4.2.1 Điều kiện địa chất khu vực đầu mối:
Khu vực đầu mối gồm đập dâng, đập tràn, cửa nhận nước, máng tràn ngang và kênh xả. Tuyến đập hiện tại(được chọn trong giai đoạn TKTK) đã được dịch về hai phía thượng nguồn khoảng 55m so vói phương án tuyến đập 1 trong giai đoạn DADT.
Trong phạm vi khu vực đậu mối, địa hình vai phải tương đối thoải mái, vai trái dốc hơn, từ cao độ 473 đến cao độ 504m mái dốc 370 tử cao độ 504 trở lên địa hình tương đối thoải; vai phải dưới cao độ 465m, địa hình tương đối bằng phẳng , từ cao độ 465 đến 484 mái dốc 300, từ cao độ 484 trở lên mái tương đối thoải dốc 8-100. Lóng sông theo bề mặt địa hình rộng 35m, chiều dài đỉnh đập ở mức nước dâng 469,4 m. Phạm vi nền đập hoàn toàn nằm trong vùng phân bố đá Granit biotit, cấu tạo gneis, cứng chắc của phức hệ Đại Lộc
1. Tuyến đập: a. Phần bờ phải:
Khu vực vai phải tuyến đập bao gồm vai đập bờ phải, cửa nhận nước, địa hình tương đối thoải, độ dốc từ 10-250, lên cao địa hình đôi chỗ dốc hơn, đến 25-300 . Đặc điểm địa chất công trình từ trên xuống gồm các lớp đá sau:
• Lớp phủ sườn tàn tích và đới phong hóa mãnh liệt (edQ+IA1) : Phân bố từ độ cao 470m trở lên về phía sườn núi. Bề dày tăng theo địa hình từ thấp đến cao, tại hố khoan AR-30(cao độ 484,5m) có bề dày là 4.5m, tại hố khoan AR-3(cao độ 484.5m) có bề dày là 4.5m, tại hố khoan AR-30(cao độ 480.4m), bề dày là 3.2m.
• Đới IB: nằm dưới đới IA2 hoặc lộ ra ở trên mặt khi ở gần mép sông, bề dày đới đá IB: tăng dần từ địa hình thấp đến địa hình cao, càng lên cao, bề mặt càng xuống sâu so với bệ mặt địa hình, Tại AR-3(cao độ 480.4m), bề mặt đới đá IB cách mặt đất 7,8m, bề dày là 10,6m.
• Đới IIA : Bề mặt đới đá IIA nằm hoàn toàn dưới đới đá IB và có bề dày thay đổi lớn từ mép sông về phía sườn. Hiện tại các hố khoan đều khoan đước vào đới đá IIA từ 1,5m đến 3,5m. Tại AR-3 (cao độ 480,4m), bề mặt đới đá IIA cách mặt đất 11,2m(cao
độ 469,2m), tại hố khoan AR-30(cao độ 484,5m), bề mặt đới đá IIA cách mặt đất 18.2m(cao dộ 466,3m).
• Đới IIB:các hố khoan bờ phải hiện tại chưa khoan được vào đới đá IIB.
b. Phần lòng sông:
Phần lòng sông gồm đập tràn và cống dẫn dòng thi công. Mặt cắt phần lòng sông có dạng gần chữ U, bề rộng từ 25-30m và nằm trong diện phân bố của đá Granit và it đá mạch màu xám đen, có hướng chảy Tây Bắc. Đá gốc là đá Granit phức hệ Đại Lộc phân bố ở hai vai và một phần lòng sông. Lòng sông gồm 2 phần, một nửa phần bờ trái là lòng sông chính, có phân bố tầng cuội và tảng lăn, một phần bờ phải chỉ ngập nước vào mùa mưa có lộ đá gốc Granit cứng chắc. Lóng sông chính có cao độ đáy sông từ 463- 464.5m, sâu từ 1-2m vào mùa khô và từ 3-4m vào mùa mưa. Mặt cắt địa chất công từ trên xuống gồm các lớp đất đá như sau :
• Đới bồi tích(aQ) : Phân bố chủ yếu ở phần dòng chính về phía gần bờ trái. Tại lòng sông ở tuyến đập không có lỗ khoan nào, nhưng theo lỗ khoan AR2 ở phía hạ lưu thì tầng aluvi dầy 5.7m. Do đó dự kiến ở tuyến đập bề dày tầng aluvi lòng sông thay đổi từ 1-2m đến 3-4m.
