Hồ chứa nước Điện Biên 1 nằm trên sông Nậm Hà thuộc địa phận huyện Điện Biên Đông, tỉnh Điện Biên (thuyết minh + bản vẽ)

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi

Chương I

GiíI THIÖU CHUNG
1.1. VỊ TRÍ CÔNG TRÌNH
Hồ chứa nước Điện Biên 1 nằm trên sông Nậm Hà thuộc địa phận huyện Điện Biên
Đông, tỉnh Điện Biên.
Khu vực công trình có vị trí địa lý khoảng (lấy theo tọa độ khu vực Điện Biên)
21°21′ ÷ 21°27′ vĩ độ Bắc
107°30′ ÷ 107°34′ kinh độ Đông.
Công trình cách thị trấn Điện Biên Đông khoảng 6 km theo đường chim bay.
1.2. NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH
Công trình Hồ chứa nước Điện Biên 1 được xây dựng với các nhiệm vụ chính sau:
- Đảm bảo nước tưới cho 3485 ha đất canh tác, trong đó:
+ Lúa 2 vụ : 2244,3 ha.
+ Lúa 1 vụ : 777,2 ha.
+ Hoa màu : 1240,7 ha (kể cả 307 ha tạo nguồn).
- Tạo nguồn cấp nước sinh hoạt cho 29000 người.
- Hồ Điện Biên 1 cung cấp nước sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp cho nhân dân
8 xã của huyện Điện Biên Đông
1.3. QUY MÔ, KẾT CẤU CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH
1.3.1. Cấp công trình và các tần suất thiết kế.
Theo TCXDVN 285 – 2002, công trình đầu mối cấp III, hồ chứa công trình cấp IV.
- Tần suất lưu lượng lớn nhất tính toán thiết ké công trình là P =1,5 %.Tần suất
kiểm tra là P=0,2 %. Tần suất lấp dòng là P=10%
- Tần suất gió lớn nhất tính toán sóng do gió gây là P=4% ứng với mực nước dâng
bình thường. Tốc độ gió bình quân lớn nhất nhiều năm ứng với mực nước dâng gia
cường

- Tần suất đảm bảo cấp nước tưới P = 75%
- Tuổi thọ hồ chứa là 50 năm
1.3.2. Các thông số kỹ thuật chủ yếu của cụm công trình.
1.3.2.1 Thông số về hồ chứa
- Cao trình MNDBT :

60,70 m.

- Cao trình MNDGC thiết kế (1%) :

62,69 m.

- Cao trình MNDGC kiểm tra (0,2%) :

63,99m.

- Cao trình MNC :

47,50 m.

- Cao trình bùn cát :

44,20 m.

- Dung tích hiệu dụng Vh :

12,3 . 106 m3 .

SVTH: Đinh Hồng Biên

1

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi

- Dung tích chết Vc :

2,013 . 106 m3 .

- Dung tích toàn bộ V :

14,316 . 10 6 m3 .

- Dung tích siêu cao Vsc (1%) :

3,54 . 106 m3 .

- Dung tích siêu cao Vsc (0,2%) :

6,18 . 106 m3 .

1.3.2.2 Đập chính:
- Kết cấu đập chính: Đập chính là loại đập đất để tận dụng vật liệu sẵn có của địa
phương. Kết cấu mặt cắt ngang đập gồm nhiều khối đất đắp khác nhau. Bảo vệ mái
thượng lưu bằng các tấm bê tông cốt thép và đá lát chít mạch. Gia cố mái hạ lưu bằng
trồng cỏ và rãnh tiêu nước. Thoát nước thân đập dùng hình thức đống đá tiêu nước. Hình

thức chống thấm bằng tường tâm kết hợp với chân khay.
- Các thông số thiết kế của đập chính:
+ Cao trình đỉnh đập : ∇ đđ = 64,5 m.
+ Cao trình đỉnh tường chắn sóng : ∇ CS = 65,3 m.
+ Chiều dài đập : L = 244 m.
+ Chiều cao đập lớn nhất : Hmax = 31,5 m.
+ Chiều rộng đỉnh đập : b = 6 m.
+ Hệ số mái thượng lưu : mTL1 = 3,25 ; mTL2 = 3,75
+ Hệ số mái hạ lưu : mHL1 = 2,50 ; mHL2 = 3,00 ; mHL3 = 3,50
+ Cao trình các cơ thượng và hạ lưu : +54,50 m và +44,50 m.
+ Chiều rộng cơ : 3,50 m.
+ Cao trình đống đá tiêu nước : +38,50 m.
+ Chiều rộng đỉnh đống đá tiêu nước : 3,00 m.
1.3.2.3. Cống lấy nước:
Cống ngầm lấy nước bố trí bên vai phải đập đất, kiểu cống hộp BTCT. Các thông số
của cống:
- Lưu lượng thiết kế : QTK = 4,9 m3/s.
- Cao trình cửa vào : ∇cv = 44,50 m.
- Cao trình cửa ra : ∇cr = 44,3 m.
- Kích thước đoạn cống b × h trước nhà tháp : 1,6m x 2,0m.
- Chiều dài đoạn cống hộp trước nhà tháp : 50 m.
- Chiều dài đoạn cống sau nhà tháp : 72 m.
- Chiều dài toàn cống là: L = 122m.
- Chế độ chảy : Có áp.
- Độ dốc đáy cống: i = 0,003.
- Hình thức đóng mở: Van phẳng bằng thép.
1.3.2.4. Đập phụ:
SVTH: Đinh Hồng Biên

2

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi

a) Đập phụ 1:
+ Chiều dài đập : 151,00 m.
+ Chiều cao đập lớn nhất : 22,5 m.
+ Chiều rộng đỉnh đập : b = 6 m.
+ Hệ số mái thượng lưu : mTL1 = 3,0 và mTL2 = 3,5
+ Hệ số mái hạ lưu : mHL1 = 2,25 và mHL2 = 2,75
+ Kết cấu đập : Nhiều khối.
+ Hình thức thoát nước hạ lưu : Ống khói và ốp mái.
b) Đập phụ 2:
+ Chiều dài đập : 79 m.
+ Chiều rộng đỉnh đập : b = 6 m.
+ Chiều cao đập lớn nhất : 10,5 m.
+ Hệ số mái thượng lưu : mTL = 2,75
+ Hệ số mái hạ lưu : mHL1 = 2,25 và mHL2 = 2,75
+ Kết cấu đập : Nhiều khối.
+ Hình thức thoát nước hạ lưu : Ống khói và ốp mái.
c) Đập phụ 3(3A & 3B) :
+ Chiều dài đập : 116,5m.
+ Chiều rộng đỉnh đập : b = 4 m.
+ Chiều cao đập lớn nhất : 7 m.
+ Hệ số mái thượng lưu : mTL = 2,75.
+ Hệ số mái hạ lưu : mHL1 = 2,25 và mHL2 = 2,75

+ Kết cấu đập : Nhiều khối.
+ Hình thức thoát nước hạ lưu : Ống khói và ốp mái.
1.3.2.5. Tràn xả lũ:
- Cao trình ngưỡng : 54,00 m.
- Chiều rộng tràn : 27,00 m.
- Cột nước thiết kế : 6,7 m.
- Lưu lượng thiết kế (1%) : QTK = 1295,5 m3/s.
- Lưu lượng thiết kế (0,2%) : QTK = 1596,0 m3/s.
- Số khoang tràn : 3 khoang.
- Kích thước cửa van cung b×h : 9m x 7,2m
- Chiều dài bể tiêu năng 1 : 40m.
- Chiều dài bể tiêu năng 2 : 30m.
- Kết cấu tràn : Tràn bê tông cốt thép.
SVTH: Đinh Hồng Biên

3

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi

- Hình thức đóng mở : Xi lanh thủy lực.
1.3.2.6. Đập dâng Bình Hải
- Cao trình ngưỡng / đáy đập dâng : 65m / 61m
- Chiều rộng tràn nước : 57m.
- Cột nước tràn thiết kế (2%) : 4,5m.
- Lưu lượng xả thiết kế (2%) : 994 m3/s.

