Tài liệu Công trình Thủy điện Hòa Bình_ Phần 11 pdf

11
ĐÁNH GIÁ
AN TOÀN ỔN ĐỊNH ĐẬP ĐẤT-ĐÁ
CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN HOÀ BÌNH
_______________________________________
D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hoà Bình – B
- 1 -
KHI NÂNG MNTL ĐẾN CAO ĐỘ 122.00 m
(THEO TÀI LIỂU CỦAVIỆN THIẾT KẾ THUỶ CÔNG MATATSCƠVA)
A
TÍNH TOÁN KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TRƯỢT MÁI ĐẬP
Trong phấn này chúng tôi sẽ trính bày phương pháp luận, nội dung và kết quả tính
toán của Viện Thiết kế Thuỷ công Matscơva về luận chưng kỹ thuật để nâng mực
nước gia cường lên 122.00 m. Phương pháp luận ở đây là tiến hành đánh giá về
nguyên tắc khả năng nâng cao thêm lõi đập mà không nâng cao cao độ đỉnh đập để
đưa mực nước gia cường ở hồ chứa lên tới cao độ 122,00 m. Để làm việc này Viện
Hydroproject đã tiến hành tính toán kiểm tra độ ổn định của các mái dốc đập đất đá ở
mực nước thượng lưu nói trên .
Khi tính toán độ ổn định của các mái dốc đã xét đến các lực sau :
– Trọng lượng bản thân của đất đá ở đập
– Áp lực thủy tĩnh
– Tải trọng địa chấn
– Áp lực kẽ rỗng dư
– Lực ma sát và dính kết ở ranh giới các bề mặt sạt lở .
Đối với các vùng nằm thấp hơn đường bão hoà có xét tới lực đẩy nổi thủy tĩnh, áp
lực thấm, trọng lượng bản thân của nước ở các kẽ rỗng trong đất đá.
Độ ổn đỉnh của mái dốc thượng lưu và hạ lưu được kiểm tra cho tổ hợp tải trọng cơ
bản và tổ hợp tải trọng đặc biệt :
– Tổ hợp cơ bản – mực nước gia cường và mực nước hạ lưu cao nhất.
– Tổ hợp đặc biệt – tác động địa chấn ở MNGC và mực nước hạ lưu cao nhất
Độ ổn định của mái dốc hạ lưu đập cũng đã được kiểm tra đối với tổ hợp tải trọng

cơ bản và tổ hợp tải trọng đặc biệt ở cột áp cao nhất lên đập :
– Tổ hợp cơ bản – mực nước gia cường khi hạ lưu không có nước ( mc nước
ngầm ở cao độ – 5,0 m) .
– Tổ hợp đặc biệt – tác động địa chấn ở mực nước gia cường và hạ lưu không
có nước (mực nước ngầm ở cao độ – 5,0 m) .
Các mức nước được lấy như sau ( m ) :
Thượng lưu :
– Gia cường 122, 00
Hạ lưu ( không tính xói rửa) :
– Cao nhất khi xả lũ: 23,8
– Hạ lưu khô ( mực nước ngầm): - 5
Cột áp lớn nhất lên đập: 127 m
_______________________________________
D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hoà Bình – B
- 2 -
Số liệu gốc để tính toán độ ổn định của các mái dốc ở tác động địa chấn được
lấy như sau :
– Hệ số địa chấn tương ứng với động đất cấp 8 đã duyệt theo CNIP - II 7-81 là
0,05.
– Dung trọng đất đá ở thân đập (trung bình): 1,98 t/m
3
– Moduyn đàn hồi động ở thân đập: 118.000 t/m
3

– Moduyn đàn hồi động ở nền: 33.500 t/m
3
– Hệ số Poatxson: 0,3
Mặt cắt địa chất nền đập được lấy trên cơ sở tài liệu đo vẽ hoàn công.
Theo qui phạm hiện hành ở LB Nga hệ số ổn định của các mái dốc đập đất đá
được xác định :

1. Theo công thức của VNIIG - Terzagi
( )
∑ ∑ ∑
∑ ∑∑
++×−×+×
××−××−






+××−
=
vgвертгор
вертгор
PHSSG
tgStgS
cb
tgUbG
K
ααα
ϕαϕα
α
ϕα
sincossin
cossin
cos
cos
2. Theo công thức Bishop

( )
[ ]
( )
{ }
∑ ∑ ∑
∑
++×+×+×
×+×−××−+×−
=
vgветргор
вертгор
PHSSG
tgtgtgStgScbtgUbG
K
ααα
αϕαϕϕαϕ
sincossin
cos/1/sin
3. Theo công thức Trugaev
( )
[ ]
∑ ∑ ∑
∑
++×−×+×
××−××−+×−
=
vgвертгор
вертгор
PHSSG
tgStgScbtgUbG

