4.1.1. Các phương án nghiên cứu
Trong giai đoạn NCKT công trình thuỷ điện ĐăkRu được bố trí xem xét các phương án khai thác như sau:
- Tuyến đầu mối được xem xét 2 vị trí tuyến:
+ Tuyến đập 1 (tuyến trên): cách ngã ba suối Đăk' Rlấp và Đăk Nguyên khoảng 400m
+ Tuyến đập 2 (tuyến dưới): cách tuyến 1 khoảng 650m về phía hạ lưu. - Nhà máy cũng được xem xét tại 2 vị trí
+ Vị trí nhà máy 1: Cách tuyến đầu mối khoảng 4km về phía hạ lưu
+ Vị trí nhà máy 2: Cách nhà máy 1 khoảng 800m về phía hạ lưu
Từ cách bố trí các tuyến đầu mối và các vị trí nhà máy, hình thành các tổ hợp dự kiến khai thác như sau:
- Tổ hợp thứ nhất (phương án 1): Tuyến đập 1 - kênh dẫn - đường ống áp lực - nhà máy 1
- Tổ hợp thứ hai (phương án 2): Tuyến đập 1 - kênh dẫn - Xi phông - đường ống áp lực - nhà máy 2
- Tổ hợp thứ ba (phương án 3): Tuyến đập 2 - kênh dẫn - Xi phông - đường ống áp lực - nhà máy 1
- Tổ hợp thứ tư (phương án 4): Tuyến đập 2 - kênh dẫn - Xi phông - đườngống áp lực - nhà máy 2ống áp lực - nhà máy 2
Và trên cơ sở xem xét về khối lượng đào đắp, khối lượng vật liệu xây dựng, công tác và tiến độ thi công, thấy rằng phương án 1 có chỉ tiêu kinh tế tốt nhất và được kiến nghị chọn.
4.1.2. Bố trí cụng trình cụm đầu mối phương án chọn
1) Đập dâng tuyến 1
Đập đỏ xây bọc BTCT bố trí bên phải, đập tràn bố trí ở giữa kết cấu đỏ xõy. Cửa lấy nước vào kênh bố trí bờ trái.
Một số thông số chính của đập không tràn:
- Mực nước dõng bỡnh thường:390m 390m
- Cao trình đỉnh đập không tràn:395m 395m - Chiều dài đập không tràn: 221,1m
+ Đoạn bờ trái 185,39m
+ Đoạn bờ phải 35,71m
- Chiều cao đập lớn nhất:1 17m
- Hệ số mái dốc thượng lưu: 3.5
- Hệ số mái dốc hạ lưu: 3.5
2) Đập tràn
- Chiều dài tràn nước L: 140m
- Cao trình ngưỡng tràn:390m 390m
- Chiều cao đập: 13m
3) Kênh dẫn nước
Tuyến kênh dẫn nước đặt bên bờ trái suối Đăk' Rlấp vì bờ phải địa hình dốc không cho phép đào kênh. Kênh hở bê tông cốt thép có độ dốc i = 0,1%.
Tuyến kênh đi qua địa hình có khối lượng đào là chủ yếu. Đối với các phương án, đều có hai công trình chuyển nước là cầu máng và xi phông khi đi qua suối Cọp. Trong quá trình tính toán, đã so sánh phương án sử dụng cầu máng thay cho xi phông suối Cọp, nhưng do địa hình nơi đõy cú độ dốc lớn, khe sâu nên việc thi công trụ cầu máng với độ cao hơn 40m là hết sức khó khăn. Phương án khác là đắp đập khô tại vị trí này thay cho xi phông và cầu máng, qua so sánh giá thành xõy dựng công trình đã chọn phương án đắp đập khô làm phương án chọn.
4) Đường ống áp lực
Tuyến đường ống áp lực 1 (phương án 1): Tuyến được chọn kéo dài từ bể áp lực đến nhà máy 1, có chiều dài 213,7m. ống có đường kính 1,6m, chiều dày ống
δ=12÷16mm. Tuyến ống đặt trên nền dốc địa hình từ 25ữ300. Tuyến ống được đặt trờn cỏc mố đỡ trên nền đá 4a, kết cấu mố là bê tông cốt thép.
