Luận Văn DATN- Thi công tràn xả lũ

Giới thiệu chung

+ Tên công trình: Thuỷ Lợi Môn Sơn.
+ Địa điểm xây dựng : Xã Môn Sơn,huyện Con Cuông, tỉnh Nghệ An.
+ Chủ đầu tư công trình : Bộ chỉ huy Biên phòng tỉnh Nghệ An .

1.1 Vị trí địa lý và nhiệm vụ của công trình 1.1.1 Vị trí địa lý
Dự án công trình thuỷ lợi Môn Sơn gồm 1 đập dâng, 2 cống lâý nước, 2 cống xả cát ở 2 phía đầu đập, hệ thống kênh tưới và kè bờ trái sau đập.Đập dâng dự định xây dựng trên sông Giăng tại địa phận bản Thái Sơn xã Môn Sơn huyện Con Cuông tỉnh Nghệ An, cách quốc lộ 7 khoảng 20 Km về phía nam và cách huyện lỵ Con Cuông khoảng 25 Km, cách đồn biên phòng 555 về phía Tây Nam khoảng 200m.
Khu vực hưởng lợi thuộc xa Môn Sơn, đây là một xã biên giới phía Tây tỉnh Nghệ An giáp danh với nước Cộng hoà dân chủ nhân dân Lào.
Vị trí công trình đầu mối ở vào khoảng vĩ độ 18[SUP]o[/SUP]56’và kinh độ 104[SUP]o[/SUP]56’.
1.1.2 Nhiệm vụ công trình
Công trình thuỷ lợi Môn Sơn xây dựng trên sông Giăng có nhiệm vụ tưới 465 ha lúa 2 vụ của đồn biên phòng 555 và xã Môn Sơn, kết hợp cung cấp nứơc sinh họat cho nhân dân và bộ đội biên phòng.

