Mực nớc hồ chứa Bắc Bình bị khống chế bởi cao trình đặt tuốc – bin của Nhà máy Đại Ninh và để tận dụng hết cột nớc theo điều kiện địa hình khu vực nên MNDBT = 205m là cố định. Mực nớc hạ lu nhà máy sử dụng để tính toán các phơng án so sánh là 132m.
• Tuyến đầu mối:
- Đập dâng: Tuyến đập chạy theo hớng Đông - Tây cắt ngang dòng chính suối Matin, cách kênh xả nhà máy Đại Ninh khoảng 1.150m. Trong phạm vi khoảng 250m giữa tuyến đập địa hình tơng đối bằng phẳng có cao độ biến thiên từ 177m – 180m. Hai vai bờ là hai sờn núi, độ dốc trong khoảng từ 22o đến 30o. Cao độ đỉnh đồi bờ trái 325m, bờ phải 303m. Nền đập trong phạm vi lòng suối chủ yếu là lớp aQIV gồm sét lẫn cuội sỏi, tảng lăn có tính thấm lớn, chiều dày lớp này trong khoảng 12m. Lớp phủ trên hai vai bờ mỏng trong khoảng từ 2-3m, dới đó là đá vôi các mức độ phong hoá khác nhau.
Đập thuộc loại đập vật liệu địa phơng trên sét, cuội sỏi với chiều cao đập lớn nhất 31m, theo TCXD 285-2002, đập thuộc cấp 2. Chiều dài theo đỉnh 342m. Cao trình đỉnh đập 207,5m. Chiều rộng mặt đập 8m. Nền đập chủ yếu là lớp cuội sỏi lòng suối có chiều dày từ 12m đến 13m. Lớp phủ trong thân đập sẽ
đợc bóc bỏ từ 1m đến 2m. Bố trí một màng khoan phụt xi măng chống thấm gồm 3 hàng khoan. Chiều sâu khoan phụt 20m. Khoảng cách các hố khoan phụt là 3m.
Mái thợng lu đập có hai cơ tại cao trình 185m và 195m. Đê quậy thợng lu đợc kết hợp trong thân đập. Hệ số mái thợng lu từ cao trình đỉnh đến cơ 195m là 1:2,75, từ cơ 195m đến cơ 185m là 1:3,0; từ cơ 195m đến chân mái : 1:3,5. Mái thợng lu từ cao trình đỉnh đến cao trình 202m đợc gia cố bảo vệ bằng đá chọn lọc có chiều dày 0,7m.
Lăng trụ đá tiêu nớc hạ lu bằng đá đổ chọn lọc có cao trình đỉnh là 182,5. Hệ số mái thợng lu 1:1,5, hệ số mái hạ lu 1:2,0. Tiếp giáp giữa lăng trụ đá và đất đắp thân đập có tầng lọc với chiều dày 3m. Tầng lọc tiếp giáp giữa lăng trụ đá và nền đập có chiều dày 1,5m. Dọc các cơ mái hạ lu đập đều bố trí rãnh thoát nớc bằng đá xây,
- Đập tràn : Đợc bố trí bên sờn đồi bờ phải, tiếp giáp với đập dâng. Đập tràn 1 và đập tràn 2 đợc bố trí cạnh nhau.
+ Đập tràn 1: Nhiệm vụ của đập là xả lũ thiết kế. Công trình đầu mối thuộc cấp 2, lu lợng đỉnh lũ thiết kế ứng với tần suất p = 0,5% là Qmax = 270 m3/s. Lu lợng lũ kiểm tra ứng với tần suất p = 0,1% là Qkt = 404m3/s.
Đập tràn thuộc dạng đập tràn đỉnh rộng có cửa van cung gồm hai khoang. Kích thớc một khoang là 6m x 5m tơng ứng chiều rộng diện tràn 12,0m. Cao trình ngỡng tràn 200,00m. Giữa hai khoang tràn có bố trí trụ pin dày 2,0m. Chiều dài đầu tràn là 25,0m. Tiếp sau đầu tràn là dốc nớc, độ dốc dọc là i = 0,25, chiều dài 25,0m, cao độ đáy bể là 170,00m. Sau đó là kênh dẫn ra dòng chính suối Matin.
