Thiết kế hồ Quỳnh-Bắc Giang

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình thuỷ lợi

Sinh viên : Lê Văn Cường 1 Lớp : 48C4

LỜI CẢM ƠN

Sau 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp,với sự hướng dẫn tận tình đầy tâm huyết của thầy

giáo,GS.TS.Ngô Trí Viềng và sự cố gắng,nỗ lực của bản thân,đến nay em đã hoàn thành

Đồ án tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế hồ Quỳnh I” thuộc tỉnh Bắc Giang

Nội dung đồ án gồm những phần sau :

 Chương 1 : Tình hình chung

 Chương 2 : Quy mô công trình đầu mối

 Chương 3 : Thiết kế các phương án

 Chương 4 : Tính toán điều tiết lũ cho phương án chọn

 Chương 5 : Thiết kế đập đất

 Chương 6 : Thiết kế tràn xả lũ

 Chương 7 : Thiết kế cống lấy nước

 Chương 8 : Thiết kế mặt bằng thi công và tổ chức thi công

 Chương 9 : Chuyên đề kỹ thuật

Mặc dù trong quá trình làm đồ án em đã cố gắng,nỗ lực rất nhiều nhưng do trình độ

kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên đồ án vẫn còn nhiều thiếu sót.Kính

mong nhận được sự góp ý,chỉ bảo của thầy cô.

Để hoàn thành được đồ án này em đã nhận được sự hướng dẫn,chỉ bảo hết sức tận tình

và đầy tâm huyết của thầy giáo,GS.TS.Ngô Trí Viềng .Em xin gửi tới thầy lòng biết ơn

chân thành,kính chúc thầy cùng gia đình luôn mạnh khỏe,hạnh phúc.

Em cũng xin gửi lời cám ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong Khoa cũng như trong

trường đã giảng dạy,truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm cho em trong quá trình học tập tại

trường.

Em xin chân thành cám ơn!

Lê Văn Cường

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình thuỷ lợi

Sinh viên : Lê Văn Cường 2 Lớp : 48C4

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH CHUNG………………………………………………….…2

1.1. Đặc điểm tự nhiên………………………………………………………………….....2

1.2. Tình hình xã hội ……………………………………………………………….……16

1.3 Phương hướng phát triển của vùng…………………………………………………19

1.4. Nhu cầu dùng nước của vùng và nhiệm vụ công trình………………………...….20

CHƯƠNG 2: QUY MÔ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI…………………………………..30

2.1. Cấp công trình………………………………………………………………………30

2.2. Nhiệm vụ công trình………………………………………………………………..30

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC PHƯƠNG ÁN………………………………………...32

3.1.Tính toán điều tiết lũ……………………………………………………………..…..32

3.2.Xác định các kích thước cơ bản…………………………………………………..…35

3.3.Tính toán khối lượng giá thành các hạng mục công trình ứng với các

phương án…………………………………………………………………………….….51

3.4. Phân tích lựa chọn Btr kinh tế……………………………………………..……….59

CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ CHO PHƯƠNG ÁN CHỌN…………...60

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT…………………………………………...……….64

5.1Các kích thước cơ bản của đập đất …………………………………………………64

5.2.Tính thấm qua đập …………………………………………………………………..69

5.3.Tính toán ổn định đập đất………………………………………………………..…74

CHƯƠNG 6. THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ……………………………………………….78

6.1. Bố trí chung đường tràn……………………………………………………….……78

6.2. Tính toán thủy lực ngưỡng tràn……………………………………………..……..81

6.3. Tính toán thủy lực dốc nước………………………………………………………..81

6.4. Tính toán tiêu năng bằng bể tiêu năng……………………………….……………84

6.5.Chọn cấu tạo chi tiết đập tràn………………………………………………………87

6.6.Tính toán ổn định đập tràn…………………………………………………………94

CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC……………………………………….105

7.1.Chọn tuyến và hình thức cống……………………………………..………………105

7.2.Thiết kế kênh hạ lưu cống………………………………………………………….106

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình thuỷ lợi

Sinh viên : Lê Văn Cường 3 Lớp : 48C4

7.3 Tính khẩu diện cống…………………………………………………….…………107

7.4.Kiểm tra trạng thái chảy trong cống.......................................................................112

7.5. Chọn cấu tạo cống....................................................................................................120

CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ MẶT BẰNG THI CÔNG VÀ BIỆN PHÁP

THI CÔNG.......................................................................................................................125

8.1. 8.2. Điều kiện thi công…………………………………………………...…………125

8.2. Điều kiện thi công……………………………………………………….………….125

8.3. Tiến độ và biện pháp thi công………………………………………………….….126

CHƯƠNG 9: CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT TÍNH TOÁN KẾT CẤU

CỐNG NGẦM ………………………………………………………………………….129

9.1. Mục đích và trường hợp tính toá.............................................................................129

9.2 Tài liệu cơ bản và yêu cầu thiết kế………………………………………………...129

9.3.Xác định các lực tác dụng lên cống..........................................................................131

9.4. Xác định nội lực cống ngầm……………………………………………………….137

9.5 Tính toán cốt thép…………………………………………………………………..144

9.6. Tính toán và kiểm tra nứt…………………………………………………………155

TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………..………158

PHỤ LỤC.......................................................................................................................159

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình thuỷ lợi

Sinh viên : Lê Văn Cường 4 Lớp : 48C4

CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH CHUNG

1.1. Đặc diểm tự nhiên.

