Tải bản đầy đủ
Chương 1: những vấn đề chung

Chương 1: những vấn đề chung

Tải bản đầy đủ

Việt Nam và sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc bổ sung nớc mùa kiệt
cho hạ du. Thuỷ điện L2 cùng với thuỷ điện Sơn La sẽ góp phần đáng kể
trong việc cung cấp nớc về mùa kiệt cho hạ du. Điều này đặc biệt có ý
nghĩa hơn khi mà những năm gần đây tình trạng hạn hán và thiếu nớc thờng diễn ra trầm trọng ở các tỉnh đồng bằng Sông Hồng.
- Hỗ trợ cắt một phần đỉnh lũ cho các công trình ở hạ lu: Do có hồ
chứa lớn cho nên TTĐ L2 sẽ góp phần đáng kể vào việc hỗ trợ cắt một
phần đỉnh lũ cho các công trình ở hạ lu.
1.1.2. Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế.
1. Cấp công trình: Xác định từ 2 điều kiện:
a, Theo chiều cao đập và loại nền:
đỉnh đập =MNDBT+d
Sơ bộ lấy d = 8 (m).
đỉnh đập =MNDBT + d =475 + 8 = 483 (m)
Chiều cao đập là : Hđập =đỉnh đập - đáy đập =483-354 =129 (m).
Vậy theo TCVN 285-2002 ta tra đợc cấp của công trình là cấp I.
b, Theo nhiệm vụ của công trình: nhiệm vụ chính của công trình L 2 là
phát điện với công suất lắp máy là 200 (MW). Theo TCVN 285-2002 ta
tra đợc cấp của công trình là cấp II .
Vậy từ hai điều kiện trên ta có cấp của công trình là cấp I.
2. Các chỉ tiêu thiêt kế:
Từ cấp công trình tôi xác định đợc :
- Tần suất lũ thiết kế là : P=0,1%.
- Tần suất lũ kiểm tra là : P=0,02%.
- Hệ số điều kiện làm việc m=0,95; hệ số tin cậy K n=1,25.
1.2 Chọn tuyến và bố trí tổng thể công trình.
1.2.1. Chọn tuyến đập và giải pháp kết cấu chính.
1. Chọn tuyến đập: nh đã phân tích trong phần I tôi chọn tuyến II để
thiết kế.
2. Chọn giải pháp kết cấu cho công trình chính:
Căn cứ vào tình hình vật liệu sẵn có tại địa phơng và điều kiện địa
chất nền đập tôi đa ra hai giải pháp kết cấu là: đập đá đổ và đập bê tông.
Việc lựa chọn kết cấu đập cần dựa trên cơ sở so sánh kinh tế kỹ
thuật giữa các phơng án. Do không có thời gian, nên trong đồ án này tôi
chọn giải pháp kết cấu đập bê tông trọng lực RCC để thiết kế.
1.2.2. Bố trí tổng thể công trình.
Vị trí tuyến kiến nghị có địa hình thuận lợi để bố trí các hạng mục nh
tuyến áp lực, tuyến năng lợng, khu phụ trợ và hệ thống giao thông trong
công trờng. Kết cấu chính của công trình nh sau: Tuyến áp lực gồm đập
dâng và đập tràn có kết cấu kiểu đập bê tông trọng lực thi công theo
trang 71

