Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Thiết kế hồ Suối Trọng
MụC LụC
CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÙNG DỰ ÁN VÀ TÌNH HÌNH DÂN
SINH KINH TẾ ...................................................................................................... 1
1.1 Vị trí và nhiệm của công trình. ........................................................................ 2
1.1.1. Vị trí của công trình ................................................................................... 2
1.1.2. Nhiệm vụ của công trình ............................................................................ 2
1.2. Đặc điểm địa hình địa mạo ............................................................................. 2
1.2.1. Khu vực hồ chứa ....................................................................................... 2
1.2.2. Đặc điểm địa hình ...................................................................................... 3
1.3. Các điều kiện địa chất thủy văn ...................................................................... 3
1.3.1. Chế độ mưa, nhiệt độ, độ ẩm ..................................................................... 3
1.3.2.Gió ............................................................................................................. 4
1.3.3. Bốc hơi ...................................................................................................... 4
1.3.4.Các đặc trưng thủy văn thiết kế. .................................................................. 5
1.3.5. Dòng chảy lũ thiết kế ................................................................................. 5
1.4. Điều kiện địa chất công trình .......................................................................... 6
1.4.1 Điều kiện địa chất công trình ...................................................................... 6
1.4.2. Điều kiện địa chất vùng tuyến .................................................................... 6
1.5. Vật liệu xây dựng ........................................................................................... 8
1.5.1. Vật liệu xây dựng đất ................................................................................. 8
1.5.2. Vật liệu xây dựng cát sỏi ........................................................................... 9
1.5.3. Vật liệu xây dựng đá ................................................................................ 10
1.5.4. Vật liệu xây dựng Sắt, Thép và Xi măng.................................................. 10
1.6. Các đặc trưng về hồ chứa .............................................................................. 10
1.7. Tình hình dân sinh kinh kế và phương hướng phát triển của vùng ................ 11
1.7.1. Tình hình dân sinh kinh tế ....................................................................... 11
1.7.2. Tình hình kinh tế. .................................................................................... 11
1.7.3. Hiện trạng các công trình thuỷ lợi. ........................................................... 11
1.7.4. Nhu cầu dùng nước. ................................................................................. 11
CHƯƠNG 2: CÁC HẠNG MỤC VÀ QUY MÔ CÔNG TRÌNH .......................... 13
2.1. Các hạng mục công trình .............................................................................. 14
2.2. Quy mô công trình và các chỉ tiêu thiết kế .................................................... 14
2.2.1. Xác định cấp bậc công trình ..................................................................... 14
2.2.2. Xác định các chỉ tiêu thiết kế ................................................................... 14
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THỦY LỢI ................................................................ 17
3.1. Tính toán điều tiết hồ. ................................................................................... 18
3.1.1. Mục đích và nhiệm vụ tính toán. .............................................................. 18
3.1.2. Xác định dung tích chết (Vc) và mực nước chết (MNC). .......................... 18
3.2. Tính toán MNDBT và VMNDBT. ..................................................................... 19
3.2.1. Mục đích tính toán và các đại lượng cần tính toán ................................... 19
3.2.2. Nguyên tắc xác định. ............................................................................... 20
3.2.3. Xác định hình thức điều tiết hồ chứa. ....................................................... 20
3.2.4. Phương pháp tính toán. ............................................................................ 20
Sinh viên:
Lớp
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Thiết kế hồ Suối Trọng
3.2.5. Trình tự tính toán. ................................................................................... 21
3.3. Tính toán điều tiết lũ. ................................................................................... 24
3.3.1.Khái niệm, mục đích, ý nghĩa của điều tiết lũ ........................................... 24
3.3.2 Nguyên tắc và phương pháp tính toán ...................................................... 24
3.3.3.Trình tự tính toán ..................................................................................... 27
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT .................................................................... 29
4.1. Thiết kế mặt cắt ngang đập ........................................................................... 30
4.1.1. Tài liệu tính toán ..................................................................................... 30
4.1.2. Các trường hợp tính toán ......................................................................... 30
4.1.3. Đỉnh đập ................................................................................................. 31
4.1.4. Mái đập và cơ đập ................................................................................... 36
4.1.5. Thiết bị thoát nước: ................................................................................. 37
4.1.6. Thiết bị chống thấm................................................................................. 38
4.2. Tính toán thấm qua thân và nền đập ............................................................. 39
4.2.1. Mục đích tính toán .................................................................................. 39
4.2.2. Các trường hợp tính toán ......................................................................... 39
4.2.3. Tài liệu tính toán ..................................................................................... 39
4.2.4. Mặt cắt lòng sông (Tính cho trường hợp MNDBT và hạ lưu không có nước
) ........................................................................................................................ 41
4.2.5. Mặt cắt sườn đồi (Tính cho trường hợp MNDBT và hạ lưu không có nước
) ........................................................................................................................ 44
4.2.6. Nhận xét kết quả ..................................................................................... 49
4.2.7. Tổng lưu lượng thấm ............................................................................... 49
4.3. Tính toán ổn định mái đập ............................................................................ 50
4.3.1. Mục đích tính toán .................................................................................. 50
4.3.2. Trường hợp tính toán ............................................................................... 50
4.3.3. Phương pháp tính toán ............................................................................. 51
4.3.4. Số liệu tính toán ...................................................................................... 53
4.3.5. Tính toán ổn định cho mái hạ lưu đập:..................................................... 54
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ TRÀN .......................................................................... 67
5.1. Cấu tạo các bộ phận của tràn xả lũ................................................................ 68
5.1.1. Kênh dẫn thượng lưu. .............................................................................. 68
5.1.2. Tường hướng dòng. ................................................................................. 69
5.1.3. Sân thượng lưu. ....................................................................................... 69
5.1.4. Ngưỡng tràn. ........................................................................................... 69
5.1.5. Dốc nước. ................................................................................................ 70
5.1.6. công trình tiêu năng. ................................................................................ 71
