Đồ án tốt nghiệp ngành XDCTN & Mỏ Lời nói đầu Việt Nam giai đoạn chuyển sang kinh tế thị trờng kinh tế nớc ta phát triển mạnh mẽ tất lĩnh vực: công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ . Thực trạng năm vừa qua cho thấy nguồn lợng cho phát triển kinh tế đất nớc đặc biệt điện thiếu hụt nghiêm trọng. Để khắc phục tình trạng thiếu hụt điện này, nhà nớc có chủ trơng đầu t xây dựng nhiều công trình thủy điện với công suất khác khắp nớc. Công trình thuỷ điện Huội Quảng công trình thủy điện lớn thứ t miền bắc với công suất lắp máy thiết kế 520 MW đợc xây dựng cung cấp sản lợng 1904 triệu kWh điện năm cho lới điện quốc gia, góp phần không nhỏ vào công cải thiện thiếu hụt điện nh nay. Đợc đồng ý Bộ môn XDCTN & Mỏ - Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Hà Nội, em đợc cử thực tập Công ty cổ phần Sông Đà 10 thực đề tài đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hầm dẫn dòng thi công nhà máy thủy điện Huội Quảng dới hớng dẫn thầy giáo TS.Nguyễn Văn Quyển. Hầm dẫn dòng thi công công trình phục vụ cho công tác xây dựng đập dâng hệ thống công trình thuỷ điện Huội Quảng. Chức công trình dẫn dòng sông Nậm Mu theo hớng vòng cung, đảm bảo mặt thi công đập dâng, đê quai hạ lu đê quai thợng lu. Đợc giúp đỡ sở thực tập Công ty cổ phần Sông Đà 10 thầy giáo môn Xây Dựng Công Trình Ngầm trờng Đại học Mỏ - Địa Chất, đặc biệt hớng dẫn tận tình thầy giáo Nguyễn Văn Quyển, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp mình. Do kiến thức hạn chế nên đồ án tránh khỏi thiếu sót, mong đợc góp thầy cô bạn để đồ án đợc hoàn thiện hơn. Xin chân thành cám ơn! Hà Nội 03 - 2011 Sinh viên thực Phạm Văn Hiệp SV: Phạm Văn Hiệp Lớp XDCTN & Mỏ K51 Đồ án tốt nghiệp ngành XDCTN & Mỏ Mục Mục lục Trang LờI NóI ĐầU ..1 Chơng I. KHáI QUáT Về CÔNG TRìNH THủY ĐIệN HUộI QUảNG Và CÔNG TRìNH HầM DẫN DòNG THI CÔNG2 1.1 Điều kiện tự nhiên xã hội khu vực đặt nhà máy 1.1.1. Vị trí địa lý . 1.1.2. Đặc điểm địa hình 1.1.3. mạng lới thuỷ văn4 1.1.4. Điều kiện khí hậu. 1.1.5. Điều kiện dân c, kinh tế .4 1.1.6. Giao thông vận tải.5 1.2. Đặc điểm địa chất, địa chất thủy văn, địa chất công trình 1.2.1. Đặc điểm địa chất 1.2.2. Đặc điểm địa chất thủy văn .6 1.2.3. Đặc điểm địa chất công trình .6 1.3. Khái quát nhà máy thủy điện Huội Quảng7 1.3.1. Quy mô, quy hoạch công trình . . 