- Chiều dài bể tiêu năng : 16 m.
- Cao trình đáy bể tiêu năng : 62,5 m.
- Cao trình đáy cống lấy nước : 64,1 m.
- Kích thước cống lấy nước b × h : 1,0m x 1,0m
- Lưu lượng thiết kế qua cống : 0,74 m3/s.
- Cao trình đáy cống xả cát : 63,5m.
- Hình thức kết cấu cống : Cống BTCT.
1.3.2.7. Đường quản lý vận hành và khu quản lý:
- Chiều dài đường (tính đến đập phụ số 3) : 5,881 Km.
- Đường từ K0 đến K5+881 - Cấp phối : 5,881 Km.
- Đường từ K4+250 đến K5+881 - Đá dăm láng nhựa : 1,68 Km.
- Khu quản lý : 750m2.
1.3.2.8. Đường điện 35KV ; 2 trạm biến áp 50 KVA:
Tổng chiều dài đường điện : 4,82 Km.
1.4. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
1.4.1. Địa hình địa mạo
Lưu vực hồ chứa là phần thượng nguồn của con sông Nậm Hà. Đường chia nước
lưu vực qua một số đỉnh núi cao như Tai Vòng Mo Lẻng 1.054m ở phía Đông, đỉnh Tam
Lăng 1.256m ở phía Tây. Phía Nam lưu vực gần tuyến công trình địa hình thấp dần gồm
các dãy núi với độ cao trên 200m.
Địa hình vùng nghiên cứu khá phức tạp, phía thượng lưu núi cao hiểm trở, vùng hạ
lưu và lòng hồ chủ yếu là những vùng núi đồi thấp có cao độ trung bình từ 80 đến 95m.
Địa hình có xu hướng thấp dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam và bị phân cắt mạnh bởi
những thung lũng hẹp tròn sườn thoải. Độ dốc lưu vực trung bình 18,5%. Độ cao lưu vực
trung bình 350m. Toàn bộ lưu vực thuộc xen giữa các chân đồi đỉnh sườn đón gió của
dãy Nam Châu Lĩnh, nên chịu ảnh hưởng rõ rệt của mưa địa hình.Có hai dạng địa hình
chính:
a) Dạng địa hình bóc mòn: là dạng địa hình chính của khu vực, đặc trưng cho vùng
núi cao phía thượng lưu vùng lòng hồ và khu vực đồi thấp đỉnh tròn sườn thoải trong
phạm vi các vai đập và bờ hồ. Đất đá phân bố trong vùng địa hình là nham thạch thuộc

các hệ tầng Tấn mài -----. Do tầng phủ thực vật phát triển tren tầng phủ phong hoá khá
dày nên mức độ bào mòn không lớn.
SVTH: Đinh Hồng Biên

4

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi

b) Dạng địa hình tích tụ: có mặt chủ yếu dưới dạng các thềm bồi khá bằng phẳng
kéo dài dọc hai bờ sông. Đất đá chủ yếu là các trầm tích đệ tứ mềm rời. Chiếm phần diện
tích không lớn là các thung lũng nhỏ hẹp khá bằng phẳng - dạng địa hình tích tụ củ đất đá
sườn tích trong các thung lũng nhỏ với đất đá chủ yếu là sét - sét pha dẻo dính, chiều dày
không lớn.
1.4.2. Địa chất thủy văn
Trong khu vực nghiên cứu phổ biến là hai tầng chứa nước. Thứ nhất là nước chứa
trong các hệ thống khe nứt của các đá cát kết, bột kết, đá phiến sét bị phong hóa nứt nẻ,
đất tàn tích, pha tàn tích của đá mẹ. Đây là tầng chứa nước nghèo, lưu lượng nhỏ với
gương nước ngầm thay đổi. Nguồn cung cấp chủ yếu cho tầng này là nước mưa. Thứ hai
là tầng nước nằm gần mặt đất nhất, đó là nước nằm trong các lỗ rỗng của cát, sỏi, cuội, đá
tảng trên các thềm sông, lòng sông. Tầng chứa nước này chịu ảnh hưởng trực tiếp của
nước sông và nước mưa.
1.4.3. Địa chất vùng công trình đầu mối
1.4.3.1. Tuyến đập chính - Tuyến cống.
Địa chất tuyến đập chính gồm các lớp đất đá phân bố theo thứ tự từ trên xuống như
sau:

Lớp 1a: Đất bụi, đất bụi nặng màu xám vàng, trạng thái dẻo mềm, đất khá đồng
nhất tính dẻo trung bình. Diện tích phân bố trên tuyến không đều bề dày lớp từ 0,3m đến
1,8m.
Lớp1: Đá tảng mắc ma biến chất lẫn sỏi và cát thô là một tập hợp hỗn độn các kích
cỡ với đường kính từ 10cm đến 50cm, nhẵn cạnh, những cá thể có kết cấu rắn chắc. Lớp
này phân bố trên toàn tuyến, mức độ dày mỏng khác nhau từ 1,5m đến 10,5m. Do có độ
rỗng lớn, lấp nhét bởi các vật liệu sạn cát thô nên nước chứa trong lớp đất rất phong phú,
hệ số thấm lớn. Mực nước trong lớp phụ thuộc vào mực nước sông Nậm Hà
Lớp 2: Đất bụi thường đến đất bụi nặng pha cát, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng.
Nguồn gốc pha tích. Trong đất có chứa 5% đến 10% dăm sạn của đá cát kết, bột kết. Lớp
này phân bố hai sườn vai đập, bề dày từ 1,0m đến 2,5m.
Lớp 3a: Đá cát kết và đá cát kết vôi nằm xen kẹp với đá bột kết; trong đó đá bột kết
chiếm chủ yếu. Các loại đá này phân thành từng tập và bị đập vỡ mạnh.Đá bột kết thường
có màu nâu đỏ và nâu gụ. Đá có màu nâu đỏ phong hoá mạnh hơn và có cường độ thấp
hơn so với đá có màu nâu gụ
Lớp 3: Đá bột kết, cát kết màu nâu gụ, đá cát kết vôi màu xám trắng, phong hóa
vừa, ít nứt nẻ. Các khe nứt nhỏ nhưng kín, ít có khả năng thấm nước.
1.4.3.2. Đập phụ 1.
Tuyến đập phụ 1 đã chọn nằm cách vai trái đập chính 300m về phía thượng lưu.
Các lớp đất được phân bố từ trên xuống dưới như sau:
Lớp đất 2 phân bố trên toàn bộ vùng tuyến đập phụ, bề dày từ 1m đến 2,7m. Trong
đất có lẫn nhiều dăm sỏi của đá cát kết và bột kết, mật độ phân bố dăm sỏi ở các khu vực
khác nhau. Vì vậy cần bóc bỏ lớp này và làm chân khay cắm sâu vào đá gốc.
Lớp đất 3a là các đá nứt nẻ, vỡ vụn nhiều, phần lớn các khe nứt đã được lấp nhét.
Đá có độ thấm nước trung bình cũng cần khoan phụt xử lý trong phạm vi độ sâu 8m đối
với các hố khoan dọc tuyến đập.
SVTH: Đinh Hồng Biên

5

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi

Lớp đất 3 là các đá cát kết bột kết cũng có màu nâu gụ, đá cát kết vôi màu sáng. Đá
bị phong hoá vừa ít nứt nẻ.
1.4.3.3. Tuyến đập phụ 2.
Tuyến đập phụ thứ 2 nằm giữa tuyến đập phụ 1 và đập tràn cách vai trái đập phụ 1
khoảng 200m.
Các lớp đất được phân bố từ trên xuống dưới là lớp 2b, lớp3a, lớp3.
Nhìn chung điều kiện địa chất công trình tuyến đập phụ 2 thuận lợi hơn vùng tuyến
đập phụ 1. Lớp đất phủ trên bề mặt có chiều dày nhỏ, diện phân bố hẹp. Đất khá đồng
chất, hệ số thấm nhỏ. Lớp 3a vùng tim tuyến lộ trên mặ diện rộng nhưng ít nứt nẻ, vỡ
vụn. Các khe nứt đã được láp nhét. Tuyến đập phụ 2 chỉ cần đào chân khay cắm sâu vào
nền đá, không cần khoan phụt xử lý.
1.4.3.4. Tuyến tràn xả lũ.
Công trình tràn nằm bên trái một cánh đứt gãy cổ chạy từ Đông Bắc về Tây Nam
Các lớp đất đá được phân bố từ trên xuống dưới là các lớp : lớp 2, lớp 3a, lớp 3
Nhìn chung nền đá có cường độ trung bình đến cao, đá có thế nằm thuận tăng độ ổn
định về chống trượt. Tuy nhiên do ảnh hưởng của đứt gãy các đá bị đập vỡ, nứt nẻ nhiều
nên trên tuyến có lớp 3a là đá gốc bị dập vỡ nứt nẻ nhiều, tính thấm cao. Do đó tính chất
và điều kiện địa chất công trình rất phức tạp của đới đập vỡ, nứt nẻ. Khi thi công nhất
thiết phải khoan phụt xử lý tạo màng chống thấm trên tuyến tràn phạm vi nơi đạt ngưỡng
chiều sâu xử lý cần lớn hơn chiều dày đới nứt nẻ mạnh. Chiều sâu lớn nhất cần xử lý đạt
tới hơn 10m.
1.4.3.5. Tuyến đập dâng Bình Hà.
Đập dâng Bình Hà nằm ở thượng lưu của một nhánh sông Nậm Hà.

