
Phơng án PA1 PA2 PA3 PA4 PA4a PA5
Chiều rộng tràn 3x5x7m 3x5x7m 2x5x7m 3x5x5 3x5x5m 3x5x6m Tiêụ năng TNM TND TNM TNM TNM TNM Cao trình ngỡng tràn 167 167 167 167 167 167 Cao trình đỉnh đập đất 175,9 175,9 176,8 176,7 176,7 176,4 MNDBT 172 172 172 172 172 172 MNGC TK 174,1 174,1 174,86 174,74 174,74 174,36 Khối lợng Đất đào 18 772 20 662 17 442 17 912 22 956 24 334 Đá đào 264 600 286 870 231 628 241 674 256 420 284 600 Đất đắp 414 986 420 296 465 501 460 787 460 787 439 801
- Khối 1( khối thợng lu) 130 523 130 523 144 878 143 429 143 429 136 693
- Khối 2( khối chống thấm) 156 551 156 551 174 102 172 163 172 163 164 078
- Khối 3 (Khối hạ lu) 115 393 115 393 132 612 131 286 131 286 125 121
Đất đắp đầm nện kỹ, cấp phối 10 959 10 959 11 483 11 431 11 431 11 351
Bê tơng cốt thép M200 9 457 13 552 8 042 8 551 8 341 8 707
Bê tơng M150 743 853 838 831 833 823
Bê tơng lĩt M100 720 1 250 523 583 585 585
Bê tơng nhựa đờng 231 231 251 249 249 249
Đá xây vữa các loại 7 863 8 033 8 388 8 321 9 643 8 933
Vữa lĩt, vữa trát M100 223 223 238 236 236 234 Gạch xây vữa M50 50 50 50 50 50 50 Đá dăm, đá ba các loại 8 220 8 220 9 417 9 358 9 358 9 299 Đá hộc đống đá 1 390 1 390 1 659 1 642 1 642 1 630 Dăm sỏi lọc 6 686 6 796 7 230 7 160 7 160 7 110 Cát lọc 24 057 24 137 23 906 23 670 30 957 30 349 Trồng cỏ 20 997 20 997 22 992 22 767 22 767 22 557 Khoan tạo lỗ D63mm 421 511 321 321 321 321 Cốt thép các loại 682,5 971,0 575,5 616,5 599,5 625,5 Thiết bị cơ khí 199,0 199,0 157,0 167,0 157,0 173,0 Vốn xây lắp (106 đ) 61 .114,4 69. 371,1 58.104,0 59. 574,49 60. 332,0 64 .970,46 3.4 Qui mơ cơng trình đầu mối - phơng án đề nghị (Phơng án IVa).
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)
3.4.2 Các hạng mục khác :
3.4.2.1 Đờng thi cơng kết hợp quản lý :
Điểm xuất phát (Ko) của đờng thi cơng quản lý cơng trình đợc tính từ ngã ba của đ- ờng vào bản Ma Hoa và đờng đi vào đầu mối hồ Sơng Sắt, điểm cuối (Kc) giáp đến tràn xả lũ. Chiều dài tuyến đờng từ Ko - Kc : 3.805m, gồm cĩ :
- Đoạn từ Ko đến K3+282 : cải tạo và nâng cấp đờng cũ, chiều rộng mặt đờng 7m, tạo độ dốc ngang i = 4%.
- Đoạn từ K3+282 đến Kc : đờng làm mới, chiều rộng mặt đờng 7m, độ dốc ngang i = 4%.
- Cơng trình trên đờng : cĩ 12 cơng trình, trong đĩ : - Cống tiêu làm mới : 4 cái.
- Cống tiêu cũ tận dụng lại : 6 cái. - Cầu bê tơng cũ tận dụng lại : 2 cái.
Cấu tạo chi tiết của đờng thi cơng kết hợp quản lý xem các bản vẽ : No 359D-06- 10-01 và No 359D-06-10-02.
3.4.2.2 Thiết bị cơ khí. a. Tràn xả lũ:
Tràn xả lũ cĩ các thiết bị cơ khí chính nh sau :
- Cửa cung : cấu tạo bằng thép, kích thớc cửa 5x5m, với số lợng 3 cửa. - Cửa phai : cấu tạo bằng thép, đĩng mở vận hành bằng cần trục điện.
- Hệ thống đĩng mở cửa cung : đĩng mở bằng tời điện ( cĩ nghiên cứu phơng án