• Đới IB : Đới phong hóa trung bình, lộ ra ở phần lòng sông cạn bên bờ dưới đới IB và lớp aQ. Đá cứng chắc đến rất cứng chắc.
• Đới IIB : Nằm dưới đới đá IIA, hiện tại chưa có hố khoan nào đến đới đá IIB. Đá rất cứng chắc, tính thấm nước yếu và có thể coi tầng cách nước.
c. Phần bờ trái:
Phần bờ trái có các hạng mục bao gồm vai đập bờ trái và tràn bên (PASS) hoặc đập tràn tự do (PAKN). Địa hình có bề mặt sườn dốc hơn bờ phải và dốc dần khi lên cao, độ dốc từ 150 đến 300. Đá gốc là đá Granit, đặc điểm địa chất công trình từ trên xuống được đánh giá như sau:
• Lớp phủ sườn tàn tích và đới phong hóa mãnh liệt (edQ+IA1) : Tương tự như ở bờ phải, bề dày lớp phủ edQ+IA1 tăng dần từ mép sông lên phía sườn núi . Bề dày thay đổi trong phạm vi lớn. Bề dày nhỏ nhất là 2,5m, bề dày lớn nhất là 6,3m, trung bình 5,5m.
• Đới IB : Đới phong hóa trung bình có bề dày mặt không đồng đều, bề dày thay đổi lớn từ 3,5m đến 8,3m, trung bình 5,8m, bề mặt đới IB nằm sâu so với mặt đất tự nhiên từ 3.0 đến 12.8m và tăng dần từ mép sông vào trong sườn núi.
• Đới IIA : Hiện tại các hố khoan đều đã khoan vào đới IIA, trự hố khoan AR-1 chưa khoan vào đới IIA, và các hố khoan chưa khoan hết đới IIA, bề mặt đới IIA nằm sâu so với mặt đất từ 9-13,8m. Đá đới IIA, nhìn chung nứt nẻ trung bình, thấm nước trung bình, đá cứng chắc đến rất cứng chắc.
• Đới IIB : Đới đá tương đối nguyên khối của đá granit nằm sâu dưới đói IIA. Hiện tại chưa có hố khoan nào khoan vào đới IIB.
Tại nền đập bê tông cần bóc hết tầng cuối sỏi lòng sông và đất ở 2 bên bờ để đập đặt trên nền đá đới đới IIA hoặc IB. Đập bê tông có chiều cao dưới 15m cho nên không cần khoan phụt xi măng gia cố nền đập. Tại nền đập cần khoan phụt xi măng chống thấm với 1 hàng khoan phun sau 10-15 m.
Ở lòng sông bố trí tràn tự do có chiều rộng diện tràn 40 m, tràn cần được đặt trên nền đá IIA, phạm vi hố xói cần nằm trong đá granit đới IIA .
Máng tràn ngang nằm ở bờ trái, chiều rộng đáy khoảng 5m, cao trình đáy máng là 460m. Hiện tại có 2 hố khoan dọc theo tim và 1 hố khoan phục vụ nghiên cứu mái dốc, Điều kiện địa chất được đánh giá như sau:
• Lớp phủ sườn tàn tích và đới phong hóa mãnh liệt (edQ+IA1) : Tương tự như ỏ vai trái đập, bề dày phủ lớp edQ+IA1 thay đổi trong phạm vi lớn. Bề dày nhỏ nhất là 2,5m, bề dày lớn nhất là 6,3m, trung bình 4,6m.