5.2. Kiểm tra khả năng tháo lũ thiết kế. ............................................................... 71
5.3. Tính toán Thủy lực dốc nước. ....................................................................... 72
5.3.1. Xác định dạng đường mặt nước trên dốc nước có bề rộng thay đổi. ......... 72
5.3.2. Xác định dạng đường mặt nước cho đoạn dốc nước có bề rộng không đổi.
......................................................................................................................... 78
5.4. Tính toán tiêu năng sau dốc nước. ................................................................ 84
5.4.1. Kênh dẫn hạ lưu. ..................................................................................... 84
Sinh viên:
Lớp
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Thiết kế hồ Suối Trọng
5.4.2. Thiết kế tiêu năng sau dốc nước. .............................................................. 85
5.5. Bố trí các hạng mục trên tràn. ....................................................................... 90
5.5.1. Cửa van và thiết bị đóng mở. ................................................................... 90
5.5.2. Trụ bên và trụ giữa. ................................................................................. 90
5.5.3. Dầm thả phai. .......................................................................................... 91
5.5.4. Cầu giao thông. ....................................................................................... 91
5.6. Tính ổn định tường cánh thượng lưu. ............................................................ 92
5.6.1. Mục đích ................................................................................................. 92
5.6.2. Tính toán ổn định tường cánh thượng lưu ................................................ 92
5.7 Tính toán ổn định ngưỡng tràn. ................................................................... 103
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ CỐNG NGẦM ............................................................ 109
6.1. Chọn tuyến và hình thức cống .................................................................... 110
6.1.1. chọn tuyến cống..................................................................................... 110
6.1.2. Hình thức cống ...................................................................................... 110
6.1.3. Sơ bộ bố trí cống ................................................................................... 110
6.2. Thiết kế kênh hạ lưu cống ........................................................................... 110
6.2.1. Các thông số tính toán ........................................................................... 110
6.2.2. Thiết kế mặt cắt kênh hạ lưu .................................................................. 111
6.2.3. Kiểm tra điều kiện không xói ................................................................. 112
6.3. Tính toán khẩu diện cống ............................................................................ 112
6.3.1. Trường hợp tính toán ............................................................................. 112
6.3.2. Xác định bề rộng cống bc ....................................................................... 113
6.3.3. Xác định chiều cao mặt cắt cống và cao trình đặt cống .......................... 117
6.4. Kiểm tra trạng thái chảy và tính toán tiêu năng: .......................................... 117
6.4.1. Mục đích tính toán: ................................................................................ 117
6.4.2. Trường hợp tính toán: ............................................................................ 118
6.4.3. Xác định độ mở cống: ............................................................................ 118
6.4.4..Kiểm tra trạng thái chảy trong cống ....................................................... 119
6.4.5. Tính toán tiêu năng: ............................................................................... 120
6.5. Chọn cấu tạo chi tiết cống ........................................................................... 122
6.5.1. Cửa vào, cửa ra ...................................................................................... 122
6.5.2. Thân cống .............................................................................................. 123
6.5.3. Tháp van ................................................................................................ 125
CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG NGẦM ....................................... 127
7.1. Mục đích, trường hợp tính toán và vị trí công trình. .................................... 128
7.1.1. Mục đích tính toán: ................................................................................ 128
7.1.2. Trường hợp tính toán: ............................................................................ 128
7.1.3. Vị trí đặt cống: ...................................................................................... 128
7.2. Tài liệu tính toán. ........................................................................................ 128
7.3. Xác định vị trí đường bão hòa tại vị trí tính toán ......................................... 129
7.4. Xác định các lực tác dụng nên cống ............................................................ 131
7.4.1. Áp lực đất: ............................................................................................. 132
Sinh viên:
Lớp
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Thiết kế hồ Suối Trọng
7.4.2. Áp lực nước: ......................................................................................... 133
7.4.3. Trọng lượng bản thân: ........................................................................... 134
7.4.4. Phản lực nền r: ...................................................................................... 134
7.4.5. Sơ đồ lực cuối cùng: .............................................................................. 134
7.5. Xác định nội lực cống ngầm. ...................................................................... 136
7.5.1. Mục đích tính toán: ............................................................................... 136
7.5.2. Phương pháp tính toán: ......................................................................... 136
7.5.3. Nội dung tính toán: ................................................................................ 136
7.5.4. Xác định biểu đồ mômen trong kết cấu: ................................................ 137
7.5.5. Xác định biểu đồ lực cắt: ....................................................................... 140
7.5.6. Xác định biểu đồ lực dọc: ...................................................................... 141
7.6. Tính toán cốt thép. ...................................................................................... 142
7.6.1. Số liệu tính toán. ................................................................................... 142
7.6.2. Sơ đồ và các mặt cắt tính toán. ............................................................. 143
7.6.3. Tính toán cốt thép dọc chịu lực: ............................................................ 144
7.6.4. Tính toán cốt thép ngang (cốt xiên): ...................................................... 150
7.7. Tính toán và kiểm tra nứt ........................................................................... 154
7.7.1. Mặt cắt tính toán: .................................................................................. 154
7.7.2. Tính toán và kiểm tra nứt: ..................................................................... 154
7.8. Tính toán nội lực bằng phần mềm Sap2000. ............................................... 156
7.8.1. Mục đích tính toán ................................................................................ 156
7.8.2. nội dung tính toán.................................................................................. 156
7.8.3. Số liệu tính toán .................................................................................... 156
7.8.5. So sánh và nhận xét kết quả ................................................................... 168
Gửi tin nhắn qua email
[email protected] or sdt 0986012484 để mình tặng bạn
bản cad và word nha chúc bạn làm đồ án vui vẻ!