1.3.2. Khối lợng công trình cần thi công.9 Chơng II. THIếT Kế Kỹ THUậT 10 2.3. Khái quát hầm dẫn dòng thi công nhà máy thủy điện Huội Quảng 10 2.3.1. Vị trí, vai trò công trình quy hoạch tổng thể nhà máy 10 2.3.2. Đặc điểm địa chất khu vực xây dựng công trình 10 2.3.3. Tính chất lý đất đá hầm dẫn dòng thi công qua 12 2.3.4. Nhận xét sơ . .12 2.4. Xác định hình dạng, kích thớc mặt cắt ngang đờng hầm quy hoạch tuyến hầm 12 2.4.1. Hình dạng mặt cắt ngang đờng hầm 12 2.4.2. Kích thớc mặt cắt ngang đờng hầm 13 2.4.3. Quy hoạch tuyến hầm bình đồ 14 2.4.4. Quy hoạch tuyến hầm mặt cắt dọc 15 2.5. Khái quát kết cấu chống giữ công trình ngầm 16 2.5.1. Kết cấu gia cố tạm 16 2.5.2. Kết cấu chống cố định 17 2.5.3. Chọn kết cấu chống hợp lý 17 2.6. Xác định áp lực đất đá tác dụng lên công trình ngầm 23 2.6.1. Xác định áp lực đất đá thân hầm 23 2.6.2. Xác định áp lức đất đá đoạn chuyển tiếp cửa hầm . . 24 2.7. Thiết kế kỹ thuật kết cấu chống giữ đờng hầm25 2.7.1. Thiết kế kết kỹ thuật kết cấu gia cố tạm 25 2.7.2. Thiết kế kỹ thuật kết cấu chống cố định 31 Chơng III. THIếT Kế THI cÔNG . 47 3.1 Lựa chọn thiết bị thi công, vật liệu nổ 47 3.2 Lựa chọn sơ đồ đào, sơ đồ thi công 48 3.3 Thiết kế thi công gơng hầm dẫn dòng .50 3.4 Thiết kế thi công gơng dới hầm dẫn dòng . 66 3.5 Thiết kế thi công kết cấu chống cố định .77 Chơng IV. Tổ CHứC THI CÔNG84 4.1. Tổ chức chu kỳ đào gia cố tạm gơng hầm dẫn dòng 84 4.2.Tổ chức chu kỳ đào gơng dới hầm dẫn dòng .87 4.3 Tổ chức chu kỳ chống cố định 88 4.3. Các tiêu kinh tế kỹ thuật .93 KếT LUậN.97 TàI LIệU THAM KHảO 98 SV: Phạm Văn Hiệp Lớp XDCTN & Mỏ K51 Đồ án tốt nghiệp ngành XDCTN & Mỏ SV: Phạm Văn Hiệp Lớp XDCTN & Mỏ K51 Đồ án tốt nghiệp ngành XDCTN & Mỏ CHƯƠNG KHáI QUáT CHUNG Về nhà máy thủy điện huội quảng 1.1 Điều kiện tự nhiên xã hội khu vực đặt nhà máy. 1.1.1 Vị trí địa lý. Dự án thuỷ điện Huội Quảng có tổng diện tích khoảng 250 km2 140 km2 thuộc địa phận huyện Than Uyên tình Lai Châu, lại 110 km2 thuộc địa phận huyện Mờng La tỉnh Sơn La. Vị trí tọa độ vùng theo hệ Gauss nh sau: X: 18357 18370; Y: 2392 - 2402 Vị trí theo kinh độ vĩ độ Toạ độ: 2133'11" vĩ độ Bắc 10355'21"kinh độ Đông 1.1.2 Đặc điểm địa hình. Vùng hồ vùng tuyến nằm thung lũng sông Nậm Mu, thuộc vùng núi Tây Bắc Bắc Bộ có địa hình hiểm trở, vùng núi thấp đến trung bình, có độ cao tuyệt đối từ 300 1200 m bao gồm dãy núi phơng Tây Bắc Đông Nam phân bố dọc theo thung lũng sông Nậm Mu,các suối lớn Nậm Mở, Nậm Kim. Các khối núi có đỉnh nhọn, sờn dốc. Thung lũng sông Nậm Mu có dạng chữ V, hai sờn bờ dốc( 20o 50o), nhiều đoạn vách đá dốc gần thẳng đứng, lòng sông hẹp từ 30 50 m, lấp đầy cát cuội tảng đá cứng. 1.1.3 Mạng lới thủy văn. Sông Nậm Mu phụ lu chính( cấp 1) Sông