Thiết kế tổ chức thi công công trình thủy lợi thủy điện cửa đạt, thanh hóa chuyên đề đường hầm dẫn dòng thi công (bản vẽ + thuyết minh)

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 1

Ngành: Công trình thủy lợi

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG
1.1.

VỊ TRÍ CÔNG TRÌNH

Dự án hồ chứa nước Cửa Đạt là công trình thuỷ lợi đa mục tiêu, nằm ở vị trí
105 05’~ 105020’ Kinh độ đông 19044’ ~ 20000’ Vĩ độ bắc thuộc huyện Thường Xuân
tỉnh Thanh Hoá. Dự án bao gồm công trình đầu mối thuỷ lợi, công trình thuỷ điện và hệ
thống kênh tưới. Khu đập chính công trình đầu mối thuỷ lợi được xây dựng trên sông
Chu tại xã Xuân Mỹ cách Thành Phố Thanh Hoá khoảng 70 km về phía Tây Bắc.
0

1.2.

NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH
• Giảm lũ với tần suất P = 0,6%, bảo đảm mực nước sông Chu tại Xuân
Khánh huyện Thọ Xuân không vượt quá 13,71m ( lũ lịch sử năm 1962).
• Cấp nước cho công nghiệp và sinh hoạt với lưu lượng Q = 7,715m 3/s.
• Tạo nguồn nước tưới ổn định cho 86,862 ha đất canh tác (phía nam sông
Chu là 54,031 ha; phía bắc sông Chu là 32,830 ha) với tổng lượng yêu cầu
là 1236.106m3 /năm.
• Kết hợp phát điện với công suất lắp máy N = (88 ~ 97) MW .
• Bổ sung nước mùa kiệt cho hạ lưu sông Mã để đẩy mặn, cải tạo môi trường
sinh thái với lưu lượng Q = 30,42 m3/s.

1.3.

QUY MÔ, KẾT CẤU CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH

1.3.1. Cấp công trình
Theo TCXDVN 285:2002, đầu mối công trình Cửa Đạt có nhiệm vụ tưới trên
50000 ha, hồ chứa có dung tích trên 1000 triệu m 3 nên thuộc công trình cấp I. Các công
trình chủ yếu trên tuyến áp lực như đập chính, các đập phụ, tràn xả lũ, tuy nen xả lũ và
lấy nước đều là công trình cấp I. Đối với tuy nen chỉ làm nhiệm vụ dẫn dòng thi công cấp
công trình là cấp III.
1.3.2. Tuyến công trình và phương án bố trí công trình khu đầu mối đập chính
Trong giai đoạn TKKT tập trung nghiên cứu vùng tuyến III trong đó đã nghiên
cứu tuyến đập chính IIIa và IIIb, mỗi tuyến đập chính lại nghiên cứu các giải pháp công
trình khác nhau cuối cùng Bộ Nông nghiệp & Phát triển nông thôn quyết định phê duyệt
phương án IIIB1-1, loại đập đá đổ bản mặt bê tông.
1.3.3. Các thông số chính của công trình đầu mối
Các thông số chính của công trình đầu mối được thể hiện trong bảng sau:

SV: Trần Tuấn Anh

Lớp: 44C3


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Ngành: Công trình thủy lợi

Trang 2

Bảng 1.1: Bảng thống kê các thông số chính của công trình đầu mối

TT
1
1
2
3
4
5
6
7
2
1
2
3
4
5
6
7
8
3
1
2
3
4
1
2
3
5

Thông số
Hồ chứa

Diện tích lưu vực
Mực nước lớn nhất thiết kế p = 0,01%
Mực nước lớn nhất kiểm tra p = 0,01%
Mực nước dâng bình thường
Mực nước chết
Dung tích chết
Dung tích hữu ích
Đập chính
Loại đập
Cao trình đỉnh đập
Cao trình đỉnh tường chắn sóng
Chiều cao đập lớn nhất
Chiều dài đập
Chiều rộng mặt đập
Độ dốc mái thượng lưu
Độ dốc mái hạ lưu
Đập phụ Hón Can
Loại đập
Chiều cao đập lớn nhất
Chiều dài đập
Đập phụ Dốc Cáy
Loại đập
Chiều cao đập lớn nhất
Chiều dài đập
Tràn xả lũ

1

Hình thức kết cấu

2
3
4
5
6
1
2
3
4
7
1
2
8
1

Lưu lượng xả lớn nhất P = 0,01%
Cao độ ngưỡng tràn
Số khoang tràn
Kích thước cửa B x H
Tuy nen dẫn dòng thi công TN2
Số lỗ
Đường kính tuy nen
Chiều dài tuy nen
Cao độ cửa vào
Nhà máy thủy điện
Số tổ máy
Công suất 1 tổ máy
Tunel dẫn nước vào nhà máy thủy điện
Số lỗ

SV: Trần Tuấn Anh

Đơn vị
km2
m
m
m
m
106.m3
106.m3
m
m
m
m
m

m
m
m
m

m3/s
m
m
m
m
m
MW

Số lượng / Khối lượng

Cấp I
5708
120,27
122,80
113,30
75,00
294,00
1070,80
Cấp I
Đập đá đổ bản mặt bê tông
+121,3
+122,5
103,0
943
10
1 : 1,4
1 : 1,5
Cấp I
Đập đất
32,5
150,0
Cấp I
Đập đất
18,0
180,0
Cấp I
Xả mặt - tiêu năng mũi
phun
10893
+97,0

5
11 x 17
Cấp III
1
7,5
821,9
+30
Cấp I
2
48,5
Cấp I
1
Lớp: 44C3


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

2
3
4
9
1
2
3
1.4.

Đường kính tuy nen
Chiều dài tuy nen
Cao độ cửa vào
Cầu qua sông Chu

Kết cấu
Chiều dài
Khổ cầu

Ngành: Công trình thủy lợi

Trang 3
m
m
m
m
m

7,5
677,4
+55
Cấp III
Bê tông dự ứng lực
175,3
10

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

1.4.1. Điều kiện địa hình
Địa hình khu vực vùng tuyến III gồm 2 dạng địa hình bào mòn núi cao và địa hình
tích tụ chủ yếu là bãi bồi, thềm bậc 1. Ở vai trái ngoài khu vực phố Đạt tương đối bằng
phẳng còn lại là đồi núi có cao độ trên +200m, sườn núi có độ dốc từ 25 0 ÷ 450, việc bố
trí mặt bằng tương đối khó khăn, chật chội, công tác san ủi mặt bằng lớn. Ở vai phải cách
tuyến đập chính khoảng 1km về phía hạ lưu có một bãi rộng khá bằng phẳng thuận lợi
cho việc bố trí mặt bằng công trường, cao độ trung bình 40 ÷ 45m. Còn lại là các đỉnh núi

có cao độ từ 100 ÷ 170m, sườn núi có độ dốc trung bình 30 0. Tại khu vực tuyến đập lòng
sông có dạng chữ U, chiều rộng trên 150m, cao độ đáy sông dao động khoảng 25÷ 29m.
Thềm bậc một bên bờ phải có cao độ mặt thềm dao động khoảng 42 ÷ 47m, chiều rộng
khoảng 190m và thót lại ở phía thượng lưu. Khu vực cửa ra của tuy nen nằm trên sườn
núi thoải đều tương đối thuận tiện trong việc bố trí mặt bằng phục vụ thi công.
1.4.2. Điều kiện khí hậu, thuỷ văn và đặc trưng dòng chảy
1.4.2.1. Điều kiện khí hậu, thuỷ văn
Khu vực Dự án mang đặc điểm khí hậu vùng đồng bằng Bắc Bộ, khí hậu chia
thành hai mùa rõ rệt. Mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 5
với các đặc trưng sau:
•
Nhiệt độ không khí: theo quan trắc tại trạm Bái Thượng nhiệt độ trung bình năm là
23,40C. Thời kỳ nóng nhất thường từ tháng 4 đến tháng 10 với nhiệt độ cao nhất quan
trắc được là 41,50C , thời kỳ lạnh nhất thường từ tháng 11 đến tháng 3 với nhiệt độ
nhỏ nhất quan trắc được là 2,60C.
• Độ ẩm: Độ ẩm tương đối của không khí trung bình năm là 86% và trung bình tháng
thay đổi từ 84% đến 89%.
• Lượng bốc hơi: Trung bình năm đo tại trạm Bái Thượng là 774mm/năm.
• Lượng mưa: Trong vùng Dự án lượng mưa trung bình nhiều năm từ 2000 đến
2350mm. Lượng mưa trong mùa mưa chiếm 83 ~ 88% tổng lượng mưa năm. Có
khoảng 3 ngày mưa trong mùa mưa với lượng mưa từ 20~50mm và 1,3 ngày từ 50 ~
100mm.
1.4.2.2. Đặc trưng dòng chảy
SV: Trần Tuấn Anh

