Tuyến đàu mối công trình thuỷ điện hủa na nằm trong vùng trung lưu sông c

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế tổ chức thi công đập Cạn Thượng

Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Vị trí công trình
Tuyến đầu mối công trình thuỷ điện Hủa Na nằm trong vùng trung lưu sông
Chu (thượng nguồn sông Chu còn có tên gọi là Nậm Sam). Đây là bậc thang trên
của công trình Thuỷ lợi – Thuỷ điện Cửa Đạt, trong đó Cửa Đạt đã được khởi công
xây dựng vào tháng 2/2004.
Khu vực tuyến công trình đặt tại xã Đồng Văn, huyện Quế Phong – tỉnh Nghệ
An, cách biên giới Việt – Lào khoảng 40km về phía hạ lưu, cách trạm thuỷ văn
Mường Hinh khoảng 5km về hạ lưu, cách cửa sông Chu (ngã ba Giàng) khoảng
110km.
1.2. Nhiệm vụ công trình
- Nhiệm vụ phát điện:
Với công suất lắp máy là 180MƯ, công suất đảm bảo là 52,0MƯ hàng năm
TĐ Hủa Na cung cấp cho hệ thống điện quốc gia712,70.106kWh, tăng điện lượng
và công suất đảm bảo cho công trình phía trước là Cửa Đạt.
- Nhiệm vụ chống lũ cho hạ du:
Theo kết quả phê duyệt trong Quy hoạch bậc thang sông Mã hồ chứa thuỷ
điện Hủa Na có nhiệm vụ dành dung tích phòng lũ Wpl = 300.106m3 cắt lũ cho hạ
du. Thuỷ điện Hủa Na hỗ trợ cáet một phần đỉnh lụ cho các công trình ở hạ lưu.
Theo kết quả tính toán điều tiết, hồ chứa Hủa Na cắt được khoảng 1548 m/s lưu
lượng đỉnh lũ tại tuyến Hủa Na với tần suất lũ kiểm tra 0,1%.
- Cấp nước mùa kiệt cho hạ du:
Với dung tích của hồ chứa (Whi = 470,8.106m3) thuỷ điện Hủa Na đóng một
vai trò quan trọng cùng với hồ chứa Cửa Đạt trong viêc cung cấp nguồn nước cho
hạ du về mùa kiệt.
1.3. Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình

Trên cơ sở các nhiệm vụ, điều kiện địa chất, khả năng cung cấp vật liệu địa
phương… dự án với qui mô sau:
MNDBT 240.0m, MND 200.0m, dung tích toàn bộ của hồ chứa là Wtb =
533,0.106m3, dung tích hữu ích là Whi = 470,8.10 6m3 trong đó dung tích chống lũ
Wpl = 100.106m3, đáp ứng yêu cầu giảm lũ và cung cấp nước mùa kiệt cho hạ lưu
theo yêu cầu trong Qui hoạch sử dụng nước sông Chu.
Tuyến năng lượng kiểu đường dẫn: Đường hầm dẫn nước, nhà máy thuỷ điện
hở, Nlm = 180MW. Đập dâng và đập tràn có kết cấu bằng bêtông đầm lăn (RCC).
Từ kết quả của các nghiên cứu trước đây và nghiên cứu trong giai đoạn này,
quy mô có hiệu quả tổng hợp giữa viếc phát điện của TĐ Hủa Na và TĐ Cửa Đạt
trong bậc thang sông Chu, an ning quốc phòng, dân sinh kinh tế… các thông số
thuỷ điện Hủa Na được nghiên cứu như sau:

GVHD: Đinh Thế Mạnh

1

SVTH: Nguyễn Công Việt


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế tổ chức thi công đập Cạn Thượng

- Mực nước dâng bình thường:

240,0m.

- Mực nước chết:

200,0m.

- Công suất lắp máy:

180MW.

- Số tổ máy:

2 tổ .

- Công trình cấp II - theo tiêu chẩn thiết kế TCXD VN 285: 2002.
Trên cơ sỏ điều kiện địa hinh, địa chất thuỷ văn khu vực tuyến, đã xét giải pháp bố
trí công trình cho tuyến Hủa Na III như sau:
+ Đập dâng:
Tuyến đập dâng bố trí tại vị trí có địa hình thận lợi, sườn đồi hai vai đập dốc đều,
có thung lũng sông thu hẹp dần về phía hạ lưu. Với điều kiện địa hình, địa chất tại
vùng tuyến phù hợp cho đập kết cấu đập bê tông.
Mặt cắt đập dâng được thiết kế trên cơ sở mặt cắt cơ bản của đập bê tông trọng lực
và điều kiện ổn định theo các tiêu chuẩn, hướng dẫn thiết kế của Việt Nam, Liên xô
cũ (Nga).
Chiều rộng đỉnh đập 8m, mái thượng lưu thẳng đứng, mái hạ lưu m = 1 : 0,75. Cao
trình đỉnh đập 244,7m. Chiều dài tuyến đập theo đỉnh là 366,91m. Đáy đập đặt trên
nền lớp IIA. Nền đập được khoan phun gia cố trên toàn bộ mặt nền sâu 5m bước
khoan axb = 3x3. Để giảm lưu lượng thầm qua nền đập và áp lực thầm lên nền đập,
bố trí màn khoan phun chống thấm và các hố khoan tiêu nước dưới nền đập. Màn
chống thấm gồm 2 hàng có chiều sâu khoan phun tối thiểu là 0,5chiều sâu cột nước
trước đập và khoan phun cắm sâu vào đới đá có lượng mất nước đơn vị q < 3Lu
nhưng chiều sâu khoan phụt không quá 2/3H và không nhỏ hơn 10m.
Chi tiết xem bản vẽ 0204-2-1. TH 03,04,05.
+ Đập tràn:

