Thuyet minh thiet ke hồ chứa nước Yên Hồng 2

Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

chơng 1
Mở đầu
I.

Giới thiệu chung

- Vị trí xây dựng công trình hồ chứa nớc Yên Hồng 2 nằm trên suối Lớn đổ vào hồ
chứa nớc Suối Hai, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội, diện tích lu vực là 6,5km2.
- Dự án có vị trí địa lý: 21 18 Vĩ độ Bắc
105o14 Kinh độ Đông
- Quyết định phê duyệt dự án số 3651/QĐ/QĐ-UBND ngày 22/06/2010 của ủy ban nhân
dân thành phố Hà Nội về việc phê duyệt điều chỉnh dự án đầu t xây dựng: Hồ chứa nớc Yên
Hồng 2 xã Tản Lĩnh, huyện Ba Vì, thành phố TP Hà Nội .
- Quyết định số........./QĐ-BQLDA ngày .../....../2010 của Ban QLDA đầu t xây dựng
cơ bản huyện Ba Vì về việc phê duyệt đề cơng và dự toán khảo sát địa hình, địa chất lập
BVTC-TDT công trình Hồ chứa nớc Yên Hồng 2 xã Tản Lĩnh, huyện Ba Vì, thành phố TP
Hà Nội .
- Quyết định số:
ngày
tháng
năm 2010 của Ban QLDA đầu t xây
dựng cơ bản huyện Ba Vì về việc: Chỉ định Viện Kỹ thuật tài nguyên n ớc - Trờng Đại
học thủy lợi là đơn vị T vấn khảo sát, lập BVTC-TDT công trình Hồ chứa nớc Yên
Hồng 2 xã Tản Lĩnh, huyện Ba Vì, thành phố TP Hà Nội .
Căn cứ hợp đồng số: ../HĐ- KT ngày tháng .. năm 2010 giữa Ban
QLDA đầu t xây dựng cơ bản huyện Ba Vì với Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc V/v T

vấn khảo sát, lập lập BVTC-TDT công trình: Hồ chứa nớc Yên Hồng 2 xã Tản Lĩnh,
huyện Ba Vì, thành phố TP Hà Nội .
II. tóm tắt các chỉ tiêu chính của phơng án chọn

1. Cấp công trình và các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu
1) Cấp công trình: cấp IV
2) Tần suất bảo đảm cấp nớc P=75% (Bảng 4.1 trong TCXD VN285-2002).
3) Tần suất lũ thiết kế P=1,5% (TCXD VN285-2002).
4) Tần suất lũ kiểm tra P=0,5% (TCXD VN285-2002).
5) Tần suất lũ thiết kế dẫn dòng P=10% (TCXD VN285-2002).
Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

1


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

6) Tần suất lũ thiết kế lu lợng chặn dòng P=10% (TCXD VN285-2002).
7) Hệ số an toàn về ổn định K=1,15.
2. Các thông số kỹ thuật chủ yếu của phơng án chọn
Bảng 1: Các thông số cơ bản của công trình
TT

Các thông số

Ký
hiệu

Đ.vị

TKCS

BVTC

IV

IV

Cấp công trình
1 Hồ chứa
Zbt

m

58,00

58,00

MNDGC P=1,5%

ZGC1%

m

60,28

60,28

MNDGC P=0,5%

ZGC0,2%

m

61,06

61,06

MNC

ZC

m

54,00

54,00

Diện tích hồ với MNDBT

Fbt

km2

0,132

0,132

Diện tích hồ ứng MNC

Fc

km2

0,082

0,082

Dung tích hồ chứa ứng với MNDBT

V

106m3

0,614

0,614

Dung tích hữu ích

Vhi

106m3

0,435

0,435

Dung tích chết

Vc

106m3

0,179

0,179

Chiều dài đỉnh đập

L

m

460,0

442,50

Chiều rộng đỉnh đập

Bđ

m

6,0

6,0

Hmax

m

12,5

11,70

m

62,00

62,00

MNDBT

2 Công trình đầu mối
a Đập đất

Chiều cao đập lớn nhất
Cao trình đỉnh đập
Mái thợng lu

mt

3,5

3,5

Mái hạ lu

mh

3,0

3,0

đồng chất

đồng chất

Kết cấu đập

Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

2


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

hỗn hợp (Lăng trụ + hỗn hợp (Lăng trụ
gối )
+ gối )

Thiết bị thoát nớc
b Cống lấy nớc

Lu lợng thiết kế

Qtk

m3/s

0,30

0,30

Kích thớc cống



mm

600

600

Chiều dài (tính từ cửa vào đến
nhà van côn)

