TKTCTC công trình thủy điện sử pán 2

Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Vị trí địa lý
Công trình Sử Pán khai thác nguồn thuỷ năng thuộc thượng nguồn của Ngòi Bo
là một nhánh cấp 1 của Sông Hồng. Đoạn khai thác từ vị trí giao giữa nhánh suối Seo
Mý Tỷ và Mương Hoa Hô đến Bản Hồ. Thuỷ điện Sử Pán 2 nằm trong hệ thống bậc
thang hệ thống thuỷ điện thuộc Ngòi Bo. Dự án nằm trong địa phận của xã Sử Pán -
Huyện Sa Pa - Tỉnh Lào Cai.
Vùng dự án nằm trong phạm vi có toạ độ địa lý: Từ 22
o
17’34’’ đến 22
o
15’52’’ vĩ
độ bắc từ 103
o
54’42’’ đến 103
o
57’49’’ kinh độ đông. Cách thị trấn Sa Pa về phía
Đông Nam khoảng 15km.
1.2. Nhiệm vụ công trình.
Nhiệm vụ chủ yếu của công trình là phát điện lên lưới điện quốc gia với công
suất lắp máy 34,5MW, điện năng trung bình năm 140,77 triệu kWh.
Tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển kinh tế - xã hội của khu vực. Hồ chứa
khi dâng nước sẽ tạo ra diện tích mặt hồ tương đối rộng, hai bên bờ cảnh quan tự
nhiên rất đẹp sẽ tạo động lực phát triển ngành du lịch. Sau khi kết thúc công trình,
khu vực dự án thuỷ điện Sử Pán 2 với các cơ sở hạ tầng, hệ thống đờng giao thông
phục vụ xây dựng và vận hành công trình sẽ tạo khả năng phát triển kinh tế xã hội
địa phương.
1.3. Quy mô, kết cấu, các hạng mục công trình
STT Tên thông số Đơn vị Giá trị Ghi chú
Cấp công trình Cấp III

I Đặc trưng lưu vực
1 Diện tích lưu vực Km
2
154,7
2 Chiều dài sông chính Km 23,5
3 Độ dốc lòng sông chính % 5,92
4 Lưu lượng trung bình nhiều năm
(Q
o
)
m
3
/s 9,16
5 Mô đun dòng chảy năm M
o
l/skm
2
59,2
6 Tổng lượng dòng chảy (W
o
) 10
6
m
3
289
II Hồ chứa
1 Mực nước dâng bình thường
MNDBT
m 680,0
2 Mực nước chết MNC m 674,5

SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
1
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
STT Tên thông số Đơn vị Giá trị Ghi chú
3 Mực nước dâng gia cường MNDGC m 686,53
4 Diện tích mặt hồ ứng với MNDBT ha 2,95
5 Diện tích mặt hồ ứng với MNDGC ha 3,78
6 Dung tích toàn bộ Vtb 10
3
m
3
372
7 Dung tích hữu ích Vhi 10
3
m
3
126
8 Dung tích chết Vc 10
3
m
3
246
III Lưu lượng
1 Lưu lượng đảm bảo Qđb (p=85%) m
3
/s 2,58
2 Lưu lượng lớn nhất qua nhà máy
Qnm
m
3

/s 15,94
3 Lưu lượng đỉnh lũ với tần suất TK
Q
P=1%
m
3
/s 1285
4 Lưu lượng lũ kiểm tra Q
P =0.2%
m
3
/s 2911
IV Cột nước
1 Cột nước lớn nhất H
max
m 261,52
2 Cột nước tính toán H
tt
m 246,56
3 Cột nước nhỏ nhất H
min
m 246,56
4 Cột nước bình quân H
bq
m 257,16
V Mực nước hạ lưu nhà máy m
1 Mực nước lớn nhất ( lưu lượng lũ
0,2%)
m 426,25
2 Mực nước nhỏ nhất (0,6 tổ máy) m 418,5

VI Đặc trưng các hạng mục công
trình
1 Đập dâng
1.1 Kết cấu đập dâng Đập bê tông trọng lực
1.2 Cao trình đỉnh đập m 688,8
1.3 Chiều dài tuyến đập m 97,05
1.4 Bề rộng đỉnh đập m 3,5
1.5 Chiều cao lớn nhất m 33,3
2 Đập tràn
2.1 Kết cấu đập tràn
Tràn tự do, mặt tràn thực dụng
không chân không
2.2 Chiều rộng tràn m 55,0
2.3 Cao trình ngưỡng tràn m 680,0
2.4 Lưu lượng xả lớn nhất m
3
/s 2895,07
2.5 Cột nước tràn (P=1%) m 6,53
2.6 Chiều cao lớn nhất của đập tràn m 33,0
3 Cống dẫn dòng kết hợp xả cát
3.1 Kết cấu Bê tông cốt thép
3.2 Kích thước BxH m 4x6
3.3 Cao độ ngưỡng m 657
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
2
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
STT Tên thông số Đơn vị Giá trị Ghi chú
3.4 Lưu lượng cả lớn nhất mùa kiệt m
3
/s 259,9

4 Cửa nhận nước
4.1 Kết cấu Bê tông cốt thép
4.2 Kích thước BxH m 4x4,55
4.3 Cao độ ngưỡng m 659,0
4.4 Lưu lượng lớn nhất m
3
/s 15,94
5 Đường hầm dẫn nước
5.1 Đường kính đường hầm m 3,0
5.2 Chiều dài hầm m 1151,12
5.3 Loại đường hầm
Đường hầm đào trong đá với lớp áo
bê tông
6 Tháp điều áp
6.1 Kết cấu, loại Bê tông cốt thép, hình trụ hở
6.2 Đường kính m 7,0
6.3 Cao độ đỉnh tháp m 690,0
7 Đường ống áp lực
7.1 Đường kính ống thép áp lực m 2,1
7.2 Chiều dài đường ống áp lực m 1364,9
7.3 Chiều dày đường ống áp lực mm 12-26
7.4 Mố néo BTCT mố 8
7.5 Mố đỡ BTCT mố 100
8 Nhà máy
8.1 Cao độ sàn máy phát m 427,2
8.2 Cao độ lắp tua bin m 419,2
8.3 Loại nhà máy Nhà máy hở
8.4 Loại tua bin Francis, trục đứng
8.5 Số tổ máy Tổ 03
9 Kênh xả

9.1 Chiều dài m 111
9.2 Chiều rộng đáy m 10
9.3 Cao độ đáy m 418,3
9.4 Độ dốc đáy % 0,5
10 Đường dây và máy biến áp
10.1 Máy biến áp Chiếc 02
10.2 Chiều dài đường dây 110 KV Km 22
11 Đường thi công, vận hành Km 9,2
VII Các chỉ tiêu năng lượng
1 Công suất lắp máy N
lm
MW 34,5
2 Công suất bảo đảm N
bđ
P=85% MW 5,72
3 Điện lượng bình quân nhiều năm E
nn
10
6
KWh 147,85
4 Số giờ sử dụng công suất lắp máy
H
lm
Giờ 4286
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
3
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
STT Tên thông số Đơn vị Giá trị Ghi chú
VIII Khối lượng công tác xây dựng
chính