1.1.1. Điều kiện khí tượng,khí hậu

Đây là vùng trung du núi thấp giáp với đồng bằng Bắc Bộ nên gió mang cả đặc điểm

khí hậu vùng núi Đông Bắc lẫn khí hậu vùng đồng bằng Bắc Bộ. Đó là kiểu khí hậu nhiệt

đới gió mùa có mùa đông lạnh,cuối mùa ẩm ướt với hiện tượng mưa phùn,mùa hạ nóng và

nhiều mưa.

1.1.1.1. Nhiệt độ

Toàn vùng có nền nhiệt độ hơi thấp: nhiệt độ trung bình năm 32,10C, tổng nhiệt độ năm

khoảng 8.400oC. Hàng năm có 4 tháng(từ tháng XII đến tháng III năm sau) nhiệt độ trung

bình xuống dưới 20oC. Tháng I lạnh nhất,gnhiệt độ trung bình chỉ đạt 15,8oC. Mùa hè nhiệt

độ tương đối dịu hơn: có 5 thang(tư tháng V đến tháng XI)nhiệt độ trung bình trên 20oC.

tháng VII,VIII là những tháng nóng nhất có nhiệt độ trung bình lên tới 28,6oC.

Bảng 1.1- Nhiệt độ trung bình tháng nhiều năm vùng dự án (oC)

Tháng I II III IV V VI

Ttb 15,8 16,5 19,8 23,6 27,2 28,2

Ttb max 19,6 19,8 22,6 26,6 31,1 32,4

Ttb min 13,3 14,8 17,8 21,3 24,3 25,7

Tháng VII VIII IX X XI XII

Ttb 28,6 28,6 27,0 25,2 20,6 17,1

Ttb max 32,7 31,9 31,1 28,7 25,4 22,0

Ttb min 26,1 25,7 24,4 21,5 17,6 14,2

1.1.1.2 Mưa

Đây là vùng mưa ít. Tổng lượng mưa trung bình năm giảm dần từ vung thượng nguồn về

hạ lưu. Mùa mưa kéo dài từ tháng V đến tháng X vời tổng lượng mưa chiềm tới 85%

lượng mưa cả năm. Mưa lớn trong mùa mưa đã gây nên tình trạng lũ lụt,đặc biệt ở vùng

ven sông làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nông nghiệp và đời sống nhân dân.

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình thuỷ lợi

Sinh viên : Lê Văn Cường 5 Lớp : 48C4

Bảng 1.2-Lượng mưa trung bình tháng nhiều năm vùng dự án(mm)

Tháng I II III IV V VI

Lượng mưa 16,10 19,30 36,40 112,90 184,20 229,6

Tháng VII VIII IX X XI XII Cả năm

Lượng mưa 257,6 266,3 165,0 121,9 26,20 12,40 1448

1.1.1.3.Bốc hơi

Bốc hơi vùng này khá lớn,bình quân năm khoảng 1012mm.Các tháng II đến IV trùng với

thời kỳ ẩm ướt nên lượng bốc hơi thấp.Hai tháng VI,VII là tháng có lượng bốc hơi cao

nhất, đạt trên 100mm mỗi tháng.

1.1.1.4.Độ ẩm

Độ ẩm bình quân năm vùng khá thấp,đạt khoảng 82%. Ba tháng đầu mùa đông(tháng XI,

XII, I)là những tháng khô nhất. Độ ẩm bình quân tháng I chỉ đạt 78%. Thời kì ẩm ướt rơi

vào tháng cuối đông (tháng IV) và tháng đầu mùa thu (tháng VIII) với độ ẩm trung bình

85% hoặc hơn.

1.1.1.5.Mây

Lượng mây trung bình năm chiếm khoảng 75% bầu trời. Tháng III u ám nhất có lượng

mây cực đại, chiếm trên 90% bầu trời. Tháng V là tháng quang đãng nhất, lượng mây

trung bình chiếm khoảng 60% bầu trời.

1.1.1.6.Nắng

Số giờ nắng hàng năm trên 1600 giờ. Các tháng mùa hè (tù tháng V đến X) có nhiều nắng

nhất, trên dưới 200 giờ mỗi thánh. Các tháng II,III trùng với thời gian u ám nên rất ít nắng,

chỉ đạt 50-60 giờ mỗi tháng.

1.1.1.7. Gió

Hướng gió thịnh hành ở vùng này phù hợp vơi hướng gió chung của toàn miền Bắc: gió

mùa đông chủ yếu là hướng đông bắc, gió mùa hè chủ yếu là hướng nam va đông nam.

Tốc độ gió nhìn chung không lớn,bình quân khoảng 1,5 2m/s. Mùa hè thường có gió

mạnh trong giông bão .Trong cơn giông xảy ra vào các tháng VII,VIII tốc đọ gió có thể đạt

trên 30m/s.

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình thuỷ lợi

Sinh viên : Lê Văn Cường 6 Lớp : 48C4

1.1.1.8. Mưa phùn

Hàng năm có khoảng 25 đến 30 ngày mưa phùn. Tháng III có nhiều ngày mưa phùn nhất

sau đó là tháng II và các tháng khác trong mùa đông.

