THIẾT kế tổ CHỨC THI công trình hòa bình (thuyết minh + bản vẽ)

Mẫu1

VŨ BÁ MẠNH –LỚP 47LT - THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CễNG CễNG TRèNH HềA BèNH - HÀ NỘI - 2009

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

BỘ NễNG NGHIỆP &PTNT


VŨ BÁ MẠNH – LỚP 47LT

THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CễNG CễNG TRèNH HềA BèNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ
NGÀNH CễNG TRèNH THUỶ LỢI

HÀ NỘI – 2009

TS.Nguyễn Trọng Tư

1


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Vị trí công trình:
Vùng dự án bao gồm một phần diện tích của các xã Tây Phong, Xuân Phong,
Dũng Phong, Nam Phong, Tân Phong và thị trấn Cao Phong huyện Cao
Phong, cách thị xã Hòa Bình 20 km về phía Nam.
Có tọa độ địa lý nằm trong khoảng :
20o 40' đến 20o 42' Vĩ độ Bắc

105o 19' đến 105o 22' Kinh độ Đông
Hồ chứa nước nằm trên suối Cạn Thượng thuộc xã Xuân Phong, cách thị trấn
Cao Phong khoảng 6 km về phía Đông Nam
1.2. Nhiệm vụ công trình
Ổn định tưới cho 1940 ha đất gieo trồng lúa và hoa màu hàng năm (1000
ha đất canh tác) của xã Tây Phong, Tân Phong, Dsũng Phong, Nam Phong, thị
trấn Cao Phong của huyện Cao Phong và cấp nguồn nước sinh hoạt cho thị trấn
Cao Phong
1.3. Quy mô kết cấu,hạng mục công trình
1.3.1. Cấp công trình đầu mối.
-

Cấp công trình : cấp III

-

Tiêu chuẩn TK

• Tần suất lũ TK p = 1%
• Tần suất lũ KT p = 0,2%

1.3.2. Hồ chứa :
- Dung tích toàn bộ:

4,90 × 106 m3

- Dung tích hữu ích :

4,32 ×106

- Dung tích chết :

0,58 × 106 m3

- Mực nước dâng bình thường :

+ 282,90

- Mực nước lũ thiết kế 1%:

+ 285,52

TS.Nguyễn Trọng Tư

2


- Mực nước lũ kiểm tra 0,2%

+ 286.00

- Mực nước chết :

+ 266.00

1.3.3. Đập dâng.
Loại bê tông trọng lực xây dựng trên nền đá phong hóa nhẹ dài 200m, được
chia làm 10 đoạn liên kết với nhau bằng khớp nối đồng. Bên trong bố trí hành
lang kiểm tra và thu nước, các ống thu nước thân và nền đập, các thiết bị kiểm
tra và tiêu nước hành lang.

a-

Phần đập không tràn

Dài 153 m bao gồm các đoạn từ 1 ÷ 5 bên trái và từ 8 đến 10 bên phải, cao
trình đỉnh tường chắn sóng + 286.60, cao trình mặt đập + 285,80, mặt đập rộng
6m (kể cả tường chắn sóng).
Kết cấu thân đập là bê tông M150 độn 30% đá hộc. Mặt thượng lưu và đáy đập
là BTCT M200.
b-

Phần đập tràn

Dài 47m bố trí tại các đoạn số 6, 7 của đập dâng, nơi có dòng sông cũ. Loại
đập tràn tự do, chiều dài tràn nước Btr = 43m được thiết kế theo mặt cắt
Ôfixêrôp, cao trình ngưỡng tràn +282.90.
Lưu lượng xả Q 1% = 388 m3/sec

Q 0,2% = 500 m3/sec

Tiêu năng bằng mũi phun đặt tại cao trình +255,50 (cao hơn mực nước max ở
hạ lưu đập là + 254,35). Kết cấu bằng BTM150 độn 30% đá hộc, ngoài bọc
BTCT M200 (cả thượng, hạ lưu và đáy đập ).
1.3.4. Cống lấy nước tưới
Cống nằm bờn vai trỏi đập đất với cỏc thụng số thiết kế:
Mặt cắt ngang cống
+ Lưu lượng thiết kế
Cao trình đáy cống cửa vào

TS.Nguyễn Trọng Tư

: D = 1,0 m.
: QTK = 1,05 m3/sec
: +263.00..

3


Chiều dài cống

: 21,58 m.

Tiếp sau cống là kênh dẫn dài 95,5m, mặt cắt chữ nhật b × h = 1 × 1m,
chuyển nước xuống suối Cạn Thượng để dẫn về bai Tã lấy nước vào kênh
chính.
BẢNG TỔNG HỢP SỐ LIỆU CễNG TRèNH
1

Hồ chứa
MNKT p = 0,2 %

m

286,00

MNDGC p = 1%

m

285.52

MNDBT

-

282.9

MNC

m

266.0

Dung tích toàn bộ (tương ứng với MNDBT)

106m3

4.90

Dung tích chết

106m3

0.58

Dung tích hữu ích

106m3

4.32

Diện tích ứng với MNDGC

Km2

0.48

Diện tích ứng với MNDBT

Km2

0.42

Diện tích ứng với MNC

Km2

0.16

Cao trình đỉnh đập

m

286.60

Chiều cao Hmax (tính đến đáy chân khay)

m

42,5

2

Công trình đầu mối

a

Đập bê tông trọng lực
Vị trí : Trên suối Cạn Thượng - tuyến 2
Loại đập: Thân đập bê tông độn 30% đá hộc,
bọc ngoài là BTCTM 200