1 Đào đất, đá hở 10
3
m
3
615,875
2 Đào đá ngầm 10
3
m
3
16,033
3 Đắp đất, đá 10
3
m
3
41,153
4 Bê tông các loại 10
3
m
3
62,227
5 Cốt thép Tấn 1136,93
6 Khoan phun chống thấm và thoát n-
ớc
10
3
md 1,824
IX Tổng dự toán 10
9
VNĐ 587,381
1 Chi phí xây lắp 10

9
VNĐ 278,032
2 Chi phí thiết bị 10
9
VNĐ 194,876
3 Chi phí khác 10
9
VNĐ 58,993
4 Dự phòng 10
9
VNĐ 55,478
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
4
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
1.4. Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình
1.4.1. Điều kiện địa hình
Lưu vực Ngòi Bo có địa hình là vùng núi cao, có độ dốc sườn núi và độ dốc lòng
suối khá lớn 3
÷
12%, hai bên bờ suối lộ nhiều đá gốc. Cao độ lòng suối trong vùng
biến đổi từ 415m (khu nhà máy) đến 660m (khu lòng hồ) đường phân lưu ở thượng
nguồn đi qua các đỉnh có cao độ 2800
÷
3100m, cao độ giảm dần tới cửa sông Hồng ở
mức 100m, địa hình bị chia cắt mạnh, chênh lệch địa hình lớn nên dòng chính và các
nhánh suối lớn của Ngòi Bo có tiềm năng thủy điện rất lớn. Công trình có đường
giao thông khá thuận lợi.
1.4.2. Điều kiện địa chất.
Đặc điểm ĐCCT các đới phong hoá tại tuyến đập chính như sau :
- Lớp đất phủ sờn, tàn tích (edQ) và đới phong hoá mãnh liệt IA1: Chỉ phân bố tại

phần cao, phía trên cao trình +670m. Nói chung lớp phủ có chiều dày không lớn,
thay đổi từ 0,5m đến 14,3m, trung bình 2,71m. Bờ trái chiều dày đới thay đổi từ 0,5-
4,0m, trung bình 1,54m. Bờ phải dày hơn, thay đổi từ 0,5-14,3m, trung bình 3,76m.
Từ cao trình +670m trở xuống, hầu nh lớp phủ không có, đới IB hoặc IIA lộ ra ngay
trên mặt (SK07, SK03). Thành phần của đới chủ yếu cát pha, sét pha mầu vàng nhạt,
trạng thái nửa cứng, chứa 10-20% dăm cục đá gốc, sạn thạch anh. Hệ số thấm K của
đới thay đổi từ 0,039m/ngđ đến 2,724m/ngđ, trung bình 1,112m/ngđ, thuộc loại thấm
nớc vừa đến thấm ít. Vận tốc truyền sóng địa chấn dọc V = 500-700m/s trung bình
600m/s. Lực dính C trạng thái bão hoà C
bh
=0,20KG/cm
2
, ϕ
bh
= 15
0
, hệ số nén lún a=
0,071cm
2
/KG.
- Lớp bồi tích, lũ tích thềm suối: Nằm tại lòng suối. Lớp này đợc phát hiện khi tiến
hành khoan các hố khoan lòng suối ở giai đoạn lập dự án đầu t (SP02, SP04). Lớp
này có chiều dày thay đổi từ 1,7m đến 2,5m, trung bình 2,0m, thành phần chủ yếu cát
cuội sỏi, tảng. Diện phân bố không liên tục.
- Đới đá phong hoá mạnh ( IA2) :
o Nằm ngay dới đới (edQ+IA
1
), đới này chủ yếu là đá gốc bị phong hoá, nứt
nẻ mạnh tới trạng thái dăm, cục, tảng, đá mềm bở. Do đặc điểm của đá, đới IA2 chỉ
xuất hiện tại một số hố khoan (SP01, SP03, SP08, SK02, SK08). Độ sâu phân bố mặt

lớp từ 0,5-14,3m. Chiều dày đới thay đổi từ 0,0m tới 10,0m, trung bình 2,86m. Tại
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
5
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
bờ trái, chiều dày đới thay đổi từ 0,0-4,0m, trung bình 1,90m. Tại bờ phải, chiều dày
lớn hơn, trung bình 4,05m.
o Từ cao trình +670 trở xuống, đới IA
2
hầu nh không có. Điều này là do tác
dụng xâm thực, bào mòn của dòng sông, đặc điểm địa hình dốc tại đã bóc bỏ đới này.
Theo kết quả thí nghiệm thấm trong hố đào, hệ số thấm của đới thay đổi từ
0,799m/ngđ tới 2,724m/ngđ, trung bình 2,14m/ngđ, thuộc loại thấm nớc vừa. Lực
dính C
bh
của đới 0.50KG/cm
2
, ϕ
bh
= 30
0
. Vận tốc truyền sóng địa chấn dọc V = 1000
- 1700m/s trung bình 1350m/s.
- Đới đá phong hoá ( IB) :
o Nằm ngay dới đới IA
2
. Thành phần đới gồm đá gốc nứt nẻ mạnh mầu vàng
nhạt, nâu nhạt, xám trắng, đôi chỗ xám sáng dọc theo khe nứt bám lớp mỏng oxyt Fe,
Mn. Phân bố hầu nh toàn bộ các hố khoan khu vực tuyến đập ngoại trừ các hố khoan
SP02, SP04, SK03. Đá granit cấu tạo khối có kiwns trúc hạt vừa đến thô, thành phần
chủ yếu thạch anh, fenspat, biotit phân bố định hớng; fenspat phong hoá mầu trắng

đục, biotit phong hoá mầu nâu nhạt. Trong đá đôi chỗ có mặt thạch anh dạng ổ, tia
mạch mầu trắng đục, pyrit phong hoá mầu nâu đỏ. Đá của đới IB lộ gần nh liên tục
khắp lòng suối và 2 bờ suối, lộ cao lên vách tới cao trình 670m. Bề dày của đới IB
biến đổi mạnh thay đổi từ 0,0m (SK07-đới IB lộ ngay trên mặt) đến 21,3m(SK04),
trung bình 9,31m.
o Cờng độ kháng nén trung bình mẫu đá trạng thái bão hoà 1025kG/cm
2
, khô
gió 1060kG/cm
2
; cờng độ kháng kéo mẫu đá bão hoà 83kG/cm
2
, khô gió 89kG/cm
2
.
Vận tốc truyền sóng địa chấn dọc V = 2100-2300m/s trung bình 2200m/s. Lợng mất
nớc đơn vị thay đổi từ 5,16lu đến 9,41lu, trung bình 7,688lu thuộc loại thấm nớc yếu.
RQD trung bình của đới 45,0%.
- Đới đá nứt nẻ (IIA) : Gặp ở tất cả các hố khoan trong khu vực nghiên cứu. Đá
granit biotit nứt nẻ trung bình đến mạnh, cứng chắc, khe nứt hẹp, theo bề mặt khe nứt
đôi chỗ bám oxyt Fe, Mn. Đá mầu xám, xám sáng, đôi chỗ phớt lục, kiến trúc hạt
vừa; thành phần chủ yếu thạch anh, fenspat, biotit phân bố định hớng, các khoáng vật
hầu nh không bị phong hoá. Trong đá đôi chỗ (chủ yếu gần đứt gãy bậc V) xuất hiện
thạch anh dạng ổ, tia mạch mầu trắng đục hoặc bị ép phiến nhẹ. Độ sâu mặt lớp thay
đổi từ 0,0m (đới này nằm ngay trên mặt –SK07) đến 24,0m (SK03). Bề dày đới biến
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
6
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
đổi từ 4,9m (SK11) – 36,1m (SP06), trung bình 16,59m. Cờng độ kháng nén mẫu đá
bão hoà 1350kG/cm