Các lớp đất đá được phân bố theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau: lớp 1, lớp3a
Điều kiện địa chất công trình của đập dâng Bình Hà rất phức tạp. Vai trái được gối
vào đá gốc cát kết vững chắc. Vai phải hoàn toàn là cuội và đá tảng. Nền đập đặt trên
tầng đá khá dày 5m đến 6m. Vì vậy móng đập phải chôn sâu vào tần đá tảng, tránh khả
năng đập bị lật hoặc đẩy trôi.
1.4.4. Đặc điểm khí hậu, thủy văn
Bảng 1 –1: Dòng chảy năm thiết kế chọn mô hình Dương Huy làm lưu vực tương tự
Tuyến
Bình Hà
Nậm Hà

Q

2,30
3,72

SVTH: Đinh Hồng Biên

Thông số thiết kế
Cv
Cs
0,352
0,352
0,352
0,352

6

Dòng chảy năm với các tần suất
25%

50%
75%
2,82
2,25
1,74
4,56
3,64
2,81

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi

Bảng 1 – 2: Lũ thi công P = 10% tuyến đập hồ chứa

Tháng
Qmax

1

2

13,08

2,48

3

4

5

8,65 38,75

259

Mùa
lũ
987

13

T(h)

10

11

12

362

9.3

2.59

13,3

1.4.5 Vật liệu xây dựng
1.4.5.1. Đất đắp
Trong giai đoạn TKKT, thực tế khảo sát thăm dò trữ lượng đất cho thấy tầng đất
của các bãi đất IXA, IXE, VIB, IXD và một phần của bãi IXB chỉ dày từ 0,6m đến 0,8m,
bên dưới là đá bột kết. Như vậy các bãi đất đã khảo sát trong giai đoạn NCKT có trữ
lượng rất ít.
Các mỏ phân tán rải rác trên phạm vi rất rộng, khó khăn cho công tác làm đường
vận chuyển và khai thác đất. Mặt bằng các mỏ đất dự kiến khai thác đều có cây cối đã
trồng theo dự án 327 và một số ít hộ dân đang sinh sống.
Bãi vật liệu khai thác tại 3 khu chính:
- Khu A bên bờ phải sông Nậm Hà, hạ lưu đập chính, cách đập chính từ 1,8 đến
2,2km. Trữ lượng khai thác khoảng 1.100.000 m3.
- Khu B bên bờ trái sông Nậm Hà tại hạ lưu đập phụ từ 300 đên 500m. Trữ lượng
khai thác khoảng 53.000m3.
- Khu C bên bờ trái sông Nậm Hà tại hạ lưu đập chính, cách đập chính từ 2,2 đến
2,5km. Trữ lượng khai thác khoảng 108.000m3.
Bảng 1-10: Trữ lượng đất khai thác ở các mỏ như sau:
TT

Tên mỏ

1

A1:

Tầng
bóc bỏ
(m)

Tầng
khai
thác
(m)

D. tích
khai
thác
(m2)

Trữ
lượng
(m3)

Cự ly vận
chuyển
(m)

Ghi chú

1.800
(đến đập chính)

A1-1

0,2÷0,3

3,5÷5,5

75.200

368.500

Gồm 4 lớp đất

A1-2

0,2÷0,3

4,5÷6,5

131.600

574.500

Gồm 4 lớp đất

2

A2

0,2÷0,3

1,1÷1,5

26.700

34.100

3

A3

0,2÷0,3

1,2÷1,5

50300

60.100

4

A4

0,2÷0,3

1,0÷2,0

42.800

58.800

5

A-BX

0,2÷0,3

1,0÷2,5

94 700

149 800

SVTH: Đinh Hồng Biên

7

1.800
(đến đập chính)
chính)chÝnh)
1.800
(đến đập chính)
chính)chÝnh)
1.800
(đến đập chính)
ccjinmchínhchí
500-700
(đến đập chính)

Đất hỗn hợp

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi
500

(đến đập chính)
2.300
(đến đập chính)

6

B

0,2÷0,3

1,3÷2,3

39.700

53.500

7

C

0,2÷0,3

1,0÷1,2

97.600

108.300

463.900

1.257.800

Tổng trữ lượng

CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA ĐẤT Ở CÁC MỎ

(*)

Bảng 1.11

Ký
hiệu

Đơn vị

Bãi
A1-1

Bãi
A1-2

Bãi
A2

Bãi
A3

Bãi
A4

Bãi B

1. Độ ẩm tự nhiên

W

%

22,45

26,40

26,40

22,70

22,85

21,15

2. Dung trọng tự nhiên

γw

g/cm3

1,90

1,89

1,89

1,88

1,87

1,89

3. Dung trọng khô

γc

g/cm3

1,55

1,49

1,49

1,52

1,52

1,56

4. Tỷ trọng

∆

g/cm3

2,70

2,71

2,71

2,69

2,72

2,67

5. Góc ma sát trong

φ

Độ

18055’

18055’

16015’

14039’

6. Lực dính kết

C

kg/m2

0,295

0,35

0,35

0,31

0,325

0,305

7. Hệ số nén lún

a1-2

cm2/kg

0,018

0,029

0,029

0,018

0,018

0,021

8. Hệ số thấm

K

10-6 cm/s

39

6,8

6,8

33

4,0

4,0

Wtn

%

19,76

27,48

27,48

17,52

19,70

18,38

Thông số
Đất nguyên dạng

18055’ 18023’

Đất đầm nện
Độ ẩm tốt nhất

1.4.5.2. Vật liệu khác
a) Cát sỏi:
- Cát chủ yếu là cát hạt thô, hạt vừa lẫn hạt bụi hoặc sạn sỏi, cấp phối không đều,
thành phần chủu yếu là Felspát và đá cát kết dạng dẹt.
- Cuội sỏi chủ yếu là cuội Riolít và cát kết thường có hình dẹt mài mòn trung bình
và cường độ không cao.
Như vậy: vật liệu cát, sỏi khai thác tại chỗ dùng cho xây dựng chỉ có thể khai thác
bằng thủ công và phải thu gom với khối lượng nhỏ lẻ, chất lượng không đồng đều, trữ
lượng ít không đáp ứng đủ yêu cầu của công trình. Cần có phương án khai thác và vận
chuyển từ xa về.
b) Cuội, đá tảng:
Phía thượng lưu cách đập 500m và hạ lưu trong phạm vi từ 300 – 100m có thể khai
thác được cuội và đá tảng đường kính từ 20cm đến 50cm với trữ lượng lớn. Tại bãi S
phía hạ lưu đập dâng Long Hà, tại đây cho thấy trên phạm vi diện tích khoảng S =

21000m2. Chiều dày khai thác từ 1,5 đến 3,0m. Tổng trữ lượng mỏ đạt trên 60.000m 3,
trong đó:
- Sỏi (kích thước từ 2 – 60mm) đạt: 9.000m3.
- Cuội (kích thước từ 60 – 200mm) đạt: 33.000m3.
- Đá tảng (kích thước trên 200 – 400mm) đạt 15000m3.
Cuội, đá tảng lăn có độ bền rất cao có thể khai thác làm vật liệu chống sóng đổ mái
thượng lưu đập.

SVTH: Đinh Hồng Biên

8

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi

Để phục vụ cho công tác Bê tông của công trình các loại vật liệu khác như: cát , đá
dăm phải được lấy và vận chuyển từ xa về. Hiện tại các loại vật liệu này thường được tập
kết theo đường thuỷ tại Bến Buôn thuộc thị trấn Điện Biên Đông cách công trình 12km,
trong đó:
- Cát được chở đến từ hai nguồn: khai thác sông khu vực gần công trình là cát thạch
anh loại hạt to đến vừa cấp phối trung bình, nguồn lớn hơn được khai thác từ Hòa Bình.
- Đá dăm, đá tảng là đá vôi tuổi Đêvon màu xám, xám sáng lấy từ khu mỏ đá gần
khu vực công trình . Đá đạt tiêu chuẩn dùng cho bê tông.
1.4.6. Điều kiện dân sinh và kinh tế khu vực
Khu vực công trình có dân cư sống thưa thớt, chia thành từng bản nhỏ, chủ yếu là
dân tộc thiểu số như người Dao, Sán Dìu. Người Kinh làm kinh tế mới từ những năm