L

m

49,85

62,6

Cao trình cửa vào

m

52,90

52,90

Độ dốc cống

%

0,001

0,001

Kết cấu

ống thép bọc BTCT ống thép bọc BTCT

c Tràn xả lũ
Cao trình ngỡng tràn

m

58,00

58,00

Lu lợng thiết kế

Q1%

m3/s

150,70

150,70

Lu lợng kiểm tra

Q0,2%

m3/s

234,25

234,25

Chiều dài dốc nớc

L

m

45,0

35,0

Chiều rộng tràn

Btr

m

24,0

24,0

Chiều rộng bậc (dốc) nớc

Bbậc

m

18,0

18,0

Đáy

Đáy

BTCT

BTCT

0,30

0,30

0,001

0,0005

Hình thức tiêu năng
Kết cấu
3 Tuyến kênh dẫn
3.1 Kênh chính
a Đoạn 1
Lu lợng

Qtk

Độ dốc

i

Kích thớc mặt cắt
Chiều dài kênh

m3/s

BxH

mxm

1,0x0,7

0,8x1,0

L

m

380,95

249,28

Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

3


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

Kết cấu

BTCT + gạch xây

bê tông + gạch xây

0,20

0,20

0,001

0,0004

b Đoạn 2
Lu lợng

Qtk

Độ dốc

i

Kích thớc mặt cắt
Chiều dài kênh

m3/s

BxH

mxm

0,8x0,6

0,7x0,9

L

m

427,30

440,76

BTCT + gạch xây

bê tông + gạch xây

0,16

0,16

0,001

0,0008

Kết cấu
c Đoạn 3
Lu lợng

Qtk

Độ dốc

i

Kích thớc mặt cắt
Chiều dài kênh

m3/s

BxH

mxm

0,7x0,6

0,6x0,8

L

m

1.130,53

1.481,90

BTCT + gạch xây

bê tông + gạch xây

0,10

0,10

0,001

0,0008

Kết cấu

d Đoạn 4
Lu lợng

Qtk

Độ dốc

i

Kích thớc mặt cắt
Chiều dài kênh

m3/s

BxH

mxm

0,4x0,4

0,5 x 0,7

L

m

1.631,50

1.244,41

BTCT + gạch xây

bê tông + gạch xây

0,10

0,10

0,001

0,0006

Kết cấu
3.2 Kênh nhánh
a Kênh nhánh N1
Lu lợng

Qtk

Độ dốc

i

Kích thớc mặt cắt
Chiều dài kênh

m3/s

BxH

mxm

0,6x0,5

0,5 x 0,7

L

m

930,80

903,79

Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

4


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

Kết cấu

BTCT + gạch xây

bê tông + gạch xây

0,04

0,04

0,001

0,0005

b Kênh nhánh N2
Lu lợng

Qtk

Độ dốc

i

Kích thớc mặt cắt
Chiều dài kênh

m3/s

BxH

mxm

0,4x0,4

0,4 x 0,5

L

m

274,11

274,13

BTCT + gạch xây

bê tông + gạch xây

Kết cấu
4

Khu nhà quản lý
Diện tích nhà quản lý

m2

24,0

Diện tích nhà sinh hoạt

m2

30,0

70,0

BTCT + gạch xây

BTCT + gạch xây

Kết cấu
5

Đờng giao thông bờ phải đập
Chiều dài tuyến đờng

m

120

120

Chiều rộng đờng

m

6

6

bê tông nhựa đờng

Bê tông nhựa đờng

Kết cấu
7 Kinh phí

Tổng vốn đầu t

109đ

109,355

109,355

- Chi phí xây dựng

109đ

33,966

39,979

- Chi phí t vấn đầu t XD

109đ

3,566

3,966

- Chi phí khác

109đ

0,596

0,882

- Chi phí đền bù GPMB

109đ

60,687

60,687

- Dự phòng phí

109đ

9,941

3,146

3. Nguồn vốn
- Nguồn vốn: vốn ngân sách Thành phố
III. Mục tiêu và Nhiệm vụ công trình

Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

5


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội

Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

1. Mục tiêu
Dự án đợc đầu t xây dựng:
- Phục vụ nhu cầu cấp nớc tới cho 150 ha đất sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng
thủy sản phục vụ dịch vụ du lịch, sản xuất tiểu thủ công nghiệp. Làm tiền đề cho phát
triển kinh tế, văn hóa, xã hội thúc đẩy sự phát triển toàn diện của khu vực, góp phần
tích cực vào công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nớc, từng bớc ổn định và nâng
cao điều kiện sống khu vực dân c trong vùng tái định c. bao gồm
42 ha đất trồng lúa.
15 ha đất nuôi trồng thủy sản.
5 ha đất trồng rau và màu.
3 ha đất trồng chuyên rau.
27 ha đất trồng rau và hoa.
58 ha đất trồng một vụ lúa và một vụ màu.
2. Nhiệm vụ
+ Xây dựng cụm công trình đầu mối gồm: đập đất , tràn xả lũ, cống lấy nớc;
+ Xây dựng hệ thống kênh và CTTK;

Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

6


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

chơng 2

Thiết kế đập đất
I.

Tính toán cao trình đỉnh đập

1. Tài liệu tính toán
Công trình cấp IV theo tiêu chuẩn TCXD VN 285-2002, QP.TL.C-1-78, QPVN 1177, 14 TCN 157-2005 các thông số công trình nh sau:
+ MNDBT:

58,00 m

+ MNDGC P=1,5%:

60,28 m

+ MNDGC P=0,5%:

61,06 m

+ Cao trỡnh chõn p:

50,00 m

+ bn cho phộp v thm:

Gradien cho phộp thõn p: 1,30

Gradien cho phộp nn p: 0,90
+ vt cao an ton : MNDBT

0,5 m

MNDGC

0,5 m

MNLKT

0,2 m

+ giú tớnh toỏn vi MNDBT :

355 m

+ giú tớnh toỏn vi MNDGC :

350 m

+ Vn tc giú ln nht tớnh toỏn (P=4%)

38 m/s

+ Vn tc giú trung bỡnh ln nht (P=50%)

18 m/s

+ Hng giú ụng Bc, t = 21600 s
2. Các bớc tính toán
Theo điều 3.4. QPVN 11 - 77, cao trình đỉnh đập đợc lấy trị số lớn trong 2 trị số
xác định theo công thức sau :

đđ = MNDBT + h + hsl + a.

(I -1)

đđ = MNDGC + h' + h'sl + a'.

(I - 2)

Trong đó :
- h, h' : Chiều cao nớc dềnh do gió ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bình
Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

7


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

quân lớn nhất.
- hsl, h'sl : Chiều cao sóng leo ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bình quân lớn
nhất.
- a, a': Độ vợt cao an toàn.
Theo QP.TL.C - 1 - 78 - h, hsl, tính nh sau
Độ cao sóng dềnh h ( h ):

V 2 .D
h = 2.10 .
. cos

g.H
6

(m)

- V : Vận tốc gió tính toán lớn nhất (m/s).
- : Góc kẹp giữa tuyến đập và hớng gió, =170.
- H : Chiều sâu nớc trớc đập (m).
- g : Gia tốc trọng trờng (m/s2).
- D : Chiều dài đà gió (m).
Chiều cao sóng hsl (hsl1%): Tính theo công thức
hsl1% = K1 . K2 . K3 . K4 . hs1%
Trong đó:

+ hs1% : chiều cao sóng với mức đảm bảo 1%.

+ K1, K2 : Hệ số phụ thuộc đặc trng lớp gia cố mái và độ nhám

tơng đối trên mái.

+ K3 : hệ số phụ thuộc vào vận tốc gió và hệ số mái m.
+ K4 : hệ số phụ thuộc vào hệ số mái m và trị số


h s1%

.

Theo QPTL C1-78, hs1% đợc xác định nh sau:
- Giả thiết trờng hợp đang xét là sóng nớc sâu: H > 0,5.

