ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS LÊ VĂN HÙNG CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 TÓM TẮT QUYẾT ĐỊNH ĐẦU TƯ Hồ chứa nước Cửa Đạt Thủ tướng phủ phê duyệt báo cáo tiền khả thi văn số 1359/CP-NN, ngày 14/11/1998 Báo cáo NCKT định số 130/QDTTg ngày 29/01/2003 Ngày 07/04/2004 phủ có định số 384/QD-TTg “Quyết định Thủ tướng phủ v/v Đầu tư Dự án Hồ chứa nước Cửa Đạt tỉnh Thanh Hóa” thay định số 130/QĐ-TTg 1.2 TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐẦU TƯ Cơng trình Hồ chứa nước Cửa Đạt giao cho hai chủ đầu tư với hai hạng mục riêng biệt, cụ thể: • Cơng trình đầu mối thủy lợi đường Mục Sơn - Cửa Đạt Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn làm chủ đầu tư với nguồn vốn huy động từ trái phiếu Chính phủ • Cơng trình thủy điện Cơng ty Cổ phần xây dựng VINACONEX đứng đầu với nguồn vốn Công ty Cổ phần tự đầu tư (Ngồi Cơng ty cịn phải đóng góp 200 tỷ đồng cho tỉnh Thanh Hóa làm cơng tác giải phóng mặt bằng) Cơng ty Tư vấn xây dựng Thủy Lợi I (HEC I) đơn vị giao nhiệm vụ lập TKKT – TDT Cơng trình đầu mối Của Dạt Cơng tác đền bù, giải phóng mặt bằng, di dân tái định cư giao cho UBND tỉnh Thanh Hóa thực theo ý kiến đạo Thủ tướng Chính phủ cơng văn số 1064/CP – NN ngày 12/09/2002 Để phục vụ cho tiến độ chung toàn dự án, thiết kế kỹ thuật cơng trình Hồ chứa nước Cửa Đạt chia làm hai giai đoạn với tổng thời gian thực năm kể từ ngày khởi cơng: • Giai đoạn 1: Thi cơng cơng trình đầu mối (thủy lợi lượng), • Giai đoạn 2: Thi cơng hệ thống kênh mương 1.3 CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ ÁP DỤNG 1.3.1 Các cấp hạng mục cơng trình Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN 285:2002, hạng mục cơng trình dự án Hồ chứa nước Cửa Đạt phân cấp sau: 1.3.1.1 Cơng trình cấp I: hồ chứa nước, đập chính, đập phụ, đập tràn, tuynel lấy nước Dốc Cáy Đường thi cơng 1.3.1.2 Cơng trình cấp III: tuynel xả lũ thi công TN2, tường chắn đất hạ lưu đập tràn, kênh xả lũ đập tràn, cơng trình bao vệ bờ hạ lưu 14 SVTH: Trần Phú Long Lớp: 45C2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS LÊ VĂN HÙNG 1.3.1.3 Cơng trình cấp IV: đường quản lí vận hành xác định theo tiêu chuẩn đường ôtô, đê quai nùa khơ, kênh dẫn dịng thi cơng 1.3.1.4 Các cơng trình dân dụng cơng nghiệp: • Nhà quản lí cấp II • Lán trại, cơng xưởng cấp IV 1.3.2 Tiêu chuẩn thiết kế 1.3.2.1 Mức đảm bảo cấp nước hồ chứa: cấp nước tưới 75%, cấp nước công nghiệp sinh hoạt 90%, cấp nước cải tạo môi trường Q = 30,42 m 