2
, khô gió 1480kG/cm
2
; cờng độ kháng kéo mẫu đá bão hoà
106kG/cm
2
, khô gió 114kG/cm
2
. Giá trị Lugeon của đới nhỏ, thay đổi từ 1,620-
8,720lu, trung bình 4,999lu thuộc loại thấm nớc yếu. Vận tốc truyền sóng địa chấn
dọc V = 6000-6400m/s trung bình 6200m/s. RQD trung bình 82,0%.
- Đới đá tương đối nguyên vẹn ( IIB) : Đá có mầu xám phớt lục, rắn chắc là đá
granit cấu tạo dạng gneis nứt nẻ yếu, khe nứt kín. Độ sâu xuất hiện đới thay đổi từ
20,0m (SP02, SK07) đến 40,0m(SP06). Cường độ kháng kéo mẫu đá bão hoà
122kG/cm
2
, khô gió 128kG/cm
2
, cờng độ kháng nén bão hoà 1670kG/cm
2
, khô gió
1750kG/cm
2
. Giá trị Lugeon của đới nhỏ, thay đổi từ 0,93-4,44lu, trung bình 2,78lu
thuộc loại thấm yếu. Vận tốc truyền sóng địa chấn dọc V > 6400m/s. RQD trung
bình 90%.
1.4.3. Điều kiện khí hậu, thuỷ văn và đặc trưng dòng chảy.
1.4.3.1. Về khí hậu:
Lưu vực Ngòi Bo nằm trong khu vực chuyển tiếp từ vùng Đông Bắc sang vùng
Tây Bắc. Do lưu vực nằm ở sườn phía Đông của dãy Hoàng Liên Sơn nên vùng núi

cao trên 1000m có khí hậu ôn đới, thời tiết ôn hoà mát mẻ, vùng hạ lưu địa hình thấp
- khí hậu vùng mang đậm nét của nhiệt đới gió mùa.
Đây là vùng mưa lớn của Việt Nam, lượng mưa hàng năm giảm dần theo độ cao
địa hình. Lượng mưa trong mùa mưa chiếm khoảng 70 đến 80% tổng lượng mưa
năm. Mùa mưa kéo dài 6 tháng: từ tháng V đến tháng X, mùa khô kéo dài 6 tháng: từ
tháng XI đến tháng IV năm sau.
1.4.3.2. Về gió trong khu vực
Đặc trưng gió tại tuyến công trình được tính toán theo tài liệu biểu gió tốc độ lớn
nhất 8 hướng và tần suất tốc độ gió 8 hướng của trạm khí tượng SaPa, thời kỳ quan
trắc 1958-2004 và có tham khảo thêm số liệu trạm Lào Cai. Kiến nghị sử dụng đặc
trưng trạm SaPa.
Bảng 1 - 1: Tốc độ gió lớn nhất thiết kế theo 8 hướng (Đơn vị: m/s)
P%
Hướng
N NE E SE S SW W NW
4% 23 21 14 20 25 35 31 28
1.4.3.3. Về nhiệt độ trong khu vực
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
7
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
Nhiệt độ trung bình nhiều năm tại tuyến công trình được tính toán theo tài liệu biểu
nhiệt độ của trạm khí tượng SaPa, thời kỳ quan trắc 1958-2004.
1.4.3.4. Về điều kiện thủy văn dòng chảy
• Dòng chảy trung bình thời khoảng 5 ngày lớn nhất các tháng mùa kiệt.
Bảng 1 - 2: Lưu lượng trung bình lớn nhất thời khoảng 5 ngày tại tuyến công
trình
Thời
khoảng
Q
tbmax

5 ngày tần suất P = 10% (Đơn vị: m3/s)
X XI XII I II III IV V
1-5 196 66 100 26 54.2 18.2 35.6 96.2
6-10 85.6 99.5 33.8 28.60 32.3 66.1 45.5 79.3
11-15 123 133 46.4 58.3 68.9 86.2 89 100
16-20 138 47 39.9 25.90 28.5 29.1 110 308
21-25 178 43 22.4 40.1 22.9 14.6 43.6 143
26-31 203 73.5 56.2 42.4 17.5 24.3 63.1 124
• Lưu lượng trung bình tháng lớn nhất ứng với tần suất P=10 % tại tuyến
công trình:
Bảng 1 – 3: Lưu lượng trung bình tháng lớn nhất ứng với tần suất P=10 % tại tuyến
công trình (m
3
/s)
Tháng X XI XII I II III IV V
Q
10%
153.9 77.0 49.8 36.9 37.4 39.8 64.5 141.8
• Quan hệ Q~Z
h
ở hạ lưu tuyến đập:
Bảng 1 – 4: Quan hệ Q~Z
h
Q (m
3
/s) 1156,6 774,9 470,8 242,1 88,3 13,8 0
Z (m) 661 659 657 655 653 651 649.6
• Dòng chảy lũ thiết kế ứng với tần suất 10 % ta có lưu lượng đỉnh lũ 750
m
3

/s, đường quá trình lũ có dạng tam giác, tổng lượng lũ W
10%
=39.15*10
6
m
3
.
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
8
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
• Quan hệ dung tích hồ và cao trình mực nước hồ như sau:
Bảng 1 – 5: Quan hệ dung tích hồ và cao trình mực nước hồ V~Z
hồ
V (10
3
m
3
) 72,8 246 289 372 532,4 978
Z
hồ
(m) 663,5 674,5 677 680 684 688,5
1.4.4. Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực và vật liệu xây dựng.
Khu vực xây dựng thuộc địa phận xã Sử Pán 2, huyện Sa Pa, tỉnh Lào Cai, cách
trung tâm SaPa chừng 15km về phía Đông Nam. Điều kiện thiên nhiên phức tạp và
khắc nghiệt thường xuyên có hiện tượng hạn hán, bão lụt và lũ quét
Dân cư trong vùng chủ yếu sống bằng nghề nông nghiệp làm nương rẫy, phân bố
thưa thớt. Đây là vùng miền núi xa, hẻo lánh, chủ yếu là tự cung, tự cấp.
1.5. Điều kiện giao thông.
Khu vực xây dựng công trình nằm trong vùng sâu, vùng xa của tỉnh Lào Cai, vì
vậy hầu như không có cơ sở hạ tầng nào đáng kể có thể tận dụng để phục vụ cho thi