- Tính các đại lợng không thứ nguyên

gt gD
,
, trong đó t là thời gian gió thổi
V V2

liên tục (sec). Lấy t = 6 giờ (đối với hồ chứa).
- Xác định đợc các đại lợng không thứ nguyên

gh
g
và
(chọn trị số nhỏ trong
V2
V

hai trị số tra đợc ở trên), từ đó xác định đợc h và .

Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

8


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:
2

g (m).
Trị số đợc xác định nh sau: =
2
- Kiểm tra lại theo điều kiện sóng nớc sâu.
- Tính h s1% = K 1% .h
Trong đó K1% ứng với đại lợng

gD
V2

Kết quả tính toán xem bảng 3.3
Bảng 2.1 Kết quả tính toán cao trình đỉnh đập đất.
Mực nớc
(m)

(m)

gt
V

MNDBT=581,0

0,0123

5576,2

MNDGC=60,28

0,0028

11772

hs1%



(m)

h s1%

2H



K1%

(m)

gD
V2



gh
V2

g
V

2,41

0,005

0,95

0,736

3,680

21,154

10,75

0,008

0,9

0,264

1,651

4,260

K1

K2

K3

h

hsl1%

K4

(m)

(m)

đ
(m)

17

2,2

1,62

13,06

0,95

0,85

1,5

1,3

2,55

61,06

17

2,2

0,58

7,33

0,95

0,85

1,5

1,3

0,92

61,70

- Với trờng hợp mực nớc lũ kiểm tra:
đđ = MNLKT + a = 61,06 + 0,2 = 61,26 m
Từ kết quả tính toán ở trên, chọn cao trình đỉnh đập là 62,00 m.
II. Tính toán cấu tạo đỉnh đập và gia cố mái đập

1. Cấu tạo đỉnh đập

a) Bề rộng đỉnh đập
Do khụng cú yờu cu v giao thụng, theo iu kin cu to, thun li cho thi
cụng ta chn B=6(m). m bo thun tin cho ngi i li v qun lý khai thỏc,
ng thi nh p khụng b xúi l do ma giú ta thit k mt p lm dc v mt
phớa t thng lu xung h lu vi dc 3%.
b) Cấu tạo đỉnh đập
Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

9


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

Mt p chớnh c bo v bng mt lp bờ tụng M200 dy 20cm, cỏt m lm
phng dy 5cm . m bo iu kin khai thỏc qun lý.
2. Mái đập và cơ
a) Mái đập
Mỏi p l yu t c bn m bo s n nh ca p trong quỏ trỡnh lm vic.
Hỡnh dng v kớch thc ca mỏi dc c la chn da trờn cỏc nguyờn tc c bn v
tớnh cht t p p, loi p v chiu cao p, cỏc lc tỏc dng lờn mỏi p. H s
mỏi m c chn theo cụng thc kinh nghim sau:
Mỏi thng lu: mtl = 0,05 . H + 2,0
Mỏi h lu:

mhl = 0,05 .H + 1,5

Trong ú:

H: Chiu cao p
H = nh p - ỏy p = 62-50,30 = 11,70 (m).
Thay s tớnh c: mtl =2,59, mhl =2,09
Ngoi ra, h s mỏi p cũn theo tớnh cht c lý ca t p p, vi gúc ma sỏt
= 20o18 v C= 0,395 kg/cm2 tra bng 2-13 sỏch thit k p t ca Nguyn Xuõn
Trng c h s mỏi thng mtl = 3,5 v mỏi h lu mhl = 3
Sơ bộ lựa chọn hệ số mái để thiết kế đập đất: mỏi thng mtl = 3,5 v mỏi h lu
mhl = 3
b) Cơ đập
í ngha: C p( i vi p cao trờn 10m ) cú tỏc dng tng thờm n nh cho
p, thoỏt nc trờn mỏi dc, qun lý v kim tra trong thi gian khai thỏc d dng.
Ngoi ra cũn phc v cho thi cụng v sa cha p.
Hỡnh dng v kớch thc: Trờn c s mc ớch s dng c p thi cụng v
kt hp qun lý khai thỏc, chn c p cú b rng Bc = 3m.
+ Mỏi h lu

: B trớ 1 c ti cao trỡnh: +56,0 (m).

Chn h s mỏi p nh sau:
+ Mỏi thng lu: T +62,0 ữ +50,0 : m = 3,5.
+ Mỏi h lu:

T +62,0 ữ +56,0 : m = 3,0
T +56,0 ữ +53,0

: m = 3,0

Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

10

Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

Kt cu c h lu cú nhim v thoỏt nc ma cho mỏi p nờn ta phi b trớ rónh
thoỏt nc dc, ngang trờn mt c.
3. Thiết bị bảo vệ mái đập
a) Mái thợng lu đập
Do mỏi dc thng lu chu tỏc dng ca rt nhiu loi lc phc tp nờn cn thit
phi gia c mỏi phũng xúi l do súng gõy ra, v loi tr nhng nguy him khỏc.
Vt liu dựng gia c mỏi thng lu ỏ lỏt khan.
Do chiu cao súng < 1.8(m) nờn ta chn vt liu dựng bo v mỏi thng lu l ỏ
lỏt khan. ỏ xõy khan dựng loi kớch thc tng i nh xp trờn mt lp m bng
ỏ dm hoc si. B dy lp ỏ tớnh theo cụng thc:

n
1 + m2
*
* 2h
t = 1.7 *
n m( m + 2 )
Trong ú:
n - Trng lng riờng ca nc: n = 1 (T/m3)
- Trng lng riờng ca hũn ỏ: = 2,6 (T/m3)
m - Mỏi dc thng lu: m = 3,50
hs1% - Chiu cao súng ln nht: hs1% = 0,58 (m)
=>

t = 1,7.