1.2 Điều kiện tự nhiên.1.2.1 Tình hình địa hình địa mạo.
- Lưu vực tính đến vị trí đập dâng khoảng 330 Km[SUP]2[/SUP], hoàn toàn nằm trên vùng rừng núi, thảm thực vật còn rất tốt, lòng sông chảy giữa hai sườn núi uốn lượn quanh co nhưng dòng chảy có hướng chung là hướng Tây Nam - Đông Bắc.Đoạn sông gần đập nói chung bờ phải thoải hơn bờ trái.Phía bờ trái đập là núi đá hoa có vách gần như dựng đứng, núi cao khoảng150–200m so với lòng sông, từ tuyến đập ngược lên các núi đá có đỉnh tương đối tròn, cây cối tốt tươi hơn.
- Bờ phải núi có dạng tròn cao độ từ 80 – 90, sườn núi dốc khoảng 30[SUP]o[/SUP].
- Vị trí tuyến đập nằm trong đoạn chuyển tiếp của lòng sông, phía thượng lưu là vùng núi cây cối rậm rạp lòng sông hẹp. phía hạ lưu là vùng mở rộng là các bãi bồi, bãi thềm sông, ven hai bên bờ sông là khu vực tưới của công trình.
- Khu vực tưới của công trình nằm ở hai phía lòng sông Giăng. Khu tưới bờ trái nằm ngay sau tuyến đập, diện tích canh tác tương đối tập trung, địa hình khá bằng phẳng, ít chia cắt, có diện tích canh tác 210ha, phần lớn là diện tích lúa nước đã canh tác lâu năm. Cao độ mặt ruộng thay đổi từ 69,5 đầu khu tưới đến 66,5 cuối khu tưới.
- Khu tưới bờ phải nằm dọc bờ sông có diện tích canh tác 225ha chiều dài khu tưới từ tuyến đập cuối khu tưới khoảng 3,5 Km. Đoạn đầu dài khoảng 1,5 Km.
- Khu tưới bờ phải chạy dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam cao độ mặt ruộng cũng thoải dần theo hướng trên đầu khu tưới cao độ mặt ruộng từ 67,5 đến 68,5. Cuối khu tưới khoảng 61,2.
Nhìn chung điều kiện dẫn nước đến khu tưới đến các khoảnh tưới tương đối thuận lợi.
1.2.2 Tình hình địa chất, địa chất thuỷ văn.
1.2.2.1. Địa mạo vùng tuyến có hai dạng.
- Dạng địa mạo núi cao, dạng này chủ yếu là các núi đá hoa quy luật phân bố: bờ trái có vách dựng đứng.
- Dạng địa mạo núi thấp, có đỉnh tròn sườn núi thoải phân bố ở vai phải đập, cấu tạo dạng địa này là các lớp đất á sét đến sét dưới là đá phiến dạng cát bột kết khi kẹp sét kết.
- Dạng địa mạo thềm và bãi bồi gồm 2 phần:
+ Phần bãi bồi lòng sông được cấu tạo bởi các lớp cuội sỏi đất và cát.
+ Phần thềm I bao gồm một số chỗ trong khu vực dân cư, đồn biên phòng 555 và vùng canh tác ở bờ trái sông.
Tuyến đập được chọn là nơi địa hình mở rộng lòng sông Giăng, là miền giáp ranh giữa núi đất đá và các bãi bồi ở thềm sông.
1.2.2.2. Khối lượng khảo sát.
a. Các tài liệu sử dụng lại của giai đoạn NCKT
- Khoan máy 5 hố tổng chiều sâu khoan 109,8 m
- Đào hố thăm dò khu tưới tổng chiều sâu đào 48 m
- Thí nghiệm mẫu chế bị vật liệu đất đắp L 6 mẫu
b. Các khối lượng khảo sát bổ xung ở giai đoạn thiết kế kỹ thuật
- Khoan máy 6 hố tổng độ sâu khoan 97,2 m
- Đào thăm dò nền đập 7 hố tổng chiều sâu đào 19 m
- Đào thăm dò 2 bãi vật liệu 10 hố tổng khối lượng đào 20 m
- Thí nghiệm ép nước: 3 đoạn
- Đổ nước thí nghiệm trong hố khoan: 6 lần
- Thí nghiệm nguyên dạng 17 chỉ tiêu 28 mẫu ( nền + bãi vật liệu )
- Thí nghiệm chế bị 13 chỉ tiêu: 6 mẫu
- Phân tích mẫu nước: 2 mẫu
1.2.2.1. Cấu tạo địa chất nền đập.
Vùng nền đập gồm các loại đất đá sau:
- Lớp 1a là lớp đất á sét nhẹ trạng thái dẻo cứng kết cấu chặt vừa nguồn gốc bồi tích bề dày 0,5 – 1.2 m phân bố hai bên vai đập.
- Lớp 1b là lớp cát cuội sỏi lòng sông kết cấu chặt vừa nguồn gốc bồi tích lòng sông, phân bố chủ yếu ở các lòng sông và các bãi bồi.
- Lớp 1c là lớp á sét trung đến nặng xen kẹp các lớp cát cuội sỏi hàm lượng cát cuội sỏi ( 30 – 40) %, trạng thái dẻo cứng đến cứng kết cấu chặt nguồn gốc bồi tích lòng sông. Chiều dài 2 -4 m. Phân bố chủ yếu ở lòng sông và bãi bồi.
- Lớp 1d là lớp sét trung đến nặng lẫn nhiều sạn sỏi. Trạng thái dẻo chảy, kết cấu chặt,nguồn gốc bồi tích, phân bố chủ yếu ở lòng sông, bãi bồi hạ lưu tuyến đập.
- Lớp 2 là lớp á sét nặng đến sét màu nâu, màu vàng lẫn nhiều dăm sạn thành phần chủ yếu là đá sét kết, bột kết. Trạng thái dẻo cứng, kết cấu chặt, nguồn gốc pha tàn tích chiều dày 0.5 – 1.5m. Phân bố chủ yếu ở vai phải đập.
- Lớp 5 là lớp đá vôi xen kẹp các lớp sét vôi màu xám trắng. Kiến trúc hạt mịn, cấu tạo phân lớp dày, đá bị nứt và tạo thành các hang Kacster, phân bố ở vai phải đập.
- Lớp 6: Đá sét kết, bột kết màu nâu vàng rắn chắc.
Địa chất tuyến kênh tưới hoàn toàn sử dụng tài liệu đã khảo sát ở giai đoạn nghiên cứu khả thi.