+ Đập tràn 2: Trong quá trình vận hành có thể xảy ra trờng hợp nhà máy Đại Ninh hoạt động bình thờng, nhng nhà máy Bắc Bình vì lý do nào đó không thể tiếp nhận hết lợng nớc đến. Hồ chứa Bắc Bình có dung tích khá nhỏ nên không có khả năng điều tiết. Trong trờng hợp này buộc phải xả tràn. Để thuận lợi cho quá trình vận hành, bố trí đập tràn 2 bên cạnh đập tràn 1.
Đập tràn 2 có dạng đập tràn đỉnh rộng không cửa. Cao độ ngỡng tràn 205m. Đập có hai khoang, chiều rộng mỗi khoang 18,0m ngăn cách bở một trụ pin có chiều dày 2m. Chiều dài đỉnh tràn là 20m, sau đó là dốc nớc với độ dốc i = 0,25. Cuối dốc nớc là bể tiêu năng nối liền với bể tiêu năng của đập tràn 1. Chiều rộng bể là 38m, chiều dài 25m. Cao độ đáy bể 170m.
Dới phạm vi nền của cả hai đập tràn đều có lới khoan phụt xi măng chống thấm nối tiếp với màng khoan phụt của đập dâng.
Khả năng xả đập tràn 2 đáp ứng đợc yêu cầu thiết kế.
So sánh các mực nớc hồ Bắc Bình trong các trờng hợp trên với mực nớc khống chế do cao trình đặt tuốc – bin của nhà máy Đại Ninh là 206,5m, cho thấy mọi trờng hợp đều thỏa mãn. Mực nớc 206,1m đợc chọn lựa làm Mực nớc gia cờng trong tính toán cao trình đỉnh đập là hợp lý. Trong các trờng hợp khác, để khống chế mực nớc tối đa của hồ chứa Bắc Bình tại 206,1m, sẽ sử dụng đập tràn 1 để xả lu lợng cần thiết.
• Tuyến năng lợng:
- Kênh dẫn vào-Cửa lấy n ớc : Đợc bố trí bên bờ phải dòng chính suối Matin, cách tuyến đập dâng 340m. Kênh dẫn vào có chiều dài 45m, chiều rộng 10m. Cao trình đáy kênh: 194m. Độ dốc kênh i = 0.001 do yêu cầu thoát nớc trong thời kỳ thi công. Kênh có mặt cắt hình thang. Phần kênh nằm trong đá phong hóa, hệ số mái đào kênh là m = 1,0. Trong phần kênh nằm trong đất, hệ số mái kênh m = 2,0. ứng với MNDBT = 205m, vận tốc dòng chảy trong kênh nhỏ chỉ khoảng 0,3m/s, nên không cần gia cố chống xói.
Cửa lấy nớc có cao trình ngỡng 195m, chiều rộng buồng thu là 6,8m, chiều cao tại cửa vào là 6,5m đợc thiết kế theo dạng hình ê-lip. Lới chắn rác đợc bố trí ngòai cùng có kích thớc 7,0 x 7,8m, kế đó là van sửa chữa 4,4 x 5,3m và sau cùng là van sự cố 4,4 x 4,9m. Van sửa chữa và van sự cố thuộc loại van phẳng. Vận hành van sửa chữa bằng cần trục chân dê và vận hành van sự cố bằng kích thủy lực.
- Đ ờng hầm: Tuyến đờng hầm áp lực nối tiếp với cửa lấy nớc chạy trong dãy núi bờ phải suối Matin. Đờng kính trong của đờng hầm là 4,5m.