1.1.1.9.Sương mù

Trung bình mỗi năm có khoảng 20 ngay có sương mù. Hiện tượng này chủ yếu xảy ra vào

các tháng cuối mùa hạ,đầu mùa đông. Tháng X có nhiều ngày sương mù nhất(từ 9 đến 10

ngày)

1.1.1.10.Sương muối

Hiện tượng này đôi khi xảy ra. Hàng năm có khoảng một vài ngày sương muối và thường

xuất hiện vào tháng I.

1.1.2.Điều kiện thủy văn sông ngòi

1.1.2.1.Sông Sỏi

Sông Sỏi là con sông chính quan trọng nhất của huyện Yên Thế và khu vực nghiên cứu.

Sông dài 38km.Lưu vực có diện tích 303km2

,dài 33,5km, rộng trung bình 9,5km,cao độ

binh quân 105m,độ dốc bình quân 89%. Sông Sỏi bắt nguồn từ chân núi Bồ Cu(Thái

Nguyên),nơi có cao độ trên 400m, chảy qua khu tưới đổ vào sông Thương tại ngã ba cống

Máy thuộc xã Bố Hạ. Với mật độ lưới sông 0,79km/km2

,sông Sỏi có khá nhiều nhánh đổ

vào tạo nên mạng lưới sông suối khá chằng chịt.Chính vì vậy mà vùng nghiên cuwusbij cắt

xẻ nhiều và có nhiều thung lũng hẹp.

1.1.2.2.Ngòi Cầu Liềng

Ngòi Cầu Liềng dài hơn 20km,bắt nguồn từ rừng Phe thộc xã Tam Tiến,chảy qua khu tưới

rồi đổ ra sông Thương.

Nhìn chung sông ngòi vung này khá phong phú trong đó sông Sỏi là vùng cung cấp nước

chủ yếu cho Yên Thế nhưng chưa được khai thác do vậy nền sản xuất nông nghiệp của địa

phương còn phụ thuộc vào thiên nhiên. Các suối nhỏ phân bố tương đối đều,không chỉ có

tác dụng hỗ trợ nước tưới cho các thung lũng nhỏ mà còn là trục tiêu thiên nhiên rất tốt cho

khu tưới.

1.1.3.Điều kiện địa hình

Địa hình vùng khá phức tạp,có đủ các địa hình: đồng bằng, trung du và miền núi. Tuy

nhiên phổ biến nhất là kiểu địa hình trung du và đồng bằng.

Địa hình trung du là kiểu địa hình phổ biến nhất,phân bố trên hầu khắp khu tưới. Đất canh

tác trải dài theo đường 379, ven sông Sỏi và các sông suối nhỏ khác…,Hai bên bờ sông Sỏi

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình thuỷ lợi

Sinh viên : Lê Văn Cường 7 Lớp : 48C4

là các dãy đồi thấp có cao độ từ 20 đến 30m trồng các loại cây công nghiệp, cây ăn quả có

giá trị kinh tế tương đối cao.

Kiểu địa hinh đồng bằng tập trung chủ yếu ở phía nam khu tưới và ven sông Sỏi,ruộng đất

canh tác tập trung thành những cánh đồng lớn,khá rộng và băng phẳng,cao độ phổ biến từ

10 12m, có nơi chỉ 5 6m.

Kiểu địa hình núi thấp xuất hiện một vài khu vực nhỏ ở phía bắc và phía tây khu tưới. Tại

những khu vực này ruộng đất canh tác không tập trung mà phân bố rải rác ven các thung

lũng và sườn núi thấp. Đất canh tác theo kiểu ruộng bậc thang,thường có địa hình hơi

dốc,bị bào mòn và rửa trôi mạnh.Cao độ mặt ruộng phổ biến trên dưới 30m.Nhìn chung

khu tưới có cao độ không đồng đều,nơi cao,nơi thấp,phổ biến từ cốt 24 đến 5,0 m và tạo

thành 3 vùng rõ rệt:

+ Vùng 1: nằm ở phía đông bắc khu tưới giới hạn bởi đường sắt và sông Sỏi thuộc địa

phận các xã Đông Kỳ,Hương Vĩ và Đông Sơn. Hiện tại khu vưc này đã có một số hồ đập

nhỏ đang phát huy tác dụng như Bãi Cháy,Suối Cấy và Rừng Tổ. Cao độ mặt ruông phổ

biến từ cốt 20 đến cốt 10. Địa hình có xu hướng nghiêng về sông Sỏi. Sông Sỏi là trục tiêu

thiên nhiên chủ yếu của vùng và toàn hệ thống.

+ Vùng 2: Nằm kẹp giữa sông Sỏi và ngòi Cầu Liềng,có tỉnh lộ 265 chạy qua, bao gồm

địa dư hành chính các xã Tam Hiệp,Phồn Xương,Đong Lạc va Tân Sỏi.Địa hình chủ yếu là

đồi trọc, ruộng đất canh tác tạo thành các dải bậc thang.Cao độ khu tưới không đồng đều,

thay đổi tù cốt 20,0 đến cốt 6,0. Sông Sỏi và ngòi Cầu Liềng là các trục tiêu tự chảy của

vùng.