Lớp: 44C3


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Ngành: Công trình thủy lợi

Trang 4

Mùa lũ trên sông Chu thường từ tháng 7 ~ 10 chiếm từ 63 ~ 73% lượng nước cả
năm, lũ lớn nhất hàng năm thường xuất hiện vào tháng 9 ~ 10. Mùa kiệt từ tháng 11 ~ 6
chiếm từ 37 ~ 27% lượng nước cả năm (tại Cửa Đạt là 37%), từ tháng 2 ~ 4 là những
tháng kiệt hơn cả và thường tháng 3 là tháng kiệt nhất chỉ chiếm 2,6 ~ 2,7% lượng nước
năm.
Các bảng biểu và đồ thị biểu thị đặc trưng dòng chảy:
Bảng 1.2: Lưu lượng lũ ứng với tần suất p = 0,1%; 1%; 5%; 10%
Mùa
Tần suất p%
Q (m3/s)

Mùa khô
0,1
2450

Mùa lũ
0,1
13200

1
7520

5
5050

10

4030

Bảng 1.3: Lưu lượng nước lớn nhất qua các thời đoạn thi công mùa kiệt
Thời đoạn

XI-III

XI-IV

XI-V

XI-VI

XII-III

XII-IV

XII-V

XII-VI

Qmax5% (m3/s)

1670

1730

1910

1920

292

438

1230

1420

Thời đoạn
Qmax5% (m3/s)

Bảng 1.4: Lưu lượng nước bình quân ngày lớn nhất thời đoạn
10 ngày của 3 tháng mùa kiệt
Tháng XII
Tháng I
Tháng II
1-10 11-20 21-31 1-10 11-20 21-31 1-10 11-20 21-28
137.0

106.0

101.0

103.0

86.4

76.7

75.7

67.2

65.8

Bảng 1.5: Lưu lượng lớn nhất các tháng trong năm ứng với tần suất P = 5 %
3

(m /s)
Tháng
Q

I

II

III

IV

V

VI

VII

VII

IX

X

XI

XII

110 87.4 196 377 1200 1210 2230 3140 4840 3100 1680 211

Z(m)
WHồ(106m3)
Z(m)
WHồ(106m3)
Z(m)
WHồ(106m3)

22
0.00
55
96.35
90
549.99

SV: Trần Tuấn Anh

Bảng 1.6: Bảng quan hệ Z ~ WHồ
25
30
35
40

0.93
5.21
13.58
27.10
60
65
70
75
132.70
177.34
230.75
293.98
95
100
105
110
659.05
781.83
917.55
1065.4

45
45.53
80
368.14

50
67.84
85
453.42

Lớp: 44C3


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 5

Ngành: Công trình thủy lợi

Hình 1.1: Đường quan hệ Z ~ WHồ
Bảng 1.7 : Bảng quan hệ Q ~ ZHL
Z(m)
27.3
27.8
28.3
28.8
29.3
29.8
30.3
30.8
31.3
3
Q(m /s) 25.9
57.2
103.1 163.2 240.2 334.4 447.4 577.3 730.3
Z(m)
31.8
32.3
32.8

33.3
33.8
34.3
34.8
35.3
35.8
Q(m3/s) 915.0 1124.1 1351.2 1595.5 1858.9 2147.3 2453.2 2779.5 3130.1
Z(m)
36.3
36.8
37.3
37.8
38.3
38.9
39.3
39.8
Q(m3/s) 3499.5 3891.0 4306.0 4733.0 5174.0 5637.0 6122.0 6615.0

Hình 1.2: Đường quan hệ Z ~ QHL
SV: Trần Tuấn Anh

Lớp: 44C3


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Ngành: Công trình thủy lợi

Trang 6

Bảng 1.8 : Đường quá trình lũ thiết kế
T (giờ)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28

29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39

MK
5%

Q

(m3/s)
287
290
296
315
356
402
465
597
753
932
1026
1115

1230
1033
797
640
554
520
495
481
462
448
435
428
422
416
411
407
404
397
394
392
390
387
385
383
380
378
376

ML
5%

Q

(m3/s)
1125
1158
1178
1209
1236
1294
1356
1395
1421
1383
1370
1545
2247
2654
3459
3848
4136
4479
4636
4880
5050
4907
4650
4403
4188
3927

3727
3573
3377
3227
3069
2909
2829
2750
2656
2561
2450
2240
2203

SV: Trần Tuấn Anh

ML
1%

Q

(m3/s)
1255
1327
1422
1518
1550
1574
1652
1721

1822
1891
1906
1925
1944
1969
1986
2009
2030
2067
2113
2303
3106
4564
4357
4197
4048
3933
4485
4905
5246
5655
5977
6282
6669
7033
7366
7520
7341
6939

6367

T (giờ)
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66

67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78

MK
5%

Q

(m3/s)
373
371
369
366
364
362
360
355
350
347
344

342
339
337
334
332
329
327
325
323
321
317
315
312
310
308
305
303
301
299
297
294
292

ML
Q5%

ML
Q1%

(m3/s)

2158
2112
2081
2050
2023
1995
1951
1906
1866
1845
1814
1785
1754
1724
1694
1664
1634
1604
1574
1544
1513
1482
1453
1422
1392
1362
1332
1302
1284
1263

1246
1229
1208
1195
1154
1142
1135
1126
1124

(m3/s)
5959
5592
5107
4765
4468
4085
3660
3402
3216
3071
2917
2706
2616
2555
2494
2443
2385
2331
2267

2236
2203
2169
2138
2106
2072
2041
2009
1977
1947
1911
1881
1853
1824
1776
1720
1682
1631
1610
1607

T (giờ)
79
80
81
82
83
84
85
86

87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115

MK
Q5%

ML
Q5%

ML
Q1%

(m3/s)

(m3/s)
1120
1118
1110
1100
1086
1082
1068
1066
1064
1063
1058
1053
1048
1035
1023
1010
1000
991

981
985
971
966
958
955
947
940
932
922
912
902
816
791
775
743
736
730
725

(m3/s)
1600
1586
1580
1574
1566
1558
1527
1516
1506

1495
1486
1475
1398
1387
1377
1368
1357
1348
1336
1327
1317
1307
1297
1288
1277
1268
1257
1247
1238
1227
1218
1207
1198
1188
1178
1168
1159

Lớp: 44C3

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 7

Ngành: Công trình thủy lợi

Hình 1.3: Đường quá trình lũ tiểu mãn P = 5%.

Hình 1.4: Đường quá trình lũ chính vụ P = 5%.

SV: Trần Tuấn Anh

Lớp: 44C3


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Ngành: Công trình thủy lợi

Trang 8

Hình 1.5: Đường quá trình lũ chính vụ P = 1%.
1.4.3. Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn
1.4.3.1. Điều kiện địa chất
Kết quả khảo sát địa vật lý và khoan thăm dò cho thấy cửa vào và khoảng 400m
đầu tuy nen TN2 nằm trong vùng đá granit thuộc phức hệ Bản Muồng, phần còn lại nằm
trong đá phiến thạch anh thuộc phân hệ tầng Sông Cả. Đá granit phân bố chủ yếu ở
thượng lưu của vai phải và phần lộ ra không thành một khối liên tục. Ranh giới giữa

granit và đá biến chất của phân hệ tầng Sông Cả là không rõ ràng và thường ở thể xen
kẹp. Về hướng nằm nhìn chung đá gốc nằm trên một đơn tà có hướng dốc cắm về phía
đông bắc. Trong vùng đập chính nhiều nơi có dấu hiệu uốn nếp nhẹ nhưng phần lớn các
điểm lộ đều đo được thế nằm của đá có hướng dốc khoảng 40 0 ~ 600, góc dốc dao dộng từ
500 ~ 750, tại khu vực tiếp xúc với khối đá granit đá biến chất bị nén ép uốn nếp nhẹ góc
dốc tăng đến 700 ~ 800. Theo tuyến tuy nen địa tầng từ trên xuống dưới gồm có các lớp là:
lớp đất tầng phủ (4a và 4b), lớp đá phong hóa hoàn toàn (5a và 5b), lớp đá phong hoá
mạnh (lớp 6), lớp đá phong hoá vừa (lớp 7), lớp đá phong hoá nhẹ (lớp 8) và lớp đá tươi
(lớp 9). Nói chung toàn bộ tuy nen TN2 nằm sâu trong lớp đá granit, phiến thạch anh tươi
có tốc độ truyền sóng là Vp = 4000 ~ 6000 m/s và giá trị trung bình RMR = 70 thuộc loại
đá nhóm II (RMR = 61 ~ 80). Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất đá được trình bày trong bảng
sau:
Bảng 1.9: Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất đá
Loại đá

