a. Mô tả mục tiêu của dự án
Mục tiêu chính của Dự án thủy điện tích năng Đông Phù Yên là tham gia vào cơ cấu lại nguồn và phụ tải của hệ thống điện theo hướng tối ưu nhất, khắc phục tình trạng dư thừa điện năng vào giờ thấp điểm và cung cấp điện năng vào giờ cao
điểm. Đồng thời góp phần thúc đẩy sự phát triển kinh tế - xã hội của địa phương.
b. Khối lượng và quy mô các hạng mục dự án
* Các hạng mục chính
Dự án thủy điện tích năng Đông Phù Yên bao gồm các hạng mục công trình:
Đập và hồ chứa trên, tuyến năng lượng ngầm, đập và hồ chứa dưới.
1) Đập và hồ chứa trên
Hồ trên dự kiến là hồ nhân tạo bố trí trên mặt bằng có độ dốc thoải vây quanh là núi. Cao trình mực nước dâng bình thường: 885,00m; mực nước chết là 855,00m. Hồ có dung tích toàn bộ là 6,5 triệu m3 với diện tích mặt hồ là 0,26km2.
Cao trình đập đỉnh đập được thiết kế cùng một cao trình, cùng vật liệu mái thượng lưu đập là bê tông asphalt chống thấm. Đập được thiết kế với cao trình đỉnh tường chắn sóng là 891,5m; cao trình đỉnh đập là 890,00m.
Đập tạo bờ hồ được thiết kế có tham chiếu đến các đập đá đổ bản mặt asphalt. Mái thượng lưu là 1:2,0; mái hạ lưu là 1:1,5; chiều rộng đỉnh là 12m. Mái thượng lưu thoải hơn mái hạ lưu để tránh làm yếu lớp asphalt tươi trong quá trình thi công. Chiều dày bề mặt bê tông asphalt: chiều dày lớp hoàn thành bề mặt là 2mm; lớp chống thấm là lớp ngăn dòng thấm chính, thi công một lần, chiều dày 10 cm; lớp kết cấu làm phẳng móng của lớp chống thấm asphalt, yêu cầu làm phẳng và chặt với khả năng chống thấm, có thể thoát dòng thấm từ hồ chứa, chiều dày 2cm và thi công một lần. Chiều dày lớp thoát nước dưới bề mặt bê tông asphalt theo đặc tính công trình và theo mái dốc có chiều dày là 80cm đối với đáy, với mái bờ và đập CFRD có hệ số mái 1:2 thì chiều dày lớp thoát nước theo phương vuông góc với mặt mái là 89cm. Để tránh áp lực đẩy nổi bê tông asphalt do nước nhỏ giọt, yêu cầu hệ số thấm cho lớp thoát nước >1x10-2cm/s.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 26 Hồ chứa trên của công trình nhà máy thủy điện tích năng Đông Phù Yên có sự xuất hiện của hố sụt Karst, hoạt động xâm thực của hiện tượng Karst trong nền móng đá vôi và vôi sét. Bề mặt bê tông asphalt yêu cầu khắt khe đối với nền móng. Lớp đệm là giải pháp tối ưu để xử lý. Vật liệu sử dụng làm lớp đệm là đá xay hoặc sỏi, độ dày kiến nghị cho lớp đệm của công trình là 80cm. Đối với lớp đệm mái kiến nghị chiều rộng ngang là 2m. Hệ số thấm nước >1x10-2cm/s.
Dựa vào hình dáng và kích thước hồ chứa, bố trí 1 hệ thống hành lang chạy quanh chu vi đáy (chân mái dốc) và 2 hệ thống hành lang chạy vuông góc để chia nhỏ phạm vi thu nước hồ. Các hành lang được đánh độ dốc để thu nước về 2 hành lang bố trí ở phía Đông Bắc và Đông Nam của hồ chứa. Từ 2 hành lang này nước
được thoát ra ngoài. Ngoài ra, còn thiết kế 2 hệ thống ống thông hơi để cấp khí vào hệ thống hành lang thoát nước và quan trắc. Hình dạng hành lang kiểu chữ “U” ngược với kích thước thông thủy (bxh) = 2x2,5m.