Đà chảy theo phơng Tây Bắc Đông Nam. Các suối nhánh đổ vào sông Nậm Mu phân bố bên bờ, bờ phải chủ yếu chảy theo hớng Tây Nam Đông Bắc, bờ trái chảy theo hớng Đông Bắc Tây Nam đáng kể suối Nậm Kim Mở, có chiều dài 60 70 km bắt nguồn từ vùng núi cao Tú Lệ chảy vào sông Nậm Mu. Các sông suối mùa khô nớc, toàn lu lợng trung bình hàng năm sông Nậm Mu chiếm 10% dòng chảy năm sông Đà tuyến thủy điện Sơn La. 1.1.4 Điều kiện khí hậu. Vùng nghiên cứu thuộc chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa, có hai mùa rõ rệt: mùa khô từ tháng 10 đến tháng 3, mùa ma từ tháng đến tháng hàng năm lợng ma trung bình năm từ 1400 -:- 2000 mm, mùa ma chiếm đến 90% lợng ma năm, tập trung vào tháng tháng 7. Nhiệt độ trung bình hàng năm từ 17 22oC với biên độ dao động nhiệt độ trung bình năm 10,5oC, mùa hè chịu ảnh hởng gió nóng phía Tây, mùa đông chịu ảnh hởng gió mùa Đông Bắc. 1.1.5 Dân c, kinh tế. Trong vùng nghiên cứu có nhiều dân tộc khác nhau: Thái, HMông, Xá, Kinh sinh sống, chủ yếu dọc theo thung lũng sông, suối lớn với mật độ tha thớt. Các điểm tập trung dân lớn huyện lỵ Than Uyên nông trờng Mờng Thanh. Đời sống kinh tế vùng thấp, dân c sống chủ yếu nghề nông khai thác lâm sản. Đời sống văn hóa phát triển. 1.1.6 Giao thông vận tải. Cơ sở hạ tầng giao thông vùng phát triển, giao thông lại chủ yếu dựa vào đờng dân sinh nhỏ số tuyến đờng cũ h hỏng nhiều nh tuyến quốc lộ 32 chạy từ Sơn La qua Than Uyên, Mù Cang Chải đến Yên Bái, tuyến đờng quân 279 đợc thông xe nhng bị ách tắc vào mùa ma sạt lở đờng. Tuyến đờng giao thông liên xã từ Mờng La vào trung tâm xã Chiềng Lao để vào khu vực nhà máy đờng cấp phối h hỏng nặng, lại đợc vào mùa khô. 1.2 Đặc điểm địa chất, địa chất thủy văn, địa chất công trình. 1.2.1 Điều kiện địa chất. a. Cấu trúc địa chất SV: Phạm Văn Hiệp Lớp XDCTN & Mỏ K51 Đồ án tốt nghiệp ngành XDCTN & Mỏ Vùng nghiên cứu đợc xếp vào phần Võng sông Đà Máng chồng Tú Lệ thuộc miền cấu trúc Miền uốn nếp Bắc Bộ, bao gồm: tổ hợp đá lục nguyên, phiến sét bon triat sớm Rift nội lực sông Đà có cấu trúc uốn nếp, phức tạp với nhiều hệ uốn nếp chồng chéo theo phơng Tây Bắc - Đông Nam có chiều dày > 4000m. Dựa vào đặc điểm tớng đá, tuổi địa chất, phân biệt phụ tổ hợp thạch học kiến tạo sau: - Phụ tổ hợp đá sét lục nguyên vụn thô: Gồm trầm tích điệp Tân Lạc. - Phụ tổ hợp lục nguyên, đá phiến sét, silic dạng filíơ có chiều dày 1,5 2,5 km, gồm đá T2lmt3, với trầm tích hạt mịn chiếm u phần dới, chuyển lên cao hạt thô dần. - Phụ tổ hợp cacbonat: gồm trầm tích cacbonat