• Đới IA2 : nằm hoàn toàn dưới đới edQ+IA, thay đổi trong phạm vi lớn, từ 0,5- 2,1m đến 12,1m, trung bình ;à 4,5m.
• Đới IB : Đới phong hóa trung bình có bề mặt không đều, bề dày thay đổi lớn, nằm sâu dưới mặt đất từ 5,5 đến 8,5m, trung bình 7.0m.
• IIA : Hiện tại các hố khoan đều đã khoan vào đới IIA, bể mặt đới IIA nằm sâu so với mặt đất từ 9m -13,8m. Đá đới IIA, nhìn chung nứt nẻ trung bình. Thấm nước trung bình, đá cứng chắc đến rất cứng chắc.
• Đới IIB : Đới đá tương đối nguyên khối của đá granit nằm sâu dưới đới IIA. Như vậy máng tràn ngang chủ yếu nằm trong phạm vi đá đới IIA và IIB rất ổn định.
Đánh giá chung là điều kiện địa chất công trình của nền đập bê tông khá thuận lợi. Điều kiện địa chất tuyến năng lượng
Tuyến năng lượng bao gồm các hậng mục cửa nhận nước, tuyến dẫn nước, bể áp lực, đường ống áp lực và nhà máy. Trong đó hạng mục tuyến dẫn nước có nghiên cứu hai phương án hầm và phương án đường ống composit hở.
Cửa nhận nước
Cửa nhận nước nằm ỏ phần vai đập bờ phải, có điều kiện địa chất chung với vai đập bờ phải.
2. Tuyến dẫn nước:
a. Phương án hầm dẫn nước:
Tuyến đường hầm dài khoảng 630m, từ cửa nhận nước đến bể áp lực, đường kính đào 2,2m, hầm nằm sâu cách mặt địa hình từ 15 đến 65m. Hiện nay đã khoan 03 hố khoan, trong đó 1 hố khoan ở khu vực cửa hầm, 1 hố khoan ở đoạn hầm có bề mặt thấp nhất và 1 hố khoan ở khu vực bể áp lực. Điệu kiện địa chất đường hầm được đánh giá như sau. Lớp phủ edQ+IA1 dày 1 vài mét đến hơn 10 m, tiếp đên là đới IA2 dày từ 3- 34m đến 12-15m, đới đá IB nằm dưới đới IA2, bề dày từ 10m đến 25m, bề mặt đới đá IIA dự kiên nằm sâu từ 18-50m so với đất tự nhiên.
Tại cửa hầm dẫn nước vào và cửa hầm dẫn nước ra, phần trên là đất đá đới edQ- IA1 và IA2 dầy khoảng 10m, dưới là đá đới IB dầy 5m, vì mái dốc cửa nhận nước chỉ khoảng 15m cho nên không phải lo ngại về sự ổn định.
Khoảng 40m đầu, hầm được đào trong granit đới IB, với kích thước hầm nhỏ nên đào hầm không khó khăn, đoạn này cần được gia cố vình viễn bằng áo bê tông cốt thép.
Tiếp đó cho tói piket 6+00 hầm, hầm nằm trong đá granit đới IIA có chất lượng khá với giá trị Q thay đổi từ 4 đến 10, theo quy phạm Trung Quốc thì thuộc nhóm đá 3m, nước ngầm chẩy vào hầm sẽ ít. Như vậy với đường kính hầm trên 2 m thí đoạn hầm dài khoảng 540m này không cần gia cố tạm thời cũng nhu giá cố vĩnh viễn chỉ cần làm sạch đá long rời. Riêng đoạn piket 2+20 gặp 1 đứt gãy bậc V cần được giá cố vĩnh viễn bằng áo BTCT.