TS.Nguyễn Trọng Tư

4


Chiều dài tại đỉnh
b

m

200

Lưu lượng xả (Qmax) 1 %/ 0,2 %

m3

388/500

Chiều rộng tràn

m

43

Cao độ ngưỡng tràn

-

282.9

Chiều cao nước tràn (Hmax) 1 %/0,2%

-

2,62/3.1

Đường kính

m

1.0

Cao độ cửa vào

m

263

Lưu lượng thiết kế

m3/s

1.05

Chiều dài

m

21,58

Đập tràn xả lũ
Vị trí - tại giữa đập bê tông
Loại : Tràn tự do, mặt cắt tràn kiểu Ofixerop

c

Cống lấy nước tưới
Vị trí - Tại vai trái đập
Loại - Cống trong thân đập, chảy có áp bằng
ống thép đóng mở bằng van côn hạ lưu

1.4. Điều kiện tự nhiên xây dựng công trình
1.4.1. Điều kiện địa hình
Toàn bộ khu tưới nằm trong vùng có các dải đồi thấp bị bào mòn mạnh xen
kẹp các dải bãi bồi của các dòng suối nhỏ. Địa hình có hướng thấp dần từ
khu vực đông nam về khu vực tây bắc của vùng. Tại các khu vực đầu kênh
chính bai Tã và đầu kênh Thắng Lợi, địa hình có cao độ từ +215m đến +218m,
khu vực cuối kênh bai Chiêm và bai Lãi có cao độ +186m đến +189m.

TS.Nguyễn Trọng Tư

5


Hệ thống sông suối trong khu vực bao gồm 2 suối chính cấp nước bai Tã và bai
Thắng Lợi. Hai dòng suối này tạo ra các dải bãi bồi dọc theo suối. Ngoài
ra còn một số dòng suối nhỏ ở phía nam khu vực. Do địa hình khá dốc nên
vào mùa mưa, nước trên các dòng suối được tiêu thoát khá nhanh, vào mùa
khô lượng nước trong các suối chỉ còn là những dòng chảy nhỏ.

1.4.2. Điều kiện địa chất,địa chất thủy văn.
1.4.2.1. Điều kiện địa chất
Toàn bộ hệ thống kênh được phân bố trên vùng đồi bị bào mòn mạnh, phân bố
chủ yếu sản phẩm phong hóa của đá gốc cát bột sét kết, xen kẹp là các dải
thềm bồi tích của các dòng suối trong vùng. Địa tầng chung của toàn vùng từ
trên xuống dưới như sau:
+
Lớp 1a: Cát cuội sỏi, cuội tảng bồi tích lòng suối mầu xám nâu, xám
đen, vàng nhạt xám trắng; cuội sỏi chiếm 50%, thành phần chính là đá cát bột
kết và phiến sét. Cuội sỏi cứng chắc, độ mài mòn tốt. Nguồn gốc bồi tích
lòng suối (aQ). Phân bố chủ yếu dưới lòng suối.
+
Lớp 2a: Đất sét đến á sét nặng màu xám nâu, xám tro, xám đen, lẫn ít
sỏi sạn nhỏ. Hàm lượng sỏi sạn khoảng 3-6%. Trạng thái dẻo chảy có chỗ dẻo
mềm, kém chặt. Nguồn gốc thềm bồi tích (aQ). Lớp này phân bố cục bộ và
gặp ở bãi thềm bồi tích bên cạnh tuyến kênh chính từ K0+590 đến K0+620
với chiều dày thay đổi từ 0.5 - 1.0m.
+

Lớp 2b : Đất á sét nặng màu xám nâu, vàng nhạt, lẫn ít sỏi sạn nhỏ.
Hàm lượng sỏi sạn khoảng 3 - 5%.Trạng thái dẻo mềm, chặt vừa đến kém
chặt. Nguồn gốc thềm bồi tích (aQ). Lớp này phân bố khá phổ biến ở các
bãi thềm bồi tích như khu vực kênh N1-3, N2, N2-2, khu vực đầu kênh N2-1
và kênh bai Lãi, khu vực cuối kênh N1 và N1-2, đoạn giữa tuyến kênh Thắng
Lợi Khoang Ang... với chiều dày thay đổi từ
0.5 - 2.5m.
+
Lớp 2c: Hỗn hợp cát cuội sỏi, cuội tảng, dăm sạn và đất á sét nhẹ, cuội
sỏi màu xám đen. Hàm lượng cuội sỏi sản khoảng 30 - 50% có chỗ chiếm
60%, kích thước từ 0.3 - 7 cm, cứng chắc. Phần đất có trạng thái dẻo mềm đến
dẻo cứng. Nguồn gốc thềm bồi tích (aQ). Lớp này phân bố ở các bãi thềm
TS.Nguyễn Trọng Tư