+ Vùng 3: Nằm kẹp giữa ngòi Cầu Liềng và kênh 3-5 của hệ thống sông Cầu gồm 2 xã

Tam Hiệp,Phồn Xương. Địa hình vùng này khá phức tạo,cao độ mặt ruộng thay đổi từ 25,0

đến 8,0m. Kiểu địa hình phổ biến hơn cả là địa hình trung du và núi thấp. Ngòi Cầu Liềng

là trục tiêu tự chảy chủ yếu của vùng.

1.1.4.Điều kiện thổ nhưỡng

Đất vùng tưới có hai nhóm chính: Đất đồng bằng thung lũng và đất đồi núi.

1.1.4.1.Đất đồi núi

Nhóm này chiếm phần lớn diện tích vùng nghiên cứu có nguồn gốc phát sinh từ đá sa

thạch, sa phiến thạch màu nâu đỏ thuộc hệ Trias. Do phát triển trên nền sản phẩm phong

hóa thô có thành phần cát bụi là chủ yếu lại bị xói mòn rửa trôi nên đất thường có thành

phần nhẹ, quá trình laterit phatf triển mạnh.

1.1.4.2. Đất đồng bằng và thung lũng

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình thuỷ lợi

Sinh viên : Lê Văn Cường 8 Lớp : 48C4

Nhóm này chiếm tỉ lệ ít hơn, tập trung chủ yếu ở các vùng thấp ven sông Sỏi va sông

Thương. Đây là loại đồng bằng bồi tụ trũng, phù sa cổ đã bạc màu. So với loại đất đỏ vàng

trên đá sét,vloại này có thành phần cơ giới nặng hơn và giàu chất hữu cơ hơn nên tầng mặt

thường có màu xám đen. Tuy nhiên do phần lơn loại đất này có địa hình trũng thấp, về

mùa mưa hay bị úng ngập không được tiêu thoát kịp thời , mực nước ngầm ở tầng nông đã

tạo ra tình trạng đất bị yếm khí thường xuyên, quá trình glây phát triển mạnh làm cho đất

bị loang lổ.

1.1.4.3.Đánh giá chung về đặc điểm thổ nhưỡng

Vùng này có đặc tính chung là dễ hạn và dễ úng do khả năng giữ nước kém. Nếu để đất

trong điều kiện tự nhiên, không chủ động được chế độ tưới tiêu và giữ ẩm sẽ gây nên quá

trình thoái hóa do xói mòn, bạc màu, chua hóa,glây hóa và đá ong hóa. Vì vậy giải quyết

nguồn nước tưới tiêu chủ động và khoa học cho toàn bộ diện tích đang canh tác là rất cần

thiết và cấp bách vì chẳng những giải quyết được vấn đề lương thưc cho đồng bào các dân

tộc trong vùng mà còn có tác dụng bảo vệ và cải tạo đất, góp phần tạo ra một hệ sinh thái

nông nghiệp phát triển ổn định, có năng suất sinh học cao.

1.1.5. Điều kiện địa chất công trình

1.1.5.1.Đặc điểm địa chất chung của khu vực

a) Điều kiện địa mạo

Vùng dự án thuộc vùng trung du miền núi tạo bởi các dãy đồi núi thấp đã được khai thác

mạnh, sườn đồi thoải . Sông Sỏi rộng trung bình 30 m uốn khúc nhiều đoạn với mặt cắt

không đối xứng: một bên là sườn đồi bị xâm thực khá dốc, một bên là thềm sông rộng hơi

nghiêng, bờ sông gần như dốc đứng với độ cao từ 4 đến 9 m. Có thể chia ra hai dạng địa

mạo khác nhau:

1. Đia mạo vùng xâm thực: Là dạng phổ biến ở vùng dự án gồm các dãy đồi cao trung

bình nối tiếp nhau, xen giữa là thung lũng hẹp, kéo dài hai bên bờ sông. Do bị xâm

thực nên khu vực lòng suối đá gốc lộ ra ở nhiều nơi.

2. Địa mạo tích tụ: Phân bố ở dạng bãi bồi, thềm sông xen kẽ giữa các đồi tạo thành các

bãi đất rộng tương đối bằng phẳng men theo sông.

b) Cấu trúc địa chất

 Địa tầng

Theo bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam, vùng dự án nằm trong điệp Nà Khuất thuộc đới

An Châu gồm:

+ Đá có tuổi Triat thuộc hệ ta M Sơn T3ms. Phụ hệ tầng dưới gồm cát kết hạt trung và

thô màu xám, đôi chỗ có cuội thạch anh, có các lớp kẹp mỏng sét kết màu phớt vàng và đỏ,

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình thuỷ lợi

Sinh viên : Lê Văn Cường 9 Lớp : 48C4

các thấu kính sét vôi. Phụ hệ tầng trên bao gồm sét kết,bột kết màu vàng hơi đỏ lẫn với các

ánh tím và hơi tím màu phớt vàng xanh , đôi khi lốm đốm hoặc có màu không đều, ành tơ

và các đá phiến sét màu xám xẫm và xám phớt lục có các tầng kẹp cát kết hạt nhỏ và các

thấu kính sét vôi màu xám trắng. Các đá thường có cấu tạo phân phiến.

+ Đá có tuổi thuộc hệ đệ tứ gồm đất tàn tích , sườn tích và đất bồi tích. Đất tàn tích, bồi

tích phủ lên các sườn đồi , thường là đất sét, á sét chứa dăm sạn có bề dày thay đổi từ vài

chục cm đến trên dưới 3m. Đất bồi tích gồm cát cuội sỏi ở đáy sông, bbaix bồi, thềm bậc

một.