PH hoàn toàn

Dung trọng
Tự
Bão
nhiên
hoà
γw
γc
3
T/m
T/m3
1,9
1,98

Hệ số
Poisson

Kiên cố

µ

fk

0,35

-

E
σ
2
KG/cm KG/cm2
-

ϕ
độ
17

C
KG/cm2
0,18

PH mạnh

2,2

2,3

0,3

-

2000

10

28

0,7

PH vừa

2,6

2,62

0,27

3

40000

45

35

1,2

PH nhẹ

2,65

2,66

0,25

8

220000

170

40

2,0

Đá tươi

2,7

2,71

0,22

10

300000

290

50

3,2

Về mặt phá huỷ kiến tạo, qua khảo sát ta thấy có các hệ thống đứt gãy TB-ĐN,
ĐB-TN, á vĩ tuyến và các đứt gãy trẻ á kinh tuyến, trong đó hệ thống đứt gãy TB-ĐN
(gần song song với hướng dòng chảy) đóng vai trò chủ đạo bao gồm các đứt gãy bậc IV
và V. Có 3 đứt gãy bậc IV cắt qua tuy nen TN2 đó là các đứt gãy IV-5, IV-8, IV-13 và
IV-15 với các thông số trình bày trên bảng 1.10.

SV: Trần Tuấn Anh

Lớp: 44C3


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 9

Ngành: Công trình thủy lợi

Bảng 1.10: Các đứt gãy địa chất
STT
1
2

3
4

Ký hiệu
IV-5
IV-8
IV-13
IV-15

Đường phương
TB-ĐN
TB-ĐN
ĐB-TN
Á vĩ tuyến

Hướng dốc
TN
TN
ĐN
B

Góc dốc
750
750
600
700

1.4.3.2. Điều kiện địa chất thuỷ văn
Trong khu vực khảo sát mực nước ngầm ở thềm sông thường xấp xỉ mực nước
sông, còn ở hai vai nước ngầm thường nằm sâu 20-30m hoặc thấp hơn nhiều. Hệ số thấm

của đá gốc là khá nhỏ, đá quanh tuy nen hệ số thấm chỉ khoảng 1-5 Lugeon vì vậy mà
toàn bộ tuy nen tuy nằm dưới mực nước ngầm nhưng lượng nước chảy vào tuy nen ít nên
không gây khó khăn cho công tác thi công.
Theo kết quả thí nghiệm phân tích thành phần hoá học,nước sông và nước ngầm
có tên là Bicacbonat Natri Canxi và có tính ăn mòn khử kiềm.
1.4.3. Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực
Khu vực xây dựng công trình nằm trên địa phận xã Xuân Mỹ, Thường Xuân,
Thanh Hoá. Đây là một xã miền núi, dân cư thưa thớt, cơ sở công nghiệp, dịch vụ, trường
học, điện nước, thông tin liên lạc còn thiếu thốn, hầu như không có. Để xây dựng cơ sở
hạ tầng như hiện nay phải làm mới hoàn toàn. Nền kinh tế ở khu vực này kém phát triển,
nhân dân chủ yếu làm nông nghiệp, trình độ thâm canh thì rất thấp. Một vấn đề dân sinh
kinh tế quan trọng là việc cấp nước cho hạ du. Đây là yêu cầu bắt buộc không thể ngừng
trong thời gian dài vì sông Chu là nguồn cấp nước chính cho hệ thống thuỷ nông Sông
Chu, tưới cho 50000 ha đất canh tác và phục vụ dân sinh. Vì thế trong quá trình thi công
không được gây trở ngại cho việc dẫn nước về hạ du ảnh hưởng đến dòng chảy. Việc cấp
nước chỉ được nghừng trong thời gian khoảng 20 ngày cuối vụ đông xuân (đầu tháng 5)
và cuối vụ khoảng 1 tháng (vào tháng 10) còn lại là phải xả nước về hạ du để đảm bảo
cho sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của nhân dân.
1.5.

ĐIỀU KIỆN GIAO THÔNG

Về giao thông vận tải duy nhất chỉ có đường đá dăm thâm nhập nhựa từ thành phố
Thanh Hoá đến công trường, rộng 7,5m và chất lượng khá tốt. Để thi công tuy nen sẽ sử
dụng đường được thiết kế để phục vụ thi công cho toàn bộ Dự án. Khi thi công cần phải
chú ý một số vấn đề giao thông quan trọng sau:
• Giao thông thuỷ:
Nhìn chung việc thông thuyền bè trong thời gian xây dựng công trình không nhiều chủ
yếu tập trung vào những năm đầu, phục vụ việc vận chuyển tre, gỗ khi giải phóng lòng
hồ. Vì vậy trong quá trình thi công cần tạo điều kiện thuận lợi để việc giao thông thủy

được nhanh chóng, an toàn góp phần đẩy nhanh tiến độ giải phóng lòng hồ.
SV: Trần Tuấn Anh

Lớp: 44C3


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 10

Ngành: Công trình thủy lợi

• Giao thông giữa hai bờ:
Việc qua lại giữa 2 bờ trước đây chủ yếu bằng thuyền và bè mảng vì vậy để có thể thi
công được các hạng mục bên bờ phải cũng như khai thác, vận chuyển đá từ mỏ để đắp
đập yêu cầu phải có cầu giao thông nối 2 bờ. Cần phải được thiết kế đảm bảo cho các xe
có tải trọng lớn đi qua và đảm bảo an toàn trong suốt thời gian thi công, đồng thời sau
này làm đường quản lý và phục vụ dân sinh trong vùng.
1.6.

NGUỒN CUNG CẤP VẬT LIỆU, ĐIỆN, NƯỚC

1.6.1. Đất đá, cát, sỏi
• Vật liệu đất :
Vật liệu đất đắp bao gồm mỏ VL11 (đất tận dụng khi đào móng tràn vai phải đập
chính) và đất bóc tầng phủ mỏ đá VLĐ9A. Nhìn chung các mỏ này đều gần khu vực
tuyến đập và có thể khai thác làm vật liệu chống thấm, trữ lượng khá dồi dào, khoảng
4,5.106 m3 đủ phục vụ cho việc đắp đê quai và đắp tầng gia trọng thượng lưu khi đập
hoàn thành.
• Vật liệu đá :

Vật liệu đá được tận dụng từ đá đào móng tràn, tuy nen (mỏ VL11) và khai thác ở
khu A và khu B mỏ VLĐ9A. Trữ lượng các mỏ lớn khoảng 25.10 6 m3, đá có chất lượng
tốt đảm bảo yêu cầu đắp đập và làm cốt liệu cho bê tông. Hai mỏ này có chiều sâu đào
móng và khai thác lớn, cần quan tâm đến vấn đề ổn định mái hố móng và góc tầng khai
thác khi thi công và khai thác.
• Vật liệu cát sỏi :
Nguồn cung cấp vật liệu cát sỏi là các mỏ CS16, CS17, CS23A và CS25A. Mỏ
CS16 ở bờ phải sông Chu, cách tuyến đập chính khoảng 1,5km về phía hạ lưu. Mỏ CS17
ở bờ trái sông Chu, cách tuyến đập chính khoảng 0,5km về phía hạ lưu. Mỏ CS23A nằm
cách cầu Bái Thượng 500m, từ mỏ đến khu đập chính khoảng 16-17km có chất lượng và
cấp phối phù hợp với lớp đệm và lớp lọc của đập chính. Mỏ CS25A ở bờ phải sông Chu
gần cầu Mục Sơn, từ mỏ đến khu đập chính khoảng 20km có chất lưọng tốt có thể sử
dụng cho bê tông. Tổng trữ lượng của các mỏ khoảng 5.10 6 m3 đảm bảo được yêu cầu về
khối lượng.
1.6.2. Xi măng, sắt thép
Xi măng có thể mua tại Liên hioệp sản xuất xi măng Việt Nam; các nhà máy xi
măng Bỉm Sơn, Nghi Sơn – Thanh Hoá hoặc xi măng Hoàng Thạch - Hải Dương đều
đảm bảo chất lượng tốt.
Sắt thép có thể mua từ các công ty thép Việt Nam hoặc liên doanh như Thái
Nguyên, Việt – Úc, Việt – Ý…
1.6.3. Điều kiện cung cấp điện, nước
SV: Trần Tuấn Anh

Lớp: 44C3


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 11

Ngành: Công trình thủy lợi

•
Hệ thống cung cấp điện cho công trường: Hệ thống cung cấp điện phục vụ thi công
gồm đường dây tải điện 35KV từ huyện Thường Xuân vào công trường dài khoảng 9 km
sau đó dẫn đến các trạm hạ thế tại các khu tiêu thụ để phục vụ thi công và sinh hoạt trên
công trường.Qua tính toán xác định lượng điện tiêu thụ lớn nhất cho toàn bộ công trình
7100 KVA. Để đề phòng khi có sự cố điện lưới cần phải có trạm phát điện tại chỗ khoảng
1000 KVA.
•
Hệ thống cung cấp nước cho công trường: Qua tính toán xác định được lượng nước
cung cấp cho toàn bộ công trường khoảng 450m 3/h. Hiện đã có hệ thống cấp nước đạt
chất lượng khá tốt. Nước được lọc và chứa vào các bể chứa sau đó cung cấp cho nơi cần
nước.
1.7.