6


ven suối và nằm bên dưới lớp 2b như gặp ở khu vực kênh N2 và đoạn đầu
kênh N2-1, khu vực cuối kênh N1-3, đoạn đầu kênh bai Lãi và một diện nhỏ
khu vực đầu kênh chính.
+
Lớp 3a: Đất sét màu nâu gụ, nâu vàng, lẫn dăm sạn nhỏ có nơi chứa
sạn laterit. Hàm lượng dăm sạn khoảng 5 - 10%, có chỗ chiếm đến 15 - 20%,
kích thước từ 0.2 - 0.5cm. Trạng thái nửa cứng đến cứng, chặt vừa đến chặt.
nguồn gốc pha tích (dQ). Lớp này phân bố phổ biến trên các triền đồi bào
mòn, nơi phần lớn các tuyến kênh chính, kênh N1, N4, kênh bai Chiêm, kênh
bai Lãi và kênh Thắng Lợi cắt qua với chiều dày thay đổi từ 1.0 - 3.0m.
+
Lớp 3b: Đất á sét nặng đến sét màu nâu gụ, nâu vàng, lẫn nhiều dăm
sạn và dăm tảng có chỗ chứa sạn laterit đến hỗn hợp dăm sạn laterit và đất á

sết nặng. Hàm lượng dăm sạn khoảng 20 - 50%, kích thước từ 0.3 - 10cm là
các mảnh đá gốc phong hóa còn sót lại, khá cứng chắc.Trạng thái nửa cứng
đến cứng, chặt vừa đến chặt. Nguồn gốc pha tàn tích (deQ). Lớp này phân bố
khá phổ biến trên các triền đồi bào mòn và thường nằm bên dưới lớp 3a, như
khu vực tuyến kênh chính, kênh N1, N4, và kênh Thắng Lợi.
Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất nền dùng trong tính toán
Các chỉ tiêu

Đơn vị

Lớp 2a Lớp 2b Lớp 2c

Lớp 3a

Lớp 3a

- Hạt sét

%

40

24.8

5

31.9

38

- Hạt bụi

%

25

24.2

5.5

24.7

12

- Hạt cát

%

29

49.7

21

39.9

28

- Hạt sạn, sỏi

%

6

1.3

25

3.5

22

- Hạt dăm, cuội

%

51.7

61.1

Thành phần hạt

43.5

Giới hạn Alterberg
- Giới hạn chảy , %
WT

TS.Nguyễn Trọng Tư

75.1

7

46.2


- Giới hạn dẻo, WP %

50.6

29.9

33.1

37.45

- Chỉ số dẻo, Wn

%

24.5

16.3

18.6

23.64

Độ đặc, B

%

0.906

0.290

-0.054

Độ ẩm tự nhiên, %
We

72.8

34.62

32.1

Dung trọng ướt, γw

T/m3

1.54

1.66

1.74

Dung trọng khô, γw

T/m3

0.89

1.23

1.32

2.62

2.71

65.95

54.5

51.57

1.940

1.198

1.066

98.33

78.33

81.98

Tỷ trọng, ∆
Độ lỗ rỗng, n

%

Tỷ lệ khe hở, ε
Độ bão hòa, G

%

Lực dính kết, C

KG/cm 0.10

2.68

2.72

2.75

0.15

0.05

0.21

0.16

12o

15o

13o

18o

2

Góc ma sát trong, độ

5o

ϕ
Hệ số ép lún , a 0.5-1

cm2/K
G

Hệ số ép lún, a 1-2

cm2/K
G

Hệ số thấm, K

cm/s

0.102

1 × 0-5

0.044

0.054

1 × 10- 5 ×10-3

1× 10-5

5

5 × 105

1.4.2.2. Điều kiện địa chất thủy văn.
Trong vùng đầu mối nhìn chung nước mặt nghèo nàn, chỉ có suối Cạn duy
nhất nước chảy quanh năm, mùa khô nước cạn, lưu lượng nhỏ ( <1 m 3/s).
Ngoài ra dọc các sườn đồi trong vùng còn có các khe suối và các rãnh xói
TS.Nguyễn Trọng Tư

8


nhỏ nhưng chỉ có nước chảy khi mưa, mùa khô hầu hết cạn kiệt. Kết quả thí
nghiệm 1 mẫu nước suối lấy tại tim tuyến đập cho thấy nước mặt ở đây là
nước Bicácbonat Clorua Natri Canxi.
Nước ngầm trong vùng đầu mối cũng rất nghèo nàn và chủ yếu chứa trong các
lớp tàn tích lẫn nhiều dăm sạn và đới nứt nẻ của đá gốc. Tại thung lũng nhỏ
hạ lưu trên vai phải, có 2 điểm nước ngần xuất lộ ở cao trình khoảng +294
đến +295. Trong các hố khoan máy hai bên vai đập, mực nước thường xuất
hiện cách mặt đất từ 3 - 5 m ở khu vực tim đập và 5 - 10m ở khu vực thượng

hạ lưu đập. Mực nước ngầm trong khu vực đầu mối thay đổi theo mùa trong
năm, trữ lượng không đáng kể. Kết quả thí nghiệm 2 mẫu nước lấy trong hố
khoan máy vùng tuyến đập, cho thấy nước ngầm ở đây là nước Bicácbonat
Clorua Natri Canxi.
Theo tiêu chuẩn đánh giá ăn mòn của nước môi trường đối với kết cấu bê
tông và bê tông cốt thép QTXD-59-73) thì nước ngầm và nước mặt ở đây có
tính ăn mòn Bi cacbonnat đối với bê tông và bê tông cốt thép chịu cột nước
có áp. (Xem bảng 4: Kế quả thí nghiệm và tính ăn mòn nước đối với bê tông).
1.4.3. Điều kiện khí hậu, thuỷ văn và đặc trưng dòng chảy.
Hồ Cạn Thượng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa ở phía Bắc Việt
Nam, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 lạnh và khô, mưa ít lượng mưa chỉ
chiếm khoảng 10% lượng mưa cả năm, hầu hết các sông suối trong vùng ít
nước và khô cạn.
Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 thường xuyên nắng nóng và mưa nhiều,
lượng mưa chiếm khoảng 90% lượng mưa cả năm,
Do lưu vực nằm trong vùng núi phía Tây, chạy theo hướng Tây Bắc - Đông
Nam có tác dụng chắn hướng gió mùa, nên các yếu tố khí hậu trong lưu vực
có những đặc điểm riêng biệt khu vực.
Rừng đầu nguồn do khai thác cạn kiệt, nên dòng chảy mùa kiệt sông suối còn
rất ít . Mùa mưa cường độ mưa lớn, tập trung nhanh vào các tháng VIII,
tháng IX và tháng X. Lượng mưa ngày lớn nhất năm 1985 tại Kim Bôi X1
ngày max = 360,5 mm, X2 ngày max = 523,9 mm, X3 ngày max = 597,0 mm.