5) Bố trí nhà máy
Vị trí nhà máy cách cụm đầu mối khoảng 3,4km về phía hạ lưu. Tại vị trí này tuyến kênh chỉ cần có một đập khô chuyển nước để vượt suối Cọp, kênh xả ra suối ĐăkR’Lấp.
4.2. BỐ TRÍ CÔNG TRÌNH PHƯƠNG ÁN KIẾN NGHỊ
Trong giai đoạn TKKT, tuyến công trình đầu mối, tuyến năng lượng (kênh dẫn nước, đường ống áp lực, NMTĐ) và các kết cấu công trình được tối ưu và hiệu chỉnh.
4.2.1. Cụm công trình đầu mối
1) Đập không tràn
Đập không tràn được đặt bên bờ trái (chiều dài đập L=185.39m) và một đoạn bên bờ phải (L=35,71m). Các thông số chớnh của đập: - Loại đập: Đập đất đồng chất có chõn khay chống thấm - Chiều cao đập lớn nhất:17m 17m - Cao trình đỉnh đập:395m 395m - Chiều rộng mặt đập:5m 5m - Hệ số mái đập:
+ Hệ số mái thượng lưu: 3,5
+ Hệ số mái hạ lưu:3,5 3,5 - Giá cố mái:
+ Mái thượng lưu đập được gia cố bằng đá lát khan dày 0,3m
+ Mái hạ lưu từ cao trình 388,5 đến 395m được trồng cỏ, dưới cao trình 388,5 mái đập được bảo vệ dưới hình thức dạng vật thoát nước bề mặt (dày 0,25m) .
- Đáy đập được đặt trên lớp IA1, nhưng đảm bảo tớnh chống thấm có thiết kế phần chõn khay sõu tới lớp IB với chiều rộng đáy chõn khay là 2m.
2) Đập tràn
Đập tràn bố trí ngay chớnh giữa lòng suối với chiều rộng tràn 140m, đảm bảo tháo được lưu lượng tối đa yêu cầu Q0,2% = 1139 m3/s.
Thông số chính của đập tràn:
- Đập tràn dạng mặt cắt thực dụng - Ophixờrụp
- Kết cấu đập tràn dạng đập đỏ xây (M100) bọc BTCT bên ngoài M200.
- Chiều rộng tràn:140m 140m
- Chiều cao đập lớn nhất: 13m
- Cao trình ngưỡng tràn: 390m
- Khả năng tháo lớn nhất:1139 m 1139 m3/s
Đập tràn có kết cấu dạng trọng lực được đặt chủ yếu trên lớp IIA, chỉ có một phần bên phớa bờ trái gần cống xả cát được đặt trên lớp IB. Tăng khả năng chống thấm cho nền đập, tiến hành khoan phun xi măng.
Tiêu năng sau tràn sử dụng hình thức tiêu năng phun xa, kết quả tớnh toán tiêu năng cho thấy phải tiến hành đào hố xói cách đập tràn 17,5m và đặt cao trình đáy hố xói tại 379m.
3) Cửa lấy nước
Vị trí cửa lấy nước đặt cách biên trái đập tràn 149m về phớa bờ trái. Kết cấu cửa lấy nước kiểu cống ngầm bằng BTCT M200, kích thước lỗ lấy nước BxH=3x2m, cao trình ngưỡng 387m. Cửa van phẳng, đóng mở bán tự động.
- Khả năng lấy nước ứng với mực nước chết là 10,3 m3/s.
- Khả năng lấy nước ứng với mực nước dâng bình thường là 11,2 m3/s. - Khả năng lấy nước ứng với mực nước lũ kiểm tra là 15,34 m3/s.
4) Cống xả cát
Cống xả cát được bố trí ngay sát tường biên trái đập tràn với kích thước lỗ cống BxH=1,5x1,5m, cao trình ngưỡng 379m. Hệ thống đóng mở van phẳng bằng vít me.
4.2.2. Kênh dẫn nước
1) Tuyến kênh
So với báo cáo NCKT tuyến kênh đã được hiệu chỉnh tối ưu đảm bảo tiết kiệm được khối lượng đào đắp đất đá, khối lượng bê tông kênh và thuận lợi cho quá trình thi công.