K
ααα
ϕαϕααϕ
sincossin
cossincos/
Trong các công thức có sử dụng các ký hiệu sau :
G – Trọng lượng bản thân của đất đá ở cột chia nhỏ, có tính đến bão hoà nước
U – áp lực thấm ở nền cột chia nhỏ
b – Chiều rộng cột chia nhỏ
tgϕ – Hệ số ma sát tính toán
c – Lực dính kết tính toán của đất đá
α – Góc hình thành bởi mặt phẳng đứng và bán kính khung trượt
H – Áp lực của nước tự do
S
гор
và S
верт
– Thành phần ngang và đứng của tải trọng địa chấn, có tính đến vị
trí đặt gia tốc địa chấn và khối nước liền kề.
(H, P
vg
và P
arm
– Các momen lực đối với tâm đường tròn, được chia thành bán
kính )
Tiêu chuẩn ổn định của các mái dốc đập là thoả mãn (đối với màng sạt lở nguy
hiểm nhất) bất đẳng thức:
)
1
()(

gn
c
ffc
RF
γγ
γ
γγ
<
trong đó : F – trị số tính toán tác động lực tổng quát
_______________________________________
D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hoà Bình – B
- 3 -
R – trí số tính toán khả năng chịu lực tổng quát của hệ thống “công
trình – nền ”
γ
f
, γ
n
, γ
fc
– các hệ số an toàn về tải trọng ;
γ
g
– hệ số an toàn về đất đá
γ
c
– hệ số điều kiện làm việc ;
Đối với công trình cấp 1 :
γ
n

= 1.25, γ
fc
= 1.0, γ
c
= 1.0 – tổ hợp tải trọng cơ bản
γ
n
= 1.25, γ
fc
= 0.9, γ
c
= 1.0 – tổ hợp tải trọng đặc biệt
Khi tìm mặt trượt nguy hiểm đã sử dụng quan hệ
c
fcn
c
F
R
K
γ
γγ
>=
Như vậy hệ số ổn định cho phép là :
- Đối với tổ hợp tải trọng cơ bản : 1.25;
- Đối với tổ hợp tải trọng đặc biệt: 1.125.
Trong tính toán đã sử dụng các đặc tính địa kỹ thuật của đất đá ở thân và nền
đập phê duyệt ngày 18.12.1985 như ở bảng 4.1.
Bảng 4.1
Lớp
Đất đá

γ
tn
t/m
3
γ
bh
t/m
3
tgϕ
C
t/m
2
1 Đá núi 1.93 2.01 0.73 1.5
2 Hỗn hợp cát sỏi 2.0 2.14 0.73 2.0
3 Đất dính ở lõi đập 1.54 1.97 0.2 3.0
4 Hỗn hợp cát sỏi không khoan phụt 1.8 2.16 0.6 0.5
5 Badan poocfirit 2.5 2.6 10 10
Trong đó :
γ
ест
– đất đá có độ ẩm tự nhiên ( cao hơn mặt nước )
γ
нас
– dung trọng của đất đá bão hoà nước (dưới mặt nước)
Kết quả tính toán độ ổn định của mái dốc thượng lưu và hạ lưu ở các thông số
của hồ chứa đối với các trường hợp tính toán khác nhau xem ở hình 4.1- 4.9.
So sánh các hệ số dự phòng ổn định tính theo các phương pháp nêu trên xem ở
bảng 4.2 và 4.3

Bảng 4.2

_______________________________________
D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hoà Bình – B
- 4 -
Trường hợp tính toán
Hệ số ổn định mái dốc thượng lưu
Theo phương
pháp VNIIG -
Tertsagi
Theo phương pháp
Trugaev
Theo phương pháp
bishop
Tổ hợp tải trọng cơ bản
2,501 2,642 2,215
Tổ hợp tải trọng đặc biệt
1,414 1,493 1,87
Bảng 4.3
Trường hợp tính toán
Hệ số ổn định mái dốc thượng lưu
Theo phương pháp
VNIIG - Tertsagi
Theo phương pháp
Trugaev
Theo phương pháp
bishop
MNHL: =23,8 m
Tổ hợp tải trọng cơ bản
1,743 1,872 1,358
MNHL: =23,8 m
Tổ hợp tải trọng đặc biệt

1,333 1,422 1,282
Mực nước ngầm -5,0 m
Tổ hợp tải trọng cơ bản
1,531 1,900 1,633
Mực nước ngầm -5,0 m
Tổ hợp tải trọng đặc biệt
1,391 1,552 1,381
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết quả phân tích ổn định trượt mái theo phương pháp vòng cung trượt cho thấy:
Các giá trị tính toán hệ số an toàn ổn định chống trượt cho cả mái dốc thượng lưu và
hạ lưu đối với tất cả các trường hợp tính toán khác nhau đều lớn hơn trị số hệ số an
toàn ổn định cho phép ghi trong các qui phạm hiện hành.
Kiến nghị: Nâng cao mực nước phòng lũ của hồ Hòa Bình đến cao độ 122.00 m, Ở
mực nước này đập đất – đá Hòa Bình đảm bảo an toàn ổn định với tất cả các tổ hợp
lực.
_______________________________________
D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hoà Bình – B
- 5 -