Công trình xả bố trí ở lòng sông. Kết cấu công trình xả bằng bê tông cốt thép. Loại
công trình xả: Xả mặt có cửa van, mặt cắt thực dụng dạng Ôphixêrôp gồm 4
khoang. Tổng chiều dài tràn theo đỉnh 67,0m. Quy mô tràn gồm 4 khoang xả kích
thước các khoang tràn bxh = 12,5x14m, đóng mở bằng cửa van cung có kích thước
bxh = 12,5x16m. Ngưỡng tràn ở cao độ 226,0m. Ngưỡng tràn ở cao độ 226,0m.
Tiêu năng bằng dòng phun xa xuống hạ lưu, cao trình mũi phóng 192,0m. các tính
toán phần công trình xả được tính với tần suất thiết kế 0,5%, Qxả max= 5262m3/s,
MNTKtkế = 240.40m và tần suất diểm tra 0,1%, Qxả max = 6652m3/s, MNTLktra
= 242,89m.
Chi tiết xem bản vẽ 0204-2-1.TH.03,04,06.
+ Tuyến năng lượng:
Tuyến năng lượng được bố trí bên bờ trái gồm: Cửa lấy nước, đường hầm dẫn nước
áp lực, giếng điều áp và nhà máy điện hở.
đường hầm dẫn nước áp lực

GVHD: Đinh Thế Mạnh

2

SVTH: Nguyễn Công Việt


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế tổ chức thi công đập Cạn Thượng

Tuyến đường hầm áp lực gồm 1 hầm và được chia làm 3 đoạn: Đoạn hầm ngang
trước tháp điều áp có đường kính trong D = 7,3m. Tháp điều áp kiểu hình trụ có
ống nối, đường kính trong của giếng là 20,0m. Giếng đứng và hầm ngang nối tiếp
với ngà máy được bọc thép, đường kính trong D = 6,4m.

Nhà máy thuỷ điện
Nhà máy thuỷ điền kiểu hở bố trí bên bờ trái, 2 tổ máy tuốc bin Francís trục đứng,
công suất mỗi tổ 90MW. Khoảng cách giữa các tổ máy là 15,7m. Cao trình sàn
máy phát 129,90m. Cao trình MNHLmax là 133,38m.
Chi tiết xem bản vẽ 0204-2-1.TH.03,04,07.
Khối klượng công trình tuyến Hủa Na III xem bảng 8-6

Bảng 1-8: Bảng các thông số chỉ tiêu chính của công trình
TT

Thông số

1

Thông số tự nhiên

Đơn vị

Tuyến kiến nghị

2

Hủa Na III

Diện tích lưu vực

km2

5345

Lưu lượng t.b năm Qo

m3/s

94,63

Lưu lượng lũ TK P =0,5%

m3/s

5750

Lưu lượng lũ KT p = 0,1%

m3/s

8200

Diện tích mặt hồ

km2

20,6

MNDBT

m

240,0

MNC

m

200,0

MN trước lũ

m

234,8

Dung tích toàn bộ

106 m3

533,0

Dung tích hữu ích

106 m3

470,8

Dung tích phòng lũ

106 m3

100,0

Thông số hồ chứa

3

Công trình chính

a

Đập dâng
Loại

b

Trị số

Bêtông đầm lăn(RCC)

Cao trình đỉnh

m

244,7

Chiều cao lớn nhất

m

91,7

Đập phụ

Loại

GVHD: Đinh Thế Mạnh

Đập đất đồng chất

3

SVTH: Nguyễn Công Việt


Đồ án tốt nghiệp

c

Thiết kế tổ chức thi công đập Cạn Thượng

Cao trình đỉnh

m

244,7

Chiều rộng đỉnh đập

m

8

Chiều cao lớn nhất

m

34,7

Chiều dài theo đỉnh

m

201,77

Độ dốc mái thượng lưu

V:H

1:3,25; 1:3,00

Độ dốc mái hạ lưu

V:H

1:2,50

Công trình xả lũ
Tràn xả mặt có cửa van cung

TT

Thực dụng

Cao độ ngưỡng tràn

m

226

Số lượng và kích thước cửa van

nxBxH

4x12,5x16

Cao độ mũi phun

m

192

Khả năng xả Ptk = 0,1%

m3/s

6652

Khả năng xả Pkt = 0,5%

m3/s

5262

MNLKT(lũ 0,1%)

m

242,89

Thông số

Đơn vị

Trị số

MNLTK(lũ 0,5%)

m

240,40

d

Tuyến năng lượng

+

Cửa lấy nước
Kiểu

+

Tháp

Số lượng khoang

-

2

Cao độ ngưỡng cửa lấy nước

m

183,00

Kích thước lưới chắn rác nxbxh

m

2x8x13,3

Kích thước van sửa chữa bxh

m

7,3x7,3

Số lượng

Cái

1

Đường kính trong

m

7,3

Chiều dài

m

3636

Chiều dầy vỏ bêtông

m

0,45

Hầm ngang trên trước tháp điều áp

Độ dốc hầm
+

0,001 và 0,005

Tháp điều áp
Loại tháp: Viên trụ
Số lượng

GVHD: Đinh Thế Mạnh

Cái

4

1

SVTH: Nguyễn Công Việt


Đồ án tốt nghiệp

+

+

+

TT

+

Thiết kế tổ chức thi công đập Cạn Thượng

Cao trình đỉnh

m

268,00

Chiều cao tháp

m

85,43

Đường kính trong tháp

m

20,0

Chiều dầy vỏ bêtông

m

1,0

Số lượng

Cái

1

Đường kính trong

m

6,4

Chiều cao

m

59

Chiều dầy thép bọc

m

12

Chiều dầy vỏ bêtông

m

0,40

Số lượng

Cái

1

Đường kính trong

m

6,4

Chiều dài

m

359,5

Chiều dầy thép bọc

m

12; 24; 36

Chiều dày vỏ bêtông

m

0,40

Qmax

m3/s

198,0

Hmax

m

119,5

Htt

m

103,7

Thông số

Đơn vị

Trị số

Hmin

m

71,56

Nlm

MW

180

Số tổ máy

Tổ

2

Kiểu turbin

-

Francis

Cao trình lắp máy

m

117,00

Cao trình sàn máy phát

m

129,90

Cao trình sàn sửa chữa lắp ráp

m

134,50

Chiều dài theo tim

m

92

Chiều rộng đáy

m

29-12

Giếng đứng

Hầm ngang dưới trước nhà máy

Nhà máy thuỷ điện

Kênh xả hạ lưu nhà máy

GVHD: Đinh Thế Mạnh

5

SVTH: Nguyễn Công Việt


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế tổ chức thi công đập Cạn Thượng