Toàn bộ chiều dài tuyến kênh 4313m với kết cấu kênh chữ nhật hoàn toàn bằng BTCT, độ đáy dốc kênh i=0,001:
- Từ 0m – 0+260m: Kênh Chữ nhật BTCT BxH=3x3,2 tải được lưu lượng tối đa Qmax=15,34 m3/s.
- Từ 0+284m – 3+060m: Kênh Chữ nhật BTCT BxH=3x2,5 tải được lưu lượng thiết kế Q=10,3 m3/s.
- Từ Km 3+060 đến đầu BAL, làm kênh kín BTCT BxH=3x2,4 tải được lưu lượng thiết kế Q=10,3 m3/s.
Trên toàn bộ chiều dài kênh, trung bình 10m thiết kế có khe cấu tạo giữa các khe được đặt bao tải tẩm nhựa đường đảm bảo tớnh chống thấm cho kênh. Và trung bình 15m bố trí các thanh giằng kích thước 0,6x0,1m.
Dọc tuyến kờnh, bờn phớa ta luy dương của kờnh cú bố trí rãnh thoát nước, kết cấu đỏ xõy vữa xi măng M75, rãnh hình thang có chiều rộng đáy 0,3m và chiều cao 0,5m.
2) Công trình trên kênh
a) Cống tháo nước dưới kênh
- Bố trí 7 cống thoát nước mặt tại các vị trí sau:
+ Cống CK1 tại Km:0+530, gồm 1 đường ống D1m; + Cống CK2 tại Km:0+640, gồm 1 đường ống D1m; + Cống CK3 tại Km:1+340, gồm 1 đường ống D1m; + Cống CK4 tại Km:1+775, gồm 1 đường ống D1m; + Cống CK5 tại Km:1+880, gồm 1 đường ống D1m; + Cống CK6 tại Km:2+370, gồm 1 đường ống D1m; + Cống CK7 tại Km:2+430, gồm 1 đường ống D1m; - Bố trí 4 hố thoát nước mặt tại các vị trí sau:
+ Hố H1 tại Km:1+245, gồm 1 đường ống D1m;
+ Hố H2 tại Km:1+510, gồm 1 đường ống D1m;
+ Hố H3 tại Km:2+220, gồm 1 đường ống D1m;
+ Hố H4 tại Km:3+150, gồm 1 đường ống D1m;
- Bố trí 3 cống vuông thoát nước dưới đập tại các vị trí sau:
+ Cống CD1 tại Km:0+185, gồm 1 đường ống D1m;
+ Cống CD2 tại Km:1+038, gồm 1 đường ống D1m;
- Bố trí 4 cống thoát nước dưới kênh tại các vị trí gần đường giao thông qua kênh: + Cống DH1 tại Km:1+120, gồm 1 đường ống D1m; + Cống DH2 tại Km:1+438, gồm 1 đường ống D1m; + Cống DH3 tại Km:1+985, gồm 1 đường ống D1m; + Cống DH4 tại Km:2+176, gồm 1 đường ống D1m;
b) Tràn bên đầu kênh
Tràn bên được thiết kế tại vị trí Km:0+260m với mục đớch xả bớt lưu lượng thừa vào màu lũ đảm bảo cho kênh tải đúng lưu lượng thiết kế.
- Kết cấu đỏ xõy bọc BTCT;
- Lưu lượng xả thừa tối đa Q = 5,04m3/s - Chiều dài tràn B = 24m.
- Cao trình ngưỡng tràn 383,1m
c) Đập đất suối Cọp
Tại vị trí suối Cọp trong báo cáo NCKT đề xuất phương án dẫn nước bằng đường ống xi phông D=1,8m thay cho kênh dẫn. Tuy nhiên, trong giai đoạn TKKT tư vấn có cõn đối lại về khối lượng đào đắp, giá thành đường ống xi phông cùng các cấu kiện kốm theo và thấy rằng phương án đắp đập đất thay thế có tớnh khả thi cao hơn.
Các thông số chớnh của đập:
+ Cao trình đỉnh đập:Thay đổi từ cao trình 383,466m đến 383,06m Thay đổi từ cao trình 383,466m đến 383,06m
+ Chiều rộng mặt đập:9,6m 9,6m
+ Mái đập:2,5 2,5
+ Hai mái được gia cố trồng cỏ
+ Chiều dài tuyến đập:416,7m 416,7m
d) Tràn sự cố
- Tràn sự cố kết hợp bể lắng cát dài 40m tại Km:4+155m với lưu lượng xả thừa Q=10,3m3/s. Cao trình ngưỡng tràn đặt tại cao trình 384,6m.