1 + 3,5 2
1
.
.0,58 = 0,234 cm
2,6 1 3,5.(3,5 + 2)

phự hp vi cu to v iu kin thi cụng, chn chiu dy lp ỏ lỏt t = 30cm.
Cu to ca lp bo v t ngoi vo trong:
Lp ỏ lỏt khan dy 30cm.
Lp si dy 15cm.
Lp cỏt m dy 15cm
b) Mái hạ lu đập
Bo v mỏi dc h lu cú tỏc dng nhm chng li s phỏ hoi ca giú ma, ng
vt o hang... lm st l, xúi mũn gõy h hng mỏi p. Bin phỏp hu hiu nht
bo v mỏi h lu l trng c theo dng ụ li. Mỏi p ph mt lp t mu dy
15cm, trờn ú trng cỏc ụ c nm gia h thng cỏc rónh thoỏt nc mỏi h lu. Cỏc ụ
Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

11


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

c l cỏc hỡnh vuụng cú kớch thc 4 x 4(m). B trớ cỏc rónh nh nghiờng vi trc p

450 to thnh tng ụ trong rónh b ỏ dm tp trung nc ma. Nc t nhng
dónh nghiờng v mng ngang b trớ trờn c p chuyn sang hai bờn b v chy
xung h lu p.
c) Phạm vi gia cố
Lớp gia cố mái thợng lu đập đợc chia làm hai phần :
- Phần gia cố chính : Bố trí ở vùng chịu tác dụng của sóng lớn nhất xuất hiện trong
thời kỳ khai thác.
- Phần gia cố nhẹ : Bố trí ở vùng còn lại của mái đập thợng lu, bên dới phần gia cố
chính.
c1/ Phần gia cố chính
Giới hạn trên : Đợc lấy đến đỉnh đập.
Giới hạn dới : Đợc lấy thấp hơn MNC một đoạn Z = 2xh s1% , với hs1% là chiều cao
của sóng chạy ứng với mức đảm bảo P=1% khi MNTL hồ chứa bằng MNC đợc xác
định theo QPTL C-1-78
- Xác định hs1%,ứng với mức đảm bảo P = 1%, mực nớc hồ ở MNC=54,00m,
V=38,0 m/s :
Trình tự tính toán nh trình bày ở chơng 1 (tính cao trình đỉnh đập). Kết quả nh
bảng 2.2 dới đây:
Bảng 2.2 Kết quả tính toán hs1%.


gt
V

(m)
0,0052

2H
17

suy ra

5576,2

K1%

(m)

gD
V2

1,9

2,41

hs1%



(m)

h s1%

0,24

g
V

gh
V2

h


0,917

0,0039

0,5

0,129

K1

K2

K3

5,37

1

0,9

1,3

K4
1,5

: Z = 2xhs1% = 0,86m.

Giới hạn dới của phần gia cố nằm ở cao trình :
dới = 54,0 - 0,86 =53,14m

Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

12


(m)
1,315

hsl1%
(m)
0,43


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

Mặt khác theo 14 TCN 157-2005 phạm vi bảo vệ mái thợng lu đợc lấy thấp hơn
MNC một đoạn Z 1,5 m, chọn Z = 2,0m
Vậy chọn cao trình gia cố giới hạn dới : 52,00m.
c2/ Phần gia cố nhẹ
Phạm vi gia cố nhẹ nằm trong phạm vi mà ở đấy lu tốc sóng ở đấy không nhỏ hơn
lu tốc không xói cho phép của vật liệu đắp đập.
Phần nằm phía dới MN tĩnh và từ chiều và từ độ sâu z = H 1 trở xuống đáy công
trình, lu tốc xác định theo công thức :

n
h
Vz =
(1)
H1

sh 4
g

Trong đó :
+ n hệ số phụ thuộc và lấy theo bảng 2.14 trang 95 Thiết kế đập đất của Nguyễn
Xuân Trờng.
+ và h lấy theo bảng 2-2: = 1,315 m, h = 0,24m n = 0.6
+ H1 : Độ sâu của điểm dới mực nớc tĩnh xác định theo công thức (2-63), trang 96,
Thiết kế đập đất của Nguyễn Xuân Trờng.
H1 =

1,22
h.
m 0 ,8

H1 =

1,22
0,24.1,315 = 0,254
3,5 0,8

Nhận xét : Vì H1 = 0,254 m < Z = 2h s1% = 0,86m nên lu tốc sóng ở dới phần gia cố
chính đến đáy công trình đợc xác định theo công thức (1) đã nêu trên.
Tại giới hạn dới của phần gia cố chính có độ sâu Z=2h s1% = 0,86 m, lu tốc sóng có

giá trị là :
VZ =

0,6 x3,14 x 0,24
= 0,16m / s
3,14 x1,315
4 x3,14 x 0,86
sh
9,81
1,315

Lu tốc không xói cho phép của vật liệu đắp đập :
Đất đắp đập dùng loại đất sét, sét pha lẫn ít sỏi sạn, căn cứ vào đồ thị kháng cắt đối
với đất xác định đợc lực dính kết tính toán là :
Ctt = 0,395 kg/cm2.
Tra bảng 3-53, 3-54 trang 515 sách Sổ tay KTTL tập I ứng với C tt=0,395.105N/m2
Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

13


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

và đờng kính hạt d=5mm ta đợc [Vkx] =1,60 m/s.
Hay [Vkx] đợc xác định theo công thức 2-64 trang 96 Thiết kế đập đất của Nguyễn
Xuân Trờng :
[Vkx] =

Trong đó : d = 5mm là đờng kính hạt đất trên mái dốc xác định theo tài liệu địa
chất (hạt sét).
Thay vào công thức ta đợc :
[Vkx] = = 863 mm/s = 0,863 m/s
Để thiên an toàn ta chọn [Vkx] = 0,863 m/s.
Nh vậy : Vz = 0,16m/s < [Vkx] = 0,863m/s không cần phải gia cố nhẹ.
Kết luận:
Để bảo vệ mái đập thợng lu ta cần phải gia cố nh sau :
- Gia cố chính với hình thức đá lát khan dày 30cm từ cao trình 52,00m đến cao
trình đỉnh đập (62,00m).
- Không cần gia cố nhẹ.
4. Thiết bị chống thấm và thoát nớc
+ on lũng sụng( h lu cú nc ): Chn hỡnh thc thoỏt nc kiu lng tr
(ng ỏ) kt hp vi gi phng (dng tng lc kộo di) h thp ng bóo ho,
dũng thm s tp trung vo lng tr nờn khụng cn thoỏt nc ỏp mỏi; chiu rng nh
2,0m. Kớch thc vt thoỏt nc h lu xỏc nh qua tớnh toỏn n nh mỏi h lu p.
Kiu ny cú u im l tng c n nh ca mỏi dc h lu, bo v mỏi dc khi h
lu cú nc v súng giú, thoỏt nc c c thõn p v nn.
Cu to: Cao trỡnh nh lng tr chn cao hn mc nc h lu max t 1 ữ 2(m)
Chn nh lng tr = 53,0(m).
B rng nh lng tr chn B =2(m).
Mỏi thng lu cú h s mỏi m = 1,5, mỏi h lu cú h s mỏi =2,0
+ on sn i: Do sn i cú v trớ a hỡnh cao nờn ta b trớ thoỏt nc kiu
ỏp mỏi bo v mỏi h lu l ch yu. Ti thit b tiờu nc thm u b trớ lc
ngc : lp cỏt 30 cm, dm si 30 cm, ỏ lỏt khan dy 30cm.
Thoỏt nc mỏi p : B trớ trờn c v ven b . Hỡnh thc ỏ xõy , kớch thc 0,3 x 0,5m
III. Tính toán thấm và ổn định đập đất

Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

14


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

1. Tài liệu tính toán
a) Tài liệu thủy công
- Mực nớc dâng bình thờng (MNDBT)

: 58,00 m.

- Mực nớc gia cờng (MNGCTK)

: 60,28m

- Mực nớc gia cờng (MNGCKT)

: 61,06 m

- Mực nớc chết (MNC)

: 54,00 m.

- Cao trình đỉnh đập

: 62,00 m.

- Cao trình đỉnh đống đá tiêu nớc

: 53,00 m.

b) Tài liệu địa chất
Các chỉ tiêu cơ lý dùng trong tính toán thấm và ổn định nh sau :
Bảng 2.3 Tài liệu đất đắp đập và nền đập:

Cát lọc

1,70

0,00

30,00

2,0*10-2

Dăm lọc

1,80

0,00

30,00

1,0*10-1

Đống đá TN

2,12

0,00

500

1,0*10-1

Nền lớp 1 (aQ)

1,90

0,219

11049

3,85*10-6

Nền lớp 3 (edQ)

1,90

0,253

15045

5,7*10-6

1,50

1,0*10-4

Nền lớp 2 (cuội sỏi)
Nền lớp IA1

1,94

0,234

15050

7,7*10-6

Đất đắp

1,941

0,331

25048

1,17*10-6

1,59

2. Tính toán thấm và ổn định
a) Nhiệm vụ tính toán
Xác định lu lợng thấm.
Xác định đờng bão hoà trong thân đập.
Kiểm tra độ bền thấm của đập và nền.

b) Các trờng hợp tính toán

Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

15


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

Theo qui phạm thiết kế Đập đất - QPVN 11-77 và 14TCN 157-2005. Tiến hành
tính toán thấm và ổn định cho các trờng hợp sau:
+ Tính thấm:
Trờng hợp 1: Thợng lu là MNDBT, hạ lu mực nớc max trong thời kỳ cấp nớc.
Trờng hợp 2: Thợng lu là MNGCTK, hạ lu mực nớc max.
Trờng hợp 3: Thợng lu là MNDBT, hạ lu mực nớc trung bình trong thời kỳ cấp nớc thiết bị thoát nớc làm việc không bình thờng.
Trờng hợp 4: Thợng lu là MNLNKT, hạ lu mực nớc max.
c) Các mặt cắt tính toán
Dựa vào các tài liệu địa hình, địa chất chọn ra các mặt cắt tính toán sau:
Mặt cắt lòng suối D25
Mặt cắt sờn đồi D4 & D30
d) Vấn đề thấm của đập (Kiểm tra bằng phần mềm GEOSLOPES)
Đặt vấn đề
Vấn đề thấm qua nền, thân đập hoặc qua vai đập, từ thợng lu về hạ lu là một trong
những vấn đề khá quan trọng trong việc đánh giá ổn định của đập. Vấn đề thấm thờng
gây mất nớc của hồ chứa, gây biến dạng thấm tạo nên hiện tợng xói ngầm, cát chảy,
đùn đất lầm h hỏng, đổ vỡ công trình. Vì vậy cần phải nghiên cứu, tính toán các đặc trng về dòng thấm nh: lu lợng, đờng bão hoà, gradient, áp lực thấm ứng với các điều kiện
biên khác nhau trong quá trình khai thác công trình. Trong thời gian gần đây, khi các

công nghệ máy tính cũng nh phơng pháp phần tử hữu hạn phát triển đã cho phép chúng
ta giải các bài toán với các điều kiện biên phức tạp và đã đa đợc sơ đồ tính về gần với
các điều kiện làm việc thực tế của công trình. Trong phần này, chúng tôi đã dùng chơng trình máy tính Seep/W của hãng phần mềm địa kỹ thuật quốc tế (Geo-Slope) để
giải bài toán thấm qua nền và thân đập.
Sơ lợc về lý thuyết thấm trong đới bão hoà và đới không bão hoà
Chơng trình máy tính, Seep/W đã đợc thiết lập theo phơng pháp phần tử hữu hạn
để tính toán cho dòng thấm trong đới bão hoà và đới không bão hoà. Phần khác nhau
chính giữa dòng thấm trong đới bão hoà và đới không bão hoà là ở chỗ trong đới bão
hoà thì hệ số thấm là một hằng số, trong khi đó trong đới không bão hoà thì hệ số thấm
thay đổi rất lớn với sự thay đổi của áp lực nớc lỗ rỗng. Sự thay đổi của hệ số thấm khi
áp lực nớc lỗ rỗng thay đổi làm các phơng trình trong phần tử hữu hạn trở nên không
tuyến tính.
Sự thay đổi dung lợng thể tích nớc trong một đơn vị phần tử tại một điểm trong
Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

16


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

không gian chính bằng hiệu lu lợng nớc chảy vào và chảy ra và đợc biểu diễn bằng phơng trình vi phân sau:
h h
H


ky
+Q = m w w

k x
+


x x y y
t

[1]