1970 chiếm một phần nhỏ. Nhìn chung, kinh tế trong vùng rất nghèo nàn, lạc hậu, đời
sống thấp. Cuộc sống chủ yếu là dựa vào sản xuất nông nghiệp và phá rừng lấy củi.
Ngoài nghề làm ruộng bà con còn làm nghề kinh tế đối vườn, chủ yếu trồng quế và
một số cây khác. Tuy nhiên do phong tục tập quán còn lạc quá lạc hậu, quy mô sản suất
còn bé, giao thông đi lại vất vả nên đời sống của bà con còn gặp rất nhiều khó khăn.Phần
lớn các gia đình còn thiếu ăn từ 1đến 2 tháng trong năm. Nhân dân trong vùng không có
nghề phụ nên thu nhập bình quân đầu người rất thâp.
1.5. ĐIỀU KIỆN GIAO THÔNG
Từ thị trấn Điện Biên Đông vào công trình là 6km đã cơ bản có đường rải cấp phối
nhưng bị hư hỏng nhiều đoạn mặt đường rất hẹp chỉ trừ 3- 5m. Khi trời mưa đất đồi lở ra
làm cho đi lại rất khó khăn.
Tuyến đường thi công và quản lý từ Ủy ban nhân dân xã Quảng Lợi đến vai đập
khoảng trên 4500m. Về cơ bản đây là tuyến giao thông chính của xã Quảng Lợi đã được
rải cấp phối. Các xe có trọng tải dưới 10 tấn đi lại được, nhưng có nhiều đoạn bị hư hỏng
nặng.
1.6. ĐIỀU KIỆN CUNG CẤP ĐIỆN, NƯỚC
1.6.1. Điện phục vụ thi công
Dùng nguồn điện 35KV được xây dựng nhằm phục vụ quản lý vận hành công trình
sau này thông qua 2 trạm biến áp:
- Trạm 1 tại tràn xả lũ 35/0,4 KV - 50 KVA.
- Trạm 2 tại vai phải đập chính 35/0,4 KV - 50 KVA.
1.6.2. Cung cấp nước
Nước phục vụ thi công và sinh hoạt có thể dùng nước sông Nậm Hà.
Nguồn nước phục vụ ăn uống và tắm giặt bổ sung chủ yếu là dùng giếng đào ven
lòng suối, kết hợp với bể lọc.
Dự kiến sẽ xây bổ sung một số giếng nước. Quy mô giếng là giếng đào có đường
kính là 1,5m. Độ sâu trung bình là 7m có xây 3m ở phía trên và có sân giếng với đường
kính ngoài 4m
SVTH: Đinh Hồng Biên

9

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi

1.8. ĐIỀU KIỆN CUNG CẤP VẬT TƯ, THIẾT BỊ , NHÂN LỰC
Công trình được thực hiện theo hình thức đấu thầu rộng rãi. Các đơn vị được lựa
chọn phải đáp ứng yêu cầu năng lực về kỹ thuật, năng lực tài chính, kinh nghiệm xây
dựng công trình tương tự nên có đủ khả năng cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực trong quá
trình thi công. Trong giai đoạn thi công đắp đập vượt lũ, có thể bổ sung thêm lực lực
lương nhân công tại vùng công trình
1.9. THỜI GIAN THI CÔNG
Thời gian thi công công trình là 3 năm tính từ mùa khô của năm 2011
----------------------------------------------------------------.
Từ phần này đưa sang Mục 2: phân tích điều kiện tự nhiên liên quan tới công tác
dẫn dòng và thi công
1.10. NHỮNG YÊU CẦU TRONG THI CÔNG .
Do đặc điểm của công trình đầu mối hồ Điện Biên 1 chia làm 2 cụm công trình
chính:
- Cụm đập chính, cống lấy nước nằm phía ngoài cùng, cụm đập phụ và tràn xả lũ
nằm hoàn toàn bên bờ trái và cách đập chính khoảng 500m về phía lòng hồ. Do đó để thi
công được cụm công trình tràn xả lũ và đập phụ, đường thi công duy nhất từ ngoài vào
phải qua đập dâng Long Hà sang bờ trái đập chính sau đó phải mở đường thi công nội bộ
mới vào thi công được.
- Vật liệu đắp đập hầu hết tập trung bên bờ phải về phía hạ lưu, các bãi nằm rải rác
cách xa nhau. Do vậy phải có kế hoạch khai thác triệt để tối đa các bãi vật liệu gần nhất

để giảm cự ly vận chuyển đất đắp đập.

2) Các nhân tố ảnh hưởng đến công tác dẫn dòng
- Điều kiện thuỷ văn :Từ tài liệu thuỷ văn của khu vực ta thấy dòng chảy của sông
Đầm Hà thay đổi theo mùa và hình thành hai mùa rõ rệt: Mùa lũ kéo dài từ tháng 4 đến
tháng 10 (kể cả thời gian có lũ tiểu mãn, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Do
đó cần có biện pháp dẫn dòng trong các mùa cho thích hợp
- Điều kiện địa hình
Cấu tạo địa hình lòng sông và hai bờ tại khu vực công trình đầu mối thuỷ lợi có ảnh
hưởng trực tiếp đến việc bố trí các công trình ngăn nước và dẫn dòng thi công. Công
trình xây dựng trên sông Đầm Hà, diện tích lưu vực tính đến tuyến công trình là 68,5
km2.
Dựa vào bình đồ tại khu đập chính ở phía bờ trái có địa hình tương đối thoải có thể
bố trí đào kênh dẫn dòng.
Tại tuyến đập 1 lòng sông gần 260m. Nhưng ở phía thượng lưu gần đập phụ số 1
(gọi là tuyến 2) và đặc biệt gần tràn xả lũ (gọi là tuyến 3) lòng sông tương đối hẹp thuận
lợi cho việc đắp đê quai. Riêng tại tuyến 3 khả năng chiều dày lớp cuội sỏi lòng sông còn
có thể mỏng hơn, tạo điều kiện cho việc xử lý thấm qua nền đê quai dễ dàng hơn.

SVTH: Đinh Hồng Biên

10

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi

Địa hình bóc mòn, rửa trôi với các dải đồi đỉnh phẳng sườn thoải và địa hình tích tụ
với các thung lũng nhỏ, thềm sông khá bằng phẳng. Do vậy rất thuận lợi cho việc thi
công công trình.
- Điều kiện địa chất
Địa chất vùng Đầm Hà phổ biến là 2 tầng chứa nước. Đó là tầng chứa nước trong
các hệ khe nứt và tầng nằm gần mặt đất nhất.
Nước có tính ăn mòn loại I, ăn mòn hoà tan, vì vậy các cấu kiện bê tông và bê tông
cốt thép thuỷ công sẽ bị các Anion bicacbonat ăn mòn mạnh.
Sự phân bố của các lớp đất đá trong lòng hồ cho thấy các lớp đất sét, đất bụi nặng
phủ trên mặt có hệ số thấm nhỏ các lớp này có bề dày từ 0,5m đến 2m là điều kiện thuận
lợi ngăn cách dòng thấm xuống nền.
Đập chính nằm trên tầng cuội sỏi có pha lẫn những khối đá tảng có đường kính đến
0,5m tương đối rắn chắc, vì vậy việc đắp đê quai làm khô hố móng để xử lý nền và đắp
chân khay đập đến tận tầng đá tốt là một việc hết sức khó khăn.
- Điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy
Công trình đầu mối Đầm Hà là một công trình tương đối lớn, thi công phức tạp, thời
gian thi công tương đối dài,mà yêu cầu cấp nước tưới cho khoảng 1000ha ruộng ỏ dưới
hạ lưu. Do đó trong đó quá trình thi công cần luôn đảm bảo yêu cầu dùng nước ở hạ lưu ở
mức cao nhất. Đồng thời tiêu thoát nước kịp thời không gây ngập lụt hố móng làm hư hại
đến công trình trong thi công. Vì vậy công trình dẫn dòng thiết kế phải đảm bảo đáp ứng
được cả yêu cầu kỹ thuật và lợi dụng dòng chảy.
- Cấu tạo và bố trí các hạng mục công trình
Giữa công trình đầu mối thuỷ lợi và phương án dẫn dòng thi công có mối liên hệ
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 có như
vậy thì bản thiết kế mới có khả năng hiện thực và có giá trị cao về kinh tế. Trong công
trình này thì ta có thể tận dụng tràn xả lũ, công tác đào hố móng tràn trong mùa kiệt để
tận dụng dẫn nước trong mùa lũ, nên khi đắp đập phải có kế hoạch vượt được cao trình lũ
chính vụ.

a) Đập chính: Là đập đất đồng chất, đập có chiều cao lớn nhất là 31,5m chiều dài
đập là 244m. Để đảm bảo được tiến độ thi công đập và đặc biệt trong mọi trường hợp
không cho phép nước tràn qua mặt đập cần phải thiết kế dẫn dòng một cách hợp lý nhằm
tháo lượng nước đến tự nhiên. Tuy nhiên ở đây khi làm công tác dẫn dòng phải chú ý đến
vấn đề thấm nước vào hố móng do nền đập có hệ số thấm khá cao. Điều này ảnh hưởng
không nhỏ đến công tác dẫn dòng.
b) Tràn xả lũ: Được bố trí qua một tuyến yên ngựa bên bờ trái của đập. Nên ta có
thể lợi dụng tổng hợp tràn làm một trong những công trình dẫn dòng khi đắp đập vượt
cao trình chống lũ nhằm đảm bảo an toàn cho công trình. Do vậy phải đẩy nhanh thi công
tràn trước khi mùa lũ đến.
c) Cống lấy nước: Cống được làm bằng bê tông cốt thép, tiết diện chữ nhật. Nhiệm
vụ chính của cống là làm nhiệm vụ cấp nước cho khu tưới, tuy nhiên trong thời gian thi
công có thể lợi dụng cống làm công trình dẫn dòng, khi kênh dẫn nước không đủ và mực
nước dâng cao. Do vậy việc thi công xong cống sớm rất thuận lợi cho việc dẫn dòng, nó
sẽ giảm chi phí đào kênh và đẩy nhanh tiến độ thi công.