Cao độ đáy
+

m

118,00

Trạm phân phối điện 220kV
Kiểu

Hở

Kích thước BxH

m

60x115

Cao độ

m

180,00

Cấp điện áp

kV

220

4

Khối lượng công tác

+

Đào đất đá

103m3

2267,16

- Đào đất

103m3

1467,75

- Đào đá

103m3

473,26

- Đào ngầm

103m3

326,16

Đắp đất đá

103m3

349,14

- Đắp đất

103m3

281,50

- Đắp đá

103m3

50,58

- Đắp cát sỏi

103m3

17,06

+

Đá lát mái

103m3

24,81

+

Trồng cỏ

103m3

14,93

+

Đá xây

103m3

1,34

+

Bê tông

103m3

679,02

+

Bêtông hở

103m3

563,25

- Bêtông thường CVC

103m3

122,69

- GEVR

103m3

22,48

- RCC

103m3

418,07

+

Bêtông ngầm

103m3

115,77

+

Cốt thép BT hở

Tấn

6175,08

+

Cốt thép ngầm

Tấn

4701,84

TT

Thông số

Đơn vị

Trị số

+

Khoan phun

103md

23,15

+

Khoan néo thép

103md

67,17

+

Khoan phun lấp đầy

103m2

28,51

+

Công suất lắp máy

MW

180

+

GVHD: Đinh Thế Mạnh

6

SVTH: Nguyễn Công Việt

Đồ án tốt nghiệp

+

Số tổ máy

5

Các chỉ tiêu vùng ngập

+

Thiết kế tổ chức thi công đập Cạn Thượng

Tổ

2

Diện tích ngập toàn bộ

ha

2042,6

Đất nông nghiệp

ha

464,1

+

Số hộ tái định cư mức 2005

hộ

910

6

Thời gian xây dựng (kể cả năm chuẩn
Năm
bị)

4+1

Năm xây dựng

2007 – 2011

7

Tổng mức đầu tư

+

Tổng mức đầu tư trước thuế

109đ

3.355,970

Chi phí xây dựng

-

1.491,401

Chi phí thiết bị

-

745,048

Chi phí QLDA và chi phí khác

-

192,522

Chi phí giao thông ngoài công trường

-

115,780

Chi phí đường dây 220kV

-

164,000

Chi phí đền bù, di dân, tái định cư

-

376,343

Dự phòng

-

270,875

+

Tổng mức đầu tư sau thuế + lãi vay

109đ

4.231,982

8

Giá thành điện năng (4,2 Uscent)

đồng

666,25

9

Chỉ tiêu kinh tế
- NPV

109đ

551,01

- EIRR

%

12,13

- B/C
10

1,22

Chỉ tiêu tài chính
- NPV

109đ

353,12

- FIRR

%

13,17

- B/C
11

1,13

Thời gian hoàn vốn

GVHD: Đinh Thế Mạnh

Năm

7

17

SVTH: Nguyễn Công Việt


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế tổ chức thi công đập Cạn Thượng

1.4. Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình:
1.4.1. Điều kiện địa hình

Báo cáo Dự án đầu tư được lập trên cơ sở bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 1.000.000 toàn

bộ khu vực lòng hồ, bản đồ tỷ lệ 1: 2.000 khu vực tuyến đầu mối và các tài liệu trắc
địa khác.
Lưu vực sông Chu phát triển theo hướng Tây Bắc- Đông Nam, nghiêng dần ra
biển. Toàn bộ vùng thượng nguồn trên đất Lào có đọ cao bình quân trên 1000m, địa
hình vùng này rất dốc nên về mùa lũ nước tập trung nhanh, mùa khô dòng chảy cạn
kiệt, nhất là các nhánh suối nhỏ thường bị khô hạn trong nhiều ngày gây nên tình
trạng thiếu nước sinh hoạt cho dân chúng vùng cao.
Tại khu đầu mối, phía thượng lưu đập, sông có hướng chảy từ phía Nam lên
phía Bắc và đột ngột chuyển dòng chảy về hướng Đông Nam. Vị trí có thung lũng
sông hẹp dần về phía hạ lưu. Lòng sông rộng 25-30m liên tục lộ đá gốc granit hạt
lớn, cấu tạo khối, cứng chắc, nứt nẻ mạnh. Vai trái từ mép sông lên đến cao độ
180m sườn dốc trung bình 20-25 o lộ đá gốc granit hạt lớn phong hoá, mềm yếu. Từ
cao độ 180m trở lên, sườn núi có độ dốc tăng dần đến 30-35 o, bề mặt địa hình ít bị
phân cắt, không lộ đá gốc. Vai phải từ bờ sông đến cao độ 180m đá gốc granit
phong hoá, nứt nẻ lộ thành vách c ao 3-4m, bề mặt địa hình gãy khúc, có độ dốc
cục bộ 45-500. Từ cao độ 180m trở lên, bề mặt địa hình có dạng lượn sóng, độ dốc
trung bình 30-400.
1.4.2. Điều kiện khí hậu, thuỷ văn và đặc trưng dòng chảy