Trong đó:
h = cột nớc thuỷ lực tổng cộng,
kx = hệ số thấm theo phơng x,
ky = hệ số thấm theo phơng y,
Q = lu lợng dòng chảy biên,
t = thời gian,
mw = độ dốc của đờng cong trữ nớc,
gw = dung trọng của nớc.
ở trạng thái ổn định, lợng nớc chảy vào bằng với lợng nớc chảy ra, phơng trình
trên trở thành:
h h
ky

kx
+
+Q = 0
x x y
y

Giải bài toán trên theo phơng pháp phần tử hữu hạn, phơng trình trên đợc viết lại
nh sau:

[K] {H} + [M] {H}, t = {Q}
Trong đó : [K] Ma trận đặc tính phần tử
{H} Vector thuỷ lực nút
[M] Ma trận chứa nớc phần tử
t

Độ dày phần tử

{Q} Vector dòng chảy
Trờng hợp dòng thấm ổn định
[K] {H} = {Q}
Sau khi giải đợc thuỷ lực nút ta có thể tính Gradient, vận tốc dòng chảy và lu lợng
dòng thấm qua một mặt cắt theo phơng ngang.
Điều kiện biên của mô hình tính
Chúng tôi đã tiến hành tính toán thấm cho mặt cắt đặc trng của đập: Mặt cắt lòng
Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

17


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

sông và mặt cắt sờn đồi, chọn mặt cắt có địa chất điển hình nguy hiểm nhất để tính
toán.
áp lực phía thợng lu đợc coi là áp lực không đổi với tổng cột nớc thấm bằng với
cao trình mực nớc tính toán.
Các đặc trng cơ lý dùng trong mô hình tính thấm

Các giá trị đặc trng cơ lý trung bình của từng lớp đất từ kết quả thí nghiệm đã đợc
đa vào mô hình tính thấm và tính ổn định. Giá trị tính toán đợc trình bày trong báo cáo
địa chất công trình của các hồ chứa.
e) Kết quả tính toán thấm
Bảng 2.4 lu lợng đơn vị và Gradient thấm tại mặt cắt
TT

I

II

M/c
tính
toán

D25

D14

Trờng
hợp

Mực nớc TL

q
(m3/s.m)

Jck

Jra

Jct

1

MNDBT

9,05E-07

0,150

0,15

0,91

2

MNLNTK

1,335E-06

0,150

0,4

1,33

3

MNDBT, bộ phận tiêu nớc bị tắc

1,36E-06

0,150

3,32

4

MNLNKT

2,24E-06

0,150

1

MNDBT

1,58E-06

0,150

0,25
0
0,05
0
0,45

2

MNLNTK

1,96E-06

0,150

0,45

1,53

3

MNDBT, bộ phận tiêu nớc bị tắc

1,27E-06

0,150

3,01

4

MNLNKT

2,01E-06

0,350

1,51E-06

0,400

0,60
0
0,05
0
0,05
0

1,78E-06

0,400

0,05
0

1,49

1,13E-06

0,300

0,20
0

2,24

1,82E-06

0,450

0,05
0

1,56

1
III

D30

2

3

4

MNDBT

MNLNTK

MNDBT, bộ phận tiêu nớc bị tắc

MNLNKT

Trong bảng trên : Jra max: là giá trị gradient lớn nhất tại điểm ra của đống đá thoát.
Jct : là giá trị gradient lớn nhất của bộ phận chống thấm.
Theo tiêu chuẩn ngành 14TCN 157-2005:
Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

18

1,38
0,74

1,59
0,72


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

Trị số Građient ra cho phép tại hạ lu công trình [Jra] = 0,65.
Giá trị gradient cho phép tới hạn của bộ phận chống thấm đất á sét [J] cp = 8.
Việc kiểm tra giá trị gradient cho phép tại lớp tiếp xúc giữa chân khay và nền đợc
kiểm tra ở phần tính toán thấm.
Tổng lợng mất nớc trong 1 tháng qua thân đập và nền:
Căn cứ vào tài liệu khảo sát địa chất cho thấy các đập đều đợc đắp đất á sét và đất
sét. Qua kết quả tính toán chúng tôi thấy rằng:
+ Hầu hết Gradient thấm trong các trờng hợp đều nhỏ hơn [J]. Vì vậy bố trí vật
thoát nớc và áp mái hạ lu nh thiết kế đảm bảo an toàn thấm.
+ Theo tính toán điều tiết hồ chứa, lợng mất nớc do thấm hàng tháng dự kiến tính
[W]tháng = 2,0% Vhồ. Trong một tháng lợng mất nớc do thấm cho phép [W]tháng=922m3.
+ Lợng mất nớc do thấm qua đập và nền tính toán trong một tháng
Wtháng=523,58m3.
+ Qua tính toán thấm cho thấy W tháng 20%[W]tháng. Vậy hồ bị mất nớc trong giới
hạn cho phép do thấm qua đập và nền.

Kiểm tra độ bền thấm cho trờng hợp: Thợng lu MNDBT, hạ lu không có nớc, thiết
bị tiêu nớc tốt.
- Độ bền thấm thân đập (có vật thoát nớc lăng trụ hạ lu):
Lđ = 0,4xH1 + L = 0,4 x 12,5 + 41,87 = 46,87m
Trong đó:

H1 - Cột nớc thợng lu; H = 12,5m
L - Khoảng cách nằm ngang từ mép nớc thợng lu đến vật thoát n-

ớc, L = 41,87m
Jd =

H 1 12,5
=
= 0,267 < [ J k ] = 0,65 (TCVN 4253-86)
Ld 46,87

3. Tính toán ổn định
a) Đặt vấn đề
ổn định mái đập dẫn đến công trình mất ổn định là một vấn đề đợc quan tâm lớn
trong nhiều công trình thuỷ lợi của thế giới nói chung và của nớc ta nói riêng. Trợt mái
thờng gây thiệt hại rất lớn cho ngời và của.Vì vậy trợt mái đập đã đợc quan tâm từ rất
lâu ở nớc ta. Việc đánh giá độ ổn định của đập với các điều kiện biên khác nhau là rất
cần thiết.
Việc tính toán ổn định trợt theo phơng pháp cân bằng giới hạn của từng thỏi dùng
Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