1.1 Điều kiện khí tượng thuỷ văn1.3.1 Thuỷ văn dòng chảy
Bảng 1-1 Dòng chảy lũ ứng với các tần suất

[TABLE]
[TR]
[TD]p%
[/TD]
[TD]1.0
[/TD]
[TD]1.5
[/TD]
[TD]2.0
[/TD]
[TD]5.0
[/TD]
[TD]10.0
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Qmax m[SUP]3[/SUP]/s
[/TD]
[TD]1.88
[/TD]
[TD]1.73
[/TD]
[TD]1.57
[/TD]
[TD]1.24
[/TD]
[TD]992
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Mmax(l/sKm[SUP]2[/SUP])
[/TD]
[TD]5.71
[/TD]
[TD]5.25
[/TD]
[TD]4.76
[/TD]
[TD]3.76
[/TD]
[TD]3.01
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]W (106 m[SUP]3[/SUP])
[/TD]
[TD]117.8
[/TD]
[TD]110.2
[/TD]
[TD]102.7
[/TD]
[TD]82.4
[/TD]
[TD]67.0
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]


+ Lũ thi công.
Bảng 1-2: Lũ dẫn dòng thi công tính cho hai thời kỳ

[TABLE]
[TR]
[TD]Các đặc trưng
[/TD]
[TD]p%
[/TD]
[TD]Qmax m[SUP]3[/SUP]/s
[/TD]
[TD]Mmax(l/s-m[SUP]2[/SUP])
[/TD]
[TD]W (10[SUP]6[/SUP] m[SUP]3[/SUP])
[/TD]
[TD]T (giờ)
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Lũ đầu mùa
[/TD]
[TD]5
[/TD]
[TD]295
[/TD]
[TD]0.895
[/TD]
[TD]2.3
[/TD]
[TD]38.3
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]( tháng 3 và 4 )
[/TD]
[TD]10
[/TD]
[TD]280
[/TD]
[TD]0.668
[/TD]
[TD]15.7
[/TD]
[TD]39.7
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Lũ cuối mùa
[/TD]
[TD]5
[/TD]
[TD]328
[/TD]
[TD]0.995
[/TD]
[TD]22.3
[/TD]
[TD]37.8
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD](tháng 11 và 12)
[/TD]
[TD]10
[/TD]
[TD]245
[/TD]
[TD]0.745
[/TD]
[TD]17.2
[/TD]
[TD]39.0
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

+ Bảng 1-3: Phân phối dòng chảy năm thiết kế p = 75%

[TABLE]
[TR]
[TD]Tháng
[/TD]
[TD]8
[/TD]
[TD]9
[/TD]
[TD]10
[/TD]
[TD]11
[/TD]
[TD]12
[/TD]
[TD]1
[/TD]
[TD]2
[/TD]
[TD]3
[/TD]
[TD]4
[/TD]
[TD]5
[/TD]
[TD]6
[/TD]
[TD]7
[/TD]
[TD]Năm
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Qm[SUP]3[/SUP]/s
[/TD]
[TD]18.5
[/TD]
[TD]22.8
[/TD]
[TD]15.8
[/TD]
[TD]13.2
[/TD]
[TD]7.56
[/TD]
[TD]6.21
[/TD]
[TD]6.25
[/TD]
[TD]5.26
[/TD]
[TD]4.8
[/TD]
[TD]8.79
[/TD]
[TD]9.53
[/TD]
[TD]4.55
[/TD]
[TD]9.68
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