 Kiến tạo

Chưa phát hiện được các đưt gãy kiến tạo. Theo tài liêu phân vùng động đất của Viện

Khoa học Việt Nam, vùng dự án có cấp động đất VII.

c) Địa chất thủy văn

- Phức hệ chứa nước trong trầm tích Q, tồn tại trong các lớp cát cuội sỏi ở bãi bồi, thềm

sông. Do các lớp cát cuội sỏi vùng dự án thường có bề dày mỏng nằm kẹp giữa hai tầng

thấm nước kém tạo thành nước có áp nhưng trữ lượng không lớn.

- Phức hệ chứa nước trong đá gốc T3ms nứt nẻ, mực nước dưới đất thường nằm sâu cách

mặt đất trên dưới 5m.

1.1.5.2.Điều kiện địa chất công trình hồ Quỳnh

a) Hồ chứa nước

 Khả năng thấm nước

Đất đá vùng lòng hồ bao gồm các loại đá tàn tích cát bột kết và sét kết điệp Nà Khuất

(T2nk) và các sản phẩm sườn tích,tàn tích eQ,dQ. Tầng trên mặt chủ yếu là loại á sét và sét

dày vài ba mét có khả năng thấm nước yếu nên giữ được nước. Nước ở hồ có khả năng

thấm về hạ lưu đập qua lớp cuội sỏi lòng suối và lớp đất á cát và á sét chứa cuội sỏi trên

thềm sông.

 Khả năng phá hoại bờ và bồi lắng lòng hồ

Vật liệu bồi lắng ở đáy sông khá mỏng chứng tỏ khả năng đất đá do nước chảy bề mặt

mang đến không nhiều. Các sườn đồi thường có độ dốc nhỏ, hiện tượng sạt lở bớ sông

không phát triển. Do vậy khi làm hồ Quỳnh vùng bờ có khả năng ổn định và vật liệu bồi

lắng không lớn.

 Khả năng thay đổi chất lượng nước hồ

Vùng hồ không có khoáng sản cũng như các loại đất đá đặc biệt có khă năng làm thay đổi

chất lượng nước hồ. Kết quả phân tích nước mặt và nước ngầm cho thấy nước có chất

lượng tốt.

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình thuỷ lợi

Sinh viên : Lê Văn Cường 10 Lớp : 48C4

b) Tuyến đập chính và cống lấy nước

 Điều kiện địa mạo

Hai bờ đập là hai quả đồi thấp. Tuyến đập đặt trên hai vùng địa mạo khác nhau là địa mạo

bồi tích va địa mạo xâm thực. Địa mạo bồi tích gồm cát cuội sỏi và bãi bồi ở lòng sông,

rộng khoảng 20m. Hai thềm sông là các loại á cát và á sét có chứa cuội sỏi. Địa mạo xâm

thực phân bố ở hai bên sườn đồi, là sản phẩm do quá trình phong hóa,vận chuyển của dòng

chảy bề mặt dưới dạng lớp tàn tích, sườn tích. Cống lấy nước nằm ở bờ phải thềm bậc 1 có

địa hình tương đối bằng phẳng.

 Cấu trúc lớp địa chất

Lớp 1: Lớp bồi tích

Lớp 1a: Cát chứa cuội sỏi, thành phần chủ yếu là thạch anh, 22,66% là sạn sỏi còn

lại là cát, phân bố ở lòng sông, dày 0,6m, thấm nước mạnh.

Lớp 1b: Đất á cát vàng nhạt, ẩm, không chặt, phân bố ở thềm sông.

Thềm phải rộng 10 30m, dầy 3,8 4,3m. Thềm trái rộng 5,0 35,0m, dầy từ 2,0 4,2m.

Lớp này có C=0,08kg/cm2

, =22o

, k=2,1.10-4

cm/s.

Lớp 1c:cát chứa cuội sỏi, cát hạt thô,sạn cuội thạch anh, phân bố ở bờ phải, dầy từ

1,8 2,0m, có k=1,4.10-4m/s.

Lớp 2: Đất pha tàn tích, đất sét và á sét phân bố ở 2 vai đập. Bề dày của lớp ở bờ

phải từ 3,0 3,2 m , bờ trái từ vài cm đến 2,0 hoặc 3,0 m, có C=0,18 0,21kg/cm2

,  =

160’40’ 100

30’, k= 3,1.10-5

4,15.10-5

cm/s.

Lớp 3: Đá gốc bột, cát và sét kết điệp Nà Khuất xen kẽ nhau có màu xanh nhạt,

vàng nhạt, tím nhạt, phong hóa mạnh đến vừa.

 Điều kiện địa chất thủy văn

Tại 4 hố khoan máy cho thấy mực nước ngầm phía bờ phải cách mặt đất từ 4,8 đến 5,1m,

ở bờ trái cách mặt ddaats1,8m. Dưới lòng hồ mực nước ngầm dâng cao trên mặt đất 0,1m.

Kết quả phân tích thành phần hóa học của các mẫu nước cho thấy nước ngầm không có

khả năng ăn mòn cacbonat còn nước mặt thì có khả năng ăn mòn cacbonat.

c) Tuyến tràn

 Điều kiện địa mạo

Nằm ở bờ trái một yên ngựa , cách vai đập chính khoảng 120m về phía đông bắc, nằm

trên địa hình xâm thực tạo bởi lớp phủ là lớp tàn tích phong hóa từ đá bột kết, sét kết.