ĐIỀU KIỆN CUNG CẤP VẬT TƯ, THIẾT BỊ, NHÂN LỰC

Các nhà thầu có đủ khả năng cung cấp vật tư, thiết bị một cách đầy đủ và kịp thời
cho các đơn vị thi công. Nên triệt để sử dụng lực lượng lao động địa phương, lực lượng
này khá dồi dào và giá thuê khá rẻ.
1.8.

THỜI GIAN THI CÔNG ĐƯỢC PHÊ DUYỆT

Căn cứ vào quyết định phê duyệt báo cáo NCKT số 130/QĐ – TTg ngày
29/1/2003 nay được thay thế bằng quyết định số 348/QĐ – TTg ngày 7/4/2004 của thủ
tướng chính phủ, thời hạn xây dựng công trình không quá 5 năm.Khởi công từ ngày
2/2/2004.
1.9.

KẾT LUẬN CHUNG VỀ ĐIỀU KIỆN THI CÔNG

1.9.1. Về quy mô, kết cấu công trình
Đập chính là đập đá đổ bản mặt bê tông nên có thể cho lũ tràn qua trong giai đoạn
dẫn dòng thi công, tuy nhiên công việc gia cố đập xây dở sẽ rất khó khăn nếu không tính
toán cẩn thận có thể dẫn đến thiệt hại lớn nhất là vở đập. Mặt khác cũng có thể lợi dụng
tuynel dẫn nước vào nhà máy thuỷ điện, cũng như tràn xây dở để tham gia dẫn dòng.
Khối lượng đào móng tràn khá lớn, vì vậy khi lợi dụng tràn xả lũ để dẫn dòng thì phải
đặc biệt chú ý công tác đào móng tràn và đắp đập vượt lũ do cường độ công việc khá lớn.
1.9.2. Về điều kiện địa hình
Tại khu vực tuyến đập lòng sông có dạng chữ U, chiều rộng trên 150m, thềm bậc
một bên bờ phải khá rộng B≈190m, thích hợp để sử dụng sơ đồ dẫn dòng qua lòng sông
thu hẹp. Bãi bồi bờ phải khá bằng phẳng góc dốc trung bình 23 0 có thể tận dụng làm cống
xả đáy hoặc kênh dẫn dòng. Bờ trái góc dốc lớn, trung bình 45 0 xem xét bố trí tuy nen
dẫn dòng.
Địa hình khu vực xây dựng tương đối phức tạp và được chia thành hai khu vực
riêng biệt nằm ở hai bên bờ sông Chu, do vậy việc bố trí mặt bằng xây dựng nên được
tiến hành với cả hai bên bờ. Bờ trái trừ khu vực phố Đạt tương đối bằng phẳng còn lại là
đồi núi cao và dốc, việc bố trí mặt bằng tương đối khó khăn, chật chội, công tác san ủi
SV: Trần Tuấn Anh

Lớp: 44C3


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 12

Ngành: Công trình thủy lợi

mặt bằng lớn. Bờ phải cách tuyến đập về phía hạ lưu khoảng 1km có một bãi rộng khá
bằng phẳng rất thuận tiện cho việc bố trí mặt bằng thi công.
Địa hình khu vực xây dựng công trình biến đổi tương đối phức tạp, lại bị phân cắt
bởi các khe nhỏ làm cho việc mở đường thi công cũng gặp nhiều khó khăn.
1.9.3. Về điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn
Tầng phủ khá dày nên khối lượng đào móng công trình lớn dẫn đến khó khăn
trong việc bố trí bãi thải.
Phía bờ phải địa chất khá tốt, đá cứng chắc f = 8 ÷ 10 thuận lợi cho việc bố trí
tuynen dẫn dòng. Tuy nhiên việc tồn tại các đứt gãy và khe nứt bậc 4 khiến cho công tác
khoan nổ mìn và gia cố phải hết sức chú ý để đảm bảo an toàn. Ngoài ra bờ sông và thềm
sông vai phải có tính thấm nước lớn K = 9x10 -4 cm/s, không thích hợp để bố trí kênh dẫn
dòng.
Bờ trái địa chất kém độ cứng của đá f = 2 ÷ 3( f < 4 ⇒ đá yếu ) không thích hợp
bố trí tuy nen dẫn dòng.
Do đá lòng sông và tầng phủ có tính thấm nước yếu, mực nước ngầm thấp nên vấn
đề tiêu nước hố móng tương đối thuận lợi tuy nhiên công tác khoan đào giếng để lấy
nước lại gặp nhiều khó khăn
1.9.4. Về điều kiện thủy văn, đặc điểm dòng chảy
Đặc điểm dòng chảy sông Chu chia thành hai mùa rõ rệt, lưu lượng lớn nhất mùa
lũ Qp=5%max = 5050m3/s trong khi mùa kiệt có Q p=5%max = 1230 m3/s. Chênh lệch lưu lượng
khá lớn, tỷ lệ
Qml 5050
=
= 410%
Qmk 1230

Do vậy trong giai đoạn dẫn dòng thi công nên chia thành hai mùa dẫn dòng riêng biệt:
mùa khô riêng và mùa lũ riêng.
Theo TCXDVN 285: 2002 tần suất thiết kế các công trình tạm p=5%. Vì vậy toàn

bộ mặt bằng công trình ở cả hai bên bờ phải được xây dựng trên mực nước lũ thiết kế.
Với tần suất p = 5%, Q = 5050 m3/s, tra quan hệ Q ~ ZHL ta có mực nước sông Chu tại
khu vực bố trí mặt bằng là 38,2 m. Vì vậy để đảm bảo không bị ngập trong mùa mưa lũ
toàn bộ mặt bằng công trường phải bố trí từ cao trình 38,5 m trở lên.
1.9.5. Về điều kiện vật liệu
Công trường Cửa Đạt, vật liệu đá tại các mỏ chính không nhiều, có thể tiết kiệm
đá đào móng tràn và đá đào tuynen đủ tiêu chuẩn để đắp đập. Cần bố trí mặt bằng hợp lý
và tiến độ thích hợp để công tác đào móng và đắp đập thành một dây chuyền nhằm giảm
khối lượng công tác vận chuyển đá.
Vật liệu sắt thép, xi măng có thể mua trong tỉnh với chất lượng tốt vận chuyển
cũng thuận lợi.