Sinh viên:
Lớp
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Thiết kế hồ Suối Trọng
LỜI NÓI ĐẦU
Sau thời gian 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp với sự nổ lực của bản thân và được
chỉ bảo tận tình của thầy giáo Th.s Lê Đình Phát cùng các thầy cô giáo khác em đã
hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.
Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp đã giúp em hệ thống lại các kiến thức cơ
bản đồng thời vận dụng lý thuyết vào thực tế, làm quen với công việc của người kỹ
sư thiết kế và tìm hiểu một số phần mềm sử dụng trong tính toán,nâng cao thêm
những kiến thức chuyên môn.
Mặc dù bản thân rất cố gắng nhưng do thời gian có hạn và kiến thức thực tế và
trình độ chuyên môn còn nhiều hạn chế nên trong đồ án không tránh những thiếu
sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy để cho đồ án của em hoàn chỉnh
hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.s Lê Đình Phát, và các thầy
cô khác trong trường đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án. Em xin chân thành cảm ơn
các thầy cô giáo đã tận tình chỉ bảo, truyền đạt kiến thức cho em để em có được
ngày hôm nay.
Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2013
Sinh viên thực hiện
Sinh viên:
Lớp
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 1
Thiết kế hồ Suối Trọng PA1
CHƯƠNG 1:
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÙNG DỰ ÁN VÀ TÌNH HÌNH DÂN SINH
KINH TẾ
Vị trí và nhiệm vụ của công trình
Đặc điểm địa hình địa mạo
Các điều kiện địa chất thủy văn
Điều kiện địa chất công trình
Các đặc trưng hồ chứa
Tình hình dân sinh kinh tế
Sinh viên:
Lớp
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 2
Thiết kế hồ Suối Trọng PA1
1.1 Vị trí và nhiệm của công trình.
1.1.1. Vị trí của công trình
Công trình Hồ chứa Suối Trọng dự kiến được xây dựng tại xã Phong Phú huyện
Tân Lạc tỉnh Hoà bình. Vị trí đập nằm trên suối Trọng cách ngã ba Mãn Đức
khoảng 10 km, có toạ độ địa lý vào khoảng:
200.37’ vĩ độ Bắc;1050.12’ kinh độ
Đông; cách cầu Trọng I khoảng 1200 m về phía thượng lưu.
Suối Trọng bắt nguồn từ xã Phú Vinh, chảy qua các xã Phú Cường, Phong Phú qua
QL 6 nhập lưu với suối Kem đổ vào sông Cái, sau đó chảy vào sông Bưởi và cuối
cùng chảy vào hệ thống sông Mã.
1.1.2. Nhiệm vụ của công trình
KHQH ngày 26/7/1999 giao cho Viện Khoa học Thuỷ lợi lập báo cáo nghiên cứu khả
thi và đã có văn bản số 3275 QĐ/BNNXDCB ngày 25/09/2000 điều chỉnh bổ sung
nhiệm vụ của công trình:
+ Đảm bảo tưới 2 vụ ăn chắc cho khoảng 600 ha lúa + màu của vùng Mường Bi.
+ Tạo nguồn cấp nước tưới cho khoảng 380 ha vùng Mường Khến, Mãn Đức.
+ Tạo nguồn cấp nước cho 2 kho quân đội 900 m3/ngày đêm và tạo nguồn cấp
nước sinh hoạt cho khoảng 12.000 người khu Thị trấn Mường Khến.
+ Góp phần tạo cảnh quan môi trường, sinh thái cho khu vực hưởng lợi.
Cấp nước tưới chủ động cho diện tích canh tác trong sản xuất nông nghiệp, tạo
nguồn cấp nước sinh hoạt cho dân ven quốc lộ 6 và 2 kho quân đội, tạo cơ sở phát
triển kinh tế toàn diện trong vùng dự án, bao gồm:
1.2. Đặc điểm địa hình địa mạo
1.2.1. Khu vực hồ chứa
Hồ Trọng dự kiến xây dựng để cung cấp nguồn nước cho vựng trung tâm
của huyện Tân Lạc ven quốc lộ 6 bao gồm các xã từ khu Mường Bi đến khu vực thị
trấn Mún Đức. Đây là vùng nằm ở thượng nguồn sông Bưởi, địa hình bị phân cắt
bởi các nhánh suối Kem, Trọng và suối Bin đều chảy theo hướng từ Tây Bắc xuống
Đông Nam.
Sinh viên:
Lớp
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 3
Thiết kế hồ Suối Trọng PA1
1.2.2. Đặc điểm địa hình
Đặc điểm về địa hình khu vực này như là một thung lũng được bao bọc bởi núi cao
từ 3 phía:
Phía Đông phân cách với huyện Kỳ Sơn có các đỉnh núi cao như
Chu Khạp (+565,0m), Chu Mai (+470,0m).
Phía Bắc là triền núi cao thuộc huyện Mai Châu và là vùng phân cách với
hồ chứa nước Hoà Bình.
Phía Tây Tây Nam là triền núi đá cao có các đỉnh như Gia Mu (>900,0m),
Núi Tạng (+948,0m).
Vùng dự án có chiều rộng trung bình khoảng 10km và dài 15km với cao độ
thay đổi từ (+200,0m) ở phía Tây Bắc xuống khoảng (+130,0m) ở Đông Nam theo
chiều chảy của các nhánh suối.