TS.Nguyễn Trọng Tư

9


Năm 2000 có lượng mưa X1 ngày max = 346,5 mm, X2 ngày max = 307,9
mm, X3 ngày = 384,5 mm. Độ dốc lưu vực lớn, nên lũ tập trung rất nhanh.

1.4.3.1 Mưa
a-

Bình quân lưu vực :

Lượng mưa bình quân lưu vực hồ Cạn Thượng được tính bằng trị số bình quân
số học nhiều năm của 3 trạm đo mưa Kim Bôi, Cao Phong và Tân Lạc .
Kết quả được Xo = 2015 mm.
b-

Mưa khu tưới

Lượng mưa tưới tần suất p = 75% được phân phối từng tháng theo mô hình
mưa tháng năm 1980 của trạm Cao Phong.
Lượng mưa tháng tần suất 75%
Bảng 2-8.

1.2.

Thán
g

1

2

3

4

5

X75%
(mm)

34, 14, 36, 60, 20
4
0
8
4
7,1

6

7

8

9

10

11

12

10
4,0

20

9,2

44
9,0

25
4,9

17
3,9

32,
2

0,4 1576,
3

Dòng chảy lũ

Lưu lượng lũ thiết kế

Vị trí

P%

0,2

1,0

10%

T.V Lâm Sơn

Qmaxp

870

642

328

qls (m3/s.km2)

26,3

19,4

9,91

q(m3/s, km2)

32,8

24,2

12,4

Qmaxp

558

413

211

Cạn Thượng 2

TS.Nguyễn Trọng Tư

10

Tổng


Wp% (106m3)

Đặc trưng

0.2%

1%

10%

W12h

9,27

6,95

3,76

W 24h

11,4

8,57

4,75

W 36h

12,23

9,28

5,23

Quỏ trỡnh lũ thiết kế
Bảng 215Giờ

Q0.2%
(m3/s)

Q1%
(m3/s)

Giờ

Q0.2%

(m3/s)

Q1%
(m3/s)

1

64,7

49,2

21

44,1

33,6

2

88,2

66,1

22

41,4

31,5

3

435

327

23

39,0

29,6

4

558

413

24

38,0

28,9

5

458

394

25

31,1

25,2

6

393

295

26

24,2

21,5

7

184

138

27

23,1

20,5

8

124

93,0

28

22,3

19,8

9

96,1

72,1

29

20,1

17,8

10

65,7

49,2

30

18,4

16,3

11

64,6

48,4

31

18,0

16,0

12

57,4

43,0

32

17,5

15,5

13

53,8

41,0

33

17,0

15,1

14

53,5

40,8

34

16,6

14,7

15

53,2

40,5

35

16,1

14,3

16

51,9

39,5

36

15,7

13,9

17

50,6

38,5

W12h(106m3)

9,28

7,13

18

50,1

38,1

W24h(106m3)

11,36

8,71

19

47,1

35,8

W36h(106m3)

12,23

9,47

TS.Nguyễn Trọng Tư

11


20

45

34,2

Lưu lượng lớn nhất 10% các tháng mùa cạn (XI ÷ IV)
Đơn vị (m3/s)
Tuyến \ Tháng XI

XII

1

2

3

4

Mùa cạn XI÷IV

T.V Lâm Sơn

109,9

1,55

1,51

0,84

2,38

6,08

125

Cạn Thượng

88,2

1,24

1,21

0,67

1,91

4,88

100

Quan hệ H ∼ Q tại hạ lưu tuyến đập
Z (m)

247

248

249

Q
(m3/s)

0

5,4

30,1 73,2 137,6

TS.Nguyễn Trọng Tư

250

12

251

252

253

254

255

256

220,9

324,4 449,
2

593,
9

762,
7


Z
(m)
285.5
282.7
275
266

W (triệu
m3)
5
4.82
3.5
0.58

F
(km2)
0.48
0.42
0.25
0.16

1.5. Điều kiện giao thụng vận tải;
Xã

TS.Nguyễn Trọng Tư

Đường liên Trạm

13

bưu Đài PTTH

Chợ


xã (km)