SVTH: Đinh Hồng Biên

11

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi

- Điều kiện và khả năng thi công
Khối lượng đập chính rất lớn trong khi các bãi lấy đất ở xa. Thời gian mùa khô
không nhiều, do ảnh hưởng của mưa phùn khi có gió mùa Đông Bắc.

Mặt khác lưu lượng sông ứng với tần suất P = 10% tính trong khoảng từ tháng 11
đến tháng 3 năm sau lớn nhất chỉ là 13m 3/s nhưng đến tháng 4 thì tăng lên đến 38,75m 3/s.
Vì vậy, dẫn dòng thuận lợi nhất là trong khoảng 5 tháng từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau.
Trong điều kiện đó thì khó có thể đắp xong đập trong một mùa khô, chưa kể đến việc đào
và xử lý móng chân khay là việc phức tạp, đòi hỏi nhiều thời gian.
Với những nguyên do kể trên thì biện pháp đắp đê quai ngăn dòng một đợt là không
thể thực hiện được
Công trình đầu mối Nậm Hà đảm bảo tốt kế hoạch tiến độ thi công không những
phụ thuộc vào thời gian thi công do nhà nước qui định mà còn phụ thuộc vào rất nhiều
yếu tố trong đó kế hoạch và biện pháp dẫn dòng là một yếu tố rất quan trọng. Do đó chọn
được phương án dẫn dòng hợp lí sẽ tạo điều kiện cho thi công hoàn thành đúng hoặc vượt
thời gian.

Chương II

DÉn dßng thi c«ng
2.1. NHIỆM VỤ VÀ Ý NGHĨA CỦA DẪN DÒNG THI CÔNG
Đập chính của công trình Hồ chứa nước Điện Biên 1 có nhiệm vụ ngăn toàn bộ lòng
sông điện biên tạo hồ chứa. Khối lượng đập rất lớn nên khi thi công công trình này cần
đảm bảo móng đập phải khô ráo để đào móng, xử lý nền cũng như đắp đập. Mặt khác
trong quá trình thi công công trình cần đảm bảo yêu cầu dùng nước ở hạ lưu. Do đó, dẫn
dòng thi công là công việc tất yếu mà nhiệm vụ của nó là:
- Dẫn nước sông từ thượng lưu về hạ lưu để đáp ứng nhu cầu sản xuất và sinh hoạt
ở hạ lưu.
- Bảo vệ hố móng được khô ráo để tiến hành thi công đập đảm bảo theo yêu cầu kỹ
thuật.
Công tác dẫn dòng ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch tiến độ thi công của toàn bộ
công trình, hình thức kết cấu, và bố trí công trình đầu mối, chọn phương pháp thi công
và bố trí công trường và ảnh hưởng đến giá thành công trình. Do đó, cần thấy rõ mối liên
hệ giữa các yếu tố trên và tầm quan trọng của công tác dẫn dòng để đưa ra những phương

án tối ưu cả về kinh tế và kỹ thuật.
2.2. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG
2.2.1. Thủy văn
Từ tài liệu thuỷ văn của khu vực ta thấy dòng chảy của sông Nậm Hà thay đổi theo
mùa và chia thành hai mùa rõ rệt: Mùa lũ kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô từ
tháng 11 đến tháng 4 năm sau, do chênh lệch lưu lượng và mực nước giữa các hồ tương
đối lớn đó cần có biện pháp dẫn dòng trong các mùa cho thích hợp.
2.2.2. Địa chất
SVTH: Đinh Hồng Biên

12

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi

Đập chính trên sông nằm trên tầng cuội sỏi pha lẫn những khối đá tảng có đường
kính đến 0,5m tương đối rắn chắc. Vì vậy, việc đắp đê quai làm khô hố móng để xử lý
nền đập và đắp chân khay đập đến tận tầng đá tốt là việc cần quan tâm đúng mức. Riêng
tại tuyến 3 lớp cuội sỏi lòng sông mỏng hơn so với các vị trí khác thuận lợi cho việc xử
lý thấm qua nền và đê quai nên dự kiến đắp đê quai tại tuyến này
2.2.3. Địa hình
Tại tuyến đập lòng sông rộng gần 260m có thể lợi dụng địa hình để đào kênh dẫn
dòng ở phía thượng lưu gần đập phụ số 1 (gọi là tuyến 2) và gần tràn xả lũ (gọi là tuyến
3) lòng sông tương đối hẹp, thuận lợi cho việc chọn tuyến đê quai.
2.2.4. Điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy
Việc đảm bảo cấp nước tưới cho khoảng 1000ha ruộng ở hạ lưu trong giai đoạn thi

công là một việc quan trọng, mặt khác thời gian thi công công trình khá dài, nên việc đáp
ứng nhu cầu lợi dụng tổng hợp cần phải đặc biệt quan tâm, đây là tiêu chí để chọn
phương án dẫn dòng

2.2.5. Cấu tạo và bố trí các hạng mục công trình
Hệ thống công trình đầu mối gồm nhiều hạng mục khác nhau, vị trí các công trình
tách rời và cách xa nhau, trong quá trình thi công mức độ ảnh hưởng tới mặt bằng là
không lớn. các công trình: tràn xả lũ, cống lấy nước, đập phụ có cấu tạo và vị trí thuận lợi
cho việc kết hợp làm công trình dẫn dòng, giảm chi phí cho công tác này
2.2.6. Điều kiện và khả năng thi công
Khối lượng đập chính tương đối lớn trong khi các bãi lấy đất ở xa. Thời gian mùa
khô không nhiều, và thường ảnh hưởng của mưa phùn khi có gió mùa Đông Bắc.
Lưu lượng dòng chảy ứng với tần suất P = 10% trong khoảng từ tháng 11 đến
tháng 4 năm sau lớn nhất là 38,75 m 3/s . Vì vậy, dẫn dòng thuận lợi nhất là trong khoảng
6 tháng từ tháng 11 đến tháng 04 năm sau, với khối lượng đập tương đối lớn không có thể
đắp xong đập trong một mùa khô, chưa kể đến việc đào và xử lý móng chân khay là việc
phức tạp, đòi hỏi nhiều thời gian.
Với những lý do kể trên thì biện pháp đắp đê quai ngăn dòng một đợt là không thể
thực hiện được
2.2.7. Thời gian thi công
Do yêu cầu sớm đưa công trình vào sản xuất,thời gian thi công công trình khống
chế là 3 năm Do đó biện pháp dẫn dòng phải đảm bảo an toàn, đúng tiến độ thi công và
đáp ứng yêu cầu dùng nước hạ lưu ngay trong giai đoạn thi công
2.3. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN DẪN DÒNG THI CÔNG
Sau khi phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến công tác dẫn dòng thi công, có thể đê
xuất ra các phương án dẫn dòng như sau:
2.3.1. Phương án dẫn dòng thứ nhất
SVTH: Đinh Hồng Biên