công công trình
1.6. Nguồn cung cấp điện, nước.
- Điện thi công trong công trường được lấy từ đường dây 35 kV cấp điện cho các
phụ tải dùng điện tại công trường thông qua các trạm biến áp 35/0,4 kV đặt tại các
khu vực có yêu cầu phụ tải.
Số trạm biến áp 35/0.4 kV là 4 trạm.
Ngoài hệ thống điện thi công nêu trên, để dự phòng các sự cố mất điện trong
thời gian thi công, đặc biệt là thi công bê tông, đã dự kiến bố trí 1 trạm phát điện
điezen dự phòng 150kVA ngay gần khu quản lý điều hành.
- Tại khu vực xây dựng công trình khả năng khai thác nước ngầm tại các giếng
khoan không thể đáp ứng được toàn bộ nhu cầu sử dụng nước do nguồn nước ngầm
không tập trung. Nước sinh hoạt và phục vụ thi công được lấy chủ yếu từ nguồn n-
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
9
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
ước mặt của khe suối nhỏ ở phía thượng lưu tuyến đập, cách tuyến đập khoảng 2km.
Trên suối này sẽ xây dựng một đập ngăn nước tạo thành hồ chứa nhỏ ở khoảng cao
độ tự nhiên 1030m từ hồ chứa nước này sẽ xây dựng đường ống chuyển tải nước về
bể chứa ở cao độ 825m tại khu quản lý vậnh hành. Ngoài ra nước sinh hoạt còn được
khai thác bổ sung từ các giếng khoan đến bể xử lý. Nước sau khi đợc xử lý đảm bảo
vệ sinh, an toàn sẽ đợc cấp tự chảy đến các khu vực bố trí nhà ở và nhà làm việc của
công trường qua hệ thống đường ống phân phối.
Hệ thống thoát nước kỹ thuật và sinh hoạt tại công trường sẽ qua hệ thống xử lý
theo các quy định hiện hành và được thải xuống suối Mương Hoa Hô.
1.7. Hệ thống thông tin liên lạc trong thời gian thi công
Nhu cầu sử dụng, khai thác thông tin hiên nay rất lớn và rất đa dạng. Mặt khác
sự phát triển của kỹ thuật thông tin hiện nay rất cao, các dịch vụ cung cấp thông tin
hiện nay đều mang tính chuyên nghiệp. Vì vậy tại công trường thuỷ điện Sử Pán 2
không bố trí thông tin riêng của toàn công trường. Việc đảm bảo thông tin trong nội
bộ công trương cũng như từ công trường ra ngoài sẽ do Nhà thầu cung cấp dịch vụ

thông tin chuyên nghiệp đảm nhận.
1.8. Điều kiện cung cấp vật liệu xây dựng, thiết bị, nhân lực.
- Vật liệu đá cứng : Đã khảo sát 1 mỏ đá granit(mỏ đá Sử Pán 2) cách tuyến đập
1.2km, diện tích mỏ chừng ~74 000m2. Tầng bóc bỏ gồm đất sờn tàn tích và đới
phong hoá dày chừng 3-5m. Chiều dày tầng khai thác hữu ích khoảng 30m. Trữ lợng
mỏ(đánh giá theo cấp B) từ 300 000 đến 500 000 m3. Chất lượng đá tốt, đủ đảm bảo
làm cốt liệu bê tông thuỷ công. Các mỏ đều có mặt bằng thi công rộng, xa nơi dân
cư từ 1-2km.
- Vật liệu cát sỏi : Đã tiến hành khảo sát sơ bộ mỏ cát Bến Đền trên sông nhánh
Ngòi Bo. Mỏ cát có trữ lợng hơn 100 000m3, chất lợng cát đáp ứng yêu cầu cho bê
tông thuỷ công đến mác 300, điều kiện vận chuyển khá thuận lợi, tuy nhiên nằm khá
xa tuyến đập(75km).
- Vật liệu đất: Mỏ đất sét nằm bên trái suối Mương Hoa Hô cách tuyến đập chừng
800m về phía Đông Bắc. Trữ lợng mỏ 74 000m3, các chỉ tiêu của đất đáp ứng yêu
cầu cho việc đắp nền và đập.
- Đá, xi măng, sắt, thép
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
10
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
Đá, xi măng, sắt, thép và các vật liệu xây dựng khác mua từ nơi khác về.
1.9. Thời gian thi công được phê duyệt.
Nhà nước đã quyết định công trường thi công trong 3 năm 6 tháng bắt đầu từ tháng
2/2011.
1.10. Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công.
Công trình được xây dựng trên khu vực có điều kiện tự nhiên không được thuận
lợi:
Việc xây dựng công trình thuỷ điện Sử Pán 2 sẽ làm ảnh hởng đến một số hộ
dân đang sinh sống tại thôn Bản Dền, xã Bản Hồ gồm 15 hộ/100 nhân khẩu và khả
năng phải di dời là 08 hộ/56 nhân khẩu
- Mùa mưa kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10.

- Đặc điểm lòng hồ hẹp, độ dốc lớn
- Điều kiện thiên nhiên phức tạp và khắc nghiệt thường xuyên có hiện tượng
hạn hán, bão lụt và lũ quét
Tuy nhiên vẫn có những thuận lợi như:
- Nhân lực huy động tại địa phương với giá nhân công phù hợp.
- Địa hình khu đầu mối khá rộng rãi, độ dốc không lớn, địa hình biến đổi không
đột ngột rất thuận lợi cho việc bố trí mặt bằng thi công.
Đập chính nằm trên nền đá đới IIA, theo hệ thống phân loại RMR thì được xếp
vào chất lượng khá đều, tốt
Kết luận: Với những khó khăn và thuận lợi nêu trên công trình đủ điều kiện xây dựng
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
11
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
CHƯƠNG 2. DẪN DÒNG THI CÔNG
2.1. Mục đích, ý nghĩa, nhiệm vụ của dẫn dòng thi công
2.1.1. Mục đích, ý nghĩa của dẫn dòng thi công
Công trình thuỷ lợi thường xây dựng trên các lòng sông, suối nên trong quá
trình thi công không tránh khỏi những ảnh hưởng bất lợi của dòng nước mặt, nước
ngầm, nước mưa khối lượng công trình thường lớn, điều kiện thi công phức tạp.
Trong quá trình thi công một mặt phải đảm bảo hố móng được khô ráo mặt khác phải
đảm bảo yêu cầu dùng nước tối đa ở hạ lưu. Do vậy khi thi công phải tiến hành dẫn
dòng thi công để dẫn nước từ thượng lưu về hạ lưu đảm bảo hố móng được khô ráo
đồng thời đảm bảo yêu cầu dùng nước tại hạ lưu.
Biện pháp dẫn dòng ảnh hưởng đến kế hoạch và tiến độ thi công của toàn bộ
công trình, ảnh hưởng đến hình thức kết cấu, chọn và bố trí công trình đầu mối, chọn
phương pháp thi công và bố trí công trường … vì vậy khi chọn phương án dẫn dòng
phải dựa trên tính toán kinh tế cụ thể của từng phương án.
2.1.2. Nhiệm vụ của dẫn dòng thi công
Dẫn nước sông từ thượng lưu về hạ lưu qua các công trình dẫn dòng đã xây
dựng xong trước khi ngăn dòng.