điện

Tân Phong

16

1

1

Tây Phong

13

1

1

Dũng Phong

11

1

1

1

Nam Phong

14

1

1

1

TT Cao Phong

7.5

2

1

1

1

1.6. Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước;
Nguồn cấp nước sinh hoạt cho thị trấn Cao Phong và các xã chủ yếu là
giếng khoan, đào và nước lấy từ suối tự nhiên. Nguồn nước ngầm ở đây rất
hạn hẹp, nguồn bù cấp chủ yếu là từ nước mặt do đó về mùa khô khi các
nhánh suối không còn nước, thì nguồn nước ngầm cũng cạn kiệt. Vì vậy hồ
Cạn Thượng có nhiệm vụ cung cấp nguồn nước sinh hoạt cho nhân dân thị
trấn và một phần dân thuộc các xã dọc tuyến đường ống.
1.7. Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, con người;
Trình độ văn hóa không cao, số người đi học chỉ tập trung ở thị trấn.
1.8. Thời gian thi công được duyệt;
Theo quyết định số 1900/QĐ-UB ngày 31-10-2003 và số 763/QĐ-UB
ngày 29-4-2004 UBND tỉnh Hòa Bình đã phê duyệt Báo cáo nghiên cứu khả
thi công trình hồ Cạn Thượng huyện Cao Phong.
Công trình này dự kiến được xây dựng trong 2,5 năm.
1.9. Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công
1.9.1. Thuận lợi
Vựng lòng hồ, tuyến năng lượng, nhà máy chủ yếu là đất rừng và dân cư sinh
sống thưa nên mức độ ảnh hưởng đến đền bù di dân tái định cư là không lớn.
Trong khu vực dự án không có di tích lịch sử, danh lam thắng cảnh.

TS.Nguyễn Trọng Tư

14

Khu vực dự án nằm trên địa bàn tỉnh Hòa Bình không có đường biên giới quốc
gia, hơn nữa tại khu vực này chủ yếu là đất rừng do đó không ảnh hưởng đến
an ninh quốc phòng.
Mạng lưới đường tỉnh kết hợp với đường quốc qua địa bàn tỉnh Hòa Bình được
hình thành một cách hợp lý phục vụ tốt cho việc vận chuyển nguyên vật liệu,
trang thiết bi sử dụng thi công công trình cũng như thuận lợi cho việc khai thác
quản lý.
Tuyến đầu mối đập thấp, điều kiện địa chất thuận lợi, ổn định đối với tuyến
đập, tuyến năng lượng và nhà máy.
1.9.2. Khó khăn
Điều kiện địa hình dốc nên điều kiện thi công, dẫn dòng, tổ chức mặt bằng thi
công không thuận lợi. Điều kiện địa hình chia cắt gây khó khăn cho việc đi lại.
Khi thi công công trình hồ chứa Hòa Bình cần nâng cấp khoảng 15km đường
tỉnh lộ , xây dựng mới một công trình (ngầm hoặc cầu), 12km đường thi công
công trình và một số tuyến đường thi công nội bộ công trình.
Tuyến đường điện 110KV dự kiến xây dựng có khoảng 15km đi qua vựng
trồng cây công nghiệp (chè, cà phê...) và khu vực gần huyện Cao Phong.nên
việc đền bù giải phúng mặt bằng, di dân tái định cư cần phải có điều tra và có
phương án cụ thể.
CHƯƠNG 2. CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI
CÔNG
2.1.Mục đích của công tác dẫn dòng.
Trong quá trình xây dựng các công trình thuỷ lợi, để đảm bảo cho công tác thi
công được khô ráo , thuận tiện , tránh khỏi những bất lợi của dòng nước mặt
,nước ngầm , nước mưa… Người ta tiến hành dẫn dòng thi công .
Dẫn dòng thi công là dẫn dồng chảy trong sông theo đường thoát nước nhân
tạo hoặc lòng sông thiên nhiên nhằm tách ly hố móng với dòng chảy để thi
công các hạng mục công trình trong đó .

Trong thực tế có những công trình có khối lượng nhỏ , ở sông suối nhỏ ít nước
điều kiện và khả năng thi công cho phép , có thể xây dựng trong một mùa khô
TS.Nguyễn Trọng Tư

15


,thì có thể không phải dẫn dòng còn nói chung việc dẫn dòng coi như một công
tác tất yếu .
Với những đặc điểm của công tác dẫn dòng : Hố móng khô ráo mà vẫn đẩm
bảo được các yêu cầu về lợi dụng tổng hợp dòng nước trong quá trình thi công
thì nhiệm vụ chủ yếu của công tác dẫn dòng cần đặt ra là :
- Phải đảm bảo sự ổn định của đê quai và sự khô ráo trong hố móng
- Phải đảm bảo các yêu cầu về lợi dụng tổng hợp
- Đảm bảo an toàn trong quá trình thi công công trình , đạt đúng yêu cầu tiến
độ đã đặt ra
Biện pháp dẫn dòng thi công ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch tiến độ thi công
của toàn bộ công trình , hình thức kết cấu, chọn và bố trí công trình thuỷ lợi
đầu mối ,chọn phương án thi công và bố trí công trường và cuối cùng là ảnh
hưởng đến giá thành công trình . Do đó người thiết kế hay thi công đều phải
thấy rõ tính chất quan trọng và mối liên hệ này để có thái độ nghiêm túc trong
việc điều tra nghiên cứu và giải quyết các vấn đề trong thiết kế công trình ,
thiết kế thi công nói chung và thiết kế dẫn dòng nói riêng .
Công trình thuỷ lợi phần lớn được xây dựng trên các dòng sông, suối,
kênh rạch hoặc bãi bồi , móng nhiều khi sâu dưới mặt đất thiên nhiên của lòng
sông suối, nên trong quá trình thi công không thể tránh khỏi những ảnh hưởng
bất lợi của dòng nươc gây ra ... do vậy đặc điểm của quá trình xây dựng là phải
luôn giữ khô hố móng công trình
+ Tạo cho thi công được thuận lợi
+ Tránh bất lợi do dòng chảy gây ra