2) Tuyến năng lượng
- Cửa lấy nước/cửa xả hồ chứa trên có dạng kiểu biên, được bố trí kiểu tựa bờ, trên nền đá nguyên khối IIA. Cửa lấy nước kết cấu bê tông cốt thép, gồm 2 cửa, mỗi cửa nối với một đường hầm. Cấu trúc được chia làm 4 khoang, mỗi khoang có chiều rộng thông thủy tại lưới chắn rác là 4,5m; tại vị trí lưới chắn rác chiều cao cửa là 8m. Cao trình ngưỡng cửa vào là 843,5m, cao trình đỉnh là 853,0m. Tổng chiều rộng cửa lấy nước là 25,5m, tổng chiều dài là 49,5m. Trên
đỉnh cửa lấy nước được bố trí một đoạn đê phá sóng (h = 1,5m) để ngăn khí không bị hút vào hầm gây ra khí thực trong các hạng mục hầm. Thiết bị trên cửa lấy nước chỉ bao gồm hệ thống lưới chắn rác, không bố trí thiết bịđóng mở lưới chắn rác và thiết bị vớt rác. Trước cửa lấy nước có kênh vào, cao trình đáy kênh tại cửa vào là 843,30m. Đáy và mái kênh được gia cố bằng một lớp đệm dăm cát dày 80cm và 1 lớp bê tông M250 dày 50cm.
- Tháp van thượng lưu
Do cửa lấy nước/ cửa xả hồ trên chỉđược bố trí hệ thống lưới chắn rác vì vậy phía sau cửa lấy nước, tại mỗi đường ống áp lực ngầm bố trí một tháp van phục vụ
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 27 công tác vận hành và đóng sự cố. Có 2 tháp van ngầm nối với 2 đường ống áp lực
đường kính 4,8m. Mỗi cửa van sự cố nâng hạ bằng một bộ máy nâng thủy lực sức nâng 180 tấn thông qua cần nối với cửa van. Tháp van kết cấu bê tông cốt thép thủy công M300. Cao trình đáy đường hầm tại vị trí tháp van là 836,75m, cao trình đỉnh tháp (cao trình sàn) là 890,00m, tháp cao khoảng 48,44m (tính từ nóc hầm).
Hình 1.4. Mặt bằng tổng thể bố trí các hạng mục công trình hồ trên
Đông Phù Yên
- Đường ống áp lực kiến nghịđược lót thép toàn bộ (lót thép từ cửa lấy nước
đến nhà máy). Hình thức đường ống thép chôn trong khối đá chèn bê tông M20. Vỏ
thép và khối đá cùng chịu toàn bộ áp lực bên trong; vỏ thép chịu toàn bộ áp lực từ
bên ngoài. Đường kính đường ống áp lực là D = 4,8m. Chiều dài đường ống áp lực từ cửa lấy nước đến nhà máy là 1180,00m theo phương dòng chảy. Khoảng cách trên mặt bằng là 855,00m. Chênh cao tính giữa điểm đầu đường ống và điểm cuối khoảng 665,00m. Tuyến đường ống được chia 5 đoạn.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 28 - Nhà máy thủy điện tích năng
Nhà máy được thiết kế chiều dày đá giữa nhà máy và phòng biến áp là 48m (tường đến tường); Khẩu độđào là 23m, của phòng máy biến áp là 19,7m.
Gian nhà máy được bố trí phía thượng lưu, kích thước LxBxH = 152,5x23x51,6m trong đó bố trí 4 tổ máy với 4 bơm-turbine Francis trục đứng công suất 300MW, khoảng cách giữa tim các tổ máy là 24m. Cao trình lắp máy để đảm bảo cột nước hút tĩnh (cột nước từ MNC của hồ dưới) là 80m so với MNC của hồ
dưới là 261m. Cao trình đáy nhà máy là 167m và cao trình đỉnh nhà máy là 218,6m.