Tại đoạn cuối hầm, từ piket 6+00 đến 6+50 hầm nầm trong đá đới IB, đoạn này cần được gia cố vĩnh viễn bằng áo BTCT. Đoạn cuối hầm, từ piket 6+50 đến bể áp lực hầm được đào trong đá đới IA2 và chỉ nằm cách mặt đất khoảng 12m sẽ gặp khó khăn trong quá trình đào, chỉ đào từng bước ngắn và phải kịp thời gia cố bằng vì thép có bước khoảng 0.5m, sau đó đoạn này gia cố vĩnh viễn bằng áo BTCT.
b. Tuyến đường ống composit.
Tuyến đường ống composit dự kiến bám sườn núi bờ phải, chiều dài khoảng 900m, dự kiến đáy đường ống phần lớn đặt lên trên lớp phủ edQ+IA1 và một phần trên đới IA2. Đọc theo đường ống , sườn núi có địa hình dốc, đôi chỗ rất dốc, đá gốc phong hóa sâu(từ 3-10m). Đới đá phong hóa IB nằm sâu dưới từ 3-32, một vài sườn núi đá gốc lộ ngay trên mặt.
Do sườn núi địa hình dốc, và một số vị trí đào khá sâu vì vậy tại các vị trí mái dốc cắt sâu sườn núi, để bảo đảm ổ định kiến nghị mái dốc thiết kế cho đới edQ+IA1 là 1:1,25. Tại vị trí cất khe, cần thiết kế hệ thống thoát nước tốt, tránh sạt lở về mùa mưa. Ở vị trí có từ 2 cơ trở lên, phần thiết mái dốc có thiết kế trồng cỏ để bảo vệ, có hệ thống thoát nước tốt cho mái.
So sánh lựa chọn phương án tuyến đường ống composit sẽ cho giá thành rẻ hơn, nhưng quá trình thi công phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết và kém an toàn trong suốt quá trình vận hành. Tuyến hầm khi thi công sẽ có giá thành đắt hơn, tuy nhiên trong quá trình thi công không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, quá trình vận hành an toàn. Xét về tổng thể, ưu tiên chọn phương án đường hầm dẫn nước.
c. Bể áp lực
Tại khu vục bể áp lực, hiện tại đã có 3 hố khaon. Điều kiện địa chất được đánh giá như sau. Đới edQ+IA1 dày 12,5-8.0m, dưới là đới IA2 dày từ 10,0-25,7m, dưới là đới nằm khá sâu, cách mặt đất từ 22,6-33,7 m. Kiến nghị, đo đới IB nằm khá sâu vì vậy bể áp lực đặt trong đới IA2, và cần làm móng cọc khaon nhồi cắm xuống tới bề mặt đới IB.
3. Tuyến đường ống áp lực :
Tuyến đướng ống áp lực có dài khoảng 670m, từ bể áp lực đến nhà maysm gồm 2 đoạn có độ dốc khác nhau.
Đoạn từ bể áp xuống đến cao độ 295m, có chiều dài khoảng 400m, độ dốc từ 25- 27 độ. Lớp phủ edQ+IA1 dày từ 2-10m, bề dày giảm dần từ bể áp lực(8-10m) xuống đến cao độ 295m(7.0m), đới IB nằm sâu dưới mặt đất từ 8,4m-33,7m, sâu nhất là ở khu vực bể áp lực.
Đoạn tuyến ống áp lực cao độ 295m đến nhà máy, với đoạn này, tuyến ống gần như nằm ngang hoặc dốc thoải và chạy gần song song với bờ sông, địa hình có độ dốc từ 5-7m độ,điều kiện địa chất được đánh giá như sau : Lớp phủ edQ+IA1 và lớp aQ(ở
gần nhà máy) có bề dày từ 1 vài mét đến 5-7m, đới IA2 móng bề dày 1-3m, bên dưới là đới đá IB.
Tại khu vực nhà máy, địa hình tương đối bằng phẳng, trên mặt là lớp bồi tích(aQ), dày từ 1 vài mét đến 5m, dưới lớp aQ là đá đới IB, ở phần bờ sông lộ đá gốc granit.