Mặt khác nguồn nước thiên nhiên là 1 tài nguyên không thể thiếu đựơc
cho sự sống của cộng đồng dân cư xung quanh công trình và hạ lưu công trình.
Cũng như đảm bảo cho môi trường môi sinh của vùng ven sông
+ Phát triển nguồn thuỷ sinh
+ Chống ô nhiễm dịch bệnh

TS.Nguyễn Trọng Tư

16


Ngoài ra công trình Hoà Bình nằm trong hệ thống khai thác bậc thang
sông Đà do đó phải thường xuyên cấp nước cho hồ Hoà Bình đảm bảo công
suất phát điện cho thuỷ điện Hoà Bình
Do đó mục đích chính của dẫn dòng thi công là tạo cho hố móng khô
ráo để thuận lợi cho thi công mà vẫn đảm bảo được yêu cầu lợi dụng tổng hợp
nguồn nước đưa ra
ý nghía của công tác dẫn dòng thi công :
Biện pháp dẫn dòng thi công ảnh hưởng trực tiếp tới kế hoạch tiến độ
thi công của toàn bộ công trình , hình thức kết cấu chọn và bố trí công trình
thuỷ lợi đầu mối. Chọn phương án thi công và bố trí tổng thể công trường. Và
cuối cùng là ảnh hưởng đến giá thành xây dựng công trình vì nếu để nước tràn
vào hố móng sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến công việc thi công , chất lượng
công trình, có thể gây hư hỏng cho công trình đang xây dở, tăng giá thành xây
dựng Do đó người thiết kế hay thi công đều phải thấy rõ tính chất quan trọng
và mối liên hệ này để có thái độ thận trọng và nghiêm túc trong việc điều tra ,
nghiên cứu và giải quyết các vấn đề trong thiết kế công trình , thiết kế thi công
nói chung và trong thiết kế dẫn dòng nói riêng
Mặt khác trong quá trình thi công nếu chặn ngay dòng chảy thì rất khó
khăn và tốn kém với công trình lớn điều đó là không thể , đồng thời không lợi

dụng được tổng hợp
nguồn nước phục vụ cho các nhu cầu khác
Trên thực tế thì những công trình có khối lượng nhỏ , sông suối nhỏ , ít
nước, điều kiện và khả năng thi công cho phép có thể xây dựng trong 1 mùa
khô thì có thể không phải dẫn dòng thi công, còn nói chung công tác dẫn dòng
là 1 công tác tất yếu.
Thuỷ điện Hoà Bình là công trình lớn thi công trong nhiều năm do đó
công tác dẫn dòng là 1 công tác bắt buộc ,chiếm 1 phần lớn kinh phí xây dựng
công trình. Nó có ý nghĩa rất lớn :
+

Đảm bảo chất lượng công trình

+

Đảm bảo tiến độ thi công

TS.Nguyễn Trọng Tư

17


+

Đảm bảo không tăng chi phí giá thành xây dựng

+

Đảm bảo cho môi trường và hệ sinh thái

+

Thuận lợi cho việc đạt mục tiêu xây dựng công trình

2.3 nhiệm vụ của công tác dẫn dòng.
1.
Phân tích tài liệu địa hình địa chất , thuỷ văn , kết cấu công trình và các
điều kiện tổng hợp khác để đề suất phương án , các mốc thời gian thi công ,
tiến độ thi công
2.

Chọn lưu lượng dẫn dòng
+

Chọn tần suất thiết kế công trình dẫn dòng

+

Chọn thời đoạn tính toán dẫn dòng

+

Chọn lưu lượng dẫn dòng ứng với từng thời đoạn và tần suất đã

chọn
3.
Từ phương án lập sơ đồ dẫn dòng thi công , thiết kế quy mô kích thước
công trình dẫn dòng thích hợp từng thời đoạn
+

Đảm bảo tiến độ chung của công trình

+ Đảm bảo chênh lệch về cường độ thi công không quá cao trong suốt quá
trình thi công công trình
+

Đảm bảo hợp lý về kinh tế , khả thi về kỹ thuật

4.
Tính toán thuỷ lực dẫn dòng , thiết kế các công trình dẫn dòng tạm như
đê quai theo quy phạm, tính toán điều tiết lũ qua các công trình dẫn dòng để
xác định cường độ thi công công trình
5.

Tính toán kinh tế , so sánh lựa chọn phương án hợp lý nhất

2.1.3.các nhân tố ảnh hưởng tới phương án dẫn dòng thi công
2.3.1.Đặc điểm công tác dẫn dòng thi công thuỷ điện Hòa Bình
Trong thiết kế kỹ thuật giai đoạn I, công trình thuỷ điện Hòa Bình đã lựa chọn
phương án bố trí là phương án đập bê tông bản mặt, tràn và nhà máy bên bờ

TS.Nguyễn Trọng Tư

18


phải.Đây là dạng kết cấu lần đầu tiên áp dụng ở Việt Nam nhưng có nhiều ưu
diểm cho công tác thi công, đặc biệt là có thể dẫn dong qua thân đập xây dở.
2.3.2.Đặc điểm địa hình ,địa chất
Thuận lợi:

Tuyến rộng có thung lũng thấp chạy vuông góc với tuyến bên bờ phải dễ bố trí
công trình dẫn dòng thi công như cống và kênh dẫn dòng , khối lượng đào nhỏ.
Vai trái đập địa hình dốc phù hợp bố trí cống dẫn dòng
Khó khăn:
Lưu lượng dẫn dòng thi công lớn cả mùa kiệt và mùa lũ vì vậy kích thước và
khối lượng công trình dẫn dòng thi công lớn.
Qua nghiên cứu đặc điểm về địa hình ,địa chất,đăc trưng khí tượng
thuỷ văn, điều kiện về kết cấu công trình đầu mối của phương án nghiên cứu,
kết hợp với kinh nghiệm thiết kế dẫn dòng thi công của Thế giới và Việt Nam
thấy rằng :
Xu thế các phương án dẫn dòng thi công lớn lớn là giảm khối lượng công trình
tạm ,tận dụng công trình lâu dài để dẫn dòng thi công .
Đối với các sông ở miền núi , lòng sông hẹp, lũ lớn, đập lòng sông là đá đổ, do
vậy cần nghiên cứu phương án tràn qua đập đá đổ đang xây dựng là hợp lí.
Với công nghệ hiên nay, việc gia cố chống xói lở có đủ khả năng kiểm soát
thông qua phương án tính toán kết hợp với thí nghiện mô hình để kiểm chứng
và hiệu chỉnh thiết kế.

Tóm lại, có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến việc chọn phương án dẫn
dòng. Do đó khi thiết kế dẫn dòng cần phải điều tra cụ thể, nghiên cứu kỹ càng
và phân tích toàn diện để chọn phương án dẫn dòng hợp lý, có lợi cả về kỹ
thuật và kinh tế.

TS.Nguyễn Trọng Tư

19


2. Đề suất phương án dẫn dòng thi công.
2.2.1 phương án 1: dẫn dònng trong 3 năm

Năm thi
công

Năm thứ
1

Thời gian

- Lòng
- Mùa khô (Từ
sông tự
01/11÷ 30/04).
nhiên

-Mùa lũ( 01/05
 30/11).

Năm thứ
2

Lưu lượng
Công trình
dẫn dòng
dẫn dòng
(m3/s).

- Lòng
sông thu
hẹp

- Mùa khô (Từ - Lỗ xả
01/12  30/04 ). đáy

TS.Nguyễn Trọng Tư

88,20

211,00

4,88

20

Các công việc phải làm

- Chuẩn bị măt bằng, đắp
đê quai doc bờ trái đập.
- Đào móng bên vai trái
đập, đào chân khay.
- Thi công xong phần đập
ở vai trái đến cao trình
thiết kế.
- Thi công hoàn thiện lỗ
tràn xả sâu vai trái đập và
hoàn thiện.
- bắt đầu thi công cống dẫn
dòng vai trái đập.
- Tiếp tục thi công đập bên
vai trái đập tới đến cao
trình thiết kế.

- Tiếp tục thi công cống
dẫn dòng trái đập.
- dẫn dòng qua lòng sông
thu hẹp bờ phải.
- Đắp đê quai đập bờ
phải.ngăn dòng.
- hoàn thiện cống dẫn dòng.
- thi công vai phải đập đến
cao trình thiết kế.
-dẫn dòng qua lỗ tràn xả


đáy bờ phải đập.
-Tràn tạm
và lỗ xả
đáy.

211

-Tiếp tục thi công đập bên
vai trái tới cao trình thiết
kế.
-dẫn dòng qua tràn ở bờ
phải và lỗ xả đáy.

-Tràn tạm
- Mùa khô (Từ
và lỗ xả
01/12  30/04) .
đáy.

4,88

- Thi công tràn đến cao
trình thiết kế.

211

- Hoàn thiện tràn.
-Lấp lỗ xả trong thân tràn.
- Đắp hai bên vai đập đến
hoàn thiện.

- Mùa lũ (Từ
01/5 30/11).

Năm thứ
3

- Mùa lũ từ
01/05  30/11.

- Cống
ngầm và
Đập tràn.

2.2.2 Phương án 2: Dẫn dòng trong 2,5 năm
Năm thi
công

Thời gian

Công trình
dẫn dòng

Lưu lượng
dẫn dòng
(m3/s).

Các công việc phải làm và các
mốc khống chế.
- Đắp đê quai dọc bên bờ trái
và thi công hoàn thiện lỗ xả
đáy .

- Mùa khô (Từ
Năm thứ

01/11 30/04).

- Lòng
sông tự

88,20

nhiên

- Đào và thi công phần đập
bên vai trái
- thi công cống ngầm có đáy ở

1

cao trình ∇263,00.
- Thi công phần đập bên vai
- Mùa lũ (Từ
01/05 30/11).

trái tới cao trình thiết kế.

- Lòng
sông thu

211,00

hẹp

-Tiếp tục thi công cống ngầm
-Hoàn thiện cống ngầm trong
than đập.

TS.Nguyễn Trọng Tư

21


- Đắp đê quai thượng, hạ lưu
Năm thứ
2

- Mùa khô (Từ
01/12  30/04).

chặn dòng bờ phải

- lỗ xả
sâu.

4,88

- thi công vai phải đập đến
cao trình vượt lũ.
-dẫn dòng qua lỗ xả sâu bờ
trái.
- thi công hoàn thiện đập bên
vai trái đến cao trình thiết

- lỗ xả sâu
- Mùa lũ (Từ

và phần

1/5 30/11).

tràn tạm.

kế.
211

-

thi công một phần tràn

chính bên vai trái đập đến
cao trình thiết kế.

- Thi công hoàn thiện tràn vai
phải tới cao trình thiết kế.
- Thi công hoàn thiện đập
Năm thứ

- Mùa khô (Từ

3

01/12  30/04).