 Cấu trúc địa chất

Lớp 1b: Đất á cát màu vàng ,ẩm, không chặt, dày khoảng 1,5m.

Lớp 1b’: Đất sét xám đen, dẻo chảy, dầy khoảng 1,0m.

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình thuỷ lợi

Sinh viên : Lê Văn Cường 11 Lớp : 48C4

Lớp 1c: Cát chứa cuội sỏi dầy khoảng 0,5m.

Lớp 2c: Đất sét tàn tích eQ vàng nhạt, nâu đỏ, tím, phân bố trên mặt tuyến, dầy từ

2,7 đến 3,5m , C = 0,26kg/cm2 , φ = 150

48’ k= 3,7.10-6

cm/s.

Lớp 3: Đá gốc bột, cát và sét điệp Nà Khuất . Phía trên của lớp dày từ 2,6 đến

3,4m phong hóa rất mạnh xen phong hóa vừa. Phía dưới là loại bột kết ít bị phong hóa có

xen kẹp phong hóa vừa lẫn phong hóa mạnh.

 Điều kiện địa chất thủy văn

Nước dưới đất nằm trong tầng đá gốc nứt nẻ cát bột kết,mực nước ngầm xuất hiện cách

mặt đất từ 2,9 đến 4,5m.

d) Vùng tuyến đập phụ

 Điều kiện địa mạo

Khu vực đập phụ I có 2 tuyến. Vai trái của tuyến 1 tựa vào sườn đồi phía bên kia đập

chính. Tuyến 2 gần như vuông góc với tuyến 1, cách tuyến 1 khoảng 250m về phía nam

tây nam. Vùng đập phụ 1 nằm trên địa hình xâm thực tạo bởi lớp phủ là đất tàn tichseQ

phong hóa từ đá bột, cát kết.

 Cấu trúc địa chất

Lớp thổ nhưỡng: á cát vàng nâu, khô rời, dày chừng 0,3m.

Lớp 2d: Đất á sét tàn tích eQ màu vàng nâu, xms vàng, tím đỏ xen kẽ dày từ 0,5

đến 2,4m có C=0,2kg/cm2

;  =170

30’, k 2,8.10-5m/s.

Lớp 3a: Đá gốc cát kết, bột kết màu tím nhạt, phong hóa rất mạnh xen phong hóa

vừa.

 Điều kiện địa chất thủy văn

Nước dưới đất nằm trong tầng đá gốc nứt nẻ cát bột kết,mực nước ngầm xuất hiện cách

mặt đất từ 4,0 đến 5,0m.

e) Vùng tuyến đập phụ II

 Điều kiện địa mạo

Khu vực có 3 đập phụ IIA, IIB và IIC, phía bờ trái suối Diễn, là một thung lũng sông khá

bằng phẳng, một số nhà dân, đất nông nghiệp, làm gạch.

 Cấu trúc địa chất

Lớp thổ nhưỡng: á cát màu vàng nâu, khô rời chừng 0,2m.

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình thuỷ lợi

Sinh viên : Lê Văn Cường 12 Lớp : 48C4

Lớp 2c-tàn tích eQ: Đất sét màu vàng, xám vàng, nâu đỏ xen kẽ dày từ 1,0 đến

4,0m có C=0,31kg/cm2

;  =16o

15’, k=5,5.10-6

cm/s.

Lớp 3: Đá gốc sét kết màu xám xanh, cát kết màu vàng nhạt, bột kết màu tím đỏ,

phân lớp, phong hóa rất mạnh.

 Điều kiện địa chất, thủy văn

Nước dưới đất tồn tại trong tầng đá gốc phong hóa, mực nước ngầm xuất hiện ở độ sâu từ

4,0 đến 5,0m.

1.1.5.3.Điều kiện địa chất công trình đập dâng

a) Vùng tuyến đập phương án I

 Điều kiện địa mạo

Đoạn sông qua tuyến này tương đối bằng phẳng với bề rộng lòng trung bình 30m. Ở bờ

trái đồi chạy sát ra bờ sông, góc dốc trên 700

với độ cao gần 10m sau đó mới giảm xuống

còn 35 đến 400

lên tới cao độ trên 33m. Tuyến đập ngắn. Tuyến cống bờ phải nằm trên

thềm bậc 1 có cao độ ít chênh lệch và dốc thoải dần về hạ lưu. Tuyến cống bờ trái nằm trên

sườn đồi dốc 60 đến 700

, dốc về hạ lưu.

 Cấu trúc địa chất

Lớp 1: Cát cuội sỏi bồi tích phân bố ở lòng sông có thành phần chủ yếu là thạch

anh, dầy 0,8 đến 1,0m, thấm nước mạnh.

Lớp 2b: Loại đất cát pha bồi tích phân bố ở vai phải, vàng nhạt, rắn, chặt vừa, dày

0,7m, C=0,18kg/cm2

;  =250

43’; k=7,8.10-4

cm/s.

Lớp 3: Sét pha bồi tích có màu vàng nhạt, nâu nhạt phân bố ở vai phải tuyến đập,

trạng thái nửa rắn đến rắn, kết cấu chặt. Bề day lớp tới 9m và giảm dần về phía sông.