3/s, phát điện 90% 1.3.2.2 Mức phịng lũ: • Lũ 0,6% điều tiết bảo vệ hạ du đảm bảo mực nước lớn Xuân Khánh khơng lớn lũ lịch sử 13,71 m • Lũ thiết kế cơng trình: 0,1% • Lũ kiểm tra cơng trình: 0,01% • Nhà quản lí: lũ 1% • Đường cơng trình đường thi cơng: lũ 10% • Cơng trình dẫn dịng (đê quai mùa khơ, kênh dẫn dòng…) lũ 5% 1.3.2.3 Phần đập xây dựng phần thời gian thi cơng • Trước lấp bịt cơng trình dẫn dịng: lũ 1% • Sau lấp bịt cơng trình dẫn dịng: Lũ thiết kế 5%; Lũ kiểm tra 0,2%; Năm thi công cuối lũ thiết kế 0,1%, lũ kiểm tra 0,01% 1.4 CÁC THƠNG SỐ CHÍNH CỦA CỤM CƠNG TRÌNH CỬA ĐẠT 1.4.1 Tổng quan cơng trình Cửa Đạt Dự án hồ chứa nước Cửa Đạt cơng trình Thủy lợi đa mục tiêu, nằm vị trí 105 005’ ~ 105020’ độ kinh đông, 19044’ ~ 20000’ độ vĩ bắc thuộc huyện Thường Xuân tỉnh Thanh Hóa Dự án bao gồm cơng trình đầu mối thủy lợi, cơng trình thủy điện hệ thống kênh tưới với nhiệm vụ sau: • Giảm lũ với tần suất P = 0,6%, bảo đảm mực nước sông Chu Xuân Khánh huyện Thọ Xuân không vượt 13,71 m (lũ lịch sử năm 1962) • Cấp nước cho sinh hoạt công nghiệp với lưu lượng Q = 7,715 m3/s • Tạo nguồn nước tưới ổn định cho 86.862 đất canh tác • Kết hợp phat điện với cơng suất lắp máy N = 97 MW • Bổ sung nước mùa kiệt cho hạ lưu sông Mã để đẩy mặn, cải tạo môi trường sinh thái với lưu lượng Q = 30.42 m3/s Cơng trình đầu mối thủy lợi có cụm cơng trình hạng mục chủ yếu là: 15 SVTH: Trần Phú Long Lớp: 45C2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS LÊ VĂN HÙNG • Khu đập gồm đập ngăn sơng Chu, tràn xả lũ tuynel TN2 • Khu đập phụ Hón Can gồm đập phụ Hón Can, đường quản lí Hón Can - Cửa Đạt • Khu đập phụ Dốc Cáy gồm đập phụ Dốc Cáy, Tuynel lấy nước, kênh dẫn vào ra, đường quản lí Thường Xuân - Dốc Cáy Đập kiểu đá đắp đầm nén kết hợp với bêtông mặt chống thấm mái thượng lưu Đập tràn kiểu dốc nước mũi phun Tuynel TN2 có chiều dài 821,9 m Tuynel có đường kính 9m làm nhiệm vụ dẫn dịng xả lũ thi cơng Tuynel TN2 thiết kế thi công theo phương pháp NATM (New Austian Tuynel Method – Phương pháp đào hầm Áo) Công ty Cầu lớn–Hầm thuộc TEDI thiết kế với cộng tác HEC I Ngoài đầu mối cịn có tuyến lượng bao gồm cửa lấy nước, tuynel nhà máy thủy điện khu vực đập vói tuynel nhà máy thủy điện khu vực đập phụ Dốc Cáy xây dựng đồng thời với hạng mục 1.4.2 Các thơng số cơng trình Bảng 1: thơng số cơng trình Cửa Đạt TT (1) Thơng số (2) ĐẬP DÂNG CHÍNH Loại đập Cao trình đỉnh tường chắn sóng Cao trình đỉnh đập Chiều cao lớn Chiều dài theo đỉnh Độ dốc mái thượng lưu Độ dốc mái hạ lưu THÔNG SỐ HỒ CHỨA MNLTK (lũ 0,1%) MNLKT (lũ 0,01%) MNDBT MNC Dung tích hồ TRÀN XẢ LŨ Lưu lượng xả lớn P = 0,01% Cao độ ngưỡng tràn Số khoang tràn Kich thước cửa tràn TUYNEL DẪN DÒNG Số lỗ Đường kính tuynel Chiều dài tuynel Đơn vị (3) m m m m 1V:H 1V:H Số lượng (4) Đá đổ 125.70 122.70 103.00 1:1.3 1:1.5 m m m m 106m3 120.27 122.80 113.30 75.00 1300 m3/s m khoang (BxH) 10893 103.30 (15x16) Lỗ m m 821,9 16 SVTH: Trần Phú Long Lớp: 45C2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4 3 GVHD: TS LÊ VĂN HÙNG Cao độ cửa vào m 30 TUYNEL DẪN NƯỚC VÀO NHÀ MÁY THỦY DIỆN Số lỗ Lỗ Đường kính tuynel m 7,5 Chiều dài tuynel m 677,4 Cao độ cửa vào m 55 ĐẬP PHỤ DỐC CÁY Loại đập Đập đất Chiều cao đập lớn m 20 Chiều dài đập m 379.68 Cao trình đỉnh đập m 122.3 ĐẬP PHỤ HÓN CAN Loại đập Đập đất Chiều cao đập lớn m Chiều dài đập m 150 NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Số tổ máy Tại khu vưc đập Tại khu vực dốc cáy Công suất tổ máy khu vực đập KW 48500 Cơng suất tổ máy khu vực Dốc Cáy KW 15000 1.5 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH 1.5.1 Đặc điểm địa hình địa mạo: Địa hình khu vực xây dựng cơng trình gồm hai dạng địa hình bào mịn núi cao địa hình tích tụ chủ yếu bãi bồi, thềm bậc Ở vai trái ngồi khu vực phố Đạt tương đối phẳng cịn lại đồi núi có cao độ +200, sườn núi có độ dốc từ 25 ÷ 450, việc bố trí mặt tương đối khó khăn, chật chội, công tác san ủi mặt lớn Ở vai phải cách tuyến đập khoảng 1km phía hạ lưu có bãi rộng phẳng thuận lợi cho việc bố trí mặt cơng trường, cao độ trung bình 40 ÷ 45m Cịn lại đinh núi có cao độ từ 100÷170m, sườn núi có độ dốc trung bình 300 Tại khu vực tuyến đập lịng sơng có dạng chữ U, chiều rộng 150m, cao độ đáy sơng dao động khoảng 25 ÷ 29m Thềm bậc bên bờ phải có cao độ mặ thềm dao động khoảng 42 ÷ 47m, chiều rộng khoảng 190m thót lại phía thượng lưu Khu vực cửa tuynel nằm sườn núi thoải tương đối thuận tiện việc bố trí mặt phục vụ thi cơng 1.5.2 Điều kiện khí hậu, thủy văn đặc trưng dịng chảy: 1.5.2.1 Điều kiện khí hậu, thủy văn: khu vực Dự án mang đặc điểm khí hậu vùng đồng bắc bộ, khí hậu chia thành hai mùa rõ rệt Mùa mưa mùa khô với đặc trưng sau: • Nhiệt độ khơng khí: theo quan trắc trạm Bái Thượng nhiệt độ trung bình năm 23,40C Thời kỳ nóng thường từ tháng đến tháng 10 với nhiệt độ cao quan trắc 41,50C, thời kỳ lạnh thường từ tháng 11 đến tháng với nhiệt độ nhỏ quan trắc 2,60C 17 SVTH: Trần Phú Long Lớp: 45C2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS LÊ VĂN HÙNG • Độ ẩm: độ ẩm tương đối khơng khí trung bình năm 86% trung bình tháng thay đổi từ 84% đến 89% • Lượng bốc hơi: trung bình năm đo trạm Bái Thượng 774mm/năm • Lượng mưa: vùng dự án lượng mưa trung bình nhiều năm từ 2000 đến 2350mm Lượng mưa mùa mưa chiếm 83~88% tổng lượng mưa năm Có khoảng ngày mưa mùa mưa với lượng mưa từ 20~50mm 1,3 ngày từ 50~100mm 1.5.2.2 Đặc trưng dòng chảy: Mùa lũ sông Chu thường từ tháng 7~10 chiếm từ 63~73% lượng nước năm, lũ lớn hàng năm thường xuất vào tháng 9~10 Mùa kiệt từ tháng 11~6 chiếm từ 27~37% lượng nước năm (tại Cửa Đạt 37% lượng), từ tháng 2~4 tháng kiệt thường tháng tháng kiệt chiếm 2,6~2,7% lượng nước năm Các bảng biểu đồ thị biểu thị đặc trưng dòng chảy: Bảng 1.2 lưu lượng lũ ứng với tần suất p=0,1%; 1%; 5%; 10% Mùa Tần suất p% Q (m3/s) Mùa khô 0,1 2450 Mùa lũ 0,1 13200 7520 5050 10 4030 Bảng 1.3: Lưu lượng nước lớn qua thời đoạn thi công mùa kiệt Thời đoạn XI-III XI-IV XI-V XI-VI XII-III XII-IV XII-V XII-VI Qmax5% (m3/s) 1670 1730 1910 1920 292 438 1230 1420 Bảng 1.4: Lưu lượng nước bình quân ngày lớn thời đoạn 10 ngày tháng mùa kiệt Tháng XII Thời đoạn Tháng I Tháng II 1-10 Qmax5% (m3/s) 11-20 21-31 1-10 11-20 21-31 1-10 11-20 21-28 137.0 106.0 101.0 103.0 86.4 76.7 75.7 67.2 65.8 Bảng 1.5: Lưu lượng lớn tháng năm ứng với tần suất P = % (m3/s) Tháng Q I II III IV V VI VII VII IX X XI XII 110 87.4 196 377 1200 1210 2230 3140 4840 3100 1680 211 18 SVTH: Trần Phú Long Lớp: 45C2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS LÊ VĂN HÙNG Bảng 1.6: Bảng quan hệ Z ~ WHồ Z(m) 22 25 30 35 40 45 50 WHồ(106m3) 0.00 0.93 5.21 13.58 27.10 45.53 67.84 Z(m) 55 60 65 70 75 80 85 WHồ(106m3) 96.35 132.70 177.34 230.75 293.98 368.14 453.42 Z(m) 90 95 100 105 110 WHồ(106m3) 549.99 659.05 781.83 917.55 1065.4 Hình 1.1: Đường quan hệ Z ~ WHồ Bảng 1.7 : Bảng quan hệ Q ~ ZHL Z(m) 27.3 27.8 28.3 28.8 29.3 29.8 30.3 30.8 31.3 Q(m3/s) 25.9 57.2 103.1 163.2 240.2 334.4 447.4 577.3 730.3 Z(m) 31.8 32.3 32.8 33.3 33.8 34.3 34.8 35.3 35.8 Q(m3/s) 915.0 Z(m) 36.3 1124.1 1351.2 1595.5 1858.9 2147.3 2453.2 2779.5 3130.1 36.8 37.3 37.8 38.3 38.9 39.3 39.8 Q(m3/s) 3499.5 3891.0 4306.0 4733.0 5174.0 5637.0 6122.0 6615.0 19 SVTH: Trần Phú Long Lớp: 45C2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS LÊ VĂN HÙNG Hình 1.2: Đường quan hệ Z ~ QHL Bảng 1.8: Đường trình lũ thiết kế T (giờ) MK 5% Q ML 5% Q ML 1% Q (m3/s) (m3/s) (m3/s) T (giờ) MK Q5% ML Q5% ML Q1% (m3/s) (m3/s) (m3/s) T (giờ) MK