Trên mặt bằng, tim gian nhà máy bố trí nghiêng so với tuyến đường ống áp lực một
góc 200. Sàn lắp ráp được bố trí phía bên phải của gian nhà máy, cao trình sàn lắp ráp
là 195m. Dầm cầu trục néo được bố trí trong nhà máy với cao trình dầm cầu trục là
206m. Hầm van được bố trí phía thượng lưu, tại cao trình 176,5m và mỗi tổ máy
được bố trí 1 van cầu. Phòng điều khiển trung tâm được bố trí bên trái gian nhà máy. - Bể áp lực và tháp van hạ lưu ống xả nhà máy
Bể áp lực là một phần của hầm xả giữa ống hút và tháp điều áp. Bể áp lực phía sau ống hút được bố trí có độ dốc ngược về thượng lưu là 5%. Bể áp lực chia làm 2 đoạn chính:
+ Đoạn 1 là đường ống được bọc thép nối từ ống hút tới chạc 3. Bốn đường hầm đường kính D = 4,4m nhập vào hai đường hầm đường kính D = 6,0m. Đoạn này gần nhà máy, có áp lực nước tĩnh 90 ÷ 106,4m được lót thép để chống thấm. Hình thức đường ống thép chôn trong khối đá chèn bê tông M20. Vỏ thép và khối
đá cùng chịu toàn bộ áp lực bên trong; vỏ thép chịu toàn bộ áp lực từ bên ngoài. + Đoạn 2 từ sau chạc 3 tới tháp điều áp là hầm có áo bọc bê tông cốt thép M30, dày 50 cm, đường kính D = 6,0m.
- Tháp van hạ lưu ống xả nhà máy nằm phía sau ống xả hạ lưu, cách tim các tổ máy 109,7m, thuộc đoạn 1 của bể áp lực, tại mỗi đường hầm bố trí một tháp van phục vụ công tác đóng sự cố hạ lưu bảo vệ tổ máy. Nối nhà máy với hầm giao thông là hành lang tháp có cao trình sàn là 195m. kích thước ngang BxH = 7,5x14,2m.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 29 - Tháp điều áp hạ lưu nhà máy được đặt cách tim tổ máy 320,0m. Đường kinh trong của tháp là D = 8m, đường kính họng cản là Dhc = 3,5m. Thiết kế cao trình đỉnh tháp là 286m (xây tường bê tông cao 2m tại vị trí giao thông vào tháp tại cao trình 284m, cao độ đỉnh tường sẽ là 286m); cao trình đáy tháp là 209m. Mực nước lớn nhất trong tháp là 285,00m, mực nước nhỏ nhất trong tháp là 212,00m.
- Hầm xả sau nhà máy có đường kính hầm xả nước D = 6,0m. Hầm xả nước
được bố trí thiết kế dài khoảng 2140m chia làm 3 đoạn:
+ Đoạn 1: còn gọi là đoạn bể áp lực. Bể áp lực và tháp van hạ lưu ống xả nhà máy. + Đoạn 2: Hầm xả đoạn này dài khoảng 1840m được nối trực tiếp với cửa xả hồ dưới. Hầm có đường kính D = 6,0m, độ dốc i = 3,56%. Kết cấu vỏ áo hầm là BTCT M30.
- Tháp van hạ lưu tương tự như tháp van thượng lưu, cuối hầm xả tại mỗi
đường hầm bố trí một tháp van phục vụ công tác vận hành và đóng sự cố. Có hai tháp van ngầm nối với 2 hầm xả đường kính 6,0m. Tháp van kết cấu bê tông cốt thép thủy công M30. Cao trình đáy đường hầm tại vị trí tháp van là 252,00m với
độ dốc i = 0%, cao trình đỉnh tháp (cao trình sàn) là 278,00m. tháp cao khoảng 22,20m (tính từ nóc hầm).