Lớp 4: Tầng cát bồi tích gồm cát hạt mịn đến hạt trung màu vàng nhạt, trắng xám.

Đáy lớp chứa lớp cuội thạch anh có đường kính 2 đến 3cm, dầy 10cm. Bề dầy lớp 0,4m

phân bố ở bờ phải tuyến đập. Hệ số thấm lớn; K=1,5.10-3cm/s

Lớp 5: Đất tàn tích gồm đất sét pha màu xám chứa dăm sạn màu nâu đỏ, trạng

thái nửu rắn đến rắn, phân bố ở vai trái tuyến đập dầy khoảng 2m

Lớp 6: Đá gốc bột kết màu tím, vàng nhạt, cát kết màu vàng nhạt, trắng xám,

phong hóa mạnh đến vừa.

 Điều kiện địa chất thủy văn

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình thuỷ lợi

Sinh viên : Lê Văn Cường 13 Lớp : 48C4

Nước dưới đất nằm sâu, chứa trong tầng cát cuội sỏi lòng hồ cổ và đá trầm tích bột cát kết

nưt nẻ. Bờ phải nước ngầm xuất hiện ở độ sâu 7,2m bờ trái xuất hiện ở độ sâu 6,8m. Tại

bãi đất gần sông nước ngầm nằm sâu hơn, chỉ cách mặt đất chừng 1,7m

b) Vùng tuyến đập phương án II

 Điều kiện địa mạo

Vùng tuyến phương án II cách phương án I khoảng 450m về phía hạ lưu. Địa hình mở

rộng hơn tuyến I, hai bên bờ là thềm sông. Bờ trái là thềm bậc 1 có cao trình từ 16,5 đến

18,5m, bờ trái là thềm bậc 2 có cao trình 20 đến 22m tạo địa hình không đối xứng. Các

dãy đồi ở xa mép sông từ 80 đén 100m. Đoạn sông chảy qua vùng tuyến khá thẳng, rộng

30m. Khu vực bờ phải trồng chè còn bờ trái trồng mía. Tuyến cống bờ phải nằm trên thềm

bậc 2 có độ cao ít chênh lệch, dốc thoải về hạ lưu, là đất trồng chè. Tuyến cống bờ trái

nằm trên sườn đồi thấp hơi dốc, đồi trọc, dốc dần về phía hạ lưu.

 Cấu trúc địa chất

Lớp 1: Cát cuội sỏi bồi tích phân bố ở lòng sông, chủ yếu là cát hạt thô chứa cuội

sỏi thạch anh, dầy 1,2 đến 1,5m, k=5,78.10-5

cm/s.

Lớp 2a: Sét bồi tích, nâu vàng, nâu xám, rắn, phân bố ở bờ phải. Bề dày lớp từ

3,0 đến 6,2m, có C=0,24kg/cm2

;  =210

19’; k=2,2.10-5

cm/s.

Lớp 2b: Cát pha bồi tích phân bố 2 bờ, màu vàng nhạt, trạng thái rắn, kết cấu chặt

vừa. Bề dày lớp ở bờ phải tới 3,9m nhưng ở bờ trái từ 1,2 đến 2,2m.

Lớp 3: Sét pha bồi tích màu vàng, vàng nâu phân bố ở bờ trái, trạng thía nửa rắn

đến rắn, kết cấu chặ, dày khoảng 2,0m.

Lớp 5: Sét pha tàn tích màu xám, nâu vàng, nâu xám chứa dăm sạn màu nâu đỏ

trạng thái nửa rắn đến rắn, kết cấu chặt vừa đôi chỗ mềm yếu, dày khoảng 2,2 đến 3,2m.

Lớp 6: Bột kết trắng xám, tím nhạt, phân phiến, phân lớp, mặt lớp nghiêng từ 100

đến150

, phong hóa mạnh đến vừa. các khe nứt kín, đầy sét.

 Điều kiện địa chất thủy văn

Tại các bãi đất gần sông mực nước ngầm nông, xuất hiện ở độ sâu 0,9 đến 2,1m. Hai thềm

sông mực nước ngầm xuất hiện ở độ sâu 6,2 đến 8,5m.

c) So sánh điều kiện địa chất công trình 2 phương án tuyến

 Điều kiện địa mạo

Mặc dù tuyến I ngắn hơn tuyến II nhưng thi công cống bờ trái của tuyến I khó khăn hơn

và khối lượng đào lớn hôn tuyến II do địa hình dốc.

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình thuỷ lợi

Sinh viên : Lê Văn Cường 14 Lớp : 48C4

 Điều kiện cấu trúc địa chất

- Tuyến I có lớp cát cuội sỏi lòng sông dày từ 0,8 đến 1,4m, thành phần chủ yếu là cát hạt

trung dày 0,4m tại độ sâu 9,7 đến 10,0m. Kết quả ép nước cho thấy đá mềm thuộc loai

thấm nước mạnh (ở dọc sông) đến thấm nước yếu (ở 2 bờ).

- Tuyến II cũng có lớp cát cuội sỏi lòng sông dày 1,2m, lớp hỗn hợp cát pha chứa sạn sỏi

tại độ sâu 3,7 đến 7,6m nhung kết quả cho thấy đá thuộc loại thấm nước yếu.