- Kết cấu đập dạng đá xõy M100 bọc BTCT M200.
- Lỗ xả cắt kích thước BxH=0,6x0,6m. Đóng mở van phẳng bằng vít me.
Bể áp lực được bố trí cuối kênh, trước đường ống áp lực. Kích thước bể BxH=3,5x5,7, chiều dài bể L = 36.4m. Kết cấu bể bằng bê tông cốt thép.
4.2.4. Đường ống áp lực
Đường ống áp lực bố trí tại khu vực mái dốc có độ dốc trung bình 260. Chiều dài đường ống 206m. ống thộp có đường kính D = 2m, chiều dày ống 12mm và 16mm, lưu lượng thiết kế Q = 10,3 m3/s.
4.2.5. Nhà máy thuỷ điện
Nhà máy thuỷ điện bố trí bên trái suối Đăk Lấp, kích thước nhà máy LxBxH=36,4x15x23,5m. Nhà máy bao gồm: gian tổ máy, gian sửa chữa, gian điện độc lập. Kết cấu nhà máy bằng bê tông cốt thép, mái lợp tôn, có trần chống nóng.
CHƯƠNG 5: THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ 5.1. THÔNG SỐ CÔNG TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ
Bảng 1.1:
TT Thông số Đơn vị Số lượng
I Tuyến năng lượng 1 Kênh dẫn
Kờnh BTCT
Chiều dài m 4313
Kích thước mặt kênh m 3 x (2,5ữ3,2)
Lưu lượng thiết kế m3/s 10,3
2 Bể áp lực
Mực nước BAL (QTmax) m 384,3
Mực nước BAL (Q = 0) m 384,8
Cao độ đáy bể m 379
Cao độ đáy cửa m 380
Cao độ đỉnh m 385,5
3 Cửa lấy nước
Cửa vận hành – Phẳng bánh xe BxH = 3.0-2.0-5.56m Bộ 1 Cửa sửa chữa – Phẳng bánh xe BxH = 2.9-2.5-11m Bộ 1
Lưới chắn rác BxH = 3.0-3.0-3.0m Bộ 1 Mỏy vít 20VĐ1 Bộ 1 Palăng điện 3T Bộ 1 4 Đường ống áp lực Kết cấu ống bằng thép Tổng chiều dài (ống chính) m 206 Tổng chiều dài (ống nhánh) m 11.27 Số đường ống 1 Đường kính trong (ống chính) m 2 Đường kính trong (ống nhánh) m 1 Chiều dày mm 10-16
5 Nhà máy thủy điện
Cao trình sàn lắp máy m 304.2
Cao trình sàn Tua bin m 297.0
Cao trình trục tổ máy m 298.05
Mực nước hạ lưu lớn nhất m 303.7
Mực nước hạ lưu nhỏ nhất m 297.7
Tua bin Francis trục ngang - Ptb = 2660 kW
- Số vòng quay n = 1000 v/ph
Máy phát – Đồng bộ 3 pha trục ngang - Pđm = 2400 kW
- Số vòng quay n = 1000 v/ph
Bộ 3
Máy điều tốc với PID – Kỹ thuật số - Năng lực điều chỉnh A = 1000 KG.m - Thiết bị dầu áp lực thao tác P = 2.5 MPa
Bộ 3
6 Hệ thống thiết bị phụ
Hệ thống tiêu nước HT 1
Hệ thống cung cấp nước kỹ thuật HT 1
Hệ thống dầu HT 1
Hệ thống nước phòng hỏa HT 1
Hệ thống đo lường thủy lực HT 1
Hệ thống thông gió – điều hòa không khí HT 1
Cầu trục gian máy
- Sức nâng Pn = 20T Bộ 1
Pa lăng hạ lưu
- Sức nâng Pn = 5T Bộ 1
Cửa van hạ lưu
Kích thước BxH = 3.3x1.6 có van Bypass Bộ 3
Khe van hạ lưu Bộ 3
5.2. THIẾT BỊ CƠ KHÍ THUỶ CễNG5.2.1. Cửa nhận nước 5.2.1. Cửa nhận nước
Thiết bị cơ khí (TBCK) cửa nhận nước (CNN) dùng để đóng mở dòng nước vào kênh dẫn trên tuyến năng lượng Nhà máy thuỷ điện.