SV: Trần Tuấn Anh

Lớp: 44C3


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 13

Ngành: Công trình thủy lợi

1.9.6. Về điều kiện dân sinh kinh tế khu vực
Khu vực xây dựng dân cư thưa thớt, cơ sở công nghiệp, dịch vụ, trường học, bệnh
viện còn thiếu thốn, hầu như không có. Các cơ sở hạ tầng gần như phải xây dựng mới
hoàn toàn. Khu vực xây dựng cách trung tâm thị trấn Thường Xuân gần 10km việc cung
cấp lương thực thực phẩm cũng không thật sự khó khăn, kiến nghị nên thuê riêng một
đơn vị cung cấp thực phẩm của xí nghiệp cung cấp thực phẩm để đảm bảo chất lượng.
Các cơ sở chế tạo, xưởng sản xuất, gia công cơ khí địa phương có quy mô nhỏ,

yếu kém không thể cùng liên kết để sản xuất. Vì vậy các cơ sở sản xuất phục vụ công tác
thi công đều phải được các đơn vị thi công điều đến từ nơi khác.
Mạng lưới điện nước, thông tin liên lạc được xây dựng khá đầy đủ. Hệ thống giao
thông đảm bảo chất lượng, thuận tiện cho thi công.
1.9.7. Về yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng chảy
Khu vực hạ lưu bao gồm khu vực sản xuất lương thực lớn thuộc hệ thống thủy
nông sông Chu, các khu công nghiệp và các khu dân cư. Đây đều là những khu vực kinh
tế xã hội quan trọng, vì vậy cần chú ý đảm bảo yêu cầu dùng nước của các khu vực này.
Ngoài ra yêu cầu vận chuyển trên sông Chu là khá quan trọng, vì vậy khi thiết kế dẫn
dòng phải chú ý đảm bảo yêu cầu này.
1.9.7. Về năng lực đơn vị thi công
Đơn vị thi công là liên doanh các nhà thầu gồm nhà thầu chính là Tổng công ty
Vinaconex, các nhà thầu khác như Tổng công ty xây dựng thuỷ lợi 4, công ty xây lắp cơ
điện 1, công ty Sông Đà 10, công ty Sông Đà 9, công ty xây dựng Miền Trung…Đây là
các công ty mạnh với đội ngũ cán bộ, nhân viên có nhiều kinh nghiệm, với đội ngũ xe
máy đông đảo có thể đáp ứng được yêu cầu của tiến độ thi công đặt ra.
Đơn vị thi công đập chính là tổng công ty xây dựng thủy lợi 4, khả năng lên đập
qua báo cáo thực tập là 6m. Qua quan sát thực tế em nhận thấy nếu việc khảo sát địa chất
tốt có thể khai thác đá nhanh hơn và nếu đừng chừa chân thi công bản đáy quá rộng thì sẽ
có được mặt bằng đắp đập rộng ⇒ thuận lợi thì khả năng thi công có thể lên tới 10m ⇒
một năm có thể đắp được 60 ÷ 70m. Đội thi công cơ giới khá mạnh với 9 máy đầm rung
25T, 3 máy ủi 320CV, 4 máy ủi 180CV, 1 máy đào Komatsu (3,4m 3), 2 máy đào
Komatsu (3,2m3), 1 máy đào Komatsu BC – 710 (2,8m 3), ….và nhiều xe ôtô vận chuyển
lớn với thùng 12m3, 15m3, 17m3, 20m3.

SV: Trần Tuấn Anh

Lớp: 44C3

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 14

Ngành: Công trình thủy lợi

CHƯƠNG 2 : CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG
2.1.

ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN DÒNG
Dựa theo phần kết luận chương 1, đề nghị 3 phương án dẫn dòng sau:

2.1.1. Các phương án so sánh
2.1.1.1. Phương án I
Theo phương án này sử dụng cống xả đáy đặt trên nền đá gốc bên bờ phải để dẫn
dòng cho mùa kiệt, kích thước 3x6x5m. Mùa lũ lợi dụng đập xây dở để tháo nước thi
công. Công tác dẫn dòng thi công cụ thể như sau:
• Năm thi công thứ nhất:
- Mùa khô: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Thời gian này ta sẽ làm các công tác
chuẩn bị. Xây dựng đê quai thượng hạ lưu, đê quai dọc. Xây dựng cống xả đáy chuẩn
bị cho công tác dẫn dòng. Thi công đào móng tràn.
- Mùa lũ: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Đắp một phần đập bên vai phải sau khi
thi công xong cống xả đáy. Tiếp tục thi công đào móng tràn.
SV: Trần Tuấn Anh

Lớp: 44C3


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 15

Ngành: Công trình thủy lợi

• Năm thi công thứ hai:
- Mùa khô: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Vẫn tiếp tục thi công đào móng tràn.
Thi công đắp một phần cả hai vai đập. Chuẩn bị cho công tác ngăn dòng cho mùa khô
năm sau.
- Mùa lũ: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Tiếp tục các công việc đang thực hiên
trong mùa khô.
• Năm thi công thứ ba:
- Mùa khô: Dẫn dòng qua cống xả đáy. Thi công ngăn dòng vào đầu tháng 12. Thực
hiện công tác tiêu nước thu dọn hố móng. Đắp đập lòng sông, xử lý mặt đập chuẩn bị
cho công tác dẫn dòng thi công vào mùa lũ. Đào xong móng và chuẩn bị đổ bê tông
tràn xả lũ.
- Mùa lũ: Dẫn dòng qua cống xả đáy và đập xây dở. Đổ bê tông tràn xả lũ.
• Năm thi công thứ tư:
- Mùa khô: Dẫn dòng qua cống xả đáy. Thi công đắp đập đến cao trình vượt lũ +95.
Đổ bê tông tràn đến cao trình +85 chuẩn bị cho dẫn dòng mùa lũ.
- Mùa lũ: Dẫn dòng qua cống xả đáy và tràn xây dở ở ∇+85. Thi công đắp đập và
thi công kết thúc nhà máy thuỷ địên.
• Năm thi công thứ năm:
- Mùa khô: Dẫn dòng qua tuy nen thuỷ điện. Thi công đắp đập, thi công xong tràn
chính. Tiến hành lấp cống xả đáy.
- Mùa lũ: Dẫn dòng qua tràn chính. Thi công xong đập, hoàn thiện công trình và
nghiệm thu bàn giao công trình.
2.1.1.2. Phương án II
Phương án này sử dụng tuy nen dẫn dòng đường kính D = 7,5m; đáy đặt ở cao
trình ∇30m để dẫn dòng mùa kiệt. Lợi dụng đập đá đổ xây dở để tràn nước dẫn dòng mùa
lũ. Công tác dẫn dòng cụ thể như sau:

• Năm thi công thứ nhất:
- Mùa khô: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Thời gian này ta sẽ làm các công tác
chuẩn bị. Xây dựng đê quai thượng hạ lưu, đê quai dọc. Thi công tuy nen dẫn dòng
chuẩn bị cho công tác dẫn dòng. Đào móng và thi công đập vai phải.
- Mùa lũ: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Thi công đập bên vai phải và một phần
đập bên vai trái. Thi công đào móng tràn.
• Năm thi công thứ hai:
- Mùa khô: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Vẫn tiếp tục thi công đào móng tràn.
Thi công đắp một phần cả hai vai đập. Chuẩn bị cho công tác ngăn dòng cho mùa khô
năm sau.
- Mùa lũ: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Tiếp tục các công việc đang thực hiên
trong mùa khô.

SV: Trần Tuấn Anh

Lớp: 44C3


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 16

Ngành: Công trình thủy lợi

• Năm thi công thứ ba:
- Mùa khô: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng. Thi công ngăn dòng vào đầu tháng 12.
Thực hiện công tác tiêu nước thu dọn hố móng. Đắp đập lòng sông, xử lý mặt đập
chuẩn bị cho công tác dẫn dòng thi công vào mùa lũ. Đổ bê tông tràn, đào hầm dẫn
nước vào nhà máy thủy điện.
- Mùa lũ: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng và đập xây dở. Thi công hai vai đập, đổ

bê tông tràn xả lũ. Tiếp tục đào hầm và thi công nhà máy thủy điện.
• Năm thi công thứ tư:
- Mùa khô: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng. Thi công đắp đập đến cao trình vượt lũ
+95. Đổ bê tông tràn đến cao trình +85 chuẩn bị cho dẫn dòng mùa lũ. Tiếp tục thi
công nhà máy thủy điện.
- Mùa lũ: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng và tràn xây dở. Thi công đắp đập, thi
công và lắp đặt xong nhà máy thuỷ điện. Chuẩn bị cho phát điện sớm.
• Năm thi công thứ năm:
- Mùa khô: Dẫn dòng qua tuy nen thuỷ điện. Thi công đắp đập, thi công xong tràn
chính. Tiến hành lấp tuy nen dẫn dòng.
- Mùa lũ: Dẫn dòng qua tràn chính. Thi công xong đập, hoàn thiện công trình và
nghiệm thu bàn giao công trình.
2.1.1.3. Phương án III
Tương tự như phương án II, dùng tuy nen dẫn dòng đường kính D = 7,5m; đáy đặt
ở cao trình +30 để dẫn dòng mùa kiệt. Tuy nhiên khi dẫn dòng vào mùa lũ năm thứ 3 để
giảm bớt lưu lượng tràn qua đập xây dở ta sẽ lợi dụng tuy nen dẫn nước vào nhà máy
thủy điện ở cao trình +55 để xả bớt lưu lượng. Phương án dẫn dòng qua các năm như sau:
• Năm thi công thứ nhất:
- Mùa khô: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Thời gian này ta sẽ làm các công tác
chuẩn bị. Xây dựng các đê quai bao. Thi công tuy nen dẫn dòng và tuy nen thủy điện.
Đào móng và thi công đập vai phải.
- Mùa lũ: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Tiếp tục thi công hai tuy nen. Thi công
đắp một phần đập cả hai vai. Thi công đào móng tràn.
• Năm thi công thứ hai:
- Mùa khô: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Vẫn tiếp tục các công việc trong mùa
lũ trước và thực hiện công tác chuẩn bị cho ngăn dòng vào đầu mùa khô năm sau.
- Mùa lũ: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Tiếp tục các công việc đang thực hiên
trong mùa khô. Thi công xong tuy nen dẫn dòng để phục vụ công tác dẫn dòng vào
mùa khô năm sau.
• Năm thi công thứ ba:

