Tài liệu Công trình Thủy điện Hòa Bình_ Phần 10 docx

10
ĐÁNH GIÁ
AN TOÀN ỔN ĐỊNH ĐẬP ĐẤT-ĐÁ
CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN HOÀ BÌNH
_____________________________
Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hoà Bình – A
- 1 -
KHI NÂNG MNTL ĐẾN CAO ĐỘ 122.00 m
(THEO TÀI LIỂU CỦA CÔNG TY TVXDĐ2)
MỤC LỤC
Trang
Mở đầu......................................................................................................………..….3
PHẦN THỨ NHẤT
PHƯƠNG PHÁP VÒNG CUNG TRƯỢT
ĐỂ PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH TRƯỢT CỦA MÁI ĐẬP
I.1. Giới thiệu ..................................................................................................4
I.2. Tính toán ổn định .......................................................................................4
I.2.1 Các tài liệu cơ bản ......................................................................................4
I.2.2 Chương trình tính toán ..............................................................................5
I.3 Kết quả tính toán ........................................................................................6
PHẦN THỨ HAI
PHƯƠNG PHÁP LÝ THUYẾT ĐÀN HỒI
ĐỂ PHÂN TÍCH TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT-BIẾN DẠNG CỦA ĐẬP
2.1. Giới thiệu ...................................................................................................8
2.2 Các mô hình toán cho bài toán phẳng .....................................................8
2.3 Sơ đồ tính toán và chương trình tính toán ...............................................9
2.3.1 Xác định tải trọng tác dụng ......................................................................9
2.3.3 Sơ đồ tính toán và chương trình tính toán................................................9
2.4 Kết quả tính toán .......................................................................................12
2.4.1 Ổn định chống trượt của đập ....................................................................12
2.4.2 Tính toán khả năng tạo thành vết nứt.......................................................13

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...........................................................................15

_____________________________
Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hoà Bình – A
- 2 -
MỞ ĐẦU
Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật, đập Hòa Bình đã được thiết kế với tần suất lũ
0,01%, tương ứng với mực nước lũ gia cường là 120.00 m. Hiện nay lưu lượng lũ
0.01% đã được tính toán lại chính xác hơn và có giá trị lớn hơn. Vì vậy để tăng khả
năng cắt lũ của hồ chứa khi công trình thủy điện Sơn La chưa vào, Nhà máy thủy
điện Hòa Bình và Tổng Công ty Điện Lực VN có chủ trương tính toán xem xét khả
năng nâng cao lõi đập .
Các nghiên cứu tính toán của Công Ty Tư Vấn Xây Dựng Điện 2 đã được thực
hiện trong quá trình hợp tác với Công ty cổ phần Viện Thiết kế Hydroproekt (CHLB
Nga).để luận chứng kỹ thuật nâng mực nước phòng lũ của đập đất – đá Hoà Bình lên
cao trình 122.00.
Trong các nghiên cứu này sẽ trình bày các kết quả tính toán ổn định trượt mái đập
theo phương pháp vòng cung trượt (phương pháp mà phía Công ty cổ phầnViện
Thiết kế Hydroproekt sử dụng để tính toán nâng cao lõi đập).
Để có thêm luận cứ khoa học, giúp cho Nhà máy thủy điện Hòa Bình, Tổng Công
ty Điện lực VN và Hội đồng Nhà nước về an toàn đập Hòa Bình xem xét, quyết định
về khả năng nâng cao lõi đập, Công ty TVXDĐ2 đã trình bày thêm các kết quả
nghiên cứu
- Ổn định trượt mái đập ở các mực nước khác nhau (theo phương pháp vòng
cung trượt ).
- Ổn định về độ bền của đập và an toàn về khả năng tạo thành vết nứt trong lõi
đập (theo phương pháp phần tử hữu hạn cho bài toán phẳng 2 chiều ).
_____________________________
Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hoà Bình – A
- 3 -