Cửa nhận nước có 1 khoang, gồm một rãnh làm việc của lưới chắn rác, một rãnh cửa sửa chữa và một rãnh cho cửa van vận hành.
Lưới chắn rác (LCR) 3.0-3.5-2.0m được đặt trong rónh riờng nằm về hướng thượng lưu. Lưới nhằm ngăn rác rưởi, vật nổi có kích thước lớn trôi vào kênh dẫn nước. Đóng mở lưới chắn rác trong trạng thái nước tĩnh bằng pa lăng xích sức nâng 3T. Làm sạch lưới bằng phương pháp vớt rác thủ công.
Cửa van sửa chữa cửa nhận nước loại phẳng trượt xả sõu, đúng mở trong trạng thái nước tĩnh, kích thước 3.0-3.0-6.06 m dùng để sửa chữa khi khoang cửa vận hành có sự cố.
Cửa van vận hành cửa nhận nước là loại cửa van phẳng bánh xe xả sõu đúng mở trong trạng thái nước động. Kích thước 3.0-3.0-6.06m. Cửa van dùng để ngăn đường dẫn nước từ hồ chứa vào kênh dẫn nước. Vận hành cửa van bằng máy nâng kiểu vít, loại mỏy vít 20VĐ1, (đóng mở bằng tay và động cơ điện làm việc) sức nâng 20T.
5.2.2. Cửa xả cát
Thiết bị cơ khí cửa xả cỏt dựng để xả cát khi hồ bị bồi lắng trong quá trình nhà máy hoạt động.
Cửa xả cỏt cú 1 khoang bao gồm rãnh cho cửa sửa chữa và rãnh cho cửa vận hành
Cửa van sửa chữa loại phẳng trượt xả sõu, đúng mở trong trạng thái nước tĩnh, kích thước 2.9-2.5-11m dùng để ngăn cống xả cát khi khoang cửa vận hành có sự cố.
Cửa van vận hành cửa xả cát là loại cửa van phẳng bánh xe xả sõu đúng mở trong trạng thái nước động. Kích thước 2.9-1.5-11m. Cửa van dùng để ngăn cống xả cỏt tớch nước cho hồ chứa và xả cát khi lòng hồ bị bồi lắng. Vận hành cửa van bằng máy nâng kiểu vít 30VĐ1, sức nâng 30T.
Vận hành cửa van phẳng trượt sửa chữa bằng pa lăng xích 5T
5.2.3. Bể áp lực
Thiết bị cơ khí (TBCK) cửa nhận nước (CNN) dùng để phục vụ hoạt động cửa vào đường dẫn tổ máy nhằm đảm bảo hoạt động an toàn của nhà máy.
Cửa nhận nước có 1 khoang, gồm một rãnh làm việc của lưới chắn rác, một rãnh cho cửa sửa chữa và một rãnh cửa van vận hành.
Lưới chắn rác (LCR) 3.6-3.4-2.0m được đặt trong rónh riờng nằm về hướng thượng lưu. Lưới nhằm ngăn rác rưởi, vật nổi rơi vào tua bin. Làm sạch lưới bằng phương pháp vớt rác thủ công.
Cửa van sửa chữa loại phẳng trượt xả sõu, đúng mở trong trạng thái nước tĩnh, kích thước 2.2-2.0-4.5m dùng để ngăn cửa vào đường dẫn nước trong trường hợp cần sửa chữa khoang cửa vận hành.
Cửa van vận hành cửa nhận nước là loại cửa van phẳng bánh xe xả sõu đúng mở trong trạng thái nước động. Kích thước 2.0-2.0-4.5m. Cửa van dùng để ngăn đường dẫn nước trong trường hợp sửa chữa hoặc sự cố đường ống dẫn nước hoặc nhà máy thuỷ điện. Vận hành cửa van bằng máy nâng kiểu vít loại mỏy vít 2A- 20T, (đóng mở bằng tay và đóng mở bằng động cơ điện với tốc độ nhanh) sức nâng 20T.
Để phục vụ lưới chắn rác, cửa van sửa chữa dùng pa lăng điện có sức nâng 5T.