Tài liệu khí tượng và đo đạc, khảo sát thuỷ văn vùng tuyến.
Lưới trạm khí tượng, đo mưa trong và lân cận lưu vực sông Chu tương đối
phong phú nhung phan bố không đều , hầu hết các trạm đo mưa tập trung chủ yếu ở
hạ du lưu vực. Trong báo cáo đã sử dụng tài liệu của 9trạm khí tượng.
Mạng lưới trạm thuỷ văn trên lưu vực sông Mã nói chung và trên sông Chu nói
riêng khá dày, song phân bố chưa hợp lý.Phía thượng nguồn sông Chu với diện tích
khống chế hơn 5000km2 chỉ có duy nhất trạm thuỷ văn Mường Hinh đo dược 17
năm dòng chảy (1959- 1975), sau đó bỏ hẳn. Trạm thuỷ văn Cửa Đạt nằm phía hạ
du trạm Mường hinh khoảng 50km, thời kì 1962- 1970 trạm chỉ đo mực nứoc lũ
phục vụ cho công tác chống bão lụt hạ du sông Chu – sông Mã, từ năm 1991 –
1980 trạm đo mục nước cả năm theo tiêu chuẩn cấp III và mốt số điểm đo lưu

lượng mùa kiệt. Từ năm 1981 đến nay trạm đo dạc cả mực nước cả năm theo tiêu
chuẩn trạm cấp II. Trạm Lang Chánh và Xuân Khánh thời kì đầu đo đạc theo các
yếu tố của trạm cấp Igồm mực nước, lưu lượng và phù sa, đén năm 1977 trạm Lang
Khánh cũng hạ cấp thành trạm cấp III (chỉ đo mực nước) và năm 1982 trạm Xuân
Khánh cũng hạ cấp thành trạm cấp III.
Hiện nay, trên sông Chu còn duy nhất trạm đo lưu lượng Cửa Đạt, một số trạm
trên sông nhánh đã bỏ hẳn hoặc hạ cấp.

GVHD: Đinh Thế Mạnh

8

SVTH: Nguyễn Công Việt


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế tổ chức thi công đập Cạn Thượng

Bảng 1-3: Kết quả tính các đặc trưng dòng chảy năm
Tuyến
C.trình

Qo

Wo

Cv

Cs

Qp (m3/s)

m3/s 109m3

5%

Hủa NaIII 94,6 2.985

0,30 2Cv 146

10%

25%

50% 75%

90%

133

112

91,7

60,2

73,9

Bảng 1-4: Lưu lượng lũ thiết kế

Tuyến

Qp (m3/s)
0,02%

0,1%

0.5%

1%

3%

5%

10%

Hủa Na III 11290

8200

5750

4840

3600

3070

2420

1.4.3. Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn

Tuyến đập Hủa Na III là tuyến được chọn trong báo cáo nghiên cứu Tiền khả
thi, tuyến nằm trong vùng phân bố của khối đá xâm nhập phức hệ sông Chu Bản
Chiềng là khối đá granit hạt to, có bề dày tầng phủ và đới phong hoá IB đến 20m.
Các điều kiện địa chất của tuyến đều ổn định, khu vực tuyến chỉ có 1 đứt gãy bậc
IV (IV-19), còn lại là các đứt gãy bậc V; Các đứt đều có quy mô nhỏ, đới phá huỷ
không đáng kể, thường có phương á kinh tuyến. Lòng sông khu vực tuyến đập lộ đá
granit tươi, nứt nẻ. Vai đập bờ phải đá lộ đến cao trình 200m; bờ trái đến cao trình
180m.
1.4.4. Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực

Công tác điều tra thiệt hại vùng ảnh hưởng của dự án được thực hiện năm
2005. kết quả điều tra xem bảng 1- 5.
Bảng 1 – 5: Thống kê thiệt hại vùng lòng hồ
TT

Danh mục

Đơn vị

Trị số

1

MNDBT

m

240.0

2

DT đất nông nghiệp

ha

464.0

3

DT đất lâm nghiệp

ha

1237.0

4

Số tái định cư mức 2005

người

4476.0

5

Số hộ tái định cư mức 2005

hộ

910.0

6

Trường học

m2

5300.0

7

Trụ sở UBND xã

m2

510.0

GVHD: Đinh Thế Mạnh

9

SVTH: Nguyễn Công Việt


Đồ án tốt nghiệp

8

Thiết kế tổ chức thi công đập Cạn Thượng

106đồng

Đường giao thông

920.0

Với số người phải tái định cư dựa trên kết quả điều tra cuối năm 2005 là 4500
người. Dự kiến đến năm 2011 số người có thể gia tăng 10%. Theo tính toán có thể
bố trí tái định cư trong nội tỉnh Nghệ An.
1.5. Điều kiện giao thông

Phương án giao thông ngoài công trường kiến nghị là phương án đường bộ.
Từ Hà Nội theo quốc lộ 1 đến ngã ba Yên Lý rẽ phải theo Quốc lộ 48 đến ngã ba
Phú Phương, huyện Quế Phong, tỉnh Nghệ An. Từ Phú Phương đến ngã ba Đồng
Mới (Nằm trong Dự án nâng cấp cải tạo Quốc lộ 48). Tuyến đường phải xây dựng
bắt đầu từ ngã ba Đồng Mới đến công trình là 27.7km. Trên tuyến đường này phải
xây dựng một cầu qua sông Chu và hai cầu nhỏ qua suối.
1.6. Nguồn cung cấp vật lỉệu, điện, nước

1.6.1 Vật liệu đất
1.6.1.1. Mỏ đất số I : (Bản vẽ 02.04- ĐC.14A)
Nằm trên một sườn dốc vai trái tuyến đập III phân bố từ cao độ 300 đến
450m.Bề mặt của mỏ nghiêng dốc tới 25-30 0.Tầng co ích là tầng đát có nguồn gốc
sườn tàn tích của đá granit dày trung bình 4m. Trữ lượng mỏ tính theo cấp B là
2.0x106m3 . Đất có đất có đầy đủ các chỉ tiêu cơ lý đảm bảo để đắp đập và đắp đê
quai (xem phụ lục).
1.6.1.2. Mỏ đất số II : (Bản vẽ 02.04- ĐC.14B)

Nằm ở vai trái tuyến đập IV trên một sườn dốc từ cao độ 270 đến 500m.
Tương tự như mỏ I bề mặt địa hình của mỏ khá dốc (25 0- 300). Tầng có ích là đất có
nguồn gốc sườn tàn tích của đá riolit dày trung bình 2-3cm. Trữ lượng mỏ tính theo
cấp C1 là 6x106m3. Đất có đầy đủ chỉ tiêu cơ lý đảm bảo để đắp đập và đắp đê quai
(xem phụ lục).
1.6.1.3. Mỏ đất số III ( Bản vẽ 02.04-2ĐC.14C )
Mỏ đất dùng để đắp đập phụ :
*