Có quốc lộ 6 chạy cắt ngang giữa vùng dự án từ Đông sang Tây qua các xã Quy
Hậu, Mường Khến, Phong Phú và ven đường là nơi tập trung nhiều dân cư cũng
như các cơ sở kinh tế, hành chính của huyện.
1.3. Các điều kiện địa chất thủy văn
Đây là vùng miền núi, khí hậu trong năm vẫn chịu ảnh hưởng của cơ chế gió mùa,
một năm có 2 mùa rừ rệt (mựa mưa nóng ẩm, mùa khô gió rét).
1.3.1. Chế độ mưa, nhiệt độ, độ ẩm
Chế độ mưa: Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, chiếm khoảng 85 90% tổng
lượng mưa cả năm. Tổng lượng mưa năm bình quân nhiều năm là
XTân
Lạc
= 1.883 mm; năm mưa lớn nhất X1990max = 2.854 mm và nhỏ nhất
X1998min = 1.032 mm chênh nhau gần 2,8 lần. Vì vậy mà chế độ nước trên các
nhánh suối có lưu vực nhỏ sẽ dao động rất lớn, đặc biệt vào các tháng đầu vụ chiêm
hàng năm (tháng 2 đến tháng 4) lượng mưa rất ít, có tháng hầu như không mưa, các
tháng đầu vụ mùa (tháng 7 tháng 8 ) lại có mưa rất lớn khoảng 30% số tháng có
lượng mưa trên 400mm/tháng. Mưa rào gây lũ cũng thường xuất hiện vào thời kỳ
tháng 7, tháng 8 và cơn mưa cũng chỉ trong 1 ngày, lượng mưa 24h lớn nhất đó xuất
hiện X = 331mm/ngày vào ngày 20/9/1990 và X = 321mm/ngày vào ngày 15/8/1996.
Lượng mưa năm (Trạm Tân Lạc):
Xo
Lượng mưa năm ứng với tần suất thiết kế (P=75%):
X75% = 1.543 mm.
Sinh viên:
= 1.883 mm.
Lớp
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 4
Thiết kế hồ Suối Trọng PA1
Lượng mưa ngày lớn nhất ứng với tần suất 1,0%:
Xmax1,0% = 440,4 mm.
Lượng mưa ngày lớn nhất ứng với tần suất 0,5%:
Xmax0,5% = 498,2 mm.
1.3.2.Gió
Sương mù: thường xuất hiện vào tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Thông
thường trung bình hàng năm có 38 ngày xuất hiện sương mù. Tháng xuất hiện
nhiều sương mù nhất là tháng 12 (5 8 ngày), ít nhất là tháng 5 (1 ngày).
Sương muối: Sương muối thường xuất hiện chủ yếu vào tháng 12 và tháng
1 hàng năm:
Gió bão: Gió thịnh hành thường thay đổi theo 2 hướng: Tây Nam vào mùa
hè, Đông Bắc vào mùa đông. Tốc độ gió trung bình là 1,6 m/s. Gió Đông Bắc đem
theo không khí lạnh khô, thỉnh thoảng có mưa phùn còn gió Tây Nam thường đem
theo các cơn mưa mùa hè và khi mưa lớn thường gây ra lũ. Tuy nhiên trong các
thành núi đôi lúc có gió nóng (gió Lào) song mức độ nóng không cao. Bão thường
ảnh hưởng không lớn nhưng hay gây mưa to, thỉnh thoảng có gió lốc rất mạnh. Vận
tốc gió lớn nhất theo các hướng trong năm là các hướng Đông nam Tây bắc, phù
hợp với điều kiện địa hỡnh khu vực Bảng 1.2
Bảng 1-1: Vận tốc gió theo các hướng
Vận tốc
Đông€
Bắc
(N)
T
Tây(W)
Nam(S)
TB(NW)
N(S
ĐB(N
E)
W)
ĐN(SE) Không hướng
VMaxTB
10,1
13,0
10,7
13,0
14,8
12,8
11,7
12
17,5
VMax
20,0
23,0
18,0
15,0
20,0
18,0
18,0
20,0
Năm
1981
1996
1991
1998
1986,19
1987,19
90
891991
1975,1977
1978,1983
1992
1.3.3. Bốc hơi
Bảng 1-2: Phân phối bốc hơi lưu hồ suối Trọng
Tháng
I
II
III IV
V
Z (mm) 7
7
8
13 12 12
Sinh viên:
10
VI VII VIII IX
9
9
X
XI XII Năm
9
9
10 115,0
Lớp
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 5
Thiết kế hồ Suối Trọng PA1
1.3.4.Các đặc trưng thủy văn thiết kế.
Tài liệu dòng chảy năm thiết kế hồ chứa suối Trọng được tính toán dựa vào
dòng chảy của lưu vực. Các thông số dòng chảy năm thiết kế :
Bảng 1-3: Phân phối dòng chảy tần suất 75% (l/s).
Đơn vị: 106 m3
Tháng
W
I
III
IV
V
0,234 0,176 0,184 0,296 0,34
Tháng VIII
W
II
IX
X
XI
XII
VI
VII
0,863 1,820
Năm
2,447 3,254 2,321 0,772 0,35 13,056
1.3.5. Dòng chảy lũ thiết kế
Nguyên nhân hình thành lũ: Lưu vực Suối Trọng là một lưu vực nhỏ. Lũ
được hình thành do ảnh hưởng trực tiếp của trận mưa rào trên lưu vực. Theo điều
tra, trong lưu vực không có ao hồ, suối nhánh cũng rất ít nên khả năng điều tiết là
rất kém. Khi có mưa tạo thành dòng chảy mặt trên sườn dốc sau đó tập trung xuống
lòng suối và đổ về cửa ra tạo thành dòng chảy lũ.