điệp Đồng Giao phân hệ tầng Mờng Trai. Tổ hợp đá lục nguyên vụn thô đỏ sau rift Triat muộn Suối Bàng: Gồm trầm tích điệp suối Bàng có độ dày không lớn, quy mô nhỏ, lấp đầy hố sụt cục kiểu dầm hồ. Tổ hợp đá núi lửa, núi lửa Mezozoi muộn bồn trũng núi lửa Tú Lệ: Bao gồm đá hệ tầng Suối Bé, hệ tầng Văn Chấn đá xâm nhập Phusaphìn tuổi Kreta. Tổ hợp đá trầm tích nguồn gốc aluvi Đệ Tứ: Phân bố dọc thung lũng sông suối dới dạng bậc thềm bãi bồi. b. Đứt gãy khe nứt. Đứt gãy. Vùng xây dựng công trình phát triển mạnh mẽ theo hệ thống chính: Tây Bắc - Đông Nam , Đông Bắc Tây Nam hệ kinh tuyến có quy mô tù bậc II đến bậc V. hoạt động chúng hình thành đới đập vỡ, milonit hóa làm biến đổi đất đá, ảnh hởng xấu đến điều kiện ĐCCT nền. Đáng ý vùng đứt gãy sau: Đứt gãy Phong Thổ - Nậm Pìa (II-1): Đứt gãy chạy qua vùng nghiên cứu thuộc chấn đoạn Mờng La Bắc Yên, khoảng cách gần tới tuyến đập Huội Quảng 6,5 km phía Đông. Cơ chế hoạt động đứt gãy trợt phải, mặt trợt đứt gãy cắm hớng Đông Bắc 60-70o. Đứt gãy Nậm Mu (III-1): Là đứt gãy nhánh đứt gãy Phong Thổ - Nậm Pìa, Phát triển theo hớng Tây Bắc - Đông Nam. Mặt trớc cắm hớng Tây Nam góc dốc 70-80o, chiều rộng đới phá hủy từ 5-10m đến hàng chục mét. Các đứt gãy bậc IV: Bao gồm hệ thống chính: Tây Bắc - Đông Nam , Đông Bắc Tây Nam hệ khinh tuyến. Các hệ thống khe nứt chính. Trong phạm vi khu vực khối đá đập 2km đầu hầm dẫn nớc phát triển hệ khe nứt nh sau: 320-360o50-75o ; 60-95o70-85o 140-190o30-70o ; 220-240o40-50o ; 30-40o30-40o Khối đá Bazan khu vực nhà máy-tháp điều áp có hệ thống khe nứt nh sau: 180-230 70-850; 330-10 60-800 0 110-130 70-80 ; 290-3100 30-800; 60-800 70-800 Ngoài hệ khe nứt phát triển số hệ khe nứt có nguồn gốc nguyên sinh trình đông nguội khối đá bazan thờng bị lấp đầy khoáng vật thứ sinh, khe nứt phong hóa, giảm tải sờn dốc phát triển khu vực không theo quy luật hệ. 1.2.2 Điều kiện địa chất thủy văn. a. Các phân vị địa tầng ĐCTV. Tâng chứa nớc thành tạo aluvi-proluvi(aQ-paQ) SV: Phạm Văn Hiệp Lớp XDCTN & Mỏ K51 Đồ án tốt nghiệp ngành XDCTN & Mỏ Phân bố dọc theo thung lũng sông Nậm Mu suối nhánh, nớc chứa vận động lỗ rỗng cát cuội sỏi với chế độ thủy lực có quan hệ trực tiếp với nợc mặt, miền thoát sông suối dao động theo mùa. Phức hệ chứa nớc thành tạo đá trầm tích lục nguyên, hệ tầng Mờng Trai, điệp Suối Bàng. Phân bố hầu khắp vùng nghiên cứu. Nguồn cung cấp nớc mặt nớc tầng chứa nớc bên trên, miền thoát hệ thống sông suối vùng. Mực nớc ngầm nằm độ sâu 20-30m dao động theo mùa. Nớc phức hệ thuộc loại nghèo, lu lợng xuất lộ nhỏ (0,01-0,1 l/s) thờng dạng thấm rỉ. Phức hệ chứa nớc thành tạo macma hệ tầng Suối Bé, hệ tầng Văn Chấn, phức hệ Phù sa Phìn Phân bố chủ yếu vùng tuyến Huội Quảng. Nớc chứa khe nứt đới phong hóa nứt nẻ. Tầng cách nớc đá gốc tơng đối nguyên khối, nguồn cung cấp nớc mặt, miền thoát thung lũng sông suối. Nớc nghèo, lu lợng [...]