7.1. Ý NGHĨA VÀ NHIỆM VỤ CỦA TÍNH TOÁN ÓN ĐỊNH VÀ KÉT CẤU NMTĐ
Một trong những yêu cầu quan trọng đối với NMTD là phải đảm bảo sự én định cũng như độ bền để nhà máy làm việc bình thường trong nhiệm vụ sản xuất
điện năng. Việc tính toán lu NMTD trong chương này tập trung vào các dạng NMTD kiểu khi
Tính ổn định và kết cầu của NMTĐ bao gồm các nÌ
~ Kiểm tra áp lực trên nền bao gồm ứng suất giới hạn tiếp xúc và sức chị
của nền;
~ Tính toán ôn định chống trượt NMTP, đặc biệt là đối với các NMTD kiểu
lòng sông là một phần của công trình ding nước trên tuyến áp lực, chịu áp lực của áp lực nước thượng, ha lưu, áp lực thấm và đây nỗi;
~ Tính toán độ bền chung (ứng suất, dạng) của tổng thể kết cấu nhà máy;
~ Tính toán độ bền cục bộ (các cấu kiện) của NMTD.
Việc tính toán trên phải dựa vào các tiêu chuẩn tính toán, thiết kế các công.
trình thủy lợi - thủy điện hiện hành.
7.2. ĐƯỜNG VIÊN DƯỚI ĐÁT VÀ GIÁ CÓ THƯỢNG LU'U CUA NMTD KIEU LONG SÔNG
Đối với NMTD kiểu lòng sông, đường viền dưới đất đóng vai trò quan trọng.
vì nó chịu áp lực nước trực tiếp từ phía thượng lưu. Đường viễn dưới đất của của nhà máy được thiết kế phụ thuộc vào điều chất và cột nước tác dụng lên
công trình. Người ta thường chia đường viễn dưới đắt ra làm 2 phần:
~ Phần không thấm nước (phần triệt tiêu thấm): Dọc theo chiều dài của phần nay sẽ tiêu hao cột nước của dòng thấm. C| ¡ của phần này phải đủ để gradient thim không vượt quá trị số gradient thấm cho phép. Tùy theo tính chất của đất nền ma phan không thấm nước của đường viền dưới đất có thể là sân trước, răng bê tông, cọc, mản xi măng hoặc là một hình thức phối hợp giữa các kiểu nói trên.
~ Phần thấm nước (phần thoát nước thấm): Dây là phần mà nhờ nó dòng thấm
thoát xuống hạ lưu... Phẩn thoát nước thấm này cũng dựa vào điều kiện địa chất để quyết định. Nó thường có dạng gối phẳng hoặc vật thoát nước kiểu giếng.
Phần dưới đây sẽ đề cập đến đường viền dưới đất và gia cố thượng lưu của 'NMTD kiểu lòng sông ứng với hai loại nền là nền đất và nền đá.
T.2.1. Trường hợp nền đá
Trong trường hợp NMTD đặt trên nền đá, móng của nhà máy có thể đặt không
cùng đặt ở một cao trình mà thường có dạng bậc. Dường viễn dưới đi NMTD lòng sông đặt trên nền đá có thể chia làm ba đạng nhỏ hơn theo diều kí
địa chất nền đó là: nền đá không nứt nẻ, nền đá ít nứt nẻ và nền đá nứt nẻ nhiều.
Hình dạng đường viền thấm trong trường hợp nền đá không nứt nẻ có thể có
dạng như trong hình 7.1.
Theo hình 7.1, dưới ngưỡng vào của cửa lấy nước, chỉ cần làm răng bê tông sâu khoảng 1,5 + 2,0m, không cần làm mản chống thấm bằng xi măng. Chiều dày của bản đáy lấy trong phạm vi 1,0m trở lên.
Ay
Đường viền dưới đất
Hình 7.1. Đường viên NMTĐ trên nên đá chắc.
Trong trường hợp nền nứt nẻ ít, phải làm màn chống thấm, chiều sâu của màn tùy thuộc vào tính chất tắt dần của cá ứt của (hình 7.2). Ở đây không cần làm hành lang phun xi măng để sửa chữa màn chống thắm như thường thấy ở
đập bê tông trọng lực.
di:
Man chéng thầm.
Lỗ thoát nước.