19

Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

chơng trình máy tính Slope/W của hãng phần mềm địa kỹ thuật quốc tế (Geo-Slope,
1998). áp lực nớc lỗ rỗng đã đợc đa trực tiếp vào trong quá trình tính ổn định trợt từ
chơng trình Seep/W theo phơng pháp phần tử hữu hạn. Chúng tôi đã dùng phơng pháp
Bishop để tính ổn định, phơng pháp này thoả mãn cân bằng moment.
Phơng trình tính toán cho phơng pháp Bishop:
[C ' .. cos + ( w u.. cos ).tg ' ].
K at =

1
m

w. sin

Trong đó: m = cos + (sin.tg')/Kat
C': lực dính đơn vị ; ': góc nội ma sát
u : áp lực nớc kẽ rỗng ; w: trọng lợng của dải đất tính toán
: chiều dài đáy dải
: góc giữa tiếp tuyến đáy mỗi dải và phơng nằm ngang
b) Đặc trng cơ lý của các lớp đất dùng trong mô hình tính ổn định trợt
Các đặc trng về cờng độ chống cắt của đất là các thông số cơ bản trong tính toán
ổn định của mái dốc. Tính chất cơ lý của đất dùng trong mô hình tính là các giá trị
trung bình cho từng lớp.Các đặc trng cơ lý của đất dùng trong mô hình đợc trình bày
nh bảng trên.
c) Các trờng hợp tính
* Đối với mái hạ lu:

Tổ hợp cơ bản:
+ Trờng hợp 1: Thợng lu MNDBT, bộ phận tiêu nớc làm việc bình thờng, MNHL
lớn nhất trong thời kỳ cấp nớc nhng không lớn hơn 0,2Hđập
+ Trờng hợp 2: Thợng lu MNLNTK, bộ phận tiêu nớc làm việc bình thờng, MNHL
ứng với Qxả thiết kế.
Tổ hợp đặc biệt:
+ Trờng hợp 3: Thợng lu là MNDBT, bộ phận tiêu nớc làm việc không bình thờng,
MNHL trung bình trong thời kỳ cấp nớc.
+ Trờng hợp 4: Thợng lu MNLNKT, MNHL ứng với Qxả kiểm tra.
+ Trờng hợp 5: Thợng lu MNDBT, HL là MNTB trong thời kỳ cấp nớc có xét đến
động đất cấp 7.
Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

20


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

* Đối với mái thợng lu:
Tổ hợp đặc biệt:
+ Trờng hợp 5: Thợng lu là MNDBT, HL là MNTB trong thời kỳ cấp nớc, có xét
đến động đất cấp 7.
+ Trờng hợp 6: Thợng lu là MNLNTK rút xuống đến mực nớc khai thác ổn định
phải giữ trong thiết kế (MNDBT). Mực nớc hạ lu ứng với Qxả thiết kế.
+ Trờng hợp 7: Thợng lu là MNLNKT rút xuống đến mực nớc khai thác ổn định
phải giữ trong thiết kế (MNDBT). Mực nớc hạ lu ứng với Qxả kiểm tra.
Bảng 2.4 Kết quả tính toán hệ số ổn định mái đập chính

TT

1

2

M/c
tính
toán

D25

D4

Trờng
hợp
tính toán

Mực nớc thợng lu

Tổ hợp

Kminmin
Mái TL

[K]

Mái
HL

1

MNDBT

Cơ bản

2,075

1,30

2

MNLNTK

Cơ bản

1,992

1,30

3

MNDBT, bộ phận tiêu nớc bị tắc

Đặc biệt

1,770

1,10

4

MNLNKT

Đặc biệt

1,973

1,10

5

MNDBT, động đất cấp 7

Đặc biệt

2,152

1,871

1,10

6

MNLNTK rút xuống MNDBT

Đặc biệt

2,388

1,10

7

MNLNKT rút xuống MNDBT

Đặc biệt

2,336

1,10

1

MNDBT

Cơ bản

1,426

1,30

2

MNLNTK

Cơ bản

1,370

1,30

3

MNDBT, bộ phận tiêu nớc bị tắc

Đặc biệt

1,287

1,10

4

MNLNKT

Đặc biệt

1,355

1,10

5

MNDBT, động đất cấp 7

Đặc biệt

2,486

1,288

1,10

6

MNLNTK rút xuống MNDBT

Đặc biệt

2,939

1,10

7

MNLNKT rút xuống MNDBT

Đặc biệt

2,892

1,10

1

MNDBT

Cơ bản

1,639

1,30

2

MNLNTK

Cơ bản

1,550

1,30

3

MNDBT, bộ phận tiêu nớc bị tắc

Đặc biệt

1,360

1,10

Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

21


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

4

MNLNKT

Đặc biệt

1,529

1,10

5

MNDBT, động đất cấp 7

Đặc biệt

2,424

1,478

1,10

6

MNLNTK rút xuống MNDBT

Đặc biệt

2,979

1,10

7

MNLNKT rút xuống MNDBT

Đặc biệt

2,924

1,10

Kết luận: Từ kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của đất nền đập và đất đắp đập,
tính toán thấm và ổn định tại các mặt cắt ngang đập đại diện. Kết quả tính toán hệ số
ổn định mái đập thợng lu và hạ lu với các trờng hợp tính khác nhau đều cho Kminmin
> [K]. Với công trình cấp IV có [K] = 1,25 với tổ hợp cơ bản; [K] = 1,05 với tổ hợp đặc
biệt. Vậy đập chính đảm bảo an toàn về ổn định trợt mái.
Bảng 2.5 Tổng lu lợng thấm qua thân và nền đập qua 1 tháng

Khoảng cách
Lu lợng thấm (m3/s/m)
Tổng lợng thấm qua đập và nền
(m3/tháng)

42,27

20,00

35,7

134,4

2,24E-06

2,01E-06

1,82E-06

2,01E-06

257,98

215,34

250,56

723,89

(Kết quả tính toán thấm và ổn định của đập xem chi tiết phụ lục)

Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

22


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

chơng 4
Thiết kế Tràn xả lũ
I.

Các số liệu cơ bản dùng để tính toán.