Q5% ML Q5% ML Q1% (m3/s) (m3/s) (m3/s) 287 1125 1255 40 373 2158 5959 79 1120 1600 290 1158 1327 41 371 2112 5592 80 1118 1586 296 1178 1422 42 369 2081 5107 81 1110 1580 315 1209 1518 43 366 2050 4765 82 1100 1574 356 1236 1550 44 364 2023 4468 83 1086 1566 402 1294 1574 45 362 1995 4085 84 1082 1558 465 1356 1652 46 360 1951 3660 85 1068 1527 597 1395 1721 47 355 1906 3402 86 1066 1516 753 1421 1822 48 350 1866 3216 87 1064 1506 10 932 1383 1891 49 347 1845 3071 88 1063 1495 11 1026 1370 1906 50 344 1814 2917 89 1058 1486 12 1115 1545 1925 51 342 1785 2706 90 1053 1475 13 1230 2247 1944 52 339 1754 2616 91 1048 1398 14 1033 2654 1969 53 337 1724 2555 92 1035 1387 15 797 3459 1986 54 334 1694 2494 93 1023 1377 16 640 3848 2009 55 332 1664 2443 94 1010 1368 17 554 4136 2030 56 329 1634 2385 95 1000 1357 18 520 4479 2067 57 327 1604 2331 96 991 1348 20 SVTH: Trần Phú Long Lớp: 45C2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS LÊ VĂN HÙNG 19 495 4636 2113 58 325 1574 2267 97 981 1336 20 481 4880 2303 59 323 1544 2236 98 985 1327 21 462 5050 3106 60 321 1513 2203 99 971 1317 22 448 4907 4564 61 317 1482 2169 100 966 1307 23 435 4650 4357 62 315 1453 2138 101 958 1297 24 428 4403 4197 63 312 1422 2106 102 955 1288 25 422 4188 4048 64 310 1392 2072 103 947 1277 26 416 3927 3933 65 308 1362 2041 104 940 1268 27 411 3727 4485 66 305 1332 2009 105 932 1257 28 407 3573 4905 67 303 1302 1977 106 922 1247 29 404 3377 5246 68 301 1284 1947 107 912 1238 30 397 3227 5655 69 299 1263 1911 108 902 1227 31 394 3069 5977 70 297 1246 1881 109 816 1218 32 392 2909 6282 71 294 1229 1853 110 791 1207 33 390 2829 6669 72 292 1208 1824 111 775 1198 34 387 2750 7033 73 1195 1776 112 743 1188 35 385 2656 7366 74 1154 1720 113 736 1178 36 383 2561 7520 75 1142 1682 114 730 1168 37 380 2450 7341 76 1135 1631 115 725 1159 38 378 2240 6939 77 1126 1610 39 376 2203 6367 78 1124 1607 21 SVTH: Trần Phú Long Lớp: 45C2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS LÊ VĂN HÙNG Hình 1.3: Đường trình lũ tiểu mãn P = 5% Hình 1.4: Đường q trình lũ vụ P = 5% Hình 1.5: Đường q trình lũ vụ P = 1% 1.5.3 Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn: 1.5.3.1 Điều kiện địa chất: Kết khảo sát vật lý khoan thăm dò cho thấy cửa vào khoảng 400m đầu tuynel TN2 nằm vùng đá granit thuộc phức hệ Bản Muổng, phần lại nằm đá phiến thạch anh thuộc phân hệ tầng Sông Cả Đá granit phân bố chủ yếu thượng lưu vai phải phần lộ không thành khối liên tục Ranh giới