Vùng 1 :

Nằm ở vai trái hạ lưu tuyến đập phụ trên .Vùng 1 mỏ số III có bề mặt địa
hình tương đối thoải . Tầng có ích là đất có nguồn gốc sườn tàn tích của đá granit
phức hệ Mường Hum dày trung bình 3.4m, có chất lượng tốt.Tài liệu về sử dụng
đất xem trong bản vẽ “ Mỏ đất dính số III “ - phụ lục 2.1 Tập bản vẽ ĐCCT>trữ
lượng mỏ tính theo cấp A là 300 000m3
*

Vùng 2:

GVHD: Đinh Thế Mạnh

10

SVTH: Nguyễn Công Việt


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế tổ chức thi công đập Cạn Thượng

Vùng 2 của mỏ số III, nằm ngay sát , là phạm vi mở rộng của vùng 1,có thể
tính trữ lượng theo cấp B đạt khối lượng 200 000m3.
*

Vùng 3 :

Nằm ở vai phải thượng lưu tuyến đập .Vùng , mỏ số III có bề mặt địa hình
tương đối thoải . Tầng có ích là đất có nguồn gốc sườn tàn tích của đá granit phức
hệ Mường Hum dày trung bình 3.4m, có chất lượng tốt .Tài liệu về sử dụng đát
xem trong bản vẽ “Mỏ đất dính số III” - Phụ lục 2.1- Tập bản vẽ ĐCCT >Trữ lượng
mỏ tính theo cấp C là 300.000m3.
Các vùng của mỏ đất số III nằm gần ngay vị trí đập phụ, mực nước ngầm
nằm sâu , nên có điều kiện khai thác và vận chuyển thuận lợi . Đất có chất lượng
đạt yêu cầu kỹ
thuật để đắp đập.
1.6.2 Vật liệu đá
1.6.2.1. Mỏ đá số 1 ( Bản vẽ 02.04- 2ĐC.15)
Dọc theo 2 bờ Sông Chu gần 2 tuyến đập của 2 phương án tuyến, đầu lộ đá
gốc granit và đá riolit lộ tạo thành vách cao 3-5m, thuận lợi cho khai thác đá làm
cốt liệu bê tông và đá xây dựng.Trong giai đoạn này đã khoan 3 hố khoan có chiều
sâu mỗi hố 50m tại vị trí bờ trái sông trên đỉnh đồi cách tuyến đập Hủa Na III
khoảng 600m. Đã tiến hành thí nghiệm các chỉ tiêu đặc trưng cơ lý của đới đá IIA
và IIB. Đá có chất lượng tốt có trữ lượng lớn nếu đẩm bảo theo yêu cầu kỹ thật
(xem phụ lục).Mực nước ngầm nằm sâu, điều kiện khai thác và vận chuyển thuận
lợi…
1.6.2.2. Mỏ đá số 2
Trong quá trình đi lộ trình địa chất dọc Sông Chu, chúng tôi đã qua sát bằng
mắt thường , thấy rằng khu vực tuyến đập IV dự kiến , lộ khối đá granit phức hệ
Sông Chu Bản Chiềng. Phần lộ trên mặt của khối đá búa đập khó vỡ, trong gia

đoạn tới có thể khảo sát làm mỏ đá cho xây dựng công trình .
1.6.3 Vật liệu cát
Trên thung lũng sông Chu hầu như không có cát , cát tự nhiên chỉ phát hiện
bên thung lũng sông Hiếu. Đã xem xét 2 mỏ cát nằm cách công trình khoảng trên
50km.Cát tập trung thành những bãi lớn nằm giữa lòng sông và chỉ nổi trên mặt
nước về mùa khô.
1.6.4 Nguồn cung cấp điện, nước
+Trạm phân phối điện 220kV
Trạm lộ thiên, bố trí bên bờ trái cách nhà máy thuỷ điện 280m về phía thượng
lưu, cao độ trạm là 180,0m. Nhà máy sử dụng sơ đồ khối đơn máy phát – máy biến
áp tăng với công máy biến áp là 106 MWA. Trạm phân phối được xây dựng theo
sơ đồ tứ giác, kích thước trạm là BxL 60x115m.

GVHD: Đinh Thế Mạnh

11

SVTH: Nguyễn Công Việt


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế tổ chức thi công đập Cạn Thượng

Chi tiét tuyến năng lượng và trạm phân phối điện xem bản vẽ0204-2-1.TH01,08và 09và 02042.ĐNS 03.

1.7. Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực

Vốn tự có của Chủ đầu tư là 15% tổng vốn đầu tư của công trình, vốn Ngân
sách 41,0 tỷ đồng. Vay thương mại trong nước với lãi xuất 13,20%/ năm, vốn vay

nước ngoài lãi xuất 7%/ năm, vốn vay Quỹ hỗ trợ 7,8%/năm.
1.8. Thời gian thi công được phê duyệt

Thuỷ điện Hủa Na dự kiến thi công trong thời gian 5 năm (2007 – 2011) trong
đó có 1 năm chuẩn bị.
1.9. Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công.

+ Khó khăn: Công trình thuỷ điện Hủa Na nằm trong khu vực nhiệt đới gió
mùa, nóng ẩm, có lượng mưa trung bình năm tương đối lớn (1500mm) tập trung
chủ yếu vào mùa mưa. Mặt khác địa hình vùng này rất dốc nên vào mùa mưa nước
tập trung rất nhanh và khi có mưa trên diện rộng sẽ gây ngập úng kéo dài gây khó
khăn cho quá trinh thi công trình nếu không có biện pháp thi công hợp lý sẽ dẫn
đến lãng phí và không đảm bảo đúng tiến độ.
+ Thuận lợi: Thời gian thi công công trình (1+4=5năm) nói chung là phù hợp
với điều kiện năng lực thi công (khả năng cung cấp thiết bị, vật liệu, nhân lực, trình
độ tổ chức và quản lý thi công) của các đơn vị thi công trong giai đoạn hiện nay.