CHƯƠNG I
PHƯƠNG PHÁP VÒNG CUNG TRƯỢT
ĐỂ PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH TRƯỢT CỦA MÁI ĐẬP
-oOo-
1. 1 GIỚI THIỆU
Để tính toán ổn định trượt mái đập đất- đá Hoà Bình Công ty TVXDĐ2 đã sử
dụng phương pháp vòng cung trượt. Theo phương pháp này hiện có nhiều công thức
của các tác giả khác nhau. Qua phân tích thấy rằng công thức Terzaghi là có nhiều
ưu điểm hơn cả, vì vậy nó được lựa chọn để tính toán cho đập Hòa Bình.. Cách tính
toán ổn định mái được tiến hành với các giả thiết sau :
- Sau 15 năm coi như đất trong lõi đập đã cố kết, áp lực kẽ rỗng U nhỏ có thể bỏ
qua ( dưới đường bão hòa tính áp lực thấm )
- Tính toán kiểm tra ổn định cho mái thượng và hạ lưu. Với mái hạ lưu tính cho tổ
hợp lực cơ bản và tổ hợp lực đặc biệt (MN lũ gia cường + động đất cấp 8). Với mái
thượng lưu cũng tính với tổ hợp lực cơ bản và tổ hợp lực đặc biết (rút nước nhanh +
động đất cấp 8).
Ở Việt Nam phương pháp và công thức Terzaghi đã được sử dụng để tính toán cho
hàng lọat đập đất–đá của các công trình thủy điện như Trị An, Thác Mơ, Hàm
Thuận-Đa Mi, Đại Ninh, Đồng Nai 3-4 v.v… trong các giai đoạn thiết kế khác nhau.
Ở Cộng hoà Liên bang Nga thường sử dụng phương pháp “áp lực nghiêng”, được
khuyến cáo trong quy phạm CNIP 2.06.01-86 và 2.06.05-84. Viện Gidroproekt
(CHLB Nga) đã dùng công thức này để kiểm tra ổn định trượt mái cho đập Hòa
Bình. Về bản chất phương pháp “áp lực nghiêng” không khác nhiều phương pháp
Terzaghi, nhưng khi ứng dụng nó lại khá phức tạp nên ít được sử dụng ở Việt Nam.
1. 2. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH
1.2.1. CÁC TÀI LIỆU CƠ BẢN
+ Các mặt cắt ngang đập đất-đá Hòa Bình được lấy theo tài liệu hoàn công do
Nhà máy Thủy điện Hòa Bình cung cấp, tháng 12/2000. Đã chọn mặt cắt ở PIKET
5 + 00 (ở lòng sông) làm mặt cắt đại diện để tính toán
+ Chỉ tiêu cơ lý của đập và nền lấy theo tài liệu do Nhà máy thủy điện Hòa Bình

cung cấp (xem chỉ tiêu cơ lý đính kèm theo)
Chỉ tiêu cơ lý của vật liệu cho ở bảng sau
_____________________________
Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hoà Bình – A
- 4 -
Chỉ tiêu cơ lý của vật liệu
Vật liệu Chỉ tiêu co lý
γ
tn
(t/m
3
) γ
bh
(t/m
3
) tgϕ
C (t/m
2
)
Đá đổ 1,93 2,01 0,73 0,0
Hỗn hợp cát sỏi 2,00 2,14 0,73 0,0
Đất pha sét của lõi 1,54 1,97 0,20 3,0
Nền cát sỏi 1,80 2,16 0,60 0,0
Nền đá 2,50 2,60 10,00 10,0
Các chỉ tiêu cơ lý trong bảng trên đã được NM thủy điện Hòa Bình cấp cho Viện
Thiết kế thủy công (Gidroproekt, CHLB Nga). Tuy nhiên có sự hiệu chỉnh ở trị số
lực dính C. Phía Gidroproekt lấy lực dính của vật liệu hạt thô (đá đổ , cát sỏ ) > 0.
Chúng tôi (Công ty Tư vấn xây dựng điện 2) lấy lực dính C của vật liệu hạt thô =
0.00 cho phù hợp với các tính toán thường vẫn dùng ở Việt Nam. Việc lấy lực dính
C của vật liệu hạt thô =0.0 là thiên về an toàn

+ Mực nước (MN) thượng, hạ lưu :
- MN thượng lưu 120.00 m, MN hạ lưu tương ứng là 27.80 m
- MN thượng lưu 121.00 m, MN hạ lưu tương ứng là 28.90 m
- MN thượng lưu 122.00 m, MN hạ lưu tương ứng là 30.00 m
Trong lần báo cáo tháng 4 năm 2001 khi tính toán ổn định mái thượng lưu đã tính
với giả thiết là MN thượng lưu, từø MN gia cường sẽ ha xuống MN chết là 75.00 m
Trong tính toán bổ sung tháng 9 năm 2001 khi tính toán ổn định mái thượng lưu
đã tính với giả thiết là MN thượng lưu, từ MN gia cường sẽ ha xuống MN 90.00 m
để phù hợp với thực tế vận hành của hồ chứa.