Chiều dài đờng hầm tính từ cửa lấy nớc đến tháp điều áp là 2547,0m, độ dốc dọc i = 2,35%. Đờng hầm chạy qua vùng đá cát kết với chiều dài khoảng 1250m, phần còn lại của đờng hầm nằm trong vùng đá đa xít. Hầu nh toàn bộ tuyến đờng hầm đều nằm trong đá lớp II cứng chắc. Chiều dày lớp phủ đá tại đoạn đầu hầm khoảng 10m. Trong đoạn sau chiều dày lớp phủ đá biến thiên trong khoảng từ 45m đến 170m. Vỏ bọc bằng bê tông cốt thép có chiều dày 0,35m. Xung quanh lớp vỏ bọc bê tông có một màng khoan phụt gia cố với chiều sâu 3,0m. Một phần chiều dài đờng hầm có lới anke D = 25mm, chiều dài thanh 3,0m tại các đoạn cần thiết kết hợp với các kết cấu chống đỡ trong khi thi công đào hầm.
- Tháp điều áp: Tháp điều áp đợc thiết kế có dạng mặt cắt hình tròn, đ- ờng kính trong của tháp là 12m với diện tích mặt cắt 113m. Tháp thuộc loại tháp hình trụ đơn giản. Theo tính toán mực nớc dâng cao nhất trong tháp xả ra khi cắt tải toàn bộ tức thời là 224,01m, và mực nớc thấp nhất trờng hợp nhận tải toàn bộ tức thời là 190,2m. Theo điều kiện địa hình - địa chất, miệng tháp đặt tại cao trình 230m, cao hơn so với mặt bằng đào xung quanh 2m. Đoạn tháp nối với đờng hầm (từ cao trình 141,5m đến 139,5m) tháp có đờng kính 4,5m bằng đờng kính trong của đờng hầm áp lực. Vỏ bọc của tháp có chiều dày 1m bằng bê tông cốt thép.
- Đ ờng ống áp lực: Đờng ống áp lực đợc tính từ sau tháp điều áp đến trớc van tuốc - bin. Chiều dài toàn bộ đờng ống áp lực là 206m, trong đó đoạn ống rẽ nhánh vào các tổ máy có chiều dài 30m. Đờng kính trong của đ- ờng ống đến trớc đoạn rẽ nhánh là 4m đợc tính toán theo công thức của Fahlbusch áp dụng đối với đờng ống có vỏ bọc lót thép. Vỏ bọc đờng ống bằng bê tông cốt thép dày 0,4m, có lót thép dày 0,012m. Riêng đoạn ống rẽ nhánh có đờng kính trong 2,2m, chiều dày lót thép là 0,016m.
- Nhà máy-trạm phân phối: Nhà máy thuộc dạng hở đợc bố trí tại chân sờn núi có cao độ địa hình tự nhiên khoảng 160m. Nhà máy đợc thiết kế với công suất 33MW, gồm hai tổ máy. Cao độ sàn lắp máy là 145,00m. Cao trình đặt tuốc – bin là 130m. Phần lớn kết cấu nhà máy nằm trong vùng đá đa xít
cứng chắc. Cạnh nhà máy về hớng tây bố trí trạm phân phối điện ngoài trời với diện tích 60m x 80m. Đờng vào nhà máy đợc thiết kế theo tiêu chuẩn đ- ờng cấp IV miền núi, chiều rộng mặt đờng 5,5m, lề đờng 2 x 1m. Cấp tải trọng đối với cống và cầu trên đờng vận hành là H30-XB80. Bên cạnh đờng vào, cách nhà máy khoảng 350m là nhà Quản lý vận hành.