2.2. Các nhân tố ảnh hưởng đến lựa chọn phương án dẫn dòng
Biện pháp dẫn dòng thi công ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch tiến độ thi công của
toàn bộ công trình, hình thức kết cấu, chọn và bố trí công trình thủy lợi đầu mối,
chọn phương pháp thi công và bố trí công trường và giá thành công trình. Do vậy cần
phải lựa chọn phương án dẫn dòng thi công hợp lý. Để làm được điều đó phải nghiên
cứu kỹ càng một cách khách quan và toàn diện các nhân tố ảnh hưởng.
Thuỷ điện Sử Pán 2 là công trình thuỷ điện đường dẫn nên việc thi công công trình
được trải theo tuyến năng lượng, mặt bằng thi công rộng, tạo thuận lợi cho việc tăng
cường độ thi công trên toàn công trình.
Do thuỷ điện đường dẫn, nên phương án dẫn dòng thi công chỉ ảnh hưởng đến
tiến độ và biện pháp thi công cụm đầu mối chứ không ảnh hưởng đến các công trình
trên tuyến năng lượng và nhà máy.
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
12
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
2.2.1. Điều kiện địa hình.
Địa hình lòng sông tại vị trí công trình chính có dạng chữ U bờ trái hơi thoải và
tương đối cao so với mực nước trong sông. Đây là điều kiện rất thích hợp cho việc
dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp.
Vì vậy nếu bố trí công trình dẫn dòng tại bờ trái thì dòng chảy sau công trình
dẫn dòng sẽ đổ vào hố xói của tràn nối tiếp với dòng sông tự nhiên tương đối dễ
dàng.
2.2.2. Điều kiện địa chất.
Tại đây phân bố chủ yếu các đá biến chất động lực của hệ tầng Sinh Quyền tuổi
PaleoProterozoi và các đá xâm nhập thuộc phức hệ Yen Sun tuổi PaleogenYe, các
đất đá này có tính thấm mạnh nên không thích hợp cho việc dẫn dòng qua kênh.
2.2.3. Điều kiện thủy văn.
Chế độ dòng chảy trên sông suối chia làm 2 mùa rõ rệt mùa lũ và mùa kiệt. Mùa
kiệt từ tháng XI đến tháng IV năm sau. Mùa lũ từ tháng V đến tháng X. Lưu lượng
mùa lũ và mùa kiệt chênh lệch không lớn lắm lớn (Qlũ10% = 750 m3/s, Qkiệt10% =

73,1 m3/s) nên việc chọn thời đoạn dẫn dòng theo năm để đảm bảo khả năng dẫn
dòng của công trình.
2.2.4. Cấu tạo và bố trí công trình thuỷ công
Loại đập được lựa chọn là đập bê tông, nên có khả năng cho lũ tràn qua trong
giai đoạn dẫn dòng thi công. Chính vì thế có thể sử dụng đập xây dở để dẫn dòng
trong quá trình thi công.
2.2.5. Thời hạn thi công công trình.
Thời gian xây dựng công trình là 3 năm 6 tháng
2.2.6. Nhu cầu phục vụ tưới và sinh hoạt.
Trong quá trình thi công công trình phải đảm bảo nhu cầu nước tưới và sinh
hoạt cho các khu vực quanh công trình.
2.3. Chọn phương án dẫn dòng thi công.
2.3.1. Đề xuất phương án dẫn dòng thi công.
Do chênh lệch lưu lượng giữa mùa lũ và mùa kiệt rất lớn, và để giảm nhỏ khối
lượng công trình tạm ta chọn thời đoạn dẫn dòng như sau:
+ Mùa khô 6 tháng từ tháng: 11 đến tháng 4 năm sau.
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
13
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
+ Mùa lũ 6 tháng: từ tháng 5 đến tháng 10.
Căn cứ theo nhưng điều kiện ảnh hưởng tới quá trình dẫn dòng như trên đề nghị ra
hai phương án dẫn dòng như sau:
• Phương án 1: Thời gian thi công 3 năm. Dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên,
cống xả cát, qua tràn xây dựng dở và qua tràn. Quá trình dẫn dòng thi công
được thể hiện ở bảng 2-1.
Bảng 2 - 1: Trình tự dẫn dòng theo phương án 1
Năm xây
dựng
Thời gian
Công trình

dẫn dòng
Q
dd
(m
3
/s)
Công việc phải làm
NĂM
THỨ
NHẤT
Mùa khô từ tháng
11 đến tháng 4
năm sau
Dẫn dòng
qua lòng
sông tự
nhiên
73,1
- Đào hố móng cống xả cát
bờ trái
- Đào hố móng cửa nhận
nước
- Đào hố móng vai trái đập
trên mực nước sông
Mùa lũ từ tháng 5
đến tháng 10
Dẫn dòng
qua lòng
sông tự
nhiên

750
- Tiếp tục đào hố móng hai
vai đập
- Thi công đường ống đẫn
nước
- Thi công 2 vai đập đến
cao trình +680
- Thi công xong cửa nhận
nước
- Thi công xong cống xả cát
NĂM
THỨ
HAI
Mùa khô từ tháng
11 đến tháng 4
năm sau
Dẫn dòng
qua cống xả
cát
73,1
- Tiến hành lấp sông đắp đê
quai thượng lưu và hạ lưu
- Đào hố móng và thi công
đập tràn
- Thi công giữa đập đến cao
trình +670
- Thi công đường hầm dẫn
nước
Mùa lũ từ tháng 5
đến tháng 10

Dẫn dòng
tràn xây
dựng dở
750
- Tiếp tục thi công tràn,
đường hầm dẫn nước
- Hoàn thiện công tác thi
công đập dâng
NĂM Mùa khô từ tháng Dẫn dòng 73,1 - Thi công đập tràn đến cao
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
14
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
THỨ BA
11 đến tháng 4
năm sau
qua cống xả
cát
độ thiết kế
- Thi công nhà máy
Mùa lũ từ tháng 5
đến tháng 10
Dẫn dòng
qua tràn
750
- Hoàn thiện các hạng mục
còn lại
- Bàn giao công trình đưa
vào sử dụng
• Phương án 2: Thời gian thi công 2,5 năm. Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp,
dẫn dòng qua cống xả cát, dẫn dòng qua tràn xây dựng dở và qua tràn. Quá

trình dẫn dòng thi công được thể hiện ở Bảng 2-2.
Bảng 2 - 2: Trình tự dẫn dòng theo phương án 2
Năm xây
dựng
Thời gian
Công trình
dẫn dòng
Q
dd
(m
3
/s)
Công việc phải làm
NĂM
THỨ
NHẤT
Mùa khô từ tháng
11 đến tháng 4
năm sau
Dẫn dòng
qua lòng
sông bị thu
hẹp
73,1
- Chuẩn bị máy móc thiết bị
nhân lực, đắp đê quai dọc.
- Tiến hành lấn sông phía
bờ trái, đào móng và thi
công vai trái đập
- Tiến hành đào móng và

thi công cống xả cát và cửa
nhận nước
Mùa lũ từ tháng 5
đến tháng 10
Dẫn dòng
qua lòng
sông bị thu
hẹp
750
- Đắp đê quai dọc
- Tiếp tục thi công đập bên
vai trái
- Hoàn thiện cửa nhận nước
- Hoàn thiện cống xả cát
phục vụ cho giai đoạn dẫn
dòng tiếp theo
NĂM
THỨ
HAI
Mùa khô từ tháng
11 đến tháng 4
năm sau
Dẫn dòng
qua cống xả
cát
73,1
- Đắp đê quai thượng lưu và
hạ lưu
- Thi công đập phần lòng
sông và bên vai phải đến