- Mùa khô: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng. Sau khi ngăn dòng vào đầu tháng 12,
thực hiện công tác tiêu nước thu dọn hố móng và đắp một phần đập lòng sông. Đổ bê
tông tràn. Thi công xong tuy nen dẫn nước vào nhà máy thủy điện.
SV: Trần Tuấn Anh

Lớp: 44C3


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Ngành: Công trình thủy lợi

Trang 17

- Mùa lũ: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng và tuy nen dẫn nước vào nhà máy thủy
điện, phần lưu lượng lũ còn lại cho tràn qua đập đá đổ xây dở. Thi công đắp hai vai
đập, đổ bê tông tràn xả lũ.
• Năm thi công thứ tư:
- Mùa khô: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng. Thi công đắp đập đến cao trình vượt lũ
+100. Đổ bê tông tràn đến cao trình +85 chuẩn bị cho dẫn dòng mùa lũ. Thi công nhà
máy thủy điện.
- Mùa lũ: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng và tràn xây dở. Thi công đắp đập lòng
sông, thi công xong nhà máy thuỷ điện.
• Năm thi công thứ năm:
- Mùa khô: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn nước vào nhà máy thủy điện. Tiếp tục thi
công đắp đập, thi công xong tràn chính. Tiến hành lấp tuy nen dẫn dòng
- Mùa lũ: Dẫn dòng qua tràn chính. Thi công xong đập, hoàn thiện công trình và
nghiệm thu bàn giao công trình.
2.1.2. Nhận xét lựa chọn phương án
• Phương án I: Cống xả đáy được thi công trên nền đá gốc, lớp cuội sỏi cần bóc bỏ khá

dầy 12 ÷ 17m gây nhiều khó khăn cho thi công. Mặt khác cống xả đáy nằm ở đáy đập,
chịu tải trọng lớn của đập, của áp lực nước nên khi thiết kế thi công cần đảm bảo tốt chất
lượng. Như vậy việc thi công cống mang nhiều rủi ro có thể ảnh hưởng lớn đến tiến độ
công trình.
• Phương án II: Tuy nen dẫn dòng được đặt trên nền đá tốt thuận lợi để thi công, mặt
khác việc sử dụng công nghệ thi công mới NATM có thể đẩy nhanh tiến độ thi công tuy
nen đảm bảo đưa vào dẫn dòng đúng thời hạn và an toàn khi dẫn dòng. Phương án này
tận dụng được khả năng cho nước tràn qua của đập đá đổ đắp dở để xả lũ thi công, tuy
nhiên lưu lượng lũ tại công trường Cửa Đạt khá lớn yêu cầu tính toán gia cố phải cẩn
thận và giám sát thi công nghiêm ngặt. Mặc dù vậy yếu tố rủi ro vẫn rất lớn.
• Phương án III: Phương án này cũng có những ưu điểm như phương án II, mặt khác
việc lợi dụng tuy nen dẫn nước vào nhà máy thủy điện đã giảm một lượng lớn lưu lượng
tràn qua đập đá đổ đắp dở vì vậy mà công tác gia cố sẽ an toàn và dễ dàng hơn.
⇒ Kết luận: để hạ thấp tính rủi ro của công tác dẫn dòng ta lựa chọn phương án III làm
phương án dẫn dòng. Trình tự dẫn dòng được trình bày trong bảng B.2.1 sau:
Bảng 2.1: Trình tự dẫn dòng theo phương án chọn
Năm
thi
công
I

Thời gian
Mùa khô từ
tháng XII
đến tháng V

SV: Trần Tuấn Anh

Công trình dẫn
dòng

Tần
suất

Qdd
(m3/s)

Các công việc phải làm và
mốc khống chế

Lòng sông thu
hẹp

5%

1230

-Thực hiện công tác chuẩn bị.
-Xây dựng các đê quai.
-Thi công tuy nen dẫn dòng
Lớp: 44C3


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

II

III

Ngành: Công trình thủy lợi

Trang 18

Mùa lũ từ
tháng VI đến
tháng XI

Lòng sông thu
hẹp

5%

5050

Mùa khô từ
tháng XII
đến tháng V

Lòng sông thu
hẹp

5%

1230

Mùa lũ từ
tháng VI đến
tháng XI

Lòng sông thu

hẹp

5%

5050

Mùa khô từ
tháng XII
đến tháng V

Tuy nen dẫn
dòng TN2 ở
∇+30

5%

1230

1%

7520

5%

1230

Tuy nen TN1 ở
∇+55 và tuy
Mùa lũ từ
nen TN2 ở

tháng VI đến
∇+30, một phần
tháng XI
qua đập xây dở
ở ∇+55.
Mùa khô từ
tháng XII
đến tháng V

Tuy nen dẫn
dòng TN2 ở
∇+30

Mùa lũ từ
tháng VI đến
tháng XI

Tuy nen dẫn
dòng TN2 ở
∇+30 và tràn
xây dở ở ∇+85

1%

7520

Tuy nen TN1 ở
∇+55

0,1%

2450

Tràn chính

0,1%

13200

IV

V

Mùa khô từ
tháng XII
đến tháng V
Mùa lũ từ
tháng VI đến

SV: Trần Tuấn Anh

(TN2) và tuy nen thủy điện
(TN1).
-Đào móng và thi công đập vai
phải.
-Tiếp tục thi công hai tuy nen.
-Thi công đập vai phải và một
phần vai trái.
-Đào móng tràn.
-Thi công hai vai đập.

-Tiếp tục đào móng tràn.
-Tiếp tục thi công hai tuy nen.
-Thi công hai vai đập.
-Tiếp tục đào móng tràn.
-Thi công xong tuy nen dẫn
dòng TN2.
-Tiêu nước thu dọn hố móng,
thi công đập lòng sông đến
∇+55.
-Thi công xong tuy nen TN1.
-Đổ bê tông tràn.

-Đổ bê tông tràn.
-Thi công hai vai đập.

-Đắp đập qua cao trình vượt lũ
đến cao trình +98.
-Đổ bê tông tràn đến cao trình
+85.
-Thi công nhà máy thủy điện.
-Thi công đắp đập phần lòng
sông.
-Thi công xong nhà máy thủy
điện.
-Tiếp tục đắp đập.
-Thi công xong tràn chính.
-Lấp tuy nen dẫn dòng.
-Thi công xong đập.
-Hoàn thiện công trình.
Lớp: 44C3

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 19

tháng XI

2.2.

Ngành: Công trình thủy lợi

-Ngiệm thu và bàn giao công
trình.

TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ DẪN DÒNG

2.2.1. Tần suất lưu lượng thiết kế dẫn dòng
Công trình đầu mối thủy lợi dự án Hồ chứa nước Cửa Đạt thuộc cấp I, tra bảng 4.6
trong Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXD VN 285:2002, chọn tần suất công trình tạm
phục vụ dẫn dòng là p = 5%. Tại công trình Cửa Đạt sẽ lợi dụng công trình chính là tuy
nen dẫn nước vào nhà máy thuỷ điện và đập đá đổ, đập tràn xây dở để dẫn dòng, tần suất
phục vụ dẫn dòng theo quy phạm là p = 0,1%. Tuy nhiên đập đá đổ và đập tràn xây dở là
thấp, và khi tính với p = 0,1% thì lưu lượng tính toán là rất lớn khi đó kinh phí sẽ rất cao.
Vì vậy khi dẫn dòng qua công trình chính là đập đá đổ đắp dở vào mùa lũ năm thứ 3 và
tràn xây dở vào mùa lũ năm thứ 4 đề nghị tính toán theo quy phạm của Liên Xô cũ
(CHUπ 206.01.86), khi đó tần suất đề nghị giảm xuống p = 1%. Điều này sẽ được trình
cơ quan chủ quản duyệt. Trong đồ án này ta sẽ tính toán theo quy phạm của Liên Xô.
2.2.2. Thời đoạn dẫn dòng
Căn cứ vào đặc điểm thuỷ văn đã nêu ở chương 1 cụ thể trong bảng 1.2 ta thấy nên

