Đồ án Thiết kế thi công công trình thủy điện Sơn La

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN SƠN LA VỊ TRÍ CÔNG TRÌNH. Công trình Thuỷ điện Sơn La được xây dựng trên địa phận xã Ít Oong, huyện Mường La và xã Liệp Tè, huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La. Vị trí xây dựng tuyến đập tại tuyến Pa Vinh II nằm trên sông Đà cách thị trần Mường La khoảng 4 Km về phía Tây Nam, cách đầu mối thuỷ điện Hoà Bình về thượng lưu khoảng 215 Km. Bờ phải là huyện Thuận Châu, bờ trái là huyện Mường La. Có toạ độ là: X : 2.377.100 – 2.379.000 Y : 498.600 – 501.000 NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH. Công trình thuỷ điện Sơn La được xây dựng với nhiệm vụ chủ yếu là: Cung cấp nguồn điện năng để phát triển kinh tế - xã hội phục vụ cho sự công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Góp phấn chống lũ vào mùa mưa và cung cấp nước cho mùa kiệt cho khu vực đồng bằng Bắc Bộ. Ngoài ra, góp phần thúc đẩy sự phát triển kinh tế - xã hội cho khu vực Tây Bắc. QUY MÔ KẾT CẤU CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH. Quy mô công trình. Theo tiêu chuẩn xây dựng TCXDVN 285 – 2002: + Mực nước dâng bình thường 215 m. + Công suất lắp máy 2400 MW và điện lượng 10.246KWh. + Dung tích hồ chứa 9.260 m3. Công trình thuỷ điện Sơn La được thiết kế với cấp đặc biệt. Với tầm vóc của công trình do đó khi thiết kế phải tính toán đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công trình và cho phía dưới hạ lưu công trình. Tuyến công trình. Trong giai đoạn quy hoạch công trình đã nghiên cứu 2 phương án bố trí tuyến công trình như sau: + Tuyến Sơn La cao. + Tuyến Sơn La thấp. Qua phân tích các điều kiện về kinh tế - kỹ thuật và đặc biệt là nhiệm vụ của công trình. Quốc hội quyết định phê duyệt phương án thuỷ điện Sơn La thấp (Pa Vinh II) nhằm đảm bảo mức độ an toàn tuyệt đối cho hạ lưu. Bố trí công trình chính. Phương án được kiến nghị ứng với MNDBT 215m sơ đồ bố trí như sau: Hình 1.1: Sơ đồ bố trí công trình đầu mối 1. Đập bê tông không tràn nối tiếp bờ phải. 2. Đập tràn mặt kế hợp xả sâu bờ phải. 3. Đập bê tông không tràn giữa sông. 4. Cửa lấy nước vào nhà máy thuỷ điện. 5. Đập bê tông không tràn nối tiếp bờ trái. 6. Nhà máy thuỷ điện sau đập. 7. Sân tiêu năng của đập tràn. 8. Trạm phân phối điện ngoài trời. Các hạng mục chính. Công trình đầu mối gồm đập chính và đập tràn. Tuyến năng lượng gồm cửa lấy nước (6 cửa), đường ống dẫn nước áp lực, nhà máy thuỷ điện và trạm phân phối điện ngoài trời. Đầu mối nhà máy thuỷ điện vào hệ thống điện lưới Quốc gia. Các thông số chính của công trình. Hồ chứa nước Sơn La: Mực nước dâng bình thường 215 m Mực nước dâng gia cường (p = 0,1 %) 217,83 m Mực nước kiểm tra ( lũ PMF) 228,07 m Mực nước chết 175 m Dung tích toàn bộ 9260m3 Dung tích hữu ích 6504m3 Dung tích chống lũ 4000m3 Diện tích mặt hồ ứng với MNDBT 224 km2 Chế độ điều tiết năm Đập dâng: Loại Bê tông trọng lực (CVC) 1 phần thi công bê tông đầm lăn (RCC) Mặt cắt đập Dạng hình thang Cao trình đỉnh 228,1 m Chiều dài theo đỉnh 961,6 m Chiều