- lỗ xả bên
vai trái.

bên vai phải tới cao trình
4,88

thiết kế.
- Hoàn thiện toàn bộ công
trình, đưa công trình vào vận
hành.

Phương án 1 có ưu điểm là tận dụng công trình lâu dài trong thân đập đã
xây dựng xong để dẫn dòng ,tiến độ thi công không gấp rút nên có thời gian

chuẩn bị tập kết vật liệu và nhân lực máy móc thi công , thi công lỗ xả và lấp lỗ
xả khá phức tạp, có thời gian thi công dài nên cường độ thi công không gấp rút
đảm bảo được tiến độ và chất lượng công trình.
TS.Nguyễn Trọng Tư

22


Phương án 2 có ưu điểm là mực nước sau khi ngăn dòng thấp nên hệ
thống đê quai vào mùa kiệt sẽ giảm ,thời gian thi công ngắn, rút ngắn được chi
phí xây dựng công trình, nhưng đòi hỏi cường độ thi công cao tập trung,tận
dụng công trình đã xây dở để dẫn dòng. Mực nước ngăn dòng không cao nên
hệ thống đê quai có khối lượng nhỏ.sớm đưa công trình vào sử dụng nên giá
thành hạ.
Như vậy có thể nói phương án 2 đảm bảo điều kiện kỹ thuật cũng như điều
kiện thi công của nhà thầu đem lại hiệu quả kinh tế hơn phương án 1,nên chọn
phương án 2 làm phương án dẫn dòng để xây dựng công trình.

2.3. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng theo phương án chọn
2.3.1. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp
+ Mục đích
Xác định quan hệ Q~ZTL khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp.
Xác định cao trình đê quai thượng và hạ lưu.
Xác định cao trình đắp đập vượt lũ.
Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy.
+ Nội dung tính toán
Sơ đồ tính toán:

TS.Nguyễn Trọng Tư

23


Cao trình đắp đập vuợt lũ
Mục nuớc tính toán
2

1

Mục nuớc kiệt

Mặt cắt ngang sông

Z TL
Z

Z HL

V0
Mặt cắt dọc sông

* Tớnh toỏn mc thu hp dũng chy
- mc thu hp ca lũng sụng c xỏc nh theo cụng thc sau:
K=

1
.100%
2

(3-7)

- Trong ú:
K

: Mc thu hp lũng sụng thuc khong 30% - : - 60%

1

: Din tớch t ca lũng sui m múng v ờ quai chim ch (m 2)

2

: Din tớch t ca lũng suụớ c (m2)

+ Vi lu lng dn dũng mựa kit nm th nht Q=88,2 m3/s da vo quan
h Q~ZHL ng vi lu lng dn dũng ca mựa kit ta tra c Z HL= 250,36
m
+ Vi lu lng dn dũng mựa l Q=211,0 m3/s da vo quan h Q~ZHL ng
vi lu lng dn dũng ca mựa kit ta tra c ZHL= 251,8 m.
Tớnh din tớch trờn mt ct ngang lũng sui ta c :
- 1 = 94,47 (m2)
- 2= 258,49 (m2)
K=

1
94,47
.100% =
.100 %
2
258,48

= 36,55 %

trong khong 30% - : - 60%
TS.Nguyn Trng T

24

m bo mc thu hp K


* Tính toán xác định cao trình mực nước thượng lưu sau thu hẹp.
- Để xác định chính xác giá trị ZTL ta giải bằng cách thử dần.
- Dựa vào quan hệ Q~ZHL ứng với lưu lượng dẫn dòng của mùa kiệt và mùa
lũ ta tra được ZHL.
- Giả thiết các giá trị ∆Zgt từ đó tìm được ZTL= ZHL+∆Zgt
- Từ ZHL vẽ và đo diện tích trên mặt cắt ngang tim đập được diện tích ướt
của lòng suối là ω2 và diện tích ướt của đê quai và hố móng là ω1.
- Tính lại giá trị ∆Zgt theo công thức
∆Z =

1 V 2c V 2o
.
−
2g
ϕ 2 2g

- Trong đó: ϕ- Hệ số lưu tốc: ϕ =0,85
Vc - lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp:
TK

Qdđ
Vc =
ε (ω 2 − ω1 )

- Với ε là hệ số thu hẹp lòng sông, vì thu hẹp 1 bên ε =0,95
- Vo - Lưu tốc tới gần:

Vo ≈

TK
Qdd
ω2

- Htl = hhl+∆z, Nên bài toán được thử dần bằng cách giả thiết các giá trị ∆zgt.
Thay vào công thức để tính các giá trị ∆ztt cho đến khi ∆zgt ≈ ∆ztt ta tìm được ∆z.
+ Lưu lượng dẫn dòng mùa kiệt năm thứ nhất Q=88,2 m3/s

∆zgt

ZTL= Zhl+∆zgt

Bs

∆TL=∆1+(Bs. ∆zgt)

(m)

(m)

0.0010

0.0026
0.0045
0.0056
0.0074
0.0087

250.230
250.233
250.235
250.236
250.237
250.239

Bề rộng sông
(m)
113.56
115.72
121.45
124.56
143.75
167.49

TS.Nguyễn Trọng Tư

25

Vc

(m2)
190.18

190.37
190.62
190.76
191.13
191.53

0.490
0.490
0.490
0.490
0.490
0.490

Q
ωTL

∆ztt

(m/s)

(m)

0.46376
0.46331
0.46271
0.46236
0.46146
0.46051

0.0073

0.0073
0.0073
0.0073
0.0074
0.0074

Vo =