Cơ sở xây dựng quá trình lũ: Cũng theo QPTL C677 quá trình hình thành
dòng chảy lũ trong lưu vực nhỏ rất nhanh, có dạng tam giác. Đối với lưu vực Suối
Trọng, lũ có dạng tam giác và thời gian lũ xuống bằng 2 lần thời gian lũ lên, từ đó
xây dựng được quá trình lũ do lưu vực Suối Trọng
Bảng 1- 4: Lưu lượng đỉnh lũ ứng với các tần suất.
Tần suất P(%) P= 0,2% P= 0,5% P= 1,0% P= 1,5% P= 2,0%
Hnp (mm)
P = 10%
552,4
477,9
422,5
390,4
367,7
243,3
(m3/s)
638
531
454
411
381
225
Qhạ (m3/s)
661
550
469
425
395
234
Qthượng
Sinh viên:
Lớp
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 6
Thiết kế hồ Suối Trọng PA1
Bảng 1-5: Thời gian lũ (cả hai tuyến thời gian lũ như nhau)
Thời gian lũ P% (giờ)
0,2
0,5
1,0
1,5
2,0
10
Trị số T (giờ)
7,0
7,3
7,5
7,7
7,8
8,8
1.4. Điều kiện địa chất công trình
1.4.1 Điều kiện địa chất công trình
Khu vực nghiên cứu chủ yếu nằm trong các lớp đất đá thuộc hệ Triat, thống
dưới và giữa. Thống dưới, Điệp Tân Lạc (T1tl): Thành phần chủ yếu là cát kết hạt
mịn, bột kết xen ít đá phiến sét mầu nâu, tím nhạt và phần trên cứng của điệp này
chủ yếu là sét vôi màu xám, xám xanh. Điệp Tân Lạc phân bố chủ yếu ở tuyến công
trỡnh và phạm vi lũng hồ. Thống giữa, Điệp Đồng Giao, gồm 2 phụ điệp: Phụ điệp Đồng
Giao dưới (T2 đg1) thành phần chủ yếu là đá vôi màu xám đen, xám nhạt, phần dưới thường
xen kẹp lớp mỏng sét vôi, đá phiến và đá silíc vôi. Phụ điệp Đồng Giao trên (T2dg2)
thành phần chủ yếu là đá vôi dạng khối hoặc phân lớp dày, màu xám trắng (sáng
màu), phần trên đôi chỗ là sét vôi, phiến sét hoặc bột kết vôi. Điệp Đồng giao phân
bố chủ yếu ở phía bên phải của hồ chứa ngoài phạm vi khảo sát của lũng hồ (dọc
theo QLộ 6 từ cầu Trọng 2 lên Tùng lệnh), chỉ có phần nhỏ đá vôi điệp Đồng giao
nằm ở thượng lưu Tây Bắc lũng hồ từ cao trình +205m trở lên.
Các trầm tích Đệ tứ: gồm các lớp đất mềm rời nguồn gốc eluvi, có thành
phần á sét, á cát lẫn nhiều dăm sạn phủ kín các sườn đồi trong vùng với bề dày từ
vài mét đến trên 5m. Dọc theo thung lũng suối Trọng, các tích tụ rời bở nguồn gốc
aluvi có thành phần là cát, cuội sỏi có bề dày 0,5 – 1m khá phổ biến. Từ vị trí tuyến
đập về hạ lưu, các trầm tích Đệ tứ có thành phần sét, á sét nhẹ và á cát có diện phân
bố tương đối rộng, tạo nên cánh đồng dọc theo thung lũng suối Trọng.
1.4.2. Điều kiện địa chất vùng tuyến
Trên cơ sở tài liệu khảo sát ĐCCT giai đoạn TKKT – TC, địa tầng khu vực
tuyến đập, tuyến tràn, tuyến cống được mô tả như sau:
Sinh viên:
Lớp
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 7
Thiết kế hồ Suối Trọng PA1
1.4.2.1. Tuyến đập
Lớp 1: Phân bố dọc sông suối, hỗn hợp cát cuội sỏi lẫn nhiều đất, cuội sỏi
chiếm khoảng 50 – 70%, cuội sỏi tròn kích thước từ một tới vài centimet có hòn sỏi
tơi 57cm. Thành phần cuội chủ yếu là cát bột kết, chiều dày lớp trung bỡnh 2m.
Tớnh thấm lớn cần phải xử lý trước khi đắp đập.
Lớp 2: Lớp đất sét đáy lớn phía gần sông lẫn nhiều sạn sỏi nhỏ tròn cạnh,
hàm lượng khoảng 1020% sỏi có kích thước 1 – 2cm, dẹt là chủ yếu. Trạng thái
cứng tới nửa cứng, kết cấu chặt vừa, phân bố mặt thềm của tuyến đập.
Lớp 3: Lớp đất sét lẫn ít dăm sạn. Phần trên mặt có nhiều rễ cây cỏ màu xám
nhạt. Lớp đất có trạng thái cứng, kết cấu chặt vừa, chiều dày từ 1,53m, dày trung
bình 2m. Lớp phân bố ở các sườn dốc 2 vai đập.
Lớp 4: Đất á sét nặng có chỗ là sét, màu nâu, nâu xẫm ít dăm sạn đá cát bột
kết mềm bở. Trạng thái dẻo mềm – dẻo cứng, kết cấu chặt vừa. Lớp phân bố trên bề
mặt. Chiều dày hai thác : 1 – 3m, tính chống thấm tương đối tốt K = 1*105 cm/s.