GVHD: Đinh Thế Mạnh

12

SVTH: Nguyễn Công Việt


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế tổ chức thi công đập Cạn Thượng

Chương 2. CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG
2.1. Dẫn dòng:

 Mục đích, ý nghĩa và nhiệm vụ của dẫn dòng thi công
 Mục đích:
Dẫn dòng thi công là dẫn dòng chảy trong sông theo đường dẫn nhân tạo hoặc
lòng sông tự nhiên nhằm mục đích đảm bảo hố móng cách ly với dòng chảy và luôn
khô ráo để thi công các hạng mục công trình.
Thực tế cho thấy, những công trình có khối lượng nhỏ, ở sông suối nhỏ, ít có
điều kiện và khả năng cho phép, có thể thi công xong trong mùa khô thì có thể
không phải dẫn dòng còn nói chung việc dẫn dòng là công tác tất yếu.
Công trình thủy điện Hủa Na có các đặc điểm sau:
-

Tuyến đàu mối công trình thuỷ điện Hủa Na nằm trong vùng trung lưu sông
Chu (thượng nguồn sông Chu còn có tên gọi là Nậm Sam), móng đặt sâu
dưới lòng sông nên không tránh khỏi những ảnh hưởng bất lợi của dòng chảy
như nước mặt, nước ngầm và nước mưa v.v…

-

Chủ yếu dùng vật liệu địa phương với các mỏ đất, đá, cát, sỏi đủ trữ lượng
và chất lượng phục vụ công trình.

-

Các hạng mục công trình (đập không tràn, tràn, cống) có khối lượng thi công
lớn, điều kiện địa hình, địa chất, điều kiện thi công tương đối phức tạp.

-

Trong quá trình thi công một mặt phải đảm bảo hố móng khô ráo, một mặt
phải đảm bảo yêu cầu dùng nước ở hạ lưu tới mức cao nhất.

Do đó, dẫn dòng thi công nhằm 2 mục đích chính:
1. Ngăn chặn những ảnh hưởng bất lợi của dòng chảy đảm bảo hố móng được
thi công khô ráo.
2. Dẫn dòng chảy về hạ lưu nhằm đảm bảo việc lợi dụng tổng hợp nguồn nước
trong suốt quá trình thi công như sinh hoạt, giao thông, tưới nước phục vụ
công nông nghiệp.
 Ý nghĩa:
Trong quá trình thi công nếu nước tràn vào hố móng, sẽ ảnh hưởng xấu đến
chất lượng công trình, gây khó khăn khi chọn phương án thi công. Do vậy, hình
thức kết cấu công trình sẽ bị thay đổi dẫn đến kế hoạch tiến độ thi công sẽ bị thay
đổi cuối cùng là ảnh hưởng đến giá thành xây dựng công trình.
Phương án dẫn dòng có ảnh hưởng đến tiến độ thi công ( thời gian đạt cao trình
đập chính ngăn sông ...), ảnh hưởng đến kết cấu và bố trí công trình đầu mối, đến
phương pháp thi công ( trên khô hay bằng phương pháp cơ giới thuỷ lực), đến bố trí
mặt bằng thi công và giá thành công trình (15- 30%).
Do vậy, phải nghiên cứu kỹ để đưa ra phương án dẫn dòng hợp lý đảm bảo yêu
cầu kỹ thuật, kinh tế và lợi dụng tổng hợp.
GVHD: Đinh Thế Mạnh

13

SVTH: Nguyễn Công Việt


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế tổ chức thi công đập Cạn Thượng

 Nhiệm vụ của dẫn dòng thi công.

- Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công và lưu lượng thiết kế cho từng thời
đoạn dẫn dòng theo quy mô kích thước, nhiệm vụ của công trình và các tài liệu có
liên quan.
- Chọn tuyến và sơ đồ thích hợp cho từng thơì đoạn thi công đảm bảo tiến độ
chung và giá thành công trình thấp nhất.
- Tính toán thuỷ lực dòng chảy, so sánh phương án để chọn kích thước công
trình dẫn dòng.
- Đề xuất các phương án, các mốc thời gian thi công và tiến độ khống chế.
So sánh các phương án dẫn dòng để chọn phương án tối ưu.`
 Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương án dẫn dòng
Biện pháp dẫn dòng ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch tiến độ thi công của
toàn bộ công trình, chọn phương pháp thi công, bố trí công trường và cuối cùng là
ảnh hưởng đến giá thành công trình. Để chọn một phương án dẫn dòng hợp lý, đòi
hỏi chúng ta phải nghiên cứu kỹ càng, phân tích một cách khách quan và toàn diện
các nhân tố liên quan.
 Điều kiện thuỷ văn
Vùng Quế Phong nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, có lượng
mưa tương đối lớn tập trung chủ yếu vào mùa mưa (lượng mưa năm trên lưu vực
Hủa Na đạt khoảng 1500mm). Mặt khác địa hình vùng này rất dốc nên về mùa lũ
nước tập trung nhanh, mùa khô dòng chảy cạn kiệt, nhất là các nhánh suối nhỏ
thường bị khô hạn trong nhiều ngày gây nên tình trạng thiếu nước sinh hoạt cho
dân chúng vùng cao.
Vì vậy phải có phương án dẫn dòng phù hợp để đảm bảo an toàn trong quá
trình thi công công trình, không gây lãng phí mà vẫn đáp ứng yêu cầu lợi dụng tổng
hợp.
 Điều kiện địa hình
Tại khu đầu mối, phía thượng lưu đập, sông có hướng chảy từ phía Nam lên
phía Bắc và đột ngột chuyển dòng chảy về hướng Đông Nam. Vị trí đập có thung
lũng sông hẹp dần về phía hạ lưu. Lòng sông rộng 25-30m liên tục lộ đá gốc granit
hạt lớn, cấu tạo khối, cứng chắc, nứt nẻ mạnh. Vai trái từ mép sông lên đến cao độ