... sơ bộ Hâm dẫn dòng thi công là công trình ngầm tạm đợc xây dựng phục vụ mục đích dẫn dòng nớc sông Nậm Mu đi qua phạm vi thân đập trong quá trình xây dựng đập thủy điện và thi công hầm dẫn nớc Tới khi xây dựng xong đập và hầm dẫn nớc, hồ chứa của nhà máy bắt đầu tích nớc để phát điện thì hầm đợc lấp lại Thời gian tồn tại của hầm là 5 năm từ 2010 đến 2014 Để thực hiện công tác dẫn dòng thi công, tại... chất lợng vỏ chống, chất lợng thi công 2.8.3 Chọn kết cấu chống hợp lý Việc lựa chọn kết cấu chống hợp lý cho công trình hầm dẫn dòng nhà máy thủy điện Huội Quảng cần căn cứ và nhiều yếu tố nh: Các điều kiện địa tầng Chức năng công trình Kích thớc công trình Thời gian tồn tại Giá thành hệ thống kết cấu chống Phơng pháp thi công, và điều kiên cung cấp vật t, thi t bị thi công Căn cứ vào những điều... đờng hầm Đờng hầm dẫn dòng thi côngnhà máy thủy điện Huội Quảng với mục đích chính là tiêu thoát nớc trong mùa kiệt và xả lũ trong mùa lũ, do đó ta có thể sử dụng hầm tiết diện hình tròn, hình vòm bám nguyệt tờng thẳng hoặc hình chữ nhật Vì đờng hầm đào qua đất đá ổn định chọn tiết diện vòm bán nguyệt tờng thẳng để thuận lợi cho thi t kế và thi công hầm 2.5.2 Xác định kích thớc mặt cắt ngang đờng hầm. .. ngang hầm theo lu lợng dẫn dòng thi t kế - Kích thớc sử dụng của đờng hầm đợc xác định theo lu lợng dòng chảy qua hầm trong quá trình thi công Qtk = 915 m3/s và kiểm tra theo lu lợng xả lũ là Qmax= 1507 m3/s Vận tốc dòng chảy trong hầm thoả mãn kiều kiện: V = Trong đó: V_Vận tốc dòng nớc chảy trong hầm, m/s Q Vcp (m/s) S sd Q_Lu lợng dòng nớc đi qua, m3/s Ssd _Diện tích mặt cắt ngang sử dụng của đờng hầm, ... xây dựng hầm dẫn dòng Cao trình đáy cửa vào 286,0m, cao trình đáy cửa ra 285,0m Chiều dài thân hầm L = 243,18m, độ dốc hầm i = 0,044% với lu lợng tính toán lớn nhất xả qua hầm là Qmax = 915 m3/s Lu lợng xả lũ là 1507 m3/s Nhình chung điều kiện địa chất công trình là thuận lợi cho thi t kế và thi công hầm dẫn dòng 2.5 Xác định hình dạng, kích thớc mặt cắt ngang đờng hầm và quy hoạch tuyến hầm 2.5.1... loạt trong nhà máy Tuy nhiên nhợc điểm là dễ phát sinh ứng suất cục bộ, thi công đòi hỏi tính chính xác cao + Kết