13

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi

2.3.1.1. Năm thi công thứ nhất
Cả mùa khô và mùa lũ dòng chảy dẫn qua lòng sông tự nhiên về hạ lưu. Trong thời
gian này tiến hành công tác chuẩn bị hiện trường, thi công cống, tràn và các đập phụ…
2.3.1.2. Năm thi công thứ hai
a) Mùa khô (từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau): Đầu tháng 11 đắp đê quai ngăn
sông lần 1 tại tuyến 3. Dòng chảy trong giai đoạn này dẫn qua lỗ xả chừa ở thân tràn tại
cao trình +43,00. Đồng thời trong khoảng thời gian này tiến hành xử lý chân khay đập
chính, đắp đập phần bờ trái.
b) Mùa lũ: Dẫn dòng qua lòng sông tự nhiên đã thu hẹp. Trong thời gian này tiếp
tục thi công tràn và nâng cao phần đập chính đã đắp, đồng thời đắp nâng cao trình các
đập phụ.
2.3.1.3. Năm thi công thứ ba
a) Mùa khô: Đắp đê quai lần 2 tại tuyến 3 và dẫn dòng qua lỗ xả tràn. Trong khoảng
thời gian 5 tháng sẽ đắp phần đập còn lại để hoàn thành đập chính đồng thời với các đập
phụ. dự kiến đầu mùa khô có thể lấy nước qua cống phục vụ cho khu tưới. Cuối tháng 3
tiến hành lấp lỗ xả tràn.
b) Mùa lũ: Dẫn dòng qua tràn chính. Lắp đặt thiết bị cơ khí và hoàn thiện các hạng
mục vào cuối mùa lũ.
2.3.2. Phương án dẫn dòng thứ hai
Theo phương án này, đê quai được đắp hai lần: Lần 1 đắp đê quai tại tuyến 2, dẫn
dòng qua kênh tạm ở bờ trái đưa nước về hạ lưu, đảm bảo nước tưới liên tục trong mùa
khô. Lần 2 đắp đê quai tại tuyến 3 dẫn dòng qua lỗ xả tràn.

2.3.2.1. Năm thi công thứ nhất
Dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên và thực hiện các công việc sau:
- Đập chính: Làm công tác chuẩn bị, dọn nền, đào 1 phần chân khay
- Tràn xả lũ: Đổ bê tông đạt tràn
- Cống lấy nước: đổ BT xong phần thân cống.
- Đào kênh dẫn dòng
2.3.2.2. Năm thi công thứ hai
a) Mùa khô (từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau): Đắp đê quai ngăn sông tại tuyến 2,
dẫn dòng qua kênh. Ngoài ra, đắp đê quai hạ lưu tại tuyến 4 cách tuyến đập chính 300m
(Phía trên đập tạm hiện nay). Trong thời gian này thực hiện các công việc sau:
- Đập chính: Đắp xong chân khay lên đến cao độ mặt đất tự nhiên của lòng sông
và đắp phần bờ phải lên cao.
- Tràn xả lũ: Tiếp tục thi công bê tông tràn.
- Thi công hoàn thành cống lấy nước.
- Tiếp tục thi công các đập phụ.
b) Mùa lũ: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp và thực hiện các công việc sau:
SVTH: Đinh Hồng Biên

14

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi

- Đập chính: Tiếp tục đắp phần bờ phải lên cao.
- Tràn xả lũ: Tiếp tục thi công tràn.
- Hoàn thiện cống lấy nước.

-

Đắp đập phụ đạt cao trình thiết kế.

2.3.2.3. Năm thi công thứ ba
a) Mùa khô: Đắp đê quai ngăn sông tại tuyến 3, dẫn dòng qua lỗ xả tràn tại cao trình
+43,00. đầu tháng 12 có thể thả van chẹn một phần lỗ xả tràn để dâng nước lên phục vụ
tưới. Cuối tháng 3 lấp hẳn lỗ xả tràn. Trong thời gian này thực hiện các công việc sau:
- Đập chính: Cuối tháng 3 đạt cao trình thiết kế.
- Tràn xả lũ: Đạt cao trình thiết kế.
- Đập phụ: Hoàn thiện xong.
b) Mùa lũ: Tích nước trong hồ và xả nước qua tràn chính khi xuất hiện lũ Trong
thời gian này thực hiện các công việc sau:
- Đập chính: Hoàn thiện xong.
- Tràn xả lũ: Hoàn thiện xong.
- Hoàn thành toàn bộ các công việc khác.
2.4. SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN DÒNG THI CÔNG
2.4.1. Về mặt kỹ thuật
2.4.1.1. Phương án dẫn dòng thứ nhất
a) Ưu điểm:
- Việc tổ chức thực hiện công tác dẫn dòng đơn giản
-

Đủ thời gian thi công đắp đập, đảm bảo thi công vượt lũ an toàn

- Không phải đắp đê quai hạ lưu.
b) Nhược điểm:
- Không đáp ứng yêu cầu phục vụ tưới cho mùa khô hai năm thi công thứ 2 và thứ
3.
- Phải đắp đê quai thượng lưu hai lần.

- Việc chừa lại lỗ xả tràn và lấp lại sau khi hoàn thành việc dẫn dòng là việc tương
đối phức tạp, tốn kém và ít nhiều ảnh hưởng đến tính chỉnh thể của đập tràn.
2.4.1.2. Phương án dẫn dòng thứ hai
a) Ưu điểm:
- Đáp ứng yêu cầu phục vụ tưới cho cả mùa khô năm thi công thứ hai và 4 tháng
mùa khô năm thi công thứ ba.
- Cao trình đê quai thượng lưu lần 1 không yêu cầu cao
- Tương đối thuận lợi trong thực hiện công tác dẫn dòng.
SVTH: Đinh Hồng Biên

15

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi

- Thời gian thi công đắp đập trong hai mùa khô đáp ứng yêu cầu chất lượng và thi
công vượt lũ an toàn
b) Nhược điểm:
- Khối lượng đào kênh tương đối lớn, việc chống thấm từ kênh dẫn dòng vào hố
móng là rất khó khăn.
- Phải đắp đê quai hạ lưu 1 lần.
- Việc bơm nước, xử lý móng chân khay đập trong khi có cả hai đê quai thượng
lưu và hạ lưu là khó khăn.
- Phải đắp đê quai thượng lưu hai lần.
-

Việc chừa lại và lấp lỗ xả tràn là phức tạp,tốn kém và ảnh hưởng đến kết cấu

tràn.
2.4.3. Kết luận chọn phương án dẫn dòng
Qua so sánh kinh tế kỹ thuật ở trên ta có thể kết luận như sau:
- Phương án 1 đáp ứng Về kinh tế và kỹ thuật nhưng có hạn chế trong việc đảm bảo
tưới cho hạ lưu trong hai mùa khô năm thi công thứ 2 và 3.
- Phương án: đáp ứng yêu càu tưới cho hạ lưu, tuy vậy ở giai đoạn thi công đắp
đập vượt lũ yêu cầu cường độ cao
Để đảm bảo yêu cầu tưới cho địa phương và tránh căng thẳng trong khi đắp đập
chính vượt lũ nên em tính toán chi tiết cho phương án dẫn dòng thứ nhất và kiến nghị
với địa phương có giải pháp hỗ trợ tưới hoặc chuyển đổi cơ cấu cây trồng trong thời
gian thi công
Phương án dẫn dòng chọn
Năm thi
công

Thời gian thi
công

Công trình
Dẫn dòng

Lưu lượng
Dẫn Dòng
(m3/s)

Các công việc
cần làm, mốc
KC

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

I

Mùa Khô

Dẫn dòng qua
lòng sông tự
nhiên

38,75

- Chuẩn bị mặt
bằng thi công

11/2011- 4/2012

-Đào hố móng
và thi công
tràn
- Tiến hành thi

công cống, các
đập phụ

SVTH: Đinh Hồng Biên

16

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Mùa mưa
5/2012 10/2012

Nghành công trình thủy lợi
Dẫn dòng qua
lòng sông tự
nhiên

-Tiếp tục thi
công tràn

987

Mùa Khô
11/2012- 4/2013

Dẫn dòng qua
lỗ xả chừa của
đập tràn

- Tiến hành thi
công cống, các
đập phụ

- Đắp đê quai
ngăn dòng
38,75

- Xử lý chân
khay
- Tiến hành
đắp đập bờ trái

II
Mùa mưa
5/2013 10/2013

Mùa Khô
11/2013- 4/2014

Dẫn dòng qua
lòng sông tự
nhiên đã co
hẹp

- Tiến hành thi
công tràn
987

Dẫn dòng qua
lỗ xả chừa của
đập tràn

- Tiếp tục kéo
dài đê quai
38,75

III
Mùa mưa
5/2014 10/2014

- Nâng cao
phần đập chính
đã đắp

Dẫn dòng qua
tràn chính
987

-Nút lỗ xả tràn
T3/2012
- Hoàn thiện
tràn, Cống đến
cao trình thiết
kế
- Lắp đặt và
hoàn thiện các
hạng mục
-Bàn giao công

trình

2.5. CHỌN TẦN SUẤT VÀ LƯU LƯỢNG THIẾT KẾ DẪN DÒNG
2.5.1. Tần suất lưu lượng thiết kế dẫn dòng
Theo điều 4.2.6 bảng 4.6 của TCXDVN 285 - 2002 , công trình chính thuộc cấp III
nên công trình tạm là cấp IV tần suất thiết kế dẫn dòng là P = 10%.
2.5.2. Lưu lượng thiết kế dẫn dòng.