Dung trọng khô thiết kế gc = 1,35 T/m3, trữ lượng khảo sát là 285.000m3
Lớp 4ª: Đất á sét nặng có chỗ là sét, màu nâu, nâu xẫm lẫn ít dăm sạn đá cát
bột kết mềm bở. Trạng thái dẻo mềm – dẻo cứng, kết cấu chặt vừa. Lớp phân bố
trên bề mặt. Chiều dày khai thác 0,5 – 2m tính chống thấm tương đối tốt K = 5*105
cm/s. Dung trọng khô thiết kế gc = 1,48 T/m3, trữ lượng khảo sát là 336.000m3
Lớp 4b: Đất á sét nhẹ, màu nâu, nâu xẫm lẫn nhiều dăm sạn và đá cục cát bột
kết tương đối cứng. Trạng thái cứng – nửa cứng, kết cấu chặt vừa. Lớp 4b phân bố
dưới lớp 4a. Chiều dày khai thác 0,5 – 1m tính chống thấm tương đối tốt K = 2*105
cm/s. Dung trọng khô thiết kế gc = 1,54 T/m3, trữ lượng khảo sát là 15.000m3. Do
các lớp số 4 và 4ª có tổng lượng đất đắp lớn hơn lượng đất đắp yêu cầu cho nên
không cần sử dụng vật liệu đất đắp ở lớp 4b.
Lớp 4b: Đất á sét nhẹ, màu nâu, nâu xẫm lẫn nhiều dăm sạn và đá cục cát
Đá gốc: Vùng tuyến chủ yếu là đá bột kết sét gồm chủ yếu là sét than và bột
kết sét kết màu nâu đỏ, nâu tím. Đá phong hóa mạnh có chiều sâu tới 1520m
Do trầm tích có tính xen kẹp giữa các đất đá cứng mềm khác nhau nên phong
hóa cũng không đều. Đa nứt nẻ mạnh, phân lớp, phân phiến mạnh, góc dốc của lớp
Sinh viên:
Lớp
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 8
Thiết kế hồ Suối Trọng PA1
và gốc cắm của khe nứt thường 60o80o. Lượng mất nước đơn vị khá lớn, q từ 0,1
tới 0,7 l/f.
1.4.2.2. Tuyến tràn
Tràn xả lũ bố trí tại eo núi riêng biệt với vị trí tuyến đập, cách vai trái đập đất
khoảng 200m như đồ án được duyệt trong giai đoạn BCNCKT.
Tuyến tràn được bố trí ở yên ngựa, tim tuyến chạy theo khe suối. Theo kết quả khảo
sát ĐCCT địa tầng dọc theo tuyến tràn là lớp phủ: lớp 4ª và đá gốc là đới đá phong
hóa mạnh, đá phong hóa vừa và đá phong hóa nhẹ. Ngưỡng tràn, thân tràn, dốc
nước và tiêu năng sau dố đặt trên đá cát bột kết phong hóa mạnh tương đối mềm bở
có khả năng chịu lực tương đối tốt
Về hoạt động tân kiến tạo, tùy vùng hồ Trọng nằm trong khu vực hoạt động
tương đối mạnh của vùng Tây Bắc nhưng đập được xây dựng trong khu vực không
có đứt góy lớn nào chạy qua. Trong quỏ trỡnh đo vẽ ĐCCT chỉ phát hiện được một
số điểm lộ có biểu hiện của đứt góy bậc IV và bậc V. Nên có thể núi tuyến đập tràn
được xây dựng trên khối kiến tạo bình ổn.
1.4.2.3. Tuyến cống
Tuyến cống lấy nước được bố trí ở sườn núi vai phải tuyến đập. Theo kết quả khảo
sát ĐCCT địa tầng dọc theo tuyến cống là lớp phủ: lớp 4a, lớp 4 và đá gốc là đới đá
phong hóa hoàn toàn.
1.5. Vật liệu xây dựng
1.5.1. Vật liệu xây dựng đất
Đã tiến hành khảo sát thăm dò VLXD đất ở mỏ I, mỏ II và mỏ III. Cụ thể các mỏ
như sau:
-Mỏ I. Vị trí nằm ở sườn núi, bờ trái tuyến tràn Hồ chứa Suối Trọng. Mỏ 1 nằm ở
sườn núi hơi dốc, bề mặt là lớp phủ là cây nhỏ (tre, nứa…), rừng đã được giao cho
dân quản lý chăm sóc. Mỏ có:
Khoảng cách từ mỏ 1 đến chân công trình:
0,7km
Diện tích:
95.849m2.
Khối lượng khai thác: 271.764m3 (lớp 4a: 191.955m3, lớp 4: 79.809m3).
Khối lượng bóc bỏ:
Sinh viên:
24.377m3.
Lớp
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 9
Thiết kế hồ Suối Trọng PA1
-Mỏ II. Vị trí nằm ở sườn núi, thượng lưu bờ trái Hồ chứa Suối Trọng. Mỏ 2 nằm ở
sườn núi hơi dốc, lớp phủ là cây nhỏ (tre, nứa…), rừng đã được giao cho dân quản
lý chăm sóc. Mỏ có:
Khoảng cách từ mỏ 2 đến chân công trình:
0,5km
Diện tích:
79.963m2.
Khối lượng khai thác: 198.378m3 (lớp 4a: 74.991m3, lớp 4: 123.387m3).
Khối lượng bóc bỏ:
19.431m3.
-Mỏ III: Vị trí nằm sườn núi, thượng lưu bờ trái Hồ chứa Suối Trọng. Mỏ 3 nằm ở
sườn núi hơi dốc, lớp phủ là cây nhỏ (tre, nứa…), rừng đã được giao cho dân quản
lý chăm sóc. Mỏ có:
Khoảng cách từ mỏ 3 đến chân công trình: 0,2km
Diện tích:
94.218m2.