- Cửa lấy nước/cửa xả hồ chứa dưới (cửa xả) có dạng kiểu biên được bố trí kiểu tựa bờ, trên nền đá nguyên khối IIA. Cửa xả nước kết cấu bê tông cốt thép, gồm 2 cửa, mỗi cửa nối với một đường hầm. Cấu trúc được chia làm 4 khoang, mỗi khoang có chiều rộng thông thủy tại lưới chắn rác là 4,5m; tại vị trí lưới chắn rác chiều cao cửa là 8m. Cao trình ngưỡng cửa vào là 249,00m, cao trình đỉnh là 258,50m. Tổng chiều rộng cửa xả nước là 25,5m, tổng chiều dài là 49,5m. Trên
đỉnh cửa xả nước được bố trí một đoạn đê phá sóng (h = 1,5m) để ngăn khí không bị hút vào hầm gây ra khí thực trong các hạng mục hầm. Thiết bị trên cửa xả nước chỉ bao gồm hệ thống lưới chắn rác. Phía trên cửa xả xây dựng hệ thống cầu giao thông, cao trình cầu giao thông là 278,00m. Cửa xả nối với kênh xả, cao trình đáy kênh tại cửa vào là 249,00m. Mái đào tại khu vực cửa vào được gia cố băng hình thức phun vẩy xi măng M30 dày 10cm và hình thức đá lát khan dày 25cm.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 30 - Kênh xả hồ chứa dưới lợi dụng địa hình thấp của nhánh suối 1 một phụ
lưu của suối Vang, các thông số chính của kênh xả hồ dưới: Lưu lượng thiết kế
191,1m3/s (khi bơm); chiều dài kênh 470,5m; mực nước dâng bình thường 273,0m; mực nước chết 261,0m; Cao trình đáy đầu kênh 249,0m; chiều rộng kênh xả có biến đổi nhỏ nhất là 30m.
- Hệ thống đường hầm kỹ thuật, hầm giao thông, hầm thoát nước nhà máy + Hầm giao thông tiết diện (bxh) 9x7m; áo hầm là bê tông cốt thép M30 dày 50cm; diện tích thông gió là 20m2; tổng chiều dài là 1811,3m.
+ Hầm kỹ thuật tiết diện (bxh) 4,5x3,4m; áo hầm là bê tông cốt thép M30 dày 40cm; diện tích thông gió là 20m2; tổng chiều dài là 1440,8m.
+ Hầm thoát nước tiết diện (bxh) 3x3,5m; không có áo hầm, tổng chiều dài là 1850m.
3) Đập và hồ chứa dưới
- Hồ chứa dưới thủy điện tích năng Đông Phù Yên có nhiệm vụ tạo dung tích hữu ích 6,50 triệu m3 để cấp nước cho hồ trên. Cao trình mực nước dâng bình thường là 273,00m; mực nước chết là 261,00m. Hồ có dung tích toàn bộ là 10,97 triệu m3 với diện tích mặt hồ là 0,72km2.
Hình 1.5. Mặt bằng tổng thể bố trí các hạng mục công trình hồ dưới TĐTN
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 31 - Đập hồ dưới là đập bê tông toàn tuyến, đập tràn chính diện, tự do.
+ Đập dâng: đỉnh đập rộng B = 6m, cao trình đập là 278,00m. Mặt thượng lưu mặt hạ lưu và đáy đập sử dụng bê tông M20, độ dốc mái mặt hạ lưu là 1:0,85. Vùng thân đập sử dụng bê tông cốt liệu lớn Dmax=80mm, mác bê tông M15.