công nghệ đầm lăn RCC. Tuyến năng lợng gồm cửa lấy nớc, hai đờng
ống dẫn nớc đợc bố trí bên bờ trái. Đờng vào công trờng nối Quốc lộ 32
từ thị trấn Than Uyên đến công trình.
- Đập dâng: Tuyến đập đợc bố trí tại vị trí có địa hình vai bờ dốc, lòng
sông hẹp, tầng phủ và đá phong hoá ở cả hai vai tơng đối mỏng. Kết cấu
đập dâng kiểu đập bê tông trọng lực thi công theo công nghệ đầm lăn
RCC. Đáy đập đặt trên nền lớp IIA của đá phun trào octofia, riolit từ cứng
chắc trung bình đến rất cứng chắc.
- Đập tràn: Công trình xả bố trí giữa lòng sông .
- Tuyến năng lợng và nhà máy bố trí bên bờ trái của đập dâng.
1.3. Tính toán điều tiết lũ.
Điều tiết lũ có nhiệm vụ cơ bản là nghiên cứu cách hạ thấp lu lợng lũ,
nhằm đáp ứng các yêu cầu phòng lũ cho công trình. Mục đích của
nghiên cứu điều tiết lũ là thông qua tính toán tìm ra các biện pháp phòng
chống lũ thích hợp và có hiệu quả nhất, nh xác định quy mô và kích thớc
của công trình xả.... Để làm giảm quy mô, kích thớc công trình xả lũ thì
phải có dung tích điều tiết lũ. Có các loại dung tích điều tiết lũ nh sau:
+, Dung tích siêu cao: là phần dung tích nằm phía trên MNDBT.
+, Dung tích kết kợp: Khi thiết kế hồ chứa, để tránh ngập lụt vùng th ợng lu, trong thời gian mùa lũ có thể sử dụng một phần dung tích hiệu
dụng làm nhiệm vụ điều tiết phòng lũ. Phần dung tích này gọi là dung
tích kết hợp.
Đối với TTĐ L2 có nhiệm vụ chính là phát điện, hơn nữa khi tăng mực
nớc thợng lu thì thiệt hại về ngập lụt không lớn lắm và không cần phải
làm thêm đập phụ. Do vậy tôi kiến nghị dùng dung tích siêu cao làm
dung tích điều tiết lũ.
1.3.1. Nguyên lý tính toán .
Dựa vào phơng trình cân bằng nớc sau:
Q1 + Q 2
q +q
.t - 1 2 .t = V2 V1
2
2

Trong đó :
Q1,q1,V1: lu lợng đến, lu lợng xả, dung tích hồ ở đầu thời điểm tính
toán.
Q2,q2,V2:lu lợng đến, lu lợng xả, dung tích hồ ở cuối thời điểm tính
toán.
1.3.2. Tính toán điều tiết lũ chọn kích thớc tràn .
Trên cơ sở tuyến đã chọn, mực nớc thiết kế, phơng án bố trí công trình
và giải pháp kết cấu chính, tôi chọn hình thức xả lũ là xả mặt với tràn có
cửa van vì nó có u điểm làm giảm kích thớc công trình xả lũ.
Với hình thức xả mặt, tràn có cửa van, căn cứ vào lu lợng lũ đến, bề
rộng lòng sông và thiết bị cơ khí, tôi đa ra hai phơng án kích thớc tràn để
tính toán chọn phơng án:
+ phơng án 1 : nxbxh=4x14x15 ; Cao trình ngỡng 460 (m).
+ phơng án 2 : nxbxh=6x12x12 ; Cao trình ngỡng 463 (m).
trang 72

Khi tính toán điều tiết lũ để xác định kích thớc tràn xả lũ ta phải xét
đến khả năng xả kết hợp qua nhà máy thuỷ điện. Để an toàn tôi giả thiết
trong quá trình xả lũ có một tổ máy làm việc, còn tổ máy kia ngừng làm
việc.
QTĐxả = QTĐHmax=Q1 Hmax.D12. H max =0,8221.3,62. 106,9 =110 (m3/s).
Trên cơ sở qui mô kích thớc tràn của các phơng án, tiến hành tính toán
điều tiết lũ theo phần mền điều tiết lũ của trờng Đại Học Xây Dựng ta đợc
kết quả nh sau.

trang 73

trang 74

Bảng tính ứng với tần suất lũ thiết kế p=0,1%
Thông số
Lu lợng đến max (m3/s)
Lu lợng xả max (m3/s)
Lu lợng xả qua TTĐ (m3/s)
Lu lợng xả qua tràn max (m3/s)
Mực nớc lũ thiết kế

nxbxh=4x14x15
12113
7865
110
7755
477,93

nxbxh=6x12x12
12113
7846
110
7736
478,17

Bảng tính ứng với tần suất lũ kiểm tra p=0,02%
Thông số
Lu lợng đến max (m3/s)
Lu lợng xả max (m3/s)
Lu lợng xả qua TTĐ (m3/s)
Lu lợng xả qua tràn max (m3/s)
Mực nớc lũ kiểm tra