cấu bê tông phun ở dạng bê tông kết cấu: Kết cấu bê tông phun đợc thi t kế với chiều dày lớn thờng phun có cốt thép( lới thép) hay sử dụng bê tông phun sợi thép Ưu điểm là thi công đơn giản, kích thớc vỏ chống nhỏ hơn so với bê tông liền khối, hiệu quả kinh tế lớn Tuy nhiên kết cấu này... từ nóc hầm đến vị trí cần tính áp lực i - trọng lợng thể tích của đá, i = 2, 68 T/m3 + Tại vị trí nóc hầm, z = 0: , qs = 1,5.12,9.tg 215o = 1, 4 T/m + Tại vị trí nền hầm, z = h = 11,06 m '' qs = 1,5 ( 2, 68.11, 06 + 19,35 ) tg 215o = 5,3 T/m + áp lực phân bố bên sờn ' " qs + qs 1, 4 + 5,3 qs = = = 3,35 T/m 2 2 2.10 .Thi t kế kỹ thuật kết cấu chống giữ đờng hầm 2.10.1 Thi t kế kết kỹ thuật kết cấu... nổ mìn + Bảo vệ ngời và trang thi t bị thi công trong công trình ngầm Kết cấu gia cố tạm có thể đợc lắp dựng trớc (kết cấu gia cố trớc) hoặc sau khi khai đào khoảng trống công trình ngầm + Kết cấu gia cố trớc: thờng đợc sử dụng trong điều kiện đất, đá yếu có khả năng sập lở ngay sau khi đào công trình ngầm, gơng đào không ổn định, lu lợng nớc ngầm chảy vào công trình lớn Kết cấu gia cố trớc có nhiều... phần cửa hầm Tỷ lệ 1: 200 Cửa hầm sẽ đợc thi công bằng biện pháp đào lộ thi n sau đó lắp dựng cốp pha và đổ bê tông kết cấu 2.5.3 Quy hoạch tuyến hầm trên bình đồ Quy hoạch tuyến hầm trên bình đồ đợc thể hiện trên Hình 2.3 2.5.4 Quy hoạch tuyến hầm trên mặt cắt dọc Quy hoạch tuyến hầm trên mặt cắt dọc đợc thể hiện trên Hình 2.4 Mặt cắt dọc tuyến hầm thể hiện đặc điểm địa chất các lớp đất đá đờng hầm đi... một hàng là a, giữa các hàng neo theo phơng dọc trục hầm là b Để thuận tiện cho thi t 1 1 kế và thi công thờng chọn a=b = = = 1, 72 m S 0,33 Với đoạn chuyển tiếp cửa hầm trình tự tính toán tơng tự Kết quả tính toán các thông số mạng neo cho thân hầm và đoạn chuyển tiếp cửa hầm đợc cho trong bảng sau: Bảng 2.7 Các thông số mạng neo Vị trí Thân hầm Cửa hầm Chiều dài Sức chịu tải Tải trọng Mật độ Khoảng . Mỏ Ch ơng 2 Thi t kế kỹ thuật hầm dẫn dòng thi công nhà máy thủy điện Huội Quảng 2.4 Khái quát về công trình hầm dẫn dòng thi công nhà máy thủy điện Huội Quảng 2.4.1 Vị trí, vai trò công trình. thuật kết cấu chống cố định 31 Chơng III. THI T Kế THI cÔNG . 47 3.1 Lựa chọn thi t bị thi công, vật liệu nổ 47 3.2 Lựa chọn sơ đồ đào, sơ đồ thi công 48 3.3 Thi t kế thi công gơng trên hầm dẫn dòng. Công ty cổ phần Sông Đà 10 và thực hiện đề tài đồ án tốt nghiệp: Thi t kế hầm dẫn dòng thi công nhà máy thủy điện Huội Quảng dới sự hớng dẫn của thầy giáo TS.Nguyễn Văn Quyển. Hầm dẫn dòng thi