chọn thời đoạn dẫn dòng mùa khô từ tháng XII-V và mùa lũ từ tháng VI-XI.
2.2.3. Lưu lượng thiết kế dẫn dòng
Căn cứ vào tần suất và thời đoạn dẫn dòng nêu ở trên và theo tài liệu thủy văn ta
có:
• Lưu lượng thiết kế dẫn dòng mùa khô:
- Ở các năm 1,2 dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp, nên lưu lượng thiết kế dẫn dòng là
Qp=5%max = 1230 m3/s.
- Ở các năm 3,4 dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng, nên lưu lượng thiết kế dẫn dòng là
Qp=5%max = 1230 m3/s.
- Riêng mùa khô năm thứ 5 dẫn dòng qua tuy nen thuỷ điện đã hoàn thành, nên lưu
lượng thiết kế dẫn dòng là Qp=0,1%max = 2450 m3/s.
• Lưu lượng thiết kế dẫn dòng mùa lũ:
- Mùa lũ thứ nhất và mùa lũ thứ hai khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp, lưu lượng
thiết kế dẫn dòng là Qp=5%max = 5050 m3/s.
- Mùa lũ thứ ba khi dẫn dòng qua hai tuy nen TN1 và TN2 cùng đập xây dở, lưu
lượng thiết kế dẫn dòng là Qp=1%max = 7520 m3/s.
- Mùa lũ thứ tư khi dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng TN2 và tràn xây dở, lưu lượng
thiết kế dẫn dòng là Qp=1%max = 7520 m3/s.
- Mùa lũ thứ năm khi dẫn dòng qua tràn chính đã xây xong, lưu lượng thiết kế dẫn
dòng là Qp=0,1%max = 13200 m3/s.

SV: Trần Tuấn Anh

Lớp: 44C3


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 20

Ngành: Công trình thủy lợi

Bảng 2.2: Tần suất và lưu lượng dẫn dòng trong từng giai đoạn
Năm
thi
công
I
II
III

Thời đoạn

Công trình dẫn dòng

Mùa khô
Mùa lũ
Mùa khô
Mùa lũ
Mùa khô

Lòng sông thu hẹp
Lòng sông thu hẹp
Lòng sông thu hẹp
Lòng sông thu hẹp
Tuy nen dẫn dòng TN2 ở ∇+30
Tuy nen TN1 ở ∇+55 và tuy nen TN2 ở
∇+30, và qua đập xây dở ở ∇+55.
Tuy nen dẫn dòng TN2 ở ∇+30
Tuy nen dẫn dòng TN2 ở ∇+30 và tràn xây
dở ở ∇+85

Tuy nen TN1 ở ∇+55
Tràn chính

Mùa lũ
IV

Mùa khô
Mùa lũ

V
2.3.

Mùa khô
Mùa lũ

Tần
suất

Qdd
(m3/s)

5%
5%
5%
5%
5%

1230
5050
1230

5050
1230

1%

7520

5%

1230

1%

7520

0,1%
0,1%

2450
13200

TÍNH TOÁN THỦY LỰC PHƯƠNG ÁN DẪN DÒNG

2.3.1. Tính toán thủy lực dẫn dòng năm thứ nhất và năm thứ hai
Năm thứ nhất và năm thứ hai dòng chảy đều được dẫn qua lòng sông thu hẹp, tính
toán thủy lực dẫn dòng trong hai năm đầu là đi tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua lòng sông
thu hẹp.
2.3.1.1. Mục đích
• Xác định cao trình cần phải đắp đê quai.
• Giao thông đường thuỷ tại đây được sử dụng nhiều vì vậy khi tính

toán cần đáp ứng được yêu cầu vận chuyển đường thuỷ qua công
trình dẫn dòng.
2.3.1.2. Tính toán mức độ thu hẹp K
1)

Sơ đồ tính toán:

MNHLML
MNHLMK

ω2

®ª quai

ω1

Hình 2.1: Mặt cắt ngang sông

SV: Trần Tuấn Anh

Lớp: 44C3


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Ngành: Công trình thủy lợi

Trang 21
Zddvl

Ztl
Zhl

Z

V

H ình 2.2: Mặt cắt dọc sông
2)
Nội dung tính toán:
∗ Mùa kiệt:
Theo tiêu chuẩn ngành “Thiết kế dẫn dòng trong xây dựng công trình thuỷ lợi
14TCN57-88” , mức độ thu hẹp lòng sông được tính theo công thức sau:
ω
K = 1 ×100%
ω2
Trong đó :
K : Là mức độ thu hẹp lòng sông, thường từ 30 ÷ 60%
ω1 : Tiết diện ướt của lòng sông mà đê quai và hố móng chiếm chỗ (m2)
ω 2 :Tiết diện ướt ban đầu của lòng sông (m2)
ω1 , ω2 được đo trên mặt cắt ngang theo mực nước Z HL. Với QddTK = 1230m3/s tra quan hệ
MK
Q~ZHL ta có Z HL = 32,54m từ đó đo trên mặt cắt ngang ta được ω1 =56,31m2 ; ω2

=467,26m2. Thay số vào công thức ta có:
K=

56,31
×100% = 12,05 %
467, 26

Nhận thấy K rất nhỏ ⇒ lòng sông thu hẹp không đáng kể, ảnh hưởng ít đến dòng chảy
⇒ càng thuận lợi cho thi công.
+) Tính độ cao nước dâng: ∆Z
Để xác định được chính xác giá trị ∆Z ta phải giải bài toán thử dần. Bài toán thử dần
được xác định theo trình tự sau:
- Giả thiết các giá trị ∆Z gt từ đó tính được ZTL= ZHL + ∆Z gt
- Tính lại giá trị ∆Z gt theo công thức :
2

∆Z tt=

2

1 VC VO
×
−
ϕ 2 2g 2g

Trong đó:
ϕ : Hệ số lưu tốc ϕ =0,8 ÷ 0,85 (bố trí mặt bằng đê quai theo dạng hình thang).
Chọn ϕ = 0,85.
Vc : Lưu tốc bình quân tại mặt cắt thu hẹp
ε

Vc =

QddTK
ε (ω2 − ω1 )

: Hệ số thu hẹp, lòng sông thu hẹp một bên ε =0,95

SV: Trần Tuấn Anh

Lớp: 44C3


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 22

Ngành: Công trình thủy lợi

ω1 , ω2 : đo trên mặt cắt ngang ứng mực nước ZTL

V0 : Lưu tốc tới gần

QddTK
V0=
ω2

Nếu ∆Z gt ≈ ∆Z tt (sai số cho phép [ ∆ ] < 5%) thì giả thiết ban đầu là đúng, còn nếu không
thì tiếp tục giả thiết lại các giá trị ∆Z gt và tính toán tiếp cho đến khi ∆Z gt ≈ ∆Z tt, lúc đó
ta có được giá trị cuối cùng của ∆Z .
• Ta tính toán cho trường hợp ∆Z gt = 0,2 m.
Cao trình mực nước thượng lưu là : ZTL= 32,54 + 0,2 = 34,74 (m).
Với ZTL= 34,74m đo trên mặt cắt ngang ta được ω1 = 59,22m2 ; ω 2 = 489,95m2.
Từ đó ta tính được:
Vc =

1230
= 3,0059 (m/s)
0,95(489,95 − 59, 22)

V0 =
Vậy ta có:

∆Z tt =

1230
= 2,5105 (m/s)
489,95

1
3, 00592 2,51052
×
−
= 0,316 (m).
0,852 2.9,81
2.9,81

Ta có ∆Z tt ≠ ∆Z gt ( sai số lớn [ ∆ ] = 58% > 5%), vậy ta cần phải tính lại với giá trị ∆Z gt
khác. Tiếp tục tính toán với các giá trị ∆Z gt khác, từ đó ta lập được bảng tính sau:

∆Z gt

0.2
0.25
0.3
0.31

0.35

Bảng 2.3: Bảng tính toán thu hẹp lòng sông mùa kiệt
ω1
ω2
ZTL
Vc
V0
32.74
59.22
489.95
3.0059
2.5105
32.79
60.6
496
2.9737
2.4798
32.84
61.98
501.38
2.9466
2.4532
32.85
62.21
502.14
2.9431
2.4495
32.89
63.38