Tại bờ trái của tuyến I có đá gốc lộ ra ở đáy bờ sông, hướng đá đổ về hạ lưu không lợi cho

ổn định và thấm.

 Điều kiện địa chất thủy văn

Các khu vực gần bờ sông, nước dưới đất tại các tuyến đều gặp ở tầng nông: Tuyến I từ 1,1

đến 1,8m; Tuyến II từ 0,9 đến 2,1 m.

Tại các thềm sông và vùng đồi, mực nước dưới đất đều nằm khá sâu: Tuyến I gặp ở độ sâu

từ 6,8 đến 7,2 m còn tuyến II từ 6.2 đến 8,0m.

 Đánh giá chung

Mặc dù đập dâng có dài hơn nhưng xét về yếu tố địa chất thì tuyến II có nhiều ưu điểm

hơn tuyến I.

1.1.5.4. Điều kiện địa chất khu tưới

 Điều kiện địa chất công trình

Kết quả đào hố thăm dò, lấy mẫu đất thí nghiệm trong phòng, đổ nước thí nghiệm ngoài

hiện trường tại 3 tuyến kênh chính và công trình trên kênh cho thấy toàn bộ đáy kênh nằm

trên nền đá phong hóa gồm các loại chủ yếu sau:

- Đất sét pha sỏi phong hóa có hệ số thấm trung bình.

- Đá diệp thạch phong hóa mạnh, hệ số thấm nhỏ.

- Đất sét pha cát màu vàng có hệ số thấm trung bình.

- Đá cuội sỏi pha sét có hệ số thấm trung bình.

 Điều kiện địa chất thủy văn

Mực nước ngầm trong khu vực các tyến kênh tưới đi qua đều thấp hơn đáy kênh. Như vậy

quá trình thấm xảy ra chủ yếu là nước từ trong lòng kênh thấm ra ngoài. Nhìn chung nước

ngầm không làm ảnh hưởng đến công tác thi công hệ thống kênh. Tuy nhiên đối với miền

núi thì kênh mương và công trình trên kênh nên thi công vào mùa mưa thì tốt hơn.

 Điều kiện địa chất công trình tuyến kênh Đông

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình thuỷ lợi

Sinh viên : Lê Văn Cường 15 Lớp : 48C4

Địa tầng địa chất tuyến kênh đi qua chủ yếu là đất sỏi pha sét, đất sét pha sỏi, đất sét pha

cát, đất thịt pha cát và đá diệp thạch phong hóa. Đất có dung trọng khô trung bình

k

 =1,4T/m3

, góc ma sát trong  =150

50’, C=0,178kg/cm2

; hệ số thấm k=2,5.10-4

cm/s

Kết quả khảo sát tăm dò 3 công trình chủ yếu trên tuyến kênh Đông là cầu máng qua

đường sắt, cầu máng qua suối Trại Bốn và cầu máng qua suối Cấy cho thấy nền dưới đáy

móng các công trình này đều tốt. Tất cả các hố đào sâu từ 2,0 đến 2,5m đều gặp tầng đất

tốt: tầng đá gốc sa diệp thạch, tầng đá phong hóa hoặc tầng đất tốt có thể đặt móng công

trình mà không cần xử lý nền phức tạp.

 Điều kiện địa chất tuyến kênh Giữa

Các hố đào địa chất dọc tuyến kênh có địa tầng chủ yếu sau: Đất sét pha sỏi, đất sỏi pha

cát, đất sét pha cát, đất thịt pha cát, đá cuội sỏi pha cát và đấ diệp thạch phong hóa,

k

 =1,63 T/m3

,  =170

57’,C=0,282kg/cm2

.

Các lớp đất sét pha sỏi , đá diệp thạch phong hóa có k=4,86.10-4

cm/s. Lớp đất sét pha cát,

đất thịt pha cát có k= 3,31.10-5

cm/s.

 Đánh giá chung

+ Đối với những đoạn kênh đi qua khu vực có địa hình cao, các hố thăm dò đều đào tới

tầng địa chất tốt: nếu không là sỏi pha sét thì cung là đá diệp thạch phong hóa đảm bảo ổn

định tốt cho nền và mái kênh.

+ Những đoạn kênh đi qua địa hình thấp hơn đáy kênh thiết kế thường phải xây hoặc tôn

cao nền kênh trên nền địa chất là sét pha cát, đất thịt pha cát mức độ ổn định kém nên cần

chú ý trong khâu thiết kế.

+ Các vị trí dự kiến xây dựng công trình chuyển tiếp đều có địa chất tốt. Các hố thăm dò

phần lớn đào tới tầng đá gốc sa diệp thạch phong hóa hoặc tầng địa chất tốt đảm bảo đủ

điều kiện đặt móng xây dựng công trình.

1.1.6. Vật liệu xây dựng

1.1.6.1. Đất

 Khu vực hồ Quỳnh

+ Khu vực đầu mối và đập phụ I có 2 bãi đất : Bãi 1A nằm ở phía thượng lưu khu vực đầu

mối, trữ lượng khai thác khoảng 150.000m3

. Bãi đất 1B nằm ở phìa hạ lưu đập chính, trũ

lượng khai thác khoảng 62.000m3

.

+ Khu vực đập phụ II có 2 bãi đất nằm ở thượng lưu: Bãi 2A có trữ lượng khai thác

khoảng 25.0003

. Bãi 2B có trữ lượng 4.000m3

.