nxbxh=4x14x15
16348
9636
110
9526
480,29

nxbxh=6x12x12
16348
9969
110
9859
480,54
trang 75

Khi lựa chọn các phơng án kích thớc tràn cần phải xem xét các hạng
mục của công trình bị thay đổi khi thay đổi kích thớc tràn, bao gồm : đập
dâng, đập tràn, thiết bị cơ khí của tràn, hố xói, cửa lấy nớc.
Từ kết quả tính toán ta thấy mực nớc dâng gia cờng của hai phơng án
kích thớc tràn chênh lệch không đáng kể. Do đó xét về điều kiện ngập lụt
và chiều cao đập thì hai phơng án là gần nh nhau. Phơng án số khoang
tràn bằng 4 thì kích thớc cửa van lớn hơn so với phơng án số khoang tràn
bằng 6, do đó lực đóng mở cửa van, thiết bị để nâng đỡ cửa van cũng lớn
hơn. Vì vậy trong thiết kế sơ bộ tôi chọn phơng án 2: nxbxh = 6x12x12;
cao trình ngỡng 463 (m) để tiếp tục tính toán. Với phơng án đã chọn ta
xác định đợc các thông số sau:
Kích thớc tràn: nxbxh=6x12x12.
Cao trình ngỡng tràn 463 (m).
Mực nớc thợng lu ứng với lũ thiết kế: MNLTK=478,17 (m).
Lu lợng xả max ứng với lũ thiết kế: 7846 (m3/s).
Mực nớc hạ lu max ứng với lũ thiết kế: MNHLTK=381,4 (m).
Mực nớc thợng lu ứng với lũ kiểm tra: MNLKT=480,54 (m).
Lu lợng xả max ứng với lũ kiểm tra: 9969 (m3/s).
Mực nớc hạ lu max ứng với lũ kiểm tra:MNHLKT= 383,5 (m).

Chơng 2: thiết kế đập dâng nớc
2.1. Xác định mặt cắt cơ bản .
2.1.1. Hình dạng mặt cắt cơ bản.
Do đặc điểm chịu lực mặt cắt cơ bản của đập bê tông trọng lực có
dạng tam giác.
mnltk

H1

đáy

(1-n)B

nB
s1

L1



L2

trang 76

Mặt cắt cơ bản của đập bê tông
2.1.2. Chiều cao mặt cắt cơ bản (H1).
Đỉnh mặt cắt ở ngang MNLTK, chiều cao mặt cắt:
H1 = MNLTK-đáy=478,17-354=124,17 (m).
đáy xác định trên mặt cắt địa chất dọc tuyến đập, lấy tại vị trí sâu nhất
sau khi đã bóc bỏ lớp phủ, đáy=354(m).
2.1.3. Chiều rộng mặt cắt cơ bản (B).
Chiều rộng đáy đập là B, trong đó đoạn chiếu của mái thợng lu là nB,
hình chiếu của mái hạ lu là (1-n)B. Trị số n có thể chọn theo kinh nghiệm
(n=0 ữ 0,1), ở đây ta có thể chọn trớc n= 0, trị số của B xác định theo các
điều kiện ổn định và ứng suất.
1. Xác định B theo điều kiện ổn định.
H1

B = Kc .

f(

1
+ n 1 )
n

Trong đó:
H1- Chiều cao mặt cắt cơ bản; H1 = 124,17 (m).
- Hệ số ma sát =0,65.
1 - Dung trọng của đập 1 =2,4 (T/m3) .
n -

Dung trọng của nớc n =1(T/m3).
n - Hệ số mái thợng lu n = 0.
1 - Hệ số cột nớc còn lại sau màng chống thấm. Vì đập cao, công

trình quan trọng nên cần thiết phải xử lý chống thấm cho nền bằng cách
phụt vữa tạo màng chống thấm. Trị số 1 xác định theo mức độ xử lý
nền, sơ bộ có thể chọn 1 =0,4ữ0,6 (ở đây ta chọn 1 =0,5).
Kc- Hệ số an toàn ổn định cho phép. Theo quan điểm tính toán ổn
định theo quy phạm mới, ổn định của công trình trên nền đợc bảo đảm
khi:
m

nc .Ntt K R
n
Trong đó:
nc- Hệ số tổ hợp tải trọng nc =0,9 .
m- Hệ số điều kiện làm việc , m=0,95 .
Kn- Hệ số tin cậy Kn =1,25 .
Ntt và R lần lợt là giá trị tính toán của lực tổng quát gây trợt và của
lực chống trợt giới hạn. Công thức trên có thể viết dới dạng:

trang 77