SVTH: Đinh Hồng Biên

17

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi

Với tần suất lưu lượng dẫn dòng đã chọn ở trên và căn cứ vào thời gian thi công và
điều kiện khí hậu khu vực công trình mỗi năm chia thành 2 thời đoạn dẫn dòng mùa khô
và mùa lũ , theo tài liệu thủy văn tính toán lũ cho thi công bảng 1.6 ta chọn lưu lượng
thiết kế dẫn dòng như sau:
DD
- Mùa khô: QTK
= 38,75 m3/s
DD
- Mùa lũ: QTK
= 987 m3/s

2.6. TÍNH TOÁN THỦY LỰC DẪN DÒNG CHO PHƯƠNG ÁN CHỌN
2.6.1. Năm thi công thứ nhất
Trong năm thi công thứ nhất dẫn dòng qua lòng sông tự nhiên nên các điều kiện
thuỷ lực của sông không bị ảnh hưởng.
2.6.2. Năm thi công thứ hai
2.6.2.1. Dẫn dòng qua lỗ xả tràn
Lỗ xả tràn được chừa lại trong thân tràn. Căn cứ vào phạm vi đào móng tràn và
kênh xả sau tràn ta chọn kích thước lỗ xả là b × h = 4x5m. Cao trình đáy lỗ xả là 43m.
Tính toán thủy lực qua lỗ xả tràn cho phép xác định được cao trình đỉnh đê quai thượng
lưu cần đắp và mùa khô năm thứ II.
Khi dẫn dòng qua lỗ xả tràn tính toán như đập tràn đỉnh rộng. Kiểm tra trạng thái
chảy qua lỗ xả tràn và tính toán thủy lực như sau:

+43

i = 0.0005

N

K

h

K

h dk

H

N

i = 0.001

Hình 2.1. Sơ đồ tính toán thủy lực qua lỗ xả tràn
Kênh xả sau tràn gồm có hai đoạn kênh có độ dốc và mái kênh khác nhau. Đoạn
ngay sau tràn có các thông số sau: i = 0,0005; m = 2; n = 0,017; b = 34m; L = 65m. Đoạn
kênh nối tiếp phía sau có: i = 0,001; m = 1; b = 34m; n = 0,02.(Hệ số nhám của kênh tra
theo V.N Gôntrarốp tại phụ lục 4-1a [3]).
Với lưu lượng dẫn dòng Q = 38,75m 3/s thì dạng đường mặt nước trong kênh được
xác định như sau:
+ Độ sâu phân giới và độ sâu dòng đều của đoạn kênh sau tràn:
Q 38,75
=
= 1.13 m3/sm.
b
34
Theo [4] thì độ sâu phân giới trong kênh chữ nhật và kênh hình thang tính theo công
thức:
Từ Q = 13,08 m3/s ta có lưu lượng đơn vị qua kênh là: q =

Với hình chữ nhật:
SVTH: Đinh Hồng Biên

h

cn
k

αq 2
=

g
3

18

(2.1)
GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh

N
K


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi
σ
cn 
2
hk = h k 1 − n + 0,105σn ÷
3



Với hình thang:
Trong đó: σn =

(2.2)

m.h cn
k

;
b

b - Chiều rộng đáy kênh.
m - Hệ số mái kênh.
Ta có: h cn
k = =
σn =

3

αq 2 3 1 × 1,132
=
= 0, 257m .
g
9,81

m.h cn
2 × 0, 257
k
=
= 0,0151 .
b
34

 0,0151

h k = 0, 257 1 −
+ 0,105 × 0,01512 ÷ = 0,256m.
3



Độ sâu dòng đều trong kênh tính theo phương pháp mặt cắt lợi nhất về thủy lực [4]
ta có:
f ( R ln ) =

4m 0 i 9,89. 0,0005
=
= 0,0057 Tra phụ lục 8.1 [3] ta được:
Q
38,75

Rln = 1m. Tính được tỷ số:

b
34
=
= 34
R ln
1

Với m = 2 tra phụ lục 8.3 [3] ta được: h/Rln = 0,46. Độ sâu dòng đều trong kênh là:
 h 
h0 = R ln 
÷ = 1 × 0, 46 = 0, 46m. Ta thấy h0 > hk
 R ln 
+ Độ sâu phân giới và độ sâu dòng đều của đoạn kênh nối tiếp:
Độ sâu phân giới tính theo công thức (2.1) và (2.2) ta được:
h cn
k

2
1
×
1,13
= 3
= 0, 257m .
9,81

σn =

m.h cn
1 × 0, 257
k
=
= 0,0075
b
34

 0,0075

h k = 0, 257 1 −
+ 0,105 × 0,00752 ÷ = 0,256m.
3


Độ sâu dòng đều tính tương tự như kênh sau tràn ta được:
f ( R ln ) =

4m 0 i 7,314. 0,001

=
= 0,0059 tìm được Rln = 1,047m.
Q
38.75

SVTH: Đinh Hồng Biên

19

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Tính tỷ số:

Nghành công trình thủy lợi

b
34
=
= 32, 47
R ln 1,047

Với m = 1 tra phụ lục 8.3 [3] ta được: h/Rln = 0,33
 h
→ h0 = R ln 
 R ln


÷ = 1,047 × 0,33 = 0,35m. Ta thấy h0 > hk



Vậy, đường mặt nước trong đoạn kênh sau tràn là đường nước hạ, trong đoạn kênh
nối tiếp là dòng đều. Để xác định độ sâu đầu kênh xả sau tràn ta tiến hành vẽ đường mặt
nước trong đoạn kênh này. Dùng phương pháp cộng trực tiếp và vẽ từ hạ lưu lên thượng
lưu.
- Cột 1: Giả thiết các độ sâu h từ h0.
- Cột 2: Diện tích mặt cắt ướt: ω = h ( b + mh )
- Cột 3: Chu vi ướt : χ = b + 2h 1 + m 2
- Cột 4: Bán kính thuỷ lực:
R=

ω
χ

- Cột 5: Trị số C R trong đó:
C=

1 1/ 6
1
R
→ C R = R2/3
n
n

- Cột 6: Lưu tốc dòng chảy:
V=

Q
ω

αV 2
- Cột 7:
( α = 1)
2g
- Cột 8: Năng lượng đơn vị mặt cắt:
αV 2
∋=h+
2g
- Cột 9: Chênh lệch năng lượng đơn vị mặt cắt: ∆ ∋ = ∋1 − ∋ 2
- Cột 10: Độ dốc thuỷ lực:
2

 V 
J=
÷
C R 

- Cột 11: Độ dốc thuỷ lực trung bình giữa hai mặt cắt:
J tb =

J1 + J 2
2

- Cột 12: i - Jtb
SVTH: Đinh Hồng Biên

20

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi

- Cột 13: Khoảng cách giữa hai mặt cắt liền kề nhau:
∆L =

∆∋
i − J tb

- Cột 14: Khoảng cách cộng dồn.
Với chiều dài kênh là L = 65m ta xác định được độ sâu đầu kênh là hđk = 0,4m. coi
cửa vào của kênh làm việc như một đập tràn đỉnh rộng có h n = hđk = 0,4m. Xét chỉ tiêu
ngập ta có:
h 
hn
0, 4
=
= 1,56 >  n  = 1, 2 . Đập chảy ngập.
h k 0, 256
 h k  pg
Vậy cửa vào kênh chảy ngập theo mục 3-13 [6] thì lưu lượng qua cửa vào kênh có
thể tính theo công thức sau:
Q = ϕn bh n 2g ( H 0 − h n )

(2.3)

2

Từ đó ta có:



Q
H0 = 
+ hn
 ϕ bh 2g ÷
÷
 n n


(2.4)

Trong đó:
φn - Hệ số lưu tốc của đập ngập. Theo [6] bảng 12 với hệ số lưu lượng m = 0,32 ta
được φn = 0,84. Bỏ qua lưu tốc tới gần tính được cột nước đầu kênh theo (2.4):
2



38,75
H =
÷ + 0, 4 = 0,98m.
 0,84.34.0, 4. 19,62 
Coi mặt nước trong bể tiêu năng là nằm ngang thì độ sâu cửa ra của lỗ xả tràn là h n
= 0,98 m. Mặt khác độ sâu phân giới trong lỗ xả tràn tính theo (2.1) là: h k = 1,029m. Xét
chỉ tiêu chảy ngập ta có:
h 

h n 0,98
=
= 0,952 <  n  = 1, 2 . Đập chảy tự do.
h k 1,029
 h k  pg
Lưu lượng chảy qua lỗ xả tràn tính theo công thức đập tràn đỉnh rộng chảy tự do:
Theo mục 3.6 [6] ta có:
Q = mb 2gH 30 / 2

(2.5)
2/3

 Q 
Tính được cột nước trước tràn: H 0 = 
 mb 2g ÷
÷



(2.6)

Trong đó:
m - Hệ số lưu lượng của đập tràn đỉnh rộng. Theo [6] ta lấy m = 0,32.
b - Chiều rộng lỗ xả tràn; b = 4m.