Khối lượng khai thác: 166.125m3 (lớp 4a: 68.988m3, lớp 4b: 82.092m3, lớp 4: 15.049m3).
Khối lượng bóc bỏ: 23.345m3.
1.5.2. Vật liệu xây dựng cát sỏi
Đã tiến hành khảo sát thăm dò VLXD cát sỏi ở mỏ CS1, Mỏ CS2, mỏ CS3 và mỏ
CS 4. Cụ thể các mỏ như sau:
-Mỏ CS1 (Mỏ cát sỏi Gò Cha):
Vị trí nằm ở thềm bờ phải suối gò Cha, cách UBND xã Kim Tiến 0,5km, địa hình
hơi thoải là những ruộng lúa của dân đang canh tác. Mỏ có:
Khoảng cách từ mỏ CS1 đến chân công trình: 58km
Diện tích :
Khối lượng khai thác:
20.000m2.
37.000m3.
Khối lượng bóc bỏ: 20.000m3.
Mỏ CS2 (Mỏ cát xóm Đồi):
Vị trí nằm ở thềm bờ phải suối, thuộc xóm Đồi, xã Kim Tiến, địa hình tương đối
bằng phẳng là những ruộng lúa của dân đang canh tác. Mỏ có:
Khoảng cách từ mỏ CS2 đến chân công trình: 56km
7.500 m2.
Khối lượng khai thác:
16.500 m3.
Khối lượng bóc bỏ:
8.625 m3.
Diện tích mỏ:
Sinh viên:
Lớp
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 10
Thiết kế hồ Suối Trọng PA1
- Mỏ CS3 (Mỏ cát Lục Cả):
Vị trí nằm ở thềm bờ phải suối, cách chợ Bờ khoảng 1km về phía hạ lưu, địa hình
tương đối bằng phẳng là những ruộng lúa của dân đang canh tác. Mỏ có:
Khoảng cách từ mỏ CS3 đến chân công trình: 55km
5.000 m2.
Khối lượng khai thác là:
6.250 m3.
Khối lượng bóc bỏ là:
6.000 m3.
Diện tích mỏ là:
- Mỏ CS4 (xóm Trại - xã Hạ bì):
Vị trí nằm ở bờ phải và bờ trái suối Bôi, cách chợ Bờ khoảng 1km về phía hạ lưu,
địa hình là bãi bồi tương đối bằng phẳng. Mỏ có:
Khoảng cách từ mỏ CS4 đến chân công trình: 55 km
Diện tích là:
Khối lượng khai thác là:
40.000 m2.
60.000 m3.
1.5.3. Vật liệu xây dựng đá
Đã tiến hành khảo sát VLXD đá ở mỏ đá vôi Mường Bi. Cụ thể các mỏ như sau:
Khoảng cách từ mỏ đá Mường Bi đến chân công trình: 8 km
Diện tích là:
Khối lượng khai thác là:
20.000 m2.
100.000 m3.
1.5.4. Vật liệu xây dựng Sắt, Thép và Xi măng
Vật liệu xây dựng sắt, thép được mua tại thị xã Hoà Bình có cự ly vận chuyển đến
chân công trình là 48km
1.6. Các đặc trưng về hồ chứa
Bảng 1-6: Quan hệ đặc tính địa hình lòng hồ
Z (m)
182
184
186
188
190
192
194
196
F (ha)
0
0,75
1,68
2,87
6,19
8,39
11,2
17,98
V (106m3)
0
0,004
0,028
0,073
0,162
0,307
0,502
0,791
Z (m)
198
200
202
204
206
208
210
F (ha)
22,99
34,51
43,76
53,45
64,5
75
95,76
1,2
1,771
2,552
3,522
4,711
6,105
7,808
V (106m3)
Sinh viên:
Lớp
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 11
Thiết kế hồ Suối Trọng PA1
1.7. Tình hình dân sinh kinh kế và phương hướng phát triển của vùng
1.7.1. Tình hình dân sinh kinh tế
Vùng dự án có 2 dân tộc, chủ yếu là người Mường và một ít người Kinh sống ven
đường giao thông QL6, QL12A và QL12C.
Theo số liệu thống kê của huyện, các địa phương trong vùng liên quan đến dự án có
tỡnh hỡnh như sau:
Toàn vùng có 5.658 hộ, 12.304 lao động, tỉ lệ tăng dân số từ 1,95% (1996) giảm
dần xuống 1,5% (1999).
1.7.2. Tình hình kinh tế.
Đây là vùng sản xuất nông nghiệp tương đối phát triển, cây trồng chủ yếu là lúa
nước và một số cây màu chính như ngô, đậu và cây mía. Tập quán canh tác cây lúa
nước theo hình thức gieo mạ và cấy, một năm có 2 vụ, lúa xuân làm ải, lúa mùa làm
dầm. Cây màu thường sản xuất theo 2 vụ, gần đây có phát triển thêm cây ngô đông.
Tổng diện tích đất canh tác của khu vực là 2.177 ha, chiếm 19,57% diện tích đất tự
nhiên.
Đây là vùng chuyên canh cây lúa là chính. Những năm gần đây mới phát triển cây
mía đặc biệt là loại mía tím (để ăn) ở vùng Phong Phú, Mỹ Hoà (phía Bắc QL6).
Một số diện cao nguồn nước không bảo đảm nên những năm gần đây nhân dân
chuyển sang trồng mía để làm đường hoặc trồng ngô.