- Kênh xả: Sau nhà máy là kênh xả có chiều dài 3.100m, mặt cắt hình thang. Tại cửa ra nhà máy có cao trình 124,50m, trên khoảng chiều dài 100m, kênh có độ dốc ngợc i = 0.045% nâng dần lên đến cao trình 129m. Phần còn lại từ cao trình 129m đến cao trình 128m (nối tiếp với dòng chính suối Matin) có độ dốc i = 0.00033 với chiều dài 3.000m. Tuyến kênh đi qua các vùng địa chất khác nhau đợc tạm chia thành các đoạn nh sau:
- Đoạn 1: chiều dài 250m, kênh nằm hoàn toàn trong đá cứng chắc. Chiều rộng đáy kênh 15m, hệ số mái m = 1,0. Có bố trí một cơ rộng 3m tại cao trình 135m.
- Đoạn 2: chiều dài 1.600m, kênh nằm một phần trong vùng đá phong hóa và trong đất. Chiều rộng đáy kênh 15m, hệ số mái kênh m = 2.0.
- Đoạn 3: đoạn còn lại có chiều dài 1.250m. Trong đoạn này do địa hình xuống thấp để đảm bảo không bị tràn bờ khi nhà máy xả lu lợng thiết kế, chiều rộng đáy kênh đợc mở rộng ra 30m, hệ số mái m = 2,0.
Trên toàn bộ tuyến kênh, phần mái đào trong đất cao hơn cao trình 132m đều đợc trồng cỏ bảo vệ. Ngoài ra, dọc tuyến kênh có một số khu vực có các khe – rãnh xói cắt qua, địa hình xuống thấp. Tại các vị trí này kênh sẽ có mặt cắt đào - đắp và đợc gia cố bảo vệ bằng đá đắp lấy từ khối đào lòng kênh. Mái đắp 1:2,0, đỉnh của khối đắp có chiều rộng tối thiểu 5m.
b. Thiết bị cơ khí thủy lực
• Tuốc bin thủy lực (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tuabin thủy lực đợc chọn có các thông số kỹ thuật nh sau: - Công suất tuabin (NT) : 17.0 MW
- Cột nớc tính toán (HT) : 67.0 m
- Cột nớc min : 63.0 m - Đờng kính BXCT (D1) : 1.8 m
- Tốc độ quay đồng bộ : 333v/ph
- Hiệu suất tại (NT, HT) : 92.0% - Lu lợng tuabin (max) : 28.0m3/s
- Chiều cao xả (Hs) : -1.0m
- Trọng lợng : 60t
• Van tuốc bin
Trớc đầu vào buồng xoắn mỗi tuabin dự kiến bố trí một van tuabin với các thông số nh sau:
- Kiểu : Van bớm
- Đờng kính : 2.1 m
- Cơ cấu đóng/mở : Đối trọng/xilanh thủy lực
- Trọng lợng : 13 t
• Máy phát thủy lực
Tại nhà máy dự kiến đặt 2 máy phát trục đứng, đồng bộ, 3 pha với các thông số kỹ thuật nh sau:
- Công suất : 16.5 MW/19.41 MVA
- Hệ số cosϕ : 0.85 - Điện áp định mức : 11 kV - Vòng quay định mức : 333 v/ph - Hiệu suất định mức : 97.0% - Moment đà : 275 t.m2 - Trọng lợng máy phát : 175 t - Trọng lợng rôto : 80 t • Thiết bị phụ
Tại nhà máy dự kiến đặt các hệ thống thiết bị phụ cho các tổ máy nh sau:
- Hệ thống cấp nớc kỹ thuật - Hệ thống khí nén
- Hệ thống tháo cạn và tiêu nớc - Hệ thống dầu
- Hệ thống đo các đại lợng thủy lực
c. Thiết bị cơ khí thủy công
• Thiết bị tại đập tràn:
Đập tràn dự kiến có 2 cửa, kích thớc mỗi khoang tràn là (6x5)m. Cửa van làm việc của đập tràn dự kiến là loại cửa van cung. Trớc mỗi cửa van làm việc có khe phai để hạ cửa van sửa chữa khi cần thiết. Việc nâng hạ cửa van làm việc đợc thực hiện bằng máy nâng cố định. Cửa van sửa chữa đợc nâng hạ bằng cẩu di động. Ngoài ra, tại đập tràn còn dự kiến bố trí bãi sửa chữa, giá đặt cửa van, thiết bị thử cẩu.