cao trình vượt lũ tiểu mãn
- Đào móng và thi công tràn
- Thi công đường hầm dẫn
nước
- Mở móng thi công nhà
máy
Mùa lũ từ tháng 5 Dẫn dòng 750 - Tiếp tục thi công đập
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
15
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
đến tháng 10
tràn xây
dựng dở
chính
- Tiếp tục thi công tràn và
đường hầm dẫn nước, nhà
máy
NĂM
THỨ BA
Mùa khô từ tháng
11 đến tháng 4
năm sau
Dẫn dòng
qua cống xả
cát
73,1
- Thi công và hoàn thiện
đập chính, nhà máy, đường
hầm dẫn nước
- Thi công và hoàn thiện

tràn
- Bàn giao công trình đưa
vào sử dụng
2.3.2. So sánh lựa chọn phương án dẫn dòng
• Phương án 1:
Ưu điểm :
+ Thời gian thi công dài nên cường độ thi công các hạng mục là nhỏ nhất nên
chất lượng công trình là tốt nhất
+ Không phải đắp đê quai dọc nên chi phí cho biện pháp thi công nhỏ
Nhược điểm :
+ Thời gian thi công dài nên hiệu quả kinh tế không cao bằng phương án 2
• Phương án 2 :
Ưu điểm :
+ Thời gian thi cống ngắn hơn phương án 1 nên công trình sớm đưa vào sử
dụng do đó đạt hiệu quả kinh tế cao hơn
Nhược điểm :
+ Đắp đê dọc làm tăng chi phí cho công tác dẫn dòng
+ Thời gian thi công ngắn nên cường độ thi công các hạng mục cao, đòi hỏi việc
bố trí phù hợp thi công giữa các hạng mục phải chính xác, đồng bộ
Căn cứ vào những phân tích ưu nhược điểm của hai phương án dẫn dòng trên,
điều kiện về mặt kinh tế và mặt kỹ thuật. Phương án dẫn dòng 1 được chọn làm
phương án thiết kế.
2.4. Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công
2.4.1. Chọn tần suất dẫn dòng thiết kế
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
16
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
Với công suất lắp máy 34,5MW, tra theo bảng 2 – 1 trang 5 tiêu chuẩn xây dựng
TCVN 285-2002 công trình đầu mối của công trình Sử Pán 2 là công trình cấp 3
Chiều cao đập là 33,3 m tra theo bảng 2 – 2 trang 5 tiêu chuẩn xây dựng TCVN

285-2002 công trình đầu mối của công trình Sử Pán 2 là công trình cấp 3
Vậy tổ hợp lại thì công trình đầu mối của công trình Sử Pán 2 là công trình cấp 3,
ứng với lưu lượng và mực nước lớn nhất thiết kế công trình tạm phục vụ cho dẫn
dòng thi công (đê quai, cống dẫn dòng …) có tần suất thiết là 10%, lưu lượng và mực
nước tính toán ngăn dòng thi công tính với tần suất 10%.
2.4.2. Chọn thời đoạn và lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công
Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công là lưu lượng lớn nhất trong thời đoạn thiết kế
dẫn dòng thi công ứng với tần suất thiết kế dẫn dòng thi công.
Căn cứ vào tần suất và theo tài liệu thủy văn ta chia là 2 thời đoạn dẫn dòng đã nêu
ở trên ta có:
- Lưu lượng mùa lũ là Q
p=10%
max
= 750.m
3
/s.
- Lưu lượng mùa kiệt là Q
p=10%
max
= 73,1m
3
/s.
2.5. Tính toán thuỷ lực phương án dẫn dòng.
2.5.1. Tính toán thủy lực dẫn dòng năm thi công thứ nhất
- Mùa khô và mùa lũ dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên
2.5.2. Tính toán thủy lực dẫn dòng năm thi công thứ hai.
- Mùa khô dẫn dòng qua cống xả cát
- Mùa lũ dẫn dòng qua tràn xây dựng dở
2.5.2.1. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua cống.
a. Mục đích:

+ Lập được quan hệ Q ~ Z
thượng lưu
.
+ Xác định mực nước trước cống để xác định cao trình đê quai thượng lưu.
+ Kiểm tra sự an toàn của cống khi dẫn dòng.
b. Nội dung tính toán.
Cống dẫn dòng được sử dụng vào mùa khô của năm thi công thứ hai là cống
bê tông cốt thép, mặt cắt ngang dạng hộp kích thước (b x h) = (4 x 6)m. Và có các
đặc trưng sau (lấy theo tài liệu thiết kế cống):
- Chiều dài cống: L = 30, 5 m gồm 2 đoạn
Đoạn 1: có L
c
= 12,45 (m) và i = 0.
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
17
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
Đoạn 2 :có L
c
= 18,05 (m) và i = 13%.
- Đoạn nối tiếp đáy cống đến kênh dẫn hạ lưu L=7,6m
- Cống được bố trí ở vai trái đập và được làm bằng bê tông cốt thép.
- Hệ số nhám của ống thép bọc bê tông : n = 0,017 (tra phụ lục 4-3 BTTL).
- Cao trình cửa vào:
∇
cv = 657 m.
- Cao trình cửa ra:
∇
cr = 654,65 m.
c. Xác định cao trình mực nước trước cống:
Do đoạn 1 có độ dốc i = 0% và đoạn 2 có độ dốc i = 13%, chênh lệch độ dốc

lớn giữa 2 đoạn và chiều dài cống đoạn 1 là 12,45 m và đoạn 2 là 18,05 m nên ta
tính toán thủy lực qua cống xả cát như 1 dốc nước với cửa nhận nước là có hình thức
cửa là đập tràn đỉnh rộng
Áp dụng công thức tính lưu lượng của đập tràn đỉnh rộng chảy tự do.
gHBmQ
o
2
2
3
=
⇒
3
2
2








=
gBm
Q
H
o
Trong đó:
Q - Lưu lượng qua cống, Q = 73,1 (m
3

/s)
B - Bề rộng cống, B = 4 (m)
G - Gia tốc trọng trường, g = 9,81(m/s
2
)
H
o
- Cột nước trước cống (m)
m - Hệ số lưu lượng của đập tràn đỉnh rộng vì cửa vào tương đối thuận nên ta lấy
m = 0.34.
⇒
2
2/3
3
73,1
. . 2 0,34*4* 2*9,81
o
Q
H
m B g
 
 
= =
 ÷
 ÷
 ÷
 
 
5,47 (m)
Ta có H

0
= 5,28 (m) < D = 6 (m) ⇒ giả thiết tính toán qua đập tràn đỉnh rộng
chảy tự do là đúng.
Vậy mức nước trước cống là 5,47 m
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
18
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
Cét níc TL H=5,28m
§êng mÆt níc
Hình 2 - : Sơ đồ thủy lực qua cống xả cát
⇒
Cao trình mực nước thượng lưu là.
Z
TL
= ∇
cửa vào
+ H = 657 + 5,28 = 662,47 (m)
Cao trình đê quai thượng lưu đắp vào đầu mùa khô năm thi công thứ 2 là
Z
đqtt
= Ztl + δ
+ δ là độ cao an toàn δ = 0,5
÷
0,7 (m). Chọn δ = 0,7 (m)
Vậy cao trình đê quai thượng lưu là
Z
đqtl
= 662.28 + 0,7 = 662.98 (m).
Ta chọn cao trình đê quai thượng lưu là: Z
đq