1.2.2 CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN
Căn cứ vào các thuật toán đã trình bày ở trên chúng tôi đã xây dựng chương trình
“DAM-1“ để tính toán ổn định trượt mái hạ lưu và thượng lưu đập đất - đá. Chương
trình “DAM-1“ được viết trong ngôn ngữ FORTRAN-77 và PASCAL.
DAM-1 đã được sử dụng để tính toán kiểm tra cho các đập đất, đất-đá của công
trình thủy điện như Trị An, Thác Mơ, Đa Nhim. Đặc biệt chương trình DAM-1 đã
được sử dụng để tính toán các đập đất, đất-đá Hàm Thuận của công trình thủy điện
Hàm Thuận-Đa Mi trong các giai đoạn thiết kế cơ sở và thiết kế chi tiết. Các kết qủa
tính toán theo DAM-1 đã được phía Tư vấn Nhật (EPDC) thừa nhận là phù hợp với
các kết qủa tính toán kiểm tra của họ ở Tokyo
_____________________________
Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hoà Bình – A
- 5 -
1.3 KẾT QỦA TÍNH TOÁN
Ðể có đầy đủ cơ sở luận chứng cho khả năng nâng cao lõi đập ứng với mực nước
lũ trên 120 m chúng tôi đã tiến hành tính toán cho 3 mực nước 120 , 121 và 122 m.
Việc tính với nhiều mực nước như vậy là nhằm làm sáng tỏ ảnh hưởng của việc
tăng mực nước thượng lưu đến ổn định của mái dốc.
Kết quả tính toán theo phương pháp vòng cung trượt cho thấy:
1.) Ở mực nước thượng lưu

∇
120.00 m
a.) Mái hạ lưu :
– Tổ hợp lực cơ bản, hệ số an toàn ổn định : K
ôđ
= 1.563
– Tổ hợp lực đặc biệt (động đất C 8), hệ số an toàn ổn định
:
K
ôđ
= 1.221
b.) Mái thượng lưu :
+ Khi hạ xuống MN 75,00 m
– Tổ hợp lực cơ bản (rút nước nhanh), hệ số an toàn
:
K
ôđ
= 1.861
– Tổ hợp lực đặc biệt ( rút nước nhanh + động đất cấp 8 )
:
K
ôđ
= 1.588
+ Khi hạ xuống MN 90,00 m
–
Tổ hợp lực cơ bản (rút nước nhanh), hệ số an toàn
:
K
ôđ
= 1.892

–
Tổ hợp lực đặc biệt ( rút nước nhanh + động đất cấp 8 )
:
K
ôđ
= 1.6197
2.) Ở mực nước thượng lưu
∇
121.00 m
a.) Mái hạ lưu :
– Tổ hợp lực cơ bản, hệ số an toàn ổn định : K
ôđ
= 1.518
– Tổ hợp lực đặc biệt (động đất C 8), hệ số an toàn ổn định
:
K
ôđ
= 1.198
b.) Mái thượng lưu :
+ Khi hạ xuống MN 75,00 m
– Tổ hợp lực cơ bản (rút nước nhanh), hệ số an toàn
:
K
ôđ
= 1.847
– Tổ hợp lực đặc biệt ( rút nước nhanh + động đất cấp 8 )
:
K
ôđ
= 1.572

+ Khi hạ xuống MN 90,00 m
–
Tổ hợp lực cơ bản (rút nước nhanh), hệ số an toàn
:
K
ôđ
= 1.876
–
Tổ hợp lực đặc biệt ( rút nước nhanh + động đất cấp 8 )
:
K
ôđ
= 1.597
3.) Ở mực nước thượng lưu
∇
122.00 m
a.) Mái hạ lưu :
– Tổ hợp lực cơ bản, hệ số an toàn ổn định : K
ôđ
= 1.456
– Tổ hợp lực đặc biệt (động đất C 8), hệ số an toàn ổn định
:
K
ôđ
= 1.167
b.) Mái thượng lưu :
+ Khi hạ xuống MN 75,00 m
– Tổ hợp lực cơ bản (rút nước nhanh), hệ số an toàn
:
K

ôđ
= 1.847
_____________________________
Đập vật liệu địa phương–- CTTĐ Hoà Bình – A
- 6 -