SVTH: Đinh Hồng Biên

21

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi
2/3



38,75
H0 = 
÷ = 3,6m .
0,32.4.
19,62


Mực nước thượng lưu trước lỗ xả tràn là: (Bỏ qua lưu tốc tới gần)
ZTL = ∇ngưỡng lỗ xả + H
ZTL = 43 + 3,6 = 46,6 m.
Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu lần 1 là:
Z đq = ZTL + δ
Trong đó:
δ - Độ vượt cao an toàn; lấy δ = 0,7m.
Zđq1 = 46,6 + 0,6 = 47,2 m. Chọn Zđq1 = 47,5 m.
2.6.2. Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp
Trong mùa lũ năm thi công thứ hai tiến hành dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên đã
3
bị thu hẹp. Lưu lượng thiết kế dẫn dòng trong thời kỳ này là QTK
dd = 987 m /s. Tính toán
thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp nhằm xác định mực nước thượng lưu khi lòng

sông bị co hẹp và xác định cao trình đắp đập vượt lũ cuối mùa khô. Trình tự tình toán
như sau:

Z vl

MNL

ω1

ω2

∆Ζ

MNTL
V0

H

Vc

SVTH: Đinh Hồng Biên

h

22

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi

Hình 2.2. Sơ đồ tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp
Sau khi đắp chân khay lên đến mặt đật tự nhiên, dự kiến sẽ đắp phần bờ trái đập vị trí
chân đập lấn ra tại mốc Đ5T cách mốc K0 80,7m mái dốc m = 2 (theo quy định về mặt nối
tiếp khi thi công đập đất trong [7]).
Theo [1] ta tính được các đại lượng sau:
Mức độ thu hẹp lòng sông là:
K=

ω1
.100%
ω2

(2.7)

Trong đó:
ω1 - Diện tích mặt cắt ướt do phần đập (và đê quai nếu có) chiếm chỗ.
ω2 - Diện tích mặt cắt ướt của sông tự nhiên.
+ Tính toán độ hạ thấp mực nước do co hẹp lòng sông (ΔZ)
Công thức tính toán:
1 Vc2 V02
∆Z = 2
−
ϕ 2g 2g

(2.8)

Trong đó:

φ - Hệ số lưu tốc; do bố trí mặt bằng đập theo dạng chữ nhật nên ta lấy φ = 0,8.
V0 - Lưu tốc tới gần;
V0 =

Q
ω2

(2.9)

Vc - Lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp;
Vc =

Q
ε ( ω2 − ω1 )

(2.10)

ε - Hệ số thu hẹp; do thu hẹp một bên nên ta lấy ε = 0,95.
Ở hạ lưu đập chính có đập dâng Long Châu Hà nên mực nước hạ lưu tuyến đập chính
phụ thuộc vào lưu lượng nước lấy qua cống bên đập dâng và lưu lượng tràn qua đập dâng.
Để thiên về an toàn, ta coi trong mùa lũ thì nước chỉ tràn qua đập dâng. Từ tài liệu đã cho
thì đập dâng Long Châu Hà có kết cấu là đập rọ đá, hình thức đập là đập tràn thực dụng
mặt cắt hình thang mái thượng lưu thẳng đứng, mái hạ lưu nghiêng. Chiều rộng phần tràn
nước là b = 125m. Cao trình ngưỡng tràn trung bình là: Zngưỡng = 37,3m.
Lưu lượng qua đập tính theo công thức đập tràn thực dụng chảy ngập:
Qσ= mb
2gH
n

3/ 2

0

(2.11)

Trong đó:
SVTH: Đinh Hồng Biên

23

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi

σn - Hệ số ngập của đập tràn thực dụng. Do không có tài liệu thủy văn hạ lưu tuyến
đập nên sơ bộ lấy σn = 0,95.
Q - Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công trong mùa lũ; Q = 987m3/s
m - Hệ số lưu lượng qua đập thực dụng mặt cắt hình thang; Theo bảng 20 [6] thì ta
lấy: m = 0,37.
b - Chiều rộng phần tràn nước của đập dâng; b = 125m.
Cột nước tràn trên đập là:
2/3

2/3






Q
987
H0 = 
=
÷
÷ = 2,95m
 σ mb 2g ÷
0,95
×
0,37
×
125.
19,62


 n

Bỏ qua lưu tốc tới gần thì mực nước hạ lưu tuyến đập khi dẫn lưu lượng thiết kế là:
ZHL = Zngưỡng + H = 37,3 + 2,95 = 40,25m.
Giả thiết ΔZgt = 0,89m ta có ZTL = ΔZgt + ZHL = 0,89 + 40,25 = 41,14m. Đo trên mặt
cắt dọc tuyến đập ta được:
ω1 = 201m2
ω2 = 479m2
V0 =

987
987
= 3,73m / s .
= 2,06m / s ; Vc =

0,95 ( 479 − 201)
479

1 3,732 2,062
−
≈ 0,89m → Giả thiết đúng.
→ ΔZ =
0,82 19,62 19,62
tt

Khi đó mức độ thu hẹp lòng sông là:
K=

201
.100% = 42%
479

Mực nước sông thượng lưu là:
ZTL = ΔZ + ZHL = 0,89 + 40,25 = 41,14m.
Cao trình đắp đập vượt lũ cuối mùa khô là:
Zvl = ZTL + δ
Trong đó:
δ - Độ vượt cao an toàn; lấy δ = 0,7m.
Zvl = 41,14 + 0,7 = 41,84m. Chọn Zvl = 42m.
+ Kiểm tra xói lở:
Theo [8] sơ bộ ta xác định vận tốc không xói theo công thức của GhiecKan:
VKX = KQ0,1

(2.12)

Trong đó:
SVTH: Đinh Hồng Biên

24

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Nghành công trình thủy lợi

K - Hệ số phụ thuộc vào loại đất. Với đất bụi, đất cát ta lấy K = 0,53.
Q - Lưu lượng dẫn dòng trong mùa lũ; Q = 987m3/s.
VKX = 0,53 × 987 0,1 = 1,056m / s
Khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp có khả năng xảy ra xói lở nên dùng các tấm bê
tông lát lòng sông và phần đất đắp (các tấm bê tông sau này dùng để bảo vệ mái thượng
lưu đập).
2.6.3. Năm thi công thứ ba
Mùa khô năm thi công thứ 3 tiến hành đắp đê quai tại tuyến 3 dẫn dòng qua lỗ xả
tràn. Sau đó thả phai bịt một phần lỗ xả tràn để lấy nước qua cống tưới.
2.6.3.1. Tính toán dẫn dòng qua cống ngầm
Tính toán thuỷ lực qua cống ngầm nhằm xác định cao trình mực nước cần dâng để
lấy nước qua cống tưới.
Các thông số của cống ngầm:
- Lưu lượng thiết kế : QTK = 4,90 m3/s.
- Cao trình cửa vào : ∇cv = 44,50 m.
- Cao trình cửa ra : ∇cr = 44,30 m.
- Kích thước đoạn cống b × h trước nhà tháp : 1,6m x 2,0m.
- Chiều dài đoạn cống hộp trước nhà tháp : 50,0 m.

- Chiều dài đoạn cống ống đặt BTCT : 72 m.
- Độ dốc đáy i = 0,003

MNTL = +47.00m

H
+44.50

h n = hdc

K

N
i = 0.003

hk

N
K

Hình 2.3. Sơ đồ tính toán thủy lực qua cống ngầm
Dự tính sẽ lấy lưu lượng thiết kế qua cống để cấp nước cho hạ lưu. Q TK = 4,90 m3/s.
Mực nước dâng đảm bảo cống chảy không áp. Khi đó, coi dòng chảy qua cửa vào cống
như đập tràn đỉnh rộng, dòng chảy trong thân cống coi như kênh chữ nhật có độ nhám n =
0,014. Để kiểm tra chế độ chảy tại cửa vào cống ta vẽ đường mặt nước trong cống để tìm
độ sâu đầu cống.
Độ sâu phân giới trong cống tính theo công thức (2.1) trong đó:
SVTH: Đinh Hồng Biên

25

GVHD: TS.Nguyễn Trung Anh