1.7.3. Hiện trạng các công trình thuỷ lợi.
Trong vùng đến nay đó có khá nhiều cụng trình trung, tiểu thuỷ nụng do nhà
nước và nhân dân cùng làm để phục vụ cho sản xuất nông nghiệp
Các công trình thuỷ lợi hiện tại đó thể hiện sự khai thác hợp lý điều kiện địa
hình và khả năng nguồn nước trong vùng. Tận dụng những vị trí có thể làm các hồ
chứa nước để tưới cho diện tích cao ven núi hoặc đầu nguồn. Trên dòng chính các
nhánh suối Kem, suối Trọng nhiều bai, đập (kiên cố hoặc tạm) được hình thành, hệ
thống kênh dẫn tưới cho diện tích nằm ven 2 bờ suối và đây là loại hình tưới chính
quan trọng của vùng.
1.7.4. Nhu cầu dùng nước.
Theo nhiệm vụ, cụng trỡnh hồ Trọng sẽ cung cấp nước cho:
+ Diện tích sản xuất nông nghiệp : 1.010 ha.
Sinh viên:
Lớp
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 12
Thiết kế hồ Suối Trọng PA1
+ Sinh hoạt cho nhân dân sống ven quốc lộ 6: 12.000 dân
Thiết kế theo tiêu chuẩn cấp nước sạch cho người dân vùng nông thôn là: 60
l/ngàyđêm/ 1 người.
+ Nước cấp 2 kho của quân đội số 805 và 882 khoảng 900 m3/ngày đêm.
Việc cấp nước sinh hoạt và quân đội sẽ tập trung thành 2 vị trí: Vị trí 1 ở Phong Phú
Q = 14 (l/s). Vị trí 2 ở ngó ba Món Đức Q = 6 (l/s).
Bảng1-7: lượng nước yêu cầu tại đầu mối Đơn vị: 103 m3
Tháng
W SH
W QĐ
WTưới P = 75%
Tổng cộng
1
2
3
4
22,32 20,88 22,32
27,9
25,2
27,9
5
6
7
8
9
10
11
12
C.năm
21,6 22,32
21,6 22,32 22,32
21,6 22,32
21,6 22,32 263,52
27,9
27,9
27,9
27,9
256,5 1760,8 876,4 1159
27,9
27,9
27,9
27,9
27,9 332,1
344 576,9 726,2 233,6 307,9 298,9 107,3 139,6 6787,1
306,72 1806,9 926,62 1208,5 394,22 626,4 776,42 283,82 357,4 349,12 156,8 189,82 7382,7
Đầumối(h=0, 438,17 2581,2 1323,7 1726,4 563,17 894,86 1109,1 405,46 510,57 498,74 224,00 271,17 10546,
70)
Sinh viên:
9
4
3
7
77
Lớp
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 13
Thiết kế hồ Suối Trọng PA1
CHƯƠNG 2:
CÁC HẠNG MỤC VÀ QUY MÔ CÔNG TRÌNH
Các hạng mục công trình
Quy mô công trình và các chỉ tiêu thiết kế
Sinh viên:
Lớp
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 14
Thiết kế hồ Suối Trọng PA1
2.1. Các hạng mục công trình
Theo quyết định phê duyệt BCNCKT của Bộ Nông nghiệp và Phát triển
Nông thôn các hạng mục công trình được bố trí như sau:
* Tuyến đập: Tuyến đập đất bố trí hơi cong về thượng lưu để vật thoát nước
chân đập không chạy dọc suối, Đồng thời mái hạ lưu của đập dựa vào mô núi mà
không chùm xuống lòng suối.
* Tràn xả lũ: Tràn bố trí tại eo núi riêng biệt với vị trí tuyến đập, cách vai trái
đập đất khoảng 200m. Hình thức tràn tự do không có cửa van, ngưỡng tràn
Ôphixêrôp nối tiếp sau ngưỡng tràn là dốc nước, độ dốc đáy dốc 10%. Cụ thể tổng
mặt bằng công trình xem bản vẽ số N 25D060101.
* Tuyến cống: Tuyến cống được bố trí vai trái của đập. Cửa ra của cống lấy
nước làm bể tiêu năng. Cửa vào cống lấy nước được đào kênh dẫn vào với cao độ
đáy kênh 191.00m, bề rộng kênh B=3m.
2.2. Quy mô công trình và các chỉ tiêu thiết kế
2.2.1. Xác định cấp bậc công trình
Cấp của công trình được xác định từ hai điều kiện
2.2.1.1. Theo chiều cao đập và loại nền
Theo khảo sát địa hình ta chọn chiều cao đập từ 15m đến 35m. Nền loại B,theo
tiêu chuẩn 04052012 tra được công trình là công trình cấp II.
2.2.1.2. Theo nhiệm vụ công trình
Hồ có nhiệm vụ tưới cho 980 ha đất nông nghiệp, tra bảng 1 QCVN 0405: 2012/
BNNPTNT ta được cấp công trình là cấp IV.
Tổng hợp 2 kết quả trên ta sơ bộ xác định được cấp của công trình là cấp II. Cấp
của công trình sẽ được chính xác hóa sau khi thiết kế chi tiết đập chính.
2.2.2. Xác định các chỉ tiêu thiết kế
Như trên cấp công trình là cấp II xác định được các chỉ tiêu thiết kế như sau:
Theo QCVN 04052012 xác định được:
Tần suất lũ thiết kế và kiểm tra(tra bảng 4 QCVN 04052012):
PTK = 1%; PKT = 0,2%
Tần suất gió lớn nhất và bình quân lớn nhất(bảng 3 TCVN 82162009):
Pmax = 4%; Pbq = 50%
Sinh viên:
Lớp