11 ĐÁNH GIÁ AN TỒN ỔN ĐỊNH ĐẬP ĐẤT-ĐÁ CƠNG TRÌNH THỦY ĐIỆN HỒ BÌNH KHI NÂNG MNTL ĐẾN CAO ĐỘ 122.00 m (THEO TÀI LIỂU CỦAVIỆN THIẾT KẾ THUỶ CÔNG MATATSCƠVA) _ D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hoà Bình – B -1- A TÍNH TỐN KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TRƯỢT MÁI ĐẬP Trong phấn trính bày phương pháp luận, nội dung kết tính tốn Viện Thiết kế Thuỷ cơng Matscơva luận chưng kỹ thuật để nâng mực nước gia cường lên 122.00 m Phương pháp luận tiến hành đánh giá nguyên tắc khả nâng cao thêm lõi đập mà không nâng cao cao độ đỉnh đập để đưa mực nước gia cường hồ chứa lên tới cao độ 122,00 m Để làm việc Viện Hydroproject tiến hành tính tốn kiểm tra độ ổn định mái dốc đập đất đá mực nước thượng lưu nói Khi tính tốn độ ổn định mái dốc xét đến lực sau : – Trọng lượng thân đất đá đập – Áp lực thủy tĩnh – Tải trọng địa chấn – Áp lực kẽ rỗng dư – Lực ma sát dính kết ranh giới bề mặt sạt lở Đối với vùng nằm thấp đường bão hồ có xét tới lực đẩy thủy tĩnh, áp lực thấm, trọng lượng thân nước kẽ rỗng đất đá Độ ổn đỉnh mái dốc thượng lưu hạ lưu kiểm tra cho tổ hợp tải trọng tổ hợp tải trọng đặc biệt : – Tổ hợp – mực nước gia cường mực nước hạ lưu cao – Tổ hợp đặc biệt – tác động địa chấn MNGC mực nước hạ lưu cao Độ ổn định mái dốc hạ lưu đập kiểm tra tổ hợp tải trọng tổ hợp tải trọng đặc biệt cột áp cao lên đập : – Tổ hợp – mực nước gia cường hạ lưu khơng có nước ( mc nước ngầm cao độ – 5,0 m) – Tổ hợp đặc biệt – tác động địa chấn mực nước gia cường hạ lưu khơng có nước (mực nước ngầm cao độ – 5,0 m) Các mức nước lấy sau ( m ) : Thượng lưu : – Gia cường Hạ lưu ( khơng tính xói rửa) : – Cao xả lũ: – Hạ lưu khô ( mực nước ngầm): Cột áp lớn lên đập: _ D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hồ Bình – B -2- 122, 00 23,8 -5 127 m Số liệu gốc để tính tốn độ ổn định mái dốc tác động địa chấn lấy sau : – Hệ số địa chấn tương ứng với động đất cấp duyệt theo CNIP - II 7-81 0,05 – Dung trọng đất đá thân đập (trung bình): 1,98 t/m3 – Moduyn đàn hồi động thân đập: 118.000 t/m3 – Moduyn đàn hồi động nền: 33.500 t/m3 – Hệ số Poatxson: 0,3 Mặt cắt địa chất đập lấy sở tài liệu đo vẽ hồn cơng Theo qui phạm hành LB Nga hệ số ổn định mái dốc đập đất đá xác định : Theo công thức VNIIG - Terzagi  cb  ∑ ( G − Ub ) × cos α × tgϕ + cos α  − ∑ S × sin α × tgϕ − ∑ S × cos α × tgϕ   K= ∑ G × sin α + ∑ S × cos α − ∑ S × sin α + H + P гор гор верт верт vg Theo công thức Bishop K= ∑ {[( G − Ub ) × tgϕ + cb − S × sin α × tgϕ − S ∑ G × sin α + ∑ S × cos α + ∑ S верт гор гор × tgϕ ] / (1 + tgα × tgϕ ) / cos α } ветр × sin α + H + Pvg Theo cơng thức Trugaev K= ∑ [( G − Ub) × tgϕ + cb / cos α − S × sin α × tgϕ − S × cos α × tgϕ ] ∑ G × sin α + ∑ S × cos α − ∑ S × sin α + H + P гор гор верт верт vg Trong công thức có sử dụng ký hiệu sau : G – Trọng lượng thân đất đá cột chia nhỏ, có tính đến bão hồ nước U – áp lực thấm cột chia nhỏ b – Chiều rộng cột chia nhỏ tgϕ – Hệ số ma sát tính tốn c – Lực dính kết tính tốn đất đá α – Góc hình thành mặt phẳng đứng bán kính khung trượt H – Áp lực nước tự Sгор Sверт – Thành phần ngang đứng tải trọng địa chấn, có tính đến vị trí đặt gia tốc địa chấn khối nước liền kề (H, Pvg Parm – Các momen lực tâm đường tròn, chia thành bán kính ) Tiêu chuẩn ổn định mái dốc đập thoả mãn (đối với màng sạt lở nguy hiểm nhất) bất đẳng thức: γ fc F ( γ f ) < γc R( ) γn γg : F – trị số tính tốn tác động lực tổng quát _ -3D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hồ Bình – B R – trí số tính toán khả chịu lực tổng quát hệ thống “cơng trình – ” γf, γn, γfc – hệ số an toàn tải trọng ; γg – hệ số an toàn đất đá γc – hệ số điều kiện làm việc ; Đối với cơng trình cấp : γn = 1.25, γn = 1.25, γfc = 1.0, γc = 1.0 – tổ hợp tải trọng γfc = 0.9, γc = 1.0 – tổ hợp tải trọng đặc biệt Khi tìm mặt trượt nguy hiểm sử dụng quan hệ Kc = R γ nγ fc > F γc Như hệ số ổn định cho phép : - Đối với tổ hợp tải trọng : 1.25; - Đối với tổ hợp tải trọng đặc biệt: 1.125 Trong tính tốn sử dụng đặc tính địa kỹ thuật đất đá thân đập phê duyệt ngày 18.12.1985 bảng 4.1 