= 663 (m).
Bố trí thi công tràn đến đến hết mùa khô năm thứ 2 đạt cao trình là 670 m
2.5.2.2. Tính toán thủy lực qua tràn đang xây dựng dở.
a) Mục đích:
Nhằm xác định mối quan hệ giữa lưu lượng xả qua tràn đang xây dựng dở và cao
trình mực nước trong hồ chứa (Q
xả
~Z
hồ
). Từ đó xác định được cao trình thi công đập
khống chế vượt lũ vào mùa lũ năm thi công thứ hai.
b) Các thông số cơ bản của tràn.
- Cao trình ngưỡng tràn: 670 (m)
- Chiều rộng tràn: B = 55,0 (m)
- Lưu lượng dẫn dòng qua tràn lớn nhất thiết kế: Q
TK
= 750 (m
3
/s)
c) Phương pháp tính toán.
Tính toán thuỷ lực qua tràn ta có thể tính theo phương pháp của đập tràn đỉnh
rộng chảy tự do.
Áp dụng công thức tính lưu lượng của đập tràn đỉnh rộng chảy tự do:
gHBmQ
o
2
2
3
=
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5

19
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
⇒
3
2
2








=
gBm
Q
H
o
Trong đó:
Q- Lưu lượng qua tràn (m
3
/s)
B- Bề rộng tràn, B = 55,0(m)
g- Gia tốc trọng trường, g = 9,81(m/s
2
)
H
o
- Cột nước toàn phần trên tràn (m)

m - Hệ số lưu lượng của đập tràn đỉnh rộng vì cửa vào tương đối thuận nên ta lấy
m = 0.34.
Giả thiết các cấp lưu lượng khác nhau và thay vào công thức ta sẽ tính được các
cột nước tràn Ho tương ứng. Từ đó ta xác định được các cao trình mực nước trong
thượng lưu tương ứng với các cấp lưu lượng đó theo công thức sau:
Z
tl
= Z
ngưỡng tràn
+ H
Trong đó:
Z
Đỉnh tràn
- Cao trình ngưỡng tràn, Z
ngưỡng tràn
= 670 (m)
Z
tl
- Cao trình mực nước trong hồ.
Tính cột nước thượng lưu tràn trong trường hợp dẫn dòng Q
p=10%
=750 m
3
/s ta có
2
3
2
3
750
( ) 4,34

. . 2 0,34.55. 2.9,81
o
Q
H m
m B g
 
= = =
 ÷
 ÷
 
2
0
0 0
2
V
H H H
g
= − ;
=4,34 m (bỏ qua lưu tốc tới gần V
0
)
⇒ Z
tl
= Z
ngưỡng tràn
+ H= 670+4,34 =674,34
2.5.3. Tính toán thủy lực dẫn dòng năm thi công thứ ba.
- Mùa khô dẫn dòng cống xả cát.
- Mùa lũ dẫn dòng qua tràn chính( đã thi công đến ngưỡng tràn TK)
2.5.3.1. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua cống.

Đã tính toán ở mục 2.5.2.1
Hết mùa khô năm thứ 3 thi công xong tràn (cao trình ngưỡng tràn thiết kế +680m) để
đến mùa lũ dẫn dòng qua tràn chính
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
20
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
2.5.3.2. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua tràn chính.
a) Mục đích:
Nhằm xác định mối quan hệ giữa lưu lượng xả qua tràn chính và cao trình mực
nước trong hồ chứa (Q
xả
~Z
hồ
).
b) Các thông số cơ bản của tràn.
- Cao trình ngưỡng tràn: 680(m)
- Chiều rộng tràn: B = 55,0 (m)
- Lưu lượng dẫn dòng qua tràn lớn nhất thiết kế: Q
TK
= 650(m
3
/s)
c) Phương pháp tính toán.
Tính toán thuỷ lực qua tràn ta có thể tính theo phương pháp của đập tràn đỉnh
rộng chảy tự do.
Áp dụng công thức tính lưu lượng của đập tràn đỉnh rộng chảy tự do:
gHBmQ
o
2
2

3
=
⇒
2
2
3
3
750
. . 2 0,34.55. 2.9,81
o
Q
H
m B g
 
 
= =
 ÷
 ÷
 ÷
 
 
= 4,11 (m)
Trong đó:
Q- Lưu lượng qua tràn (m
3
/s)
B- Bề rộng tràn, B = 55,0(m)
g- Gia tốc trọng trường, g = 9,81(m/s
2
)

H
o
- Cột nước toàn phần trên tràn (m)
m - Hệ số lưu lượng của đập tràn đỉnh rộng vì cửa vào tương đối thuận nên ta lấy
m = 0.34.
Cao trình mực nước thượng lưu là
Z
tl
= Z
ngưỡng tràn
+ H
o
= 680 + 4,34 = 684,34 (m)
2.6. Tính toán điều tiết lũ cho mùa lũ năm thi công thứ 2
2.6.1. Mục đích tính toán
- Xác định mực nước lũ trong hồ Z
max
, lưu lượng xả q
max
của đập lớn nhất khi lũ
về
- Xác định cao trình đắp đập chống lũ.
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
21
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
2.6.2. Phương pháp tính toán
- Phương pháp tính toán: Ta tính toán điều tiết lũ theo phương pháp Kôtrêrin
(coi mực nước trong hồ trước khi lũ về bằng cao trình ngưỡng tràn).
- Theo tài liệu đo đạc thủy văn, lũ đến dạng tam giác có các thông số cơ bản như
sau:

+ Lưu lượng đỉnh lũ: Q
L10%
= 750 m
3
/s
+ Tổng lượng lũ W
L
=39,15.10
6
m
3
+ Hình thức chảy chảy tự do qua tràn không cửa do đó công thức tính lưu lượng xả
qua tràn
2/3
.2 HgBmq
x
=
Trong đó: q
x
- lưu lượng xả qua tràn (m
3
/s)
B - Bề rộng tràn (m), B = 55 m.
g - Gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s
2
.
H
0

- Cột nước toàn phần trên ngưỡng tràn (m)

m - Hệ số lưu lượng của đập tràn đỉnh rộng.
Dạng lũ đến có dạng như sau
Hình 2-7: Dạng lũ đến
Dung tích phòng lũ của kho nước
V
m
= W
L
.
ax
max
(1 )
Q
m
q
−
Hoặc lưu lượng xả lớn nhất:
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
22
Q
Q
max
max
q
T
t
Q ~ t
q ~ t
m
V

Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
q
max
=
max
L
Q (1 )
w
m
V
−
(*)
Trong đó: W
L
: Tổng lượng lũ đến, W
L
= 39,15.10
6
m
3
Q
max
: Đỉnh lũ đến, Q
max
= 750 m
3
/s
q
max
: đỉnh lũ xả (m