180m sườn dốc trung bình 20-25 o lộ đá gốc granit hạt lớn phong hoá, mềm yếu. Từ
cao độ 180m trở lên, sườn núi có độ dốc tăng dần đến 30-35 o, bề mặt địa hình ít bị
phân cắt, không lộ đá gốc. Vai phải từ bờ sông đến cao độ 180m đá gốc granit
phong hoá, nứt nẻ lộ thành vách c ao 3-4m, bề mặt địa hình gãy khúc, có độ dốc
cục bộ 45-500. Từ cao độ 180m trở lên, bề mặt địa hình có dạng lượn sóng, độ dốc
trung bình 30-400.
Như vậy, ta nhận thấy đoạn sông tại vị trí tuyến công trình mang đầy đủ các đặc
tính của sông miền núi: lòng sông hẹp (25-30m), hai bờ dốc, nền đá tốt nên có thể
dùng đường hầm – các công trình ngầm đặt trong thân đập để dẫn dòng.
GVHD: Đinh Thế Mạnh

14

SVTH: Nguyễn Công Việt


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế tổ chức thi công đập Cạn Thượng

 Điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn
+ Kết cấu công trình dẫn nước: Tuyến đập nằm trong vùng phân bố của khối
đá xâm nhập phức hệ sông Chu Bản Chiềng ( γ Wsb ) là khối đá granit hạt to. Lòng
sông khu vực tuyến đập lộ đá granit tươi, nứt nẻ. Vai đập bờ phải đá lộ đến cao
trình 200m; bờ trái đến cao trình 180m.Vì thế, không nên dùng kênh mà có thể
dùng đường hầm, cống ngầm để dẫn dòng.
+ Hình thức cấu tạo và phương pháp thi công đê quai: Nền đập là nền đá
tương đối ổn định nên có thể dùng các loại đê quai bằng đất, đất đá hỗn hợp hoặc
đê quai khung gỗ.
 Điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy.

Trong thời gian thi công cần phải đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng
chảy tới mức cao nhất như tưới ruộng, vận tải thuỷ, cung cấp nước cho công nghiệp
và sinh hoạt ...Tuy việc đó gây khó khăn cho thi công nhưng lại đem lại hiệu quả
cao về kinh tế.
 Cấu tạo và sự bố trí công trình thuỷ lợi.
Giữa công trình đầu mối thuỷ lợi và phương án dẫn dòng thi công có mối liên
hệ hữu cơ mật thiết. Khi thiết kế các công trình thuỷ lợi đầu tiên phải chọn phương
án dẫn dòng. Ngược lại khi thiết kế tổ chức thi công phải thấy rõ, nắm chắc đặc
điểm cấu tạo và sự bố trí công trình để có kế hoạch khai thác và lợi dụng chúng vào
việc dẫn dòng. Chỉ như vậy, bản thiết kế mới có khả năng hiện thực và giá trị kinh
tế cao.
 Điều kiện và khả năng thi công
Điều kiện này bao gồm: thời gian thi công ( với công trình tủy điện Hủa Na dự
kiến thi công trong 5 năm ); khả năng cung cấp thiết bị, nhân lực, vật liệu; trình độ
tổ chức sản xuất và quản lý thi công.
Kế hoạch tiến độ thi công không những phụ thuộc vào thời gian thi công do
nhà nước quy định mà còn phụ thuộc vào kế hoạch và biện pháp dẫn dòng. Do đó
chọn được phương án dẫn dòng hợp lý sẽ tạo cho thi công hoàn thành đúng hoặc
vượt thời gian.
2.1.1 Đề xuất phương án dẫn dòng
2.1.1.1 Những nguyên tắc để chọn phương án dẫn dòng
Khi đưa ra các phương án dẫn dòng thi công ta cần phải dựa trên những
nguyên tắc sau:
1. Thời gian thi công ngắn nhất.
2. Phí tổn về dẫn dòng và giá thành công trình rẻ nhất.
3. Thi công được thuận lợi, liên tục,an toàn và chất lượng cao.
4. Đảm bảo yêu cầu tổng hợp lợi dụng tới mức cao nhất.

GVHD: Đinh Thế Mạnh

15

SVTH: Nguyễn Công Việt


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế tổ chức thi công đập Cạn Thượng

Để đảm bảo được các nguyên tắc trên, cần chú ý mấy vấn đề cụ thể và nổi
bật sau:
- Triệt để lợi dụng điều kiện có lợi của tự nhiên và đặc điểm kết cấu công trình
thuỷ lợi để giảm bớt khối lượng và giá thành các công trình tạm.
- Khai thác mọi khả năng và lực lượng tiên tiến về kỹ thuật, tổ chức và quản lý
như: những máy có năng suất lớn, phương pháp thi công tiên tiến, biện pháp tổ
chức khoa học để tranh thủ mùa khô với hiệu quả cao nhất, cụ thể là: mùa khô đê
quai thấp chắn nước, tập trung mọi lực lượng tiên tiến đắp đập với tốc độ nhanh để
mùa mưa thì đập chính chắn lũ.
Khi thiết kế các công trình tạm và chọn phương pháp thi công nên đơn giản,
dễ làm, thi công nhanh, tháo dỡ chóng, tạo điều kiện cho công trình chính khởi
công sớm và thi công thuận lợi đặc biệt là tạo điều kiện cho công trình sớm phát
huy tác dụng.
2.1.1.2. Đề xuất phương án.
Căn cứ vào bình đồ khu vực xây dựng công trình đầu mối và các điều kiện
thủy văn, địa hình, địa chất, địa chất thuỷ văn, điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng
chảy … ta đưa ra 2 phương án dẫn dòng sau:
 Phương án dẫn dòng thứ nhất (Phương án I): Dùng cống để dẫn dòng vào mùa
kiệt, mùa lũ xả qua cống và 4 lỗ xả thi công bố trí trong thân đập. Mùa lũ năm xây
dựng thứ tư xả qua tràn vận hành.
- Thời gian thi công: 4 năm, bắt đầu từ 1/11/2007 đến 30/10/2011