+ Đập tràn: nằm trong tuyến áp lực ở lòng sông. Đập tràn thực dụng tự do, không chân kiểu Cơ ri ghơ Ô phi xê rôp, bề rộng diện tràn B=40m, cao trình ngưỡng 273,0m. Phần mặt tràn cong bằng bê tông cốt thép CVC dày >2,0m, được bố trí một lớp thép mặt ngoài. Để tạo mối liên kết giữa bê tông mặt tràn và khối bê tông thân đập, bố trí các neo thép đặt sẵn trong khối bê tông M15, neo thép Φ20 CIII bước 1,5x1,5m, chiều dài 2,5m. Cuối đập tràn nối với mũi phun bán kính cong R=5m, góc ôm ở tâm là 79,640, góc hất mũi phun nghiêng 300 so với phương nằm ngang. Cao độ mũi phun là 228,0m. Đập tràn có chiều cao lớn nhất là 55,8m. Dọc theo hai biên của đập là 2 tường cánh bê tông cốt thép dày 1,0m, ngăn cách đập không tràn và đập tràn.
+ Dẫn dòng thi công: Cống dẫn dòng bên bờ trái, kích thước cống dẫn dòng là bxh = 3.0x4.0m, cao độ đáy cống là 222.0m, tổng chiều dài cống dẫn dòng là L=46,5m.
+ Đỉnh đập: Đỉnh đập có kết cấu bê tông M20 trên lớp thân đập bê tông mác M15, kết cấu lan can cao 1m. Cao trình đập đỉnh đập được thiết kế là 278m, chiều rộng đỉnh đập là 6m. Ngoài ra còn bố trí hệ thống đèn cao áp ở mép hạ lưu đỉnh đập và các rãnh ngang thoát nước về phía thượng lưu.
Bảng 1.5. Thông số chính của Dự án thủy điện tích năng Đông Phù Yên
TT Nội dung Đơn vị Công suất lắp máy (Nlm = 1200 MW)
1 Vị trí xây dựng Huyện Phù Yên, tỉnh Sơn La
Thông số chung Công suất lắp máy MW 1200 Lưu lượng thiết kế m3/s 239,2 Cột nước làm việc M 580 Thời gian đỉnh Giờ 7,0 2 Hồ trên MNDBT/MNC M 885/855 Chiều sâu M 30 Dung tích hữu ích M3 6,50x106 Dung tích toàn bộ M3 6,50x106
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 32
TT Nội dung Đơn vị Công suất lắp máy (Nlm = 1200 MW)
Chiều rộng đỉnh đập M 12 Mái thượng lưu 1(V) : 2,0(H) Mái hạ lưu 1(V) : 1,5(H) Cao trình đỉnh đập M 891,5 3 Hồ dưới Diện tích lưu vực Km2 16,7 MNDBT/MNC M 273/261 Chiều sâu M 12 Dung tích hữu ích M3 6,48x106 Dung tích toàn bộ M3 10,97x106 Diện tích mặt hồở MNDBT Km2 0,72 Loại đập - Bê tông trọng lực Chiều dài đỉnh đập M 151,15 Chiều rộng đỉnh đập M 6,0 Chiều cao đập M 60,8 Mái thượng lưu 1(V) : 0(H) Mái hạ lưu 1(V) : 0,85(H) Cao trình đỉnh đập M 278 Lũ kiểm tra (5.000 năm) m3/s 538 Lũ thiết kế (1.000 năm) m3/s 405 Kiểu đập tràn Tự do Dung tích bồi lắng M3 0,18x106 4 Tuyến năng lượng Loại cửa lấy nước Kiểu tựa bờ Kích thước cửa ra 1 (nxbxh) 4x4,5x8 Đường ống áp lực (nhánh/đường kính trong/chiều dài) Bậc thượng lưu Nhánh 1 Nhánh 2 1/4,8/1274,23 2/4,8/1205,60 Hầm xả hạ lưu Nhánh 1 Nhánh 2 1/6,0/2307,23 2/6,0/2323,64 Cửa xả Kiểu tựa bờ Kích thước cửa ra nxbxh 4x4,5x8