Hình 7.2. Đường viễn NMTĐ trên nền đá nứt nẻ ít và cột nước Hl < 20m.
Khi nên bị nứt nẻ nhiều, phải làm màn chống thấm và hảnh lang khoan phun xi măng để sửa chữa màn chống thắm (hình 7.3)
Ay
i i Lỗ thoát nước
Hình 7.3. Đường viễn NMTĐ trên nên đá nứt nẻ nhiều hoặc nứt nẻ it nhưng cột nước cao.
Cần chú ý rằng, thường thì bản đáy trong phạm vi ống hút, người ta cắt tách ra khỏi mố trụ đọc theo cả đường viễn bằng các khe nối chạy suốt, mặt khác dé dé phòng trưởng hợp ống hút bị tháo khô, bản đáy bị đẩy lên, người ta phải néo nó vào nền đá.
7.2.2. Trường hợp nền đất
Trong trường hợp NMTD đặt trên ất, do yêu cầu về độ bền thấm của nền
(chung và cục bộ) mà thường đường viễn phải được thiết kế kéo dài nhằm giảm gradient thim. Dé lam điều đó, người ta thường làm sân trước như một giải pháp
việc chống thấm tốt hơn, hi quả cao
~ Với nền cát thì sân trước làm bằng đất sét hoặc á sét;
đất sét thì sân trước làm bằng một lớp bê tông, ở trên phủ từ 2 đến 3
lớp vải tâm nhựa đường hoặc v:
Ngoài ra người ta còn đóng một hàng cọc (nếu là nền cát), hoặc lảm chân răng bê tông (nếu là nền sét như hình 7.4).
7.2.2.1. Trường hợp nền cát hoặc á sét
Sân trước được phủ một lớp cát nhỏ để tăng thêm tải trọng đặt lên sân trước đề
phòng bị đầy lên trong quá trình thi công.
7.2.2.2. Trường hợp nền sét
Trên nền đất, móng nhà máy thường được đặt ở cùng một cao trình. Để giảm
áp lực đẩy nỗi, dưới toàn bộ bản đáy nhà máy, người ta làm vật thoát nước phẳng (hình 7.4). Đôi khi người ta còn làm các lỗ khoan sâu để thu nước ngắm có áp với mục đích làm giảm áp lực đây ngược.
Ở những NMTD lòng sông cột nước tương đối lớn và nền cát, để đảm bảo điều kiện ồn định, sân trước thường được làm neo thép vào nền.
Nước thấm qua vật thoát nước được thu vào hành lang thu nước, hành lang thu
nước sẽ đưa nước qua đường ống xuống hạ lưu. Trên đường ống có đặt các khóa
nước (đặt ở hành lang kiểm tra) với mục đích là kiểm tra lưu lượng thấm, do đó sẽ đánh giá được tình hình làm việc của hệ thống vật thoát nước.
ope tp ng hà pa
O00
hein sa.
Hình 7.4. Sơ đô đường viễn dưới đất của NMTĐ trên nên đất sét
Việc tính toán thấm dưới nền NMTD cần quan tâm đến điều kiện bền thắm
tổng thể và cục bộ theo TCVN 4253:2012 và TCVN 9143:2012. Hiện các phần
mềm sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn được áp dụng khá nhiều để tính toán kiểm tra bên thấm.
Hình 7.5 đề cập đến việc mô phỏng dòng thấm dưới nền một NMTD lòng sông bằng phần mềm GeoStudio. Việc mô hình hóa NMTD củng với kết cấu sân trước và màn chống thấm được thực hiện một cách thuận tiện giúp cho việc tính
toán thấm trở nên nhanh hơn phương pháp tính giải tích, nhất là trong trường hợp địa chất nền phức tạp.
MNDBT 41 m
MNHL vận hành 3 tổ may 28.42m
Hình 7.5. Tỉnh toán áp lực thẩm dưới nền NMTĐ lòng sông
bằng phần mềm GeoStudio.
7.3. GIA CO LONG SÔNG HẠ LƯU
ác NMTD, nhất là NMTD lòng sông đặt trên nền
chú ý đến việc gia cố lòng sông hạ lưu. Bởi vì lưu lượng tháo phía hạ lưu nhà
máy nếu làm cho tỷ lưu lượng ở hạ lưu NMTD dat tri số lớn hơn tỷ lưu lượng cho phép của vật liệu cấu tạo lòng sông, có thể gây nên sự xói mòn nghiêm trọng,
ở hạ lưu.