granit đá biến chất phân hệ tầng Sông Cả không rõ ràng thường thể xen kẹp Về hướng nằm nhìn chung đá gốc nằm đơn tà có hướng dốc cắm phía đơng bắc Trong vùng đập nhiều nơi có dấu hiệu uốn nếp nhẹ phần lớn điểm lộ đo nằm đá có hướng dốc khoảng 400 ~ 600, góc dốc dao dộng từ 500 ~ 750, khu vực tiếp xúc với khối đá granit đá biến chất bị nén ép uốn nếp nhẹ góc dốc tăng đến 70 ~ 800 Theo tuyến nen địa tầng từ xuống gồm có lớp là: lớp đất tầng phủ (4a 4b), 22 SVTH: Trần Phú Long Lớp: 45C2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS LÊ VĂN HÙNG lớp đá phong hóa hồn tồn (5a 5b), lớp đá phong hoá mạnh (lớp 6), lớp đá phong hoá vừa (lớp 7), lớp đá phong hoá nhẹ (lớp 8) lớp đá tươi (lớp 9) Nói chung toàn nen TN2 nằm sâu lớp đá granit, phiến thạch anh tươi có tốc độ truyền sóng V p = 4000 ~ 6000 m/s giá trị trung bình RMR = 70 thuộc loại đá nhóm II (RMR = 61 ~ 80) Chỉ tiêu lý lớp đất đá trình bày bảng sau: Bảng 1.9: Chỉ tiêu lý lớp đất đá Dung trọng Loại đá Hệ số Môdun đàn hồi Cường độ nén E σ Tự nhiên Bão hoà Poisson Kiên cố γw γc µ fk T/m3 T/m3 PH hoàn toàn 1,9 1,98 0,35 - - PH mạnh 2,2 2,3 0,3 - PH vừa 2,6 2,62 0,27 PH nhẹ 2,65 2,66 Đá tươi 2,7 2,71 Cường độ ϕ C độ KG/cm2 - 17 0,18 2000 10 28 0,7 40000 45 35 1,2 0,25 220000 170 40 2,0 0,22 10 300000 290 50 3,2 KG/cm2 KG/cm2 Về mặt phá huỷ kiến tạo, qua khảo sát ta thấy có hệ thống đứt gãy TB-ĐN, ĐBTN, vĩ tuyến đứt gãy trẻ kinh tuyến, hệ thống đứt gãy TB-ĐN (gần song song với hướng dịng chảy) đóng vai trị chủ đạo bao gồm đứt gãy bậc IV V Có đứt gãy bậc IV cắt qua nen TN2 đứt gãy IV-5, IV-8, IV-13 IV-15 với thông số trình bày bảng 1.10 Bảng 1.10: Các đứt gãy địa chất STT Đường phương Hướng dốc Góc dốc IV-5 TB-ĐN TN 750 IV-8 TB-ĐN TN 750 IV-13 ĐB-TN ĐN 600 1.5.3.2 Ký hiệu IV-15 Á vĩ tuyến B 700 Điều kiện địa chất thủy văn: 23 SVTH: Trần Phú Long Lớp: 45C2 ... Năm thi cơng cuối lũ thi? ??t kế 0,1%, lũ kiểm tra 0,01% 1.4 CÁC THƠNG SỐ CHÍNH CỦA CỤM CƠNG TRÌNH CỬA ĐẠT 1.4.1 Tổng quan cơng trình Cửa Đạt Dự án hồ chứa nước Cửa Đạt cơng trình Thủy lợi đa mục... 10 ngày đầu tháng 12 năm thi công thứ 2.5.1.2 Chọn tần suất lưu lượng thi? ??t kế ngăn dòng Tần suất lưu lượng thi? ??t kế ngăn dòng lấy theo bảng 4.7 - TCVN 285-2002, cơng trình đầu mối Cửa Đạt thuộc... án I làm phương án dẫn dòng 34 SVTH: Trần Phú Long Lớp: 45C2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS LÊ VĂN HÙNG 2.2 TIÊU CHUẨN THI? ??T KẾ DẪN DÒNG 2.2.1 Tần suất lưu lượng thi? ??t kế dẫn dịng Cơng trình đầu mối