cao lớn nhất 138,1 m Chiều rộng đỉnh đập 10 m Mái thượng lưu Thẳng đứng Mái hạ lưu Độ dốc m = 0,7275 Đập tràn: Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế 54280 m3/s Tần suất thiết kế P = 0,01 % Lưu lượng đỉnh lũ kiểm tra (PMF) 60.000 m3/s Hình thức tiêu năng Hố sói Xả sâu Số cửa 12 Kích thước thông thuỷ 6,009,6 m Cao trình ngưỡng 145 m Cao trình đáy tường ngực 154,60 m Xả mặt Số khoang 06 Kích thước thông thuỷ 15,0011,46 m Hình dạng đập tràn Mặt cắt thực dụng (WES) Cao trình ngưỡng tràn 197,8 m Cao trình đáy tường ngực 209 m Dốc nước Cao trình đầu dốc 141,325 m Cao trình cuối dốc 129,50 m Độ dốc dọc i = 4,6 % Chiều dài theo mặt bằng 257,07 m Bề rộng (kể cả 2 tường phân dòng) B = 110,50 m Mũi phóng Cao trình mũi hắt 133,14 m Bán kính cong R = 50,00 m Cửa lấy nước (Kênh dẫn nước vào): Số khoang 06 (02 cửa van vận hành/ 01 khoang) Cao trình mặt sàn 228,1 m Cao trình ngưỡng 150,8 m Lưu lượng thiết kế 573,00 m3/s Nhà máy thuỷ điện: Số lượng tổ máy 06 Công suất 2400 MW Sản lượng điện năng 10.246KWh Loại tuabin Trục đứng Buồng xoắn Kim loại Lưu lượng lớn nhất qua các tổ máy 573,00 m3/s Cột nước tính toán Htt = 83,65 m Cột nước lớn nhất Hmax = 101,60 m Cột nước nhỏ nhất Hmin = 57,00 m Khối lượng các công tác chính theo phương án đã được chọn: Đào đất đá các loại 12.810,89 m3 Đắp đất đá các loại 2.156,47 m3 Bê tông CVC 2.368,88 m3 Bê tông RCC 3.078,13 m3 Khoan phun xi măng chống thấm,gia cố 196,41 md Cửa lấy nước Thiết bị cơ khí thuỷ công 14.993,50 T Đường ống áp lực 8.310,00 T Nhà máy thuỷ điện Thiết bị cơ khí thuỷ công 2.762,20 T Thiết bị cơ khí thuỷ lực 27.308,30 T Thiết bị điện NMTĐ 4.945,00 T Công trình xả lũ vận hành Thiết bị cơ khí thuỷ công 16.212,00 T Kênh và cống dẫn dòng thi công Thiết bị cơ khí thuỷ công 1.440,00 T Tổng tiến độ thi công. PA thuỷ điện Sơn La ứng với phương án dự kiến xây dựng trong vòng 9 năm. Giai đọan chuẩn bị xây dựng cho đến thời điểm khởi công công trình: + Cải tạo và xây dựng đường giao thông cả giao thông thuỷ và đường bộ từ bên ngoài đến công trường bao gồm cả xây dựng cầu tạm và cầu vĩnh cửu qua sông Đà. + Xây dựng hệ thống giao thông mặt bằng công trường, xây dựng mạng lưới cấp điện và cấp nước thi công cho công trường. + Đưa vào vận hành đợt 1 cơ sở sản xuất phụ trợ và khu nhà ở. + Đào kênh dẫn dòng thi công, đổ bê tông và lắp đặt thiết bị cống dẫn dòng xả nước mùa kiệt, đắp đê quai giai đoạn 2 ngăn sông Đà vào cuối năm 2005. + Thời điểm thực hiện ngăn sông chính là thời điểm được coi là khởi công công trình chính. Giai đoạn chuẩn bị tiếp theo: Đến năm 2006 cần xây dựng đầy đủ các cơ sở sản xuất về bê tông, nghiền sàng cho cả công tác bê tông đầm lăn RCC và bê tông truyền thống CVC, các bãi trữ vật liệu, cơ sở cốp pha, cốt thép, bê tông đúc sẵn và bãi thí nghiệm vật liệu xây dựng. Đến năm 2008 cần chuẩn bị đầy đủ về cơ sở lắp ráp trong đó có lắp ráp các thiết bị thuỷ lực. Công tác di dân ra khỏi vùng ngập: Di dân ra khỏi vùng bị ngập lụt của hồ chứa và xây dựng các vùng tái định cư cần hoàn thành trước khi bắt đầu tích nước cho hố chứa, theo dự kiến kết thúc vào năm 2009. Thời hạn di dân theo dự kiến: Năm 2004 thực hiện di dân giải phóng mặt bằng khu vực mặt bằng công trường. Năm 2004 – 2005 thực hiện di dân vùng hồ từ cao độ dưới 140 m. Năm 2006 – 2008 thực hiện di dân vùng lòng hồ đến cao độ 190 m Năm 2009 hoàn thành di dân toàn bộ trong vùng lòng hồ với phương án 1 và kéo dài đến năm 2010 với phương án 2. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH. Điều kiện địa hình. Tuyến phương án đã chọn bố trí: Bờ trái với địa hình có nguồn gốc là xâm thực bóc mòn là các đỉnh dạng vai mức cao 400 – 450 m với bề mặt sườn có độ dốc trung bình là 25 – 45 0. Bờ phải là địa hình có nguồn gốc chủ yếu là bóc mòn, là dải đồi núi thoải hơn dạng vai ở mức 200 – 300 m, độ dốc trung bình là 15 – 250 và có 1 đoạn thềm khá thoải dài khoảng 400 m ở cao độ 115 125 m. Với dạng địa hình như thế này thì chúng ta có thể xây dựng hầm dẫn dòng thi công bên bờ trái dốc đứng và mở rộng xây dựng kênh thi công bên bờ phải thoải hơn. Thuận lợi cho bố trí 1 số hạng mục công trình phụ trợ thi công và đường thi công giai đoạn 1 lúc thi công đập ở thấp. Đáy sông vùng tuyến có cao độ 108 111 m, khoảng cách giữa 2 bờ theo mép sông dao động từ 120 270 m. Với khoảng cách khá rộng như vậy rất thuận lợi cho việc thu hẹp lòng sông. Ở hạ lưu tuyến đập nơi lòng sông mở rộng, tích tụ Aluvi sông Đà phát triển khá mạnh tạo nên 1 bãi bồi lòng sông lớn (Bãi bồi Hủa Non và các bãi bồi ven sông). Bãi bồi lòng sông Hủa Non nằm cách tim tuyến đập khoảng 400 m về phái hạ lưu có chiều rộng khoảng 300 m kéo dài 800 m. Mùa lũ bãi bị ngập nước, mùa khô bãi nhô cao khoảng 1 – 2 m chia sông Đà thành 2 dòng chính. Do đó, ta có thể lợi dụng bãi đó để giảm bớt khối lượng công trình dẫn dòng vào mùa kiệt, giảm giá thành xây dựng công trình tạm. Hạ lưu tuyến đã chọn, dọc theo bờ trái rộng khoảng 250 m, ở cao độ 120 125 m và cách tim tuyến đập khaỏng 2 – 6 km. Nằm giữa suối Nâm Păm và suối Chiến tạo thung lũng tương đối thoải, rộng khoảng 2 – 5 km. Rất thuận lợi cho việc bố trí tập trung các công trình phụ trợ, khu nhà ở. Tóm lại: Điều kiện địa hình của tuyến đã chọn khá thuận lợi cho việc bố trí thi công, thiết lập nhiều phương án dẫn dòng để lựa chọn. Điều kiện khí hậu, thuỷ văn, đặc trưng dòng chảy. 1.4.2.1. Điều kiện về khí hậu. Lưu vực sông Hồng nói chung và sông Đà nói riêng nằm trong miền khí hậu nhiệt đới gió mùa, có mùa đông lạnh và khô, mùa hè nóng và mưa nhiều. Nhiệt dộ không khí. Nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm trên lưu vực sông Đà dao động từ 21 – 23,60. Địa hình càng lên cao nhiệt độ càng giảm, có thể hạ thấp tới 180, nhiệt độ không khí lớn nhất tuyệt đối theo tài liệu quan trắc tại các trạm khí tượng Lai Châu là 40,60 và tại Mường Tè là 41,30 và nhỏ nhất tuyệt đối tại trạm khí tượng Sơn La là - 0,50. Độ ẩm không khí. Độ ẩm tuyệt đối trung bình nhiều năm theo trạm khí tượng Lai Châu và Sơn La được xác định vào khoảng 20 – 23,3 mb. Độ ẩm tương đối dao động từ 81 – 83 %, lớn nhất đạt 100% và nhỏ nhất 