Thông số của các thiết bị tại đập nh sau: (1) Cửa van làm việc
- Kiểu : cửa van cung
- Kích thớc (bxh) : 6.0 x 5.5 m
- Cột nớc thiết kế : 5.0 m
- Số lợng : 2 bộ
(2) Phai van sửa chữa (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Kiểu : phẳng trợt, nhiều đoạn
- Kích thớc (bxh) : 6.0 x 5.5 m
- Cột nớc thiết kế : 5.0 m
- Số lợng : 1 bộ
(3) Thiết bị nâng cửa van cung
- Kiểu : Tời điện
- Sức nâng : 2 x 5 t
- Số lợng : 2 bộ
Cửa lấy nớc có chức năng nhận nớc vào đờng hầm để cung cấp nớc cho 2 tuabin thủy lực đặt tại nhà máy thủy điện và chặn dòng chảy vào đ- ờng hầm khi có sự cố hoặc có nhu cầu xem xét, sửa chữa đờng hầm.
Thành phần thiết bị cửa lấy nớc gồm: lới chắn rác, cửa van sửa chữa, cửa van sự cố sửa chữa, thiết bị nâng hạ. Ngoài ra cửa lấy nớc còn đợc trang bị các thiết bị nh máy cào và vớt rác, kho van, bãi sửa chữa. Các thông số chính của thiết bị cửa lấy nớc nh sau:
(1) Lới chắn rác
- Kiểu : di động
- Kích thớc : 7.8 x 7.0 m
- Cột nớc tính toán : 3 m
- Số lợng : 2 (1dự phòng)
(2) Cửa van sự cố – sửa chữa
- Kiểu : phẳng trợt
- Kích thớc : 4.4 x 5.3 m
- Cột nớc tính toán : 10.0 m
- Số lợng : 1 bộ
(3) Cửa van sự cố – sửa chữa
- Kiểu : phẳng trợt
- Kích thớc : 4.4 x 4.9 m
- Cột nớc tính toán : 10.0 m
- Số lợng : 1 bộ
(4) Thiết bị nâng cửa sự cố
- Kiểu : xi lanh thủy lực
- Sức nâng : 60 t
- Hành trình : 5.5 m
- Số lợng : 1 bộ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
(5) Thiết bị nâng lới chắn rác và cửa van sửa chữa
- Kiểu : cẩu chân dê
- Nhịp : 6.5 m
- Số lợng : 1 bộ
• Thiết bị tại Nhà máy
Việc lắp đặt và tháo dỡ các thiết bị nâng tại nhà máy đợc thực hiện bằng cẩu chân dê và cầu trục với các thông số kỹ thuật nh sau:
- Kiểu : cầu trục
- Sức nâng : 100/20 T
- Khẩu độ : 13.5 m
- Số lợng : 1 bộ
• Thiết bị tại hạ lu Nhà máy:
Tại đầu ra ống xả tuabin sẽ bố trí các khe phai để hạ cửa van sửa chữa khi cần thiết. Các cửa van sửa chữa đợc nâng hạ bằng palăng điện; Gồm:
(1) Phai sửa chữa
- Kiểu : phẳng trợt
- Kích thớc : 2.35 x 2.40 m
- Cột nớc tính toán : 11.0 m
- Số lợng : 4 bộ
(2) Thiết bị nâng
- Kiểu : palăng điện treo trên dầm
- Sức nâng : 5 t
- Số lợng : 1 bộ
d. Thiết bị công nghệ phần điện:
Phơng án đầu nối NMTĐ Bắc Bình vào lới điện quốc gia đợc thiết lập dựa trên cơ sở:
• Quy mô phát công suất từ nhà máy (33MW)
• Kết cấu Lới điện hiện hữu trong khu vực
• Nguồn và Lới điện phát triển trong khu vực