+ Bảng 1-3 : Dòng chảy năm ứng với các tần suất

[TABLE]
[TR]
[TD]p%
[/TD]
[TD]Trung bình
[/TD]
[TD]25
[/TD]
[TD]75
[/TD]
[TD]85
[/TD]
[TD]90
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Q m[SUP]3[/SUP]/s
[/TD]
[TD]12.4
[/TD]
[TD]14.4
[/TD]
[TD]9.68
[/TD]
[TD]8.75
[/TD]
[TD]8.19
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]M (l/s-m[SUP]2[/SUP])
[/TD]
[TD]37.6
[/TD]
[TD]43.7
[/TD]
[TD]29.4
[/TD]
[TD]26.6
[/TD]
[TD]24.9
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]W.10[SUP]6[/SUP]m[SUP]3[/SUP]
[/TD]
[TD]391.0
[/TD]
[TD]454.1
[/TD]
[TD]305.3
[/TD]
[TD]275.9
[/TD]
[TD]258.3
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Y (mm)
[/TD]
[TD]1186.6
[/TD]
[TD]1378.1
[/TD]
[TD]926.6
[/TD]
[TD]837.3
[/TD]
[TD]783.8
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

+ Mưa: Lưu vực nghiên cứu nằm trong vùng có lượng mưa năm vào loại trung bình, mưa kéo dài từ tháng V đến tháng XI lượng mưa trung bình nhiều năm : 1.983,5 mm
Bảng 1-4 : Lượng mưa năm ứng với các tần suất thiết kế.

[TABLE]
[TR]
[TD]P%
[/TD]
[TD]10
[/TD]
[TD]25
[/TD]
[TD]50
[/TD]
[TD]75
[/TD]
[TD]85
[/TD]
[TD]90
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Lượng mưa (mm) (X)
[/TD]
[TD]2802.4
[/TD]
[TD]2323.6
[/TD]
[TD]1870.5
[/TD]
[TD]1484.8
[/TD]
[TD]1304.9
[/TD]
[TD]1189.2
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Bảng 1-5 : Lượng mưa ngày lớn nhất mùa lũ

[TABLE]
[TR]
[TD]p%
[/TD]
[TD]1.0
[/TD]
[TD]1.5
[/TD]
[TD]2.0
[/TD]
[TD]5.
[/TD]
[TD]10.0
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]X(mm)
[/TD]
[TD]510.6
[/TD]
[TD]477.8
[/TD]
[TD]445.1
[/TD]
[TD]375.3
[/TD]
[TD]290.7
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Bảng 1-6 : Lượng mưa ngày lớn nhất mùa cạn

[TABLE]
[TR]
[TD]Tần suất p%
[/TD]
[TD]5
[/TD]
[TD]10
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Cuối tháng XI – XII (mm)
[/TD]
[TD]112.9
[/TD]
[TD]112.2
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Cuối tháng III – IV (mm)
[/TD]
[TD]87.2
[/TD]
[TD]86.5
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

+ Bảng 1-2 : Quan hệ lưu lượng và mực nước tại hạ lưu tuyến đập

[TABLE]
[TR]
[TD]Z
[/TD]
[TD]64.03
[/TD]
[TD]64.5
[/TD]
[TD]65
[/TD]
[TD]65.5
[/TD]
[TD]66.1
[/TD]
[TD]66.5
[/TD]
[TD]67.0
[/TD]
[TD]67.5
[/TD]
[TD]67.8
[/TD]
[TD]68
[/TD]
[TD]68.1
[/TD]
[TD]68.4
[/TD]
[TD]68.5
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Q
[/TD]
[TD]0
[/TD]
[TD]6.4
[/TD]
[TD]25
[/TD]
[TD]59
[/TD]
[TD]111
[/TD]
[TD]178
[/TD]
[TD]370
[/TD]
[TD]691
[/TD]
[TD]757
[/TD]
[TD]1044
[/TD]
[TD]1350
[/TD]
[TD]1739
[/TD]
[TD]1868
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Từ quan hệ trên ta vẽ được đồ thị Q ~ Z[SUB]hl[/SUB] như hình vẽ:

1.3.2 Dòng chảy bùn cát
+) Dòng chảy bùn cát
Lấy theo lưu vực tương tự la trạm Cốc Nà có số liệu từ 1961 đến 1976
- Độ đục bình quân nhiều năm ? = 100 g/m3
- Tổng lượng bùn cát trong 1 năm của khu vực nghin cứu là 45490 T/ năm
+) Vết lũ điều tra tại tuyến đập 68,34
1.3.3 Tình hình gió, bốc hơi trong khu vực
+) Gió: tính toán theo số liệu trạm Con Cuông
V[SUB]max TB [/SUB]= 15,4m/s
Vận tốc gió ứng với tần suất 4% là V[SUB]4%[/SUB] = 20,8 m/s
+) Bốc hơi: Theo tài liệu đo đạc trạm Con Cuông lượng bốc hơi trung bình nhiều năm là 812.6 mm.

1.4 Tình hình dân sinh kinh tế
1.4.1 Hiện trạng thuỷ lợi
Khu vực nghiên cứu trước đây đã có 2 công trình thuỷ lợi nhỏ:
- Hồ Khe Bon xây dựng năm 1982 nhưng đã hư hỏng không còn khả năng tưới, hệ thống kênh tưới này cũng bị san lấp hoàn toàn.
- Trạm bơm điện Thái Sơn gần đồn biên phòng 555 tưới 50 ha nhưng chi phí điện năng lớn dân bản ( phần lớn là dân tộc ít người ) lại nghèo nên đã phải ngừng hoạt động.
Khu vực nghiên cứu có tổng diện tích canh tác hơn 500 ha. Do thiếu nước nên chưa khai thác hết tiềm năng đất đai, diện tích canh tác hầu hết mới chỉ làm được một vụ, đời sống của đồng bản, dân bản còn quá nghèo, thu nhập bình quân đâù người quy thóc 155 Kg/ người/năm. Việc xây dựng công trình thuỷ lợi Môn Sơn đảm bảo khai thác tối đa tiềm năng đất đai, góp phần ổn định đời sống của nhân dân địa phương, hạn chế và đi đến chấm dứt việc phá rừng, thực hiện tốt chính sách đóng cửa rừng của nhà nước.
1.4.2 Phương hướng phát triển kinh tế của địa phương.
Xã Môn Sơn là một xã vùng cao, vùng sâu có chung biên giới với nước bạn Lào, có đồn biên phòng 555 trên địa bàn xã. Trước đây nguồn sống chính của bản dân là sản xuất nông nghiệp và nghề rừng, nay thực hịên chính sách đóng cửa rừng, nguồn sống chính của bản dân là sản xuất nông nghiệp, đời sống dân bản còn rất nghèo. Chưa đủ lương thực để ăn. Vì vậy mục tiêu phát triển của vùng Môn Sơn là: ổn định vùng dân cư, ổn định sản xuất chống phát rừng làm rẫy, giải quyết lương thực cho dân thông qua việc sản xuất cây lúa nước. Để thực hiện được mục tiêu đó công việc đầu tiên của phải tạo nguồn nước tưới chủ động vì hiện nay xã có hơn 500 ha ruộng lúa nước nhưng chỉ sản xuất được một vụ vì thiếu nước. Để tạo nguồn nước tưói chủ động cho diện tích canh tác của xã Môn Sơn, sở nông nghiệp và phát triển nông thôn tỉnh Nghệ An đã đưa vào quy hoạch xây dựng công trình thuỷ lợi Môn Sơn trên sông Giăng nhưng do hạn hẹp về nguồn vốn nên chưa tiến hành đầu tư xây dựng.