- Nội dung phương án dẫn dòng được tóm tắt trong bảng sau:
Công trình dẫn dòng

Lưu lượng
dẫn dòng

Các công việc phải
làm và các mốc
khống chế

(2)

(3)

(4)

(5)

M.kiệt từ tháng XI-VI

Sông tự nhiên

M.lũ từ tháng VII-X

Sông tự nhiên

M.kiệt từ tháng XI-VI

Cống

M.lũ từ tháng VII-X

Cống + 4 lỗ xả

M.kiệt từ tháng XI-VI

Cống + 4 lỗ xả

M.lũ từ tháng VII-X

Cống + 4 lỗ xả

M.kiệt từ tháng XI-VI

Cống

M.lũ từ thángVII-X

Tràn vận hành

Năm thi
công

Thời gian

(1)
I

II

III

IV

GVHD: Đinh Thế Mạnh

16

SVTH: Nguyễn Công Việt


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế tổ chức thi công đập Cạn Thượng

 Phương án dẫn dòng thứ hai (Phương án II): Dùng cống để dẫn dòng vào mùa
kiệt, mùa lũ xả qua cống và kênh phía bên bờ phải. Mùa lũ năm xây dựng thứ tư
xả qua tràn vận hành.
- Thời gian thi công: 4,5 năm, bắt đầu từ 1/11/2007 đến 30/4/2012
- Nội dung phương án dẫn dòng được tóm tắt trong bảng sau:
Năm thi
công

Thời gian

Công trình dẫn dòng

Lưu lượng
dẫn dòng

Các công việc phải
làm và các mốc
khống chế

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

I

M.kiệt từ tháng XI-VI

Sông tự nhiên

M.lũ từ tháng VII-X

Sông tự nhiên

M.kiệt từ tháng XI-VI

Cống

M.lũ từ tháng VII-X

Cống + kênh

M.kiệt từ tháng XI-VI

Cống + kênh

M.lũ từ tháng VII-X

Cống + kênh

M.kiệt từ tháng XI-VI

Cống

M.lũ từ thángVII-X

Tràn vận hành

M.kiệt từ tháng XI-IV

(Tích nước)

II

III

IV

V

2.1.2 Phân tích so sánh, chọn phương án
 Phương án I:
• Ưu điểm:
+ Mặt bằng thi công tương đối rộng thuận tiện cho việc thi công cơ giới.
+ Lợi dụng được điều kiện địa hình nên đã giảm được khối lượng đào
đắp và giá thành các công trình tạm.
+ Thi công được thuận lợi, liên tục, đảm bảo tiến độ, an toàn và chất
lượng cao.
+ Thời gian thi công ngắn hơn so với Phương án II nên tập trung được
vốn, nhân lực, phát huy hết năng lực làm việc của các thiết bị phương tiện và máy
móc.
+ Đảm bảo yêu cầu tổng hợp lợi dụng.

GVHD: Đinh Thế Mạnh

17

SVTH: Nguyễn Công Việt


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế tổ chức thi công đập Cạn Thượng

• Nhược điểm:
Chưa tận dụng được các công trình lâu dài để dẫn dòng nên có phần hơi
lãng phí.
 Phương án II:
• Ưu điểm:
+ Mặt bằng thi công tuy có hẹp hơn so với Phương án I nhưng vẫn đảm

bảo điều kiện thi công cơ giới.
+ Thi công tương đối thuận lợi, liên tục, đảm bảo tiến độ, an toàn và chất
lượng cao.
+ Đảm bảo yêu cầu tổng hợp lợi dụng.
• Nhược điểm:
+ Chưa tận dụng được các công trình lâu dài để dẫn dòng.
+ Chưa lợi dụng dược điều kiện có lợi của tự nhiên (địa hình, địa chất)
nên khối lượng đào đắp lớn, đặc biệt là khối lượng đào đá lớn khi thi công kênh
dẫn dòng do đó, phí tổn về dẫn dòng tương đối lớn.
+ Thời gian thi công lâu hơn so với Phương án I có thể dẫn đến tình trạng
ứ đọng vốn.
 Qua phân tích định tính ưu nhược điểm của 2 phương án về cả 2 phương
diện kinh tế và kỹ thuật trên cơ sở các tài liệu về điều kiện tự nhiên, điều kiện địa
hình, địa chất … tại khu vực xây dựng công trình đầu mối, ta chọn Phương án I
làm phương án dẫn dòng thiết kế là hợp lý hơn.
2.1.3 Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công cho phương án dẫn dòng
đã chọn (Phương án I).
Khi thiết kế dẫn dòng thi công cần chọn 1 hoặc 1 số trị số lưu lượng nào đó làm
tiêu chuẩn để tính toán, gọi là lưu lượng thiết kế dẫn dòng.
Khi chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng nói chung phải tiến hành qua các bước
sau đây:
2.1.3.1. Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng P%.
Tần suất thiết kế phụ thuộc vào qui mô, tính chất và điều kiện sử dụng công
trình (Theo qui phạm TCVN 285-2002).
Với công trình hồ Thủy điện Hủa Na là công trình cấp II lấy P=10% với mùa
kiệt và P= 5% với mùa lũ.
2.1.3.2. Chọn thời đoạn dẫn dòng và lưu lượng thiết kế.

GVHD: Đinh Thế Mạnh

18

SVTH: Nguyễn Công Việt


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế tổ chức thi công đập Cạn Thượng

Sau khi xác định được tần suất thiết kế việc chọn lưu lượng thiết kế phụ thuộc
vào việc chọn thời đoạn dẫn dòng thiết kế. Thời đoạn thiết kế dẫn dòng là thời gian
phục vụ của công trình dẫn dòng.

GVHD: Đinh Thế Mạnh

19

SVTH: Nguyễn Công Việt


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đinh Thế Mạnh

Thiết kế tổ chức thi công đập Cạn Thượng

20

SVTH: Nguyễn Công Việt