3
/s)
V
m
: Dung tích phòng lũ của kho nước
Từ phương trình (*) ta thấy có hai đại lượng cần phải xác định đó là q
max
và V
m
. Vì
chỉ có một phương trình nhưng lại có 2 ẩn số, do đó ta phải giải bằng phương pháp
thử đúng dần. Cách làm như sau:
- Ta có : q
xả
= q
max
+ q
bđ
Trong đó
q
xả
:Là lưu lượng xả qua tràn tạm
q
bđ
:Là lưu lượng ban đầu trước khi lũ về , ở trên ta đã tính với trường hợp là khi
lũ về mực nước hồ ngang bằng cao trình ngưỡng tràn tạm vậy q
bđ
= 0
- Từ đó ta giả thiết các giá trị q
max

⇒ xác định giá trị q
xả
tương ứng.
- Ta xác định được cao trình mực nước Z
i
tương ứng. Tra quan hệ (Z

-V
hồ
) ứng với
mực nước Z
i
ta xác định được các dung tích hồ V
i
tương ứng.
- Từ đó xác định dung tích trữ lại trong hồ V
m
theo công thức:
V
m
= V
hồ
- V
bđ
với V
bđ
là dung tích ban nước ban đầu trước khi lũ về.
- Ở đây ta tính với trường hợp trước khi lũ về thì cao trình mực nước trong hồ bằng
cao trình ngưỡng tràn đang xây dở ( cuối mùa khô năm thứ 2 với Z
ngưỡng tràn

= 670 tra
quan hệ (Z - V
hồ
) ta được V
bđ
= 0.308.10
6
m
3
Thay V
m
trở lại công thức (*) để tìm lại q
m
So sánh q
m
vừa tính được với q
m
giả thiết. Nếu chúng bằng nhau đó là nghiệm bài
toán.
Kết quả tính toán được cho ở bảng sau:
q
m
gt
(m
3
/s) H (m) Z
hồ
(m) V
hồ
(10

6
m
3
) V
bđ
(10
6
m
3
) V
m
(10
6
m
3
) q
m
tt
(m
3
/s)
700 4.15 674.15 0.458 0.308 0.150 747.119
720 4.23 674.23 0.461 0.308 0.153 747.065
730 4.27 674.27 0.463 0.308 0.155 747.038
740 4.31 674.31 0.464 0.308 0.156 747.011
747 4.33 674.33 0.465 0.308 0.157 746.992
Từ bảng trên
⇒
V
m

= 0.157.10
6
(m
3
)
⇒
V
hồ
= 0,465.10
6
(m
3
),

Z = 674,33 (m).
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
23
Đồ án tốt nghiệp TKTCTC công trình thủy điện Sử Pán 2
Cao trình đập vào cuối mùa khô năm thi công thứ 2 là
Z
đập
= Ztl + δ
+ δ là độ cao an toàn δ = 0.5
÷
0.7 (m). Chọn δ = 0,7 (m)
Z
đập
= 674,33 + 0,7 = 675,03 (m).
Để giảm cường độ thi công đập cho giai đoạn sau. Trong năm thi công thứ nhất ta
thi công đập 2 bên bờ đến cao trình +680 (m).

2.7. Bố trí và lựa chọn kích thước đê quai
2.7.1. Chọn tuyến đê quai
Khi chọn tuyến đê quai cần đảm bảo:
- Chiều dài đê quai là ngắn nhất.
- Phải đủ cường độ chịu lực và ổn định chống thấm và phòng xói tốt.
- Cấu tạo đơn giản, dễ làm, đảm bảo xây dựng và sửa chữa tháo dỡ nhanh
chóng.
- Diện tích hố móng được đê quai bảo vệ phải đủ rộng để tổ chức đào móng, bố
trí hệ thống tiêu nước hố móng, đường thi công đảm bảo an toàn cho công trình.
Trường hợp cần thiết phải bảo vệ bờ thích hợp để phòng xói lở và phá hoại.
- Khối lượng ít nhất, dùng tài liệu tại chỗ đảm bảo sử dụng nhân lực vật liệu
thiết bị ít nhất mà có thể xây dựng xong trong một thời gian ngắn nhất với giá thành
rẻ nhất.
Trên cơ sở phân tích tài liệu địa hình địa chất ta chọn hình thức đê quai đắp
bằng đất sân phủ để đảm bảo hiệu quả kinh tế và kỹ thuật.
2.7.2. Xác định các thông số đặc trưng của đê quai
2.7.2.1. Thiết kế đê quai mùa khô năm thi công thứ 2
a. Đê quai thượng lưu
Mùa khô năm thi công thứ 2 dẫn dòng qua cống xả cát ứng với cấp lưu lượng
dẫn dòng
Q
dd
= 73,1 (m
3
/s)
Cao trình mực nước thượng lưu là Z
TL
= 662,47 (m)
Cao trình đê quai thượng lưu đắp vào đầu mùa khô năm thi công thứ 2 là
Z

đqtt
= Ztl + δ
+ δ là độ cao an toàn δ = 0,5
÷
0,7 (m). Chọn δ = 0,7 (m)
SVTH: Nguyễn Ngọc Hà Lớp: NĐ5
24
ỏn tt nghip TKTCTC cụng trỡnh thy in S Pỏn 2
Vy cao trỡnh ờ quai thng lu l
Z
qtl
= 662,28 + 0,7 = 663,17 (m).
Ta chn cao trỡnh ờ quai thng lu l: Z
q
= 663.5 (m).
- Chiu rng nh ờ: b = 5 m (kt hp lm ng thi cụng)
- H s mỏi thng lu, h lu: m
1
= 2,5; m
2
= 1,5
663
5
m
=
2
,
5
m
=

1
,
5
Đất đắp

k=1,45
K=0,95
Bao tải chống xói
653,1
662.1
652,6
Mặt cắt đê quai thợng lu đậo mùa khô năm thứ 2
Hỡnh 2 10: Mt ct qua ờ thng lu.
b. ờ quai h lu
Da vo hỡnh v 1 4 trang 8. Ta cú vi Q
dd
= 73,1 (m
3
/s) tra biu Q~Z
h lu
Z
hl
= 652,7 m
Cao trỡnh ờ quai h lu p vo u mựa khụ nm thi cụng th 2 l
Z
dqht
= Zhl +
+ l cao an ton = 0,5
ữ
0,7 (m). Chn = 0,5 (m)

Vy cao trỡnh ờ quai h lu l
Z
qtl
= 652,6 + 0,5 = 653,2(m).
Ta chn cao trỡnh ờ quai h lu l: Z
dq
= 653,2 (m).
- Chiu rng nh ờ: b = 5 m (Kt hp lm ng thi cụng)
- H s mỏi thng lu, h lu: m
1
= 2; m
2
= 2
653,2
5
Đất đắp K=0,95
646,5
647,1
Mặt cắt đê quai thợng lu đập mùa khô năm thứ 2
Bao tải chống xói
652,7
m
=
2
m
=
2

tk=1,45
Hỡnh 2 11: Mt ct qua ờ h lu.

2.8. Thit k ngn dũng
SVTH: Nguyn Ngc H Lp: N5
25