- Khi có nguồn nước chủ động đưa hệ số quay vòng ruộng đất lên hơn 2.5 lần, mỗi măn hai vụ lúa một vụ màu, năng xuất cây trồng phấn đấu đạt:
- Lúa 3,5 tấn / ha-vụ
- Ngô 3 tấn / ha
- Lạc, đậu 2 tấn / vụ
1.4.3 Giao thông vận tải.
Vị trí công trình nằm ở miền núi tỉnh Nghệ An, nên việc cung cấp nguyên vật liệu, lương thực thực phẩm cũng như giao thông vận tải gặp nhiều khó khăn, có 22 km phải sửa chữa và nâng cấp.
Bên phải không có đường nên biện pháp vận chuyển duy nhất từ bờ trái sang bờ phải qua sông Giăng bằng đường ngầm và bằng thuyền.
1.4.4 Nhu cầu nước và nguồn cung cấp nước
Với diện tích canh tác của khu vực là 465 ha tính với hên số tưới lớn nhất 1,2 l/s-ha (thời kì tưới ải thường vào tháng 1) và hệ số lợi dụng kênh mương là 0,7 : Lượng nước thực cần lấy ở đầu mối là 0,797 m[SUP]3[/SUP]/s trong đó nguồn nước đến của sông Giăng ứng với tần suất đảm bảo tưới 75% có Q = 9,68 m[SUP]3[/SUP]/s; Lưu lượng nước đến tháng 1 : tháng có nhu cầu nước tưới lớn nhất bằng 6,2m[SUP]3[/SUP]/s. Lưu lượng lấy lớn nhất chỉ bằng 13% lưu lượng bình quân của tháng 1. Dòng chảy kiệt của sông Giăng có lưu lượng Qk = 6,21 m[SUP]3[/SUP]/s. Như vậy khả năng nguồn nước sông Giăng hoàn toàn đáp ứng được nhu cầu nước tưới của khu vực.

1.5 Tình hình vật liệu xây dựng.
1.5.1 Khối lượng vật liệu chính.
- Đất đắp: 35.257 m3
- Đá hộc: 9.500 m3
- Dăm sỏi: 11.115 m3
- Cát: 6.000 m3
- Xi măng: 4.058
- Sắt + thép: 500 tấn
- Gỗ: 700 m3
1.5.2. Vật liệu đất đắp: Bãi vật liệu ở hai bên bờ phải và trái, cự li vận chuyển 300 m, trữ lượng đủ để xây dựng công trình, điều kiện khai thác thuận lợi.
1.5.3. Cuội sỏi có thể khai thác ở gần khu vực xây dựng công trình.
1.5.4. Đá, vật liệu xi măng săt thép, mua tại huyện Con Cuông.

2-2 1.6 Đặc điểm kết cấu công trình đầu mối.
1.6.1 Đập ngăn sông:
a). Đập tràn:
Đập bê tông đá phía ngoài được bọc BTCT M200 dày 60 cm, cao trình đỉnh 71,4 m, chiều dài đập 124 m, chiều cao đập 9,1 m. Mỗi phía đầu đập có một cống xả cát và một cống lấy nước, cống lấy nước và cống xả cát đều bằng BTCT.
Cống lấy nước có kích thước mặt cắt: (0,8 x 0,8 )m
Cống xả cát có kích thước mặt cắt (1,5 x 1,5) m
b). Hệ thống kênh tưới và công trình trên kênh: Gồm kênh tưới bờ phải và bờ trái và các công trình trên kênh.
+ Kênh tưới bờ phải bao gồm:
Kênh chính dài 1.600 m có : Mặt cắt hình thang: Chiều rộng đáy là 0,6 m.
Mái kênh có hệ số mái m = 1,5.
Lưu lượng tải Q = 360 lít/s.

- Kênh cấp I dài 3.465 m.

+ Kênh tưới bờ trái gồm:
Kênh chính dài 3.586 m: Mặt cắt hình thang: - Chiều rộng đáy là 0,8.
- Mái kênh m = 1,5.
- Lưu lượng tải Q = 437 lít/s.
Kênh cấp I dài 2.298 m.