507.47
2.9155
2.4238

∆Z tt

0.32
0.31
0.31
0.31
0.30

Ta có kết quả tính toán chiều cao nước dâng: ∆Z = 0,31m.
Vậy ta có kết quả tính cho mùa kiệt ứng với Qk = 1230m3/s :
K% = 12,05% ; ∆Z = 0,31m ; ZTL = +32,85m ; Vc = 2,94 m/s
+) Kiểm tra điều kiện chống xói:
Lòng sông là đá cuội sỏi độ sâu bình quân dòng chảy lớn hơn 3m, tra bảng 1-2 giáo trình
thi công tập I ta lấy [V]KX = 2,1 m/s . Ta có Vc > [V]KX ⇒ lòng sông bị xói. Như vậy cần
phải gia cố chân đê quai. Ở đây ta gia cố đê quai thượng hạ lưu và đê quai dọc bằng loại
đá có đường kính lớn.
∗ Mùa lũ:
+) Xác định K
TK
ML
Với Qdd = 5050m3/s tra quan hệ Q~ZHL ta có Z HL = 38,16m từ đó đo trên mặt cắt ngang

ta được ω1 = 277,20m2 ; ω2 = 1215,81m2. Từ đó ta có:
SV: Trần Tuấn Anh

Lớp: 44C3

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 23
K=

Ngành: Công trình thủy lợi

277, 20
×100% = 22,8 %
1215,81

Nhận thấy K rất nhỏ ⇒ lòng sông thu hẹp không đáng kể, ảnh hưởng ít đến dòng chảy
⇒ càng thuận lợi cho thi công.
+) Tính độ cao nước dâng: ∆Z
Tương tự như mùa khô ta tính toán với giá trị khởi điểm ∆Z gt = 1,0 m.
Cao trình mực nước thượng lưu là : ZTL= 38,16 + 1 = 39,16 (m).
Với ZTL= 39,16m đo trên mặt cắt ngang ta được ω1 = 327,61m2 ; ω 2 = 1368,52m2.
Từ đó ta tính được:
Vc =

5050
= 5,107 (m/s)
0,95(1368,52 − 327, 61)

V0 =
Vậy ta có:

∆Z tt =

5050
= 3,69 (m/s)
1368,52

1
5,107 2 3, 692
×
−
= 1,15 (m).
0,852 2.9,81 2.9,81

Ta có ∆Z tt ≠ ∆Z gt ( sai số lớn [ ∆ ] = 15% > 5%), vậy ta cần phải tính lại với giá trị ∆Z gt
khác.
Tiếp tục tính toán các giá trị ∆Z gt khác, từ đó ta lập được bảng tính sau:

∆Z gt

1
1.05
1.1
1.13
1.15

Bảng 2.4: Bảng tính toán thu hẹp lòng sông mùa lũ
ω1
ω2
ZTL
Vc
V0

39.16
327.61 1368.52 5.1069
3.6901
39.21
330.18 1376.27 5.0816
3.6693
39.26
332.76 1384.04 5.0565
3.6487
39.29
334.3
1386.03 5.0543
3.6435
39.31
335.33 1391.82 5.0316
3.6283

∆Z tt

1.15
1.14
1.13
1.13
1.11

Ta có kết quả tính toán chiều cao nước dâng: ∆Z = 1,13m.
Vậy ta có kết quả tính cho mùa lũ ứng với Ql = 5050m3/s :
K% = 22,8% ; ∆Z = 1,13m ; ZTL = +39,29m ; Vc = 5,05 m/s
+) Kiểm tra điều kiện chống xói:
Lòng sông là đá cuội sỏi độ sâu bình quân dòng chảy lớn hơn 3m, tra bảng 1-2 giáo trình

thi công tập I ta lấy [V]KX = 2,1 m/s . Ta có Vc > [V]KX ⇒ lòng sông bị xói. Phần lòng
sông ta sẽ không gia cố mà để dòng nước tự bào xói lớp cuội sỏi, vị trí cần thiết phải gia
cố là chân đê quai. Ta gia cố đê quai thượng hạ lưu và đê quai dọc bằng loại đá đường
kính lớn hoặc rọ đá gia cố mặt ngoài.
2.3.1.3. Tính toán cao trình đỉnh đê quai

SV: Trần Tuấn Anh

Lớp: 44C3


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 24

Ngành: Công trình thủy lợi

Công trình Cửa Đạt là công trình cấp I, khi tính toán thiết kế cần đảm bảo an toàn
tuyệt đối. Vì vậy khi tính toán cao trình đỉnh đê quai phải xét tới ảnh hưởng của chiều
cao sóng leo hsl và độ dềnh do gió ∆h.
Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu được tính theo công thức:
Zđq = ZTL + ∆h + hsl + a
Trong đó:
+ ∆h : độ dềnh mực nước do gió.
+ hsl : chiều cao sóng leo ứng với tần suất bảo đảm, theo bảng P2-2 “ Giáo trình
đồ án môn học thuỷ công ” tính toán sóng leo lấy tần suất bảo đảo 1% .
∆h, hsl tính với vận tốc gió tính toán lớn nhất.
+ a : độ gia cao an toàn. Công trình cấp I ta có a = 0,7 m.
 Tính ∆h :
v 2 .D

. cos β
Công thức tính toán ∆h = 2.10 .
g .H
-6

Trong đó:
+ V: vận tốc gió tính toán lớn nhất ứng, V = 30 m/s.
+ D: đà sóng , sơ bộ chọn D = 3000 m (theo hướng gió chính).
+ H: cột nước thượng lưu,
H = ZTL - ∇đs = 39,29 - 26 = 13,29 m.
+ β: hướng gió chính, β = 450.
⇒ ∆h = 2.10-6.

302.3000.
.cos 450 = 0,03 m
9,81.13, 29

 Tính toán hsl1% :
+ Giả thiết trường hợp sóng nước sâu H > 0,5.λ ,
+ Thời gian gió thổi liên tục t, lấy theo giáo trình thuỷ công t = 6h = 21600s.
Tính các đại lượng không thứ nguyên

g.t
g .D
và 2 sau đó tra trên đồ thị hình P2-1 : Đồ
v
v

án môn học thủy công với đường bao trên cùng ta có :

g.t 9,81.21600
=
= 7063
30
v

SV: Trần Tuấn Anh

 g .τ
= 3, 77

v
Tra đồ thị ta có: 
 g .h = 0, 072
 v 2

Lớp: 44C3


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Ngành: Công trình thủy lợi

Trang 25

g .D 9,81.3000
=
= 32,7
302
v2

 g.τ
= 1,13

v
Tra đồ thị ta có: 
 g.h = 0, 011
 v 2

+ Chọn cặp có giá trị bé trong 2 cặp giá trị trên. Ta có:

v
30
g .τ
= 1,13 ⇒ τ = 1,13. = 1,13.
= 3,46 s
9,81
g
v
v
302
g .h
⇒
= 0, 011
= 0,011.
= 1,01 m
h = 0,011.
9,81
v2
g

2

2

9,81.3, 462
⇒ λ = g .τ =
= 18,70 m
2.3,14
2.π

+ Kiểm tra điều kiện sóng nước sâu :
Ta thấy: H = 13,29 m >

λ
= 9,35 m → thoả mãn điều kiện sóng nước sâu. Vậy giả
2

thiết là đúng.
Chiều cao sóng leo ứng với mức đảm bảo P = 1%:
hsl1% = K1.K2.K3.K4.Kα. h s1%
h s1% = K1% . h

Tra đồ thị hình P2-2, bảng P2-3, bảng P2-4, đồ thị hình P2-3, bảng P2-6 ta được giá
trị các hệ số:

K1% = 2,1 K1 = 0,7 K2 = 0,5 K3 = 1,5 K4 = 1,3 Kα = 0,85

⇒

h s1% = 2,1.1,01 = 2,121m

⇒

hsl1% = 0,7.0,5.1,5.1,3.0,85.2,121 = 1,23m

• Đê quai ngang thượng lưu
Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu:
∇TL = ZTL + ∆h + hsl + a
Trong đó :
ZTL - cao trình mực nước ở thượng lưu khi thu hẹp sông.
+ Mùa kiệt: ta có ZTL = 32,85 m.
=> ∇TL = 32,85 + 0,03 + 1,23 + 0,7 = 34,81 m.
Chọn cao trình đỉnh đê quai thượng lưu mùa kiệt là ∇TL = 34,85 m
Chiều cao đê quai lớn nhất là : h = 34,85 - 26 = 8,85 m
+ Mùa lũ: ta có ZTL = 39,29 m.
=> ∇TL = 39,29 + 0,03 + 1,23 + 0,7 = 41,25 m
Chọn cao trình đỉnh đê quai thượng lưu là ∇TL = 41,3 m
SV: Trần Tuấn Anh

Lớp: 44C3