Lớp gia cố lòng sông hạ lưu NMTD phải đạt được những yêu cầu cơ bản
sau đây:
~ Đảm bảo chuyển tiếp dòng chảy từ ống hút ra hạ lưu một cách thuậ
~ Bảo vệ cho lòng sông không bị xói lở nguy hiểm trong điều kiện vận hành
bình thường.
~ Không làm cho mực nước hạ lưu dâng lên và làm trở ngại cho việc thoát
nước ngầm xuống hạ lưu. Kết cấu vả kích thước của phần gia cỗ hạ lưu NMTĐ.
phụ thuộc vào điều kiện địa chất của đất nền ở phía lòng sông hạ lưu và vào tỷ lưu lượng đơn vị cũng như vận tốc của dòng chảy trên lớp phủ phía sau.
Để không phải gia cố lòng sông hạ lưu thì tỷ lưu lượng phía hạ lưu NMTĐ.
phải nhỏ hơn các giá trị cho phép phụ thuộc vào địa chất lòng dẫn. Theo S
Hong Cheng, gid trị tỷ lưu lượng cho phép để lòng sông không bị x sơ bộ như sau:
Bảng 7.1. Tỷ lưu lượng cho phép để không xảy ra xói lòng sông tự nhiên.
Địa chất lòng dẫn |_ Phù sa Đất bùn Cátmjn | Đấtmùn Đất sét
q (mÌ/s-m) Sz16 9 4:9 9212
Cấu trúc gia cô lòng sông hạ lưu NMTTP thường gồm 3 phan:
nhất ở phía hạ lưu NMTD và dễ
tiêu tán năng lượng thừa của dòng chảy sau khi ra a khỏi ống hú tiêu năng thường được làm bằng những tắm bê tông nặng dé tại chỗ. Để nâng cao hiệu quả tiêu năng, sân tiêu năng không nên đặt nằm ngang, mà đặt nghiêng với độ dốc nghịch thường là I: 5 đến 1: 3. Tùy tính hình cụ thể mà chiều dày của các tim
sân tiêu năng lấy trong phạm vi từ 2,5 + 3.0m và phải tính toán kiểm tra lại.
2. Sân sau: Dây là phần gia cố tiếp theo sân tiêu năng để tiêu tán nốt phần năng lượng còn lại của dòng chảy. Dòng chảy qua sân sau sẽ phân bố đều lại theo
chiều sâu để nhập vào lòng sông thiên nhiên.
Sân sau cũng được cấu tạo bằng các tắm bê tông có chiều dày thay đổi, chỗ tiếp giáp với sân tiêu năng thường có chiều dày 2,0m và phần cuối thưởng là 0,6m. Ở 'NMTD không kết hợp, khi tỷ lưu lượng q = 20 mỶ/s-m, toản bộ sân sau đặt nằm ngang. Ở các NMTD kết hợp, khi q > 40 m”/s-m, một phần của sân sau đặt nằm ngang và một phần nằm nghiêng, có răng bê tông hay cọc cừ ở đoạn cuối.
3. Phẩn phủ: Dây là phần nói tiếp giữa sân sau và lòng sông thiên nhiên để bảo vệ cho sân sau. Đoạn cuối của phần phủ phụ thuộc vào độ chống xói lở của đất lòng sông ngay sau phần phủ.
168
Theo X. M. Xlitxki, chiều sâu của chỗ xói lở cục bộ t có thể xác định theo
công thức sau:
(7.1)
higu chinh;
q- ty uu lugng trén phan phi phia sau (m*/s-m);
vo - vận tốc không xói lở của đất lòng sông.
Phần gia có hạ lưu phụ thuộc hoàn toàn vào điều kiện địa chất của lòng sông.
7.3.1. Trường hợp nền đá
Khi lòng sông là nền đá cứng, ta không cần làm sân sau và phần phủ sân tiêu năng, những phần này là đá trực tiếp ở lòng sông. Còn sân tiêu năng được cấu tạo bằng những tắm bê tông có chiều dày từ 1 + 1,5m. Trong các tắm sân tiêu năng có đặt những lỗ thoát nước ngầm (Hình 7.6).
Khi Qụ, (nhà máy không kết họp)
Lần