Bảng 4.1 C γtn γbh Lớp Đất đá tgϕ 3 t/m2 t/m t/m Đá núi 1.93 2.01 0.73 1.5 2.0 1.54 1.8 2.5 2.14 1.97 2.16 2.6 0.73 0.2 0.6 10 2.0 3.0 0.5 10 Hỗn hợp cát sỏi Đất dính lõi đập Hỗn hợp cát sỏi khơng khoan Badan poocfirit Trong : γест – đất đá có độ ẩm tự nhiên ( cao mặt nước ) γнас – dung trọng đất đá bão hoà nước (dưới mặt nước) Kết tính tốn độ ổn định mái dốc thượng lưu hạ lưu thông số hồ chứa trường hợp tính tốn khác xem hình 4.1- 4.9 So sánh hệ số dự phịng ổn định tính theo phương pháp nêu xem bảng 4.2 4.3 Bảng 4.2 _ D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hồ Bình – B -4- Trường hợp tính tốn Tổ hợp tải trọng Tổ hợp tải trọng đặc biệt Hệ số ổn định mái dốc thượng lưu Theo phương Theo phương pháp Theo phương pháp pháp VNIIG Trugaev bishop Tertsagi 2,501 2,642 2,215 1,414 1,493 1,87 Bảng 4.3 Hệ số ổn định mái dốc thượng lưu Trường hợp tính tốn Theo phương pháp Theo phương pháp Theo phương pháp VNIIG - Tertsagi Trugaev bishop MNHL: =23,8 m 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 1,531 1,900 1,633 Mực nước ngầm -5,0 m Tổ hợp tải trọng đặc biệt 1,391 1,552 1,381 Tổ hợp tải trọng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết phân tích ổn định trượt mái theo phương pháp vòng cung trượt cho thấy: Các giá trị tính tốn hệ số an tồn ổn định chống trượt cho mái dốc thượng lưu hạ lưu tất trường hợp tính toán khác lớn trị số hệ số an toàn ổn định cho phép ghi qui phạm hành Kiến nghị: Nâng cao mực nước phòng lũ hồ Hịa Bình đến cao độ 122.00 m, Ở mực nước đập đất – đá Hịa Bình đảm bảo an toàn ổn định với tất tổ hợp lực _ D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hồ Bình – B -5- _ D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hồ Bình – B -6- _ D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hồ Bình – B -7- _ D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hồ Bình – B -8- B TÍNH TỐN TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT- BIẾN DẠNG CỦA ĐẬP Để đánh giá trạng thái ứng xuất biến dạng đập đất đá mực nước thượng lưu dâng tới cao độ 122 m tiến hành tính tốn theo mơ hình đập lập trước khuôn khổ báo cáo “Kiểm tra hệ thống “ đập đất đá - – tiếp giáp hai bờ” đánh giá trạng đập Hồ Bình” kết tính tốn cho thấy, dâng mực nước thượng lưu thêm m ( từ 115 đến 122 m) tháng (thời gian kéo dài giai đoạn tính toán) làm cho đỉnh đập xê dịch thêm khoảng cm phía hạ lưu ( hình 4.104.12) Khi chuyển dịch đứng đỉnh đập thay đổi không đáng kể ( hình 4.13) Đánh giá trạng thái ứng suất tĩnh đập đất đá cho thấy hệ số dự phịng cục cao (trên 1,5) qua tính tốn thấy thân đập khơng xuất vùng đất đá có trạng thái tới hạn ( hình 4.14-4.17) _ D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hoà Bình – B -9- Hình 4.10 Chuyển dịch ngang đỉnh đập vng góc với tim đập (PVM-4) mực nước thượng lưu dâng tới 122,0 m _ D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hồ Bình – B - 10 - Hình 4.11 Chuyển dịch ngang đỉnh đập vng góc với tim đập (PVM-6) mực nước thượng lưu dâng tới 122,0 m _ D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hồ Bình – B - 11 - H×nh 4.12 Chuyển dịch ngang đỉnh đập vuông góc với tim đập ( PVM-8 ) mực nớc thợng lu dâng tíi 122,0 m _ D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hồ Bình – B - 12 - _ D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hồ Bình – B - 13 - Hình 4.13 Lún đỉnh đập (PVM-4) mực nước thượng lưu dâng tới 122,0 m _ D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hồ Bình – B - 14 - ... 1,98 t/m3 – Moduyn đàn hồi động thân đập: 118 .000 t/m3 – Moduyn đàn hồi động nền: 33.500 t/m3 – Hệ số Poatxson: 0,3 Mặt cắt địa chất đập lấy sở tài liệu đo vẽ hồn cơng Theo qui phạm hành LB Nga... _ D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hồ Bình – B -6- _ D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hồ Bình – B -7- _ D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hồ Bình... - 10 - Hình 4 .11 Chuyển dịch ngang đỉnh đập vng góc với tim đập (PVM-6) mực nước thượng lưu dâng tới 122,0 m _ D9ập vật liệu địa phương – CTTĐ Hồ Bình – B - 11 - Hình 4.12