1. Vị trí và hình thức tràn xả lũ
+ Tuyến Tràn xả lũ đợc bố trí trên thân đập, lệch về bên vai trái đập, bao gồm ngỡng tràn chảy tự do, nối tiếp dốc nớc tiêu năng đáy
+ Ngỡng tràn có dạng Cơ-ri-ghe Ô-phi-xê-rốp, tràn đợc chia làm 4 khoang ngăn
cách bởi trụ pin, đầu trụ lợn tròn.
+ Giữa ngỡng tràn và dốc nớc đợc nối tiếp bởi bán kính cong R, dốc nớc có mặt cắt
ngang chữ nhật, sau dốc nớc là bể tiêu năng và kênh xả hạ lu tràn.
2. Chỉ tiêu thiết kế
Từ kết quả tính toán điều tiết lũ hồ ta có bảng thông số kỹ thuật của tràn xả lũ
nh sau:
Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật của tràn xả lũ
TT

THÔNG Số

GIá TRị

ĐƠN Vị

1

Cấp công trình

2

Số khoang tràn (a)

4

khoang

3

Chiều rộng một khoang (b)

6

m

4

MNDGC (P = 1,5%)

+ 60,28

m

5

MNDGCKT (P = 0,5%)

+ 61,06

m

6

MNDBT

+ 58,00

m

7

Cao độ ngỡng tràn

+ 58,00

m

8

Lu lợng thiết kế (QTK)

150,66

m3/s

9

Lu lợng kiểm tra (QKT)

234,25

m3/s

9

Cột nớc trên ngỡng (H) (P=1,5%)

2,28

m

10

Cột nớc trên ngỡng (H) (P=0,5%)

3,06

m

11

Cao độ đáy trớc ngỡng (cd_tl)

+ 55,50

m

12

Độ dốc dốc nớc (i)

7

%

13

Chiều rộng dốc nớc

18 & 26

m

14

Chiều dài đốc nớc

45

m

Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

Cấp IV

23

Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

TT

THÔNG Số

GIá TRị

15

Hệ số nhám của dốc nớc (n)

16

Cao độ đáy cuối dốc nớc

17

Chiều rộng đáy kênh xả (BK)

18

Hệ số mái kênh xả (m)

1,5

19

Độ dốc đáy kênh xả (i)

0,0007

20

Hệ số nhám kênh xả (n)

0,02

21

Cao trình mực nớc HL (cửa ra bể TN)

22

Hệ số lu tốc (phi)

0,95

23

Gia tốc trọng trờng

9,81

ĐƠN Vị

0,017
+ 49,45

m

18,00

m

+ 51,93

m
m/s

3. Các quy phạm và tài liệu dùng trong tính toán
+ Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam (TCXDVN 285: 2002): Công trình thủy lợi
Các quy định chủ yếu về thiết kế.
+ Quy phạm tính toán thủy lực đập tràn - QPTL - C8-76.
+ Công trình tháo lũ trong đầu mối hệ thống thủy lợi Nguyễn Văn Cung, Ngô
Trí Viềng, Nguyễn Xuân Đặng.
+ Nối tiếp và tiêu năng hạ lu công trình tháo nớc - PGS.TS Phạm Ngọc Quý.
+ Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 4253: 1986): Nền các công trình thủy công
Tiêu chuẩn thiết kế.
- Tài liệu địa hình: Bình đồ tỉ lệ 1/200.
- Cắt dọc và các cắt ngang địa hình tỉ lệ 1/200
- Cắt dọc và cắt ngang địa chất tuyến tràn.
4. Nội dung tính toán
a) Tính toán thủy lực
+ Chọn các kích thớc cơ bản của đập tràn.
+ Tính toán kiểm tra khả năng tháo của tràn.

+ Tính toán thủy lực dốc nớc.
+ Tính toán thủy lực kênh xả hạ lu tràn.
+ Tính toán tiêu năng.
+ Tính toán xác định tọa độ đờng cong nớc rơi.

Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

24


Viện Kỹ thuật tài nguyên nớc - Institute of water res0ucrces engineering

Địa chỉ số 175 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội
Tel: (84).43.35641418 - Fax ( 84)43. 35641418 - Mail:

b) Chọn các kích thớc cơ bản của đập tràn
+ Hình dạng mặt cắt, kết cấu ngỡng tràn:
Dựa vào tài liệu địa hình và địa chất ta quyết định chọn loại kết cấu tràn là đập tràn
không chân không, ngỡng tràn có dạng Cơ-ri-ghe Ô-phi-xê-rốp. Đáy tràn đặt trên nền
đất thổ.
Ngỡng tràn làm bằng BTCT M200, dể giảm bớt ứng suất đáy móng dới ngỡng tràn
ta chọn ngỡng tràn rỗng, bố trí các vách ngăn, sàn giằng và các trụ Pin bên trong thân
tràn. Trong thân tràn bố trí 1 hành lang kiểm tra và dự phòng sửa chữa khoan phụt nền
đập nếu cần thiết.
+ Trụ Pin:
Trụ Pin làm bằng BTCT M200; để đảm bảo yêu cầu bố trí cầu giao thông bên trên
nên ta chọn chiều dày trụ Pin đơn là 0,6m; trụ Pin kép là 0,4x2 = 0,8m. Trên đỉnh các
trụ Pin bố trí thêm các vai đỡ đỡ cầu giao thông.
+ Trụ biên:
Trụ biên làm bằng BTCT M200, chiều dày đỉnh là 0,7m, do chiều cao tờng lớn nên

ta bố trí trụ biên có chiều dày tăng dần theo chiều sâu và tại chân trụ biên có chiều dày
1,2m. Kết hợp làm tờng sờn gia cờng cho độ cứng của trụ biên và bố trí 1 tháp xuống
thân đập tràn bên vai trái với kích thớc lỗ tháp (1,5m x 1,5m).
+ Cầu giao thông: Cầu giao thông làm bằng BTCT M200, chiều rộng lòng cầu B =
4,0m và có lề bộ hành 2 bên cầu rộng 1m, trên có lan can bảo vệ.
(Các chi tiết về kích thớc xem trên bản vẽ tràn xả lũ).
II. Tính toán thủy lực :

1. Kiểm tra khả năng tháo của tràn
+ Xác định hệ số lu lợng.

Hình dạng ngỡng tràn xả lũ.
- Ngỡng tràn dạng Cơ-ri-ghe Ô-phi-xê-rốp nên hệ số lu lợng tính bởi công thức:
m = * H * mr
Thuyết minh thiết kế BVTC: Dự án hồ chứa nớc yên hồng 2

25