12%. Mưa. Mưa trên lưu vực sông Đà phân bố không đều, phụ thuộc vào nhiều yếu tố tác động, trong đó đặc biệt là độ cao địa hình và hướng núi. Tổng lượng mưa rtung bình nhiều năm của lưu vực sông Đà tính đến tuyến công trình thuỷ điện Sơn La vào khoảng 1813 mm. Lượng mưa trong 5 tháng mùa mưa (từ tháng VI – X) chiếm tới 85 – 88% tổng lượng mưa cả năm.Mưa lớn nhất thường tập trung vào 3 tháng VI, VII, VIII với tổng lượng mưa trung bình mỗi tháng đều trên 150 mm ở hầu hết các trạm đo mưa trong lưu vực. Cường độ mưa trên lưu vực sông Đà rất lớn. Theo tài liệu quan trắc của trạm khí tượng Hoà Bình cường độ mưa lớn nhất sau 10 phút có thể đạt tới 14 – 33 mm, sau 30 phút đạt 36 – 92 mm, sau 1 giờ đạt 41 – 93 mm. Thời gian mưa liên tục dài nhất là 67 giờ và ít nhất 11 giờ 30 phút. Như thế, với lượng mưa khá lớn thì nó sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến tiến độ thi công của công trình. Do đó phải đẩy nhanh tiến độ thi công trong mùa khô, để vượt cao trình chống lũ. Gió. Tốc độ gió trung bình nhiều năm trên lưu vực sông Đà theo tài liệu quan trắc của trạm khí tượng Sơn La và Lai Châu đạt khoảng 1– 2 m/s Chế độ gió mùa trên lưu vực sông Đà thể hiện sự tương phản rõ rệt giữa 2 mùa: Mùa đông trùng với gió mùa Đông Bắc, kéo dài từ tháng X – III năm sau với thời tiết lạnh khô và ít mưa do ảnh hưởng của gió mùa châu Á chuyển động từ phía Bắc xuống. Mùa hè trùng với gió mùa Tây Nam, kéo dài từ tháng V – IX với thời tiết nóng ẩm và mưa nhiều. Đây là thời kỳ gió mùa châu Á áp thấp thịnh hành. Tốc độ gió ứng với các tần suất thiết kế như sau: Tần suất ( P%) Tốc độ gió (m/s) 2 % 43,2 4 % 39,3 Vmax 50 % vô hướng 27,8 Bốc hơi. Theo tài liệu quan trắc bốc hơi của trạm khí tượng Sơn La tổng lượng bốc hơi năm đạt khoảng 936,8 mm, lớn nhất vào tháng V đạt 229 mm và nhỏ nhất vào tháng VIII đạt 34,6 mm. Lượng bốc hơi khi hình thành hồ chứa Pa Vinh được tính toán dựa trên tài liệu của các trạm khí tượng đại biểu trên lưu vực và dòng chảy tính toán được tại tuyến Pa Vinh. 1.4.2.2. Điều kiện về thuỷ văn. Chế độ nước của sông Đà chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa. Phù hợp với chế độ mưa vùng núi, chế độ sông chia thành 2 mùa rõ rệt: Mùa lũ và mùa kiệt. Mùa lũ xảy ra đồng thời với tác động của gió mùa Tây Nam, bắt đầu vào tháng 6 và kết thúc vào tháng 10. Mùa kiệt xảy ra đồng thời với tác động của gió mùa Đông Bắc, bắt đầu từ tháng 10 và kết thúc vào tháng 5. Bảng 1 – 1: Trị số lưu lượng với tần suất theo các tháng trong năm (m3/s): Tháng QP % (m3/s) 0,5 % 1 % 3 % 5 % 10 % 20 % I 2372 2064 1624 1446 1212 998 II 2233 1915 1449 1273 1047 845 III 3204 2638 1871 1566 1209 883 IV 2256 2046 1714 1558 1339 1109 V 10234 9120 7326 6469 5275 4037 VI 14265 13033 11117 10159 8871 7480 VII 20984 19315 16513 15178 13378 11540 VIII 24220 21903 18228 16562 14228 11857 IX 14274 12772 10458 9389 8014 6615 X 10974 9642 7643 6801 5680 4593 XI 10825 9310 7107 6159 4900 3697 XII 4541 3902 2989 2601 2103 1622 Tb năm 10031.83 8971.67 7336.58 6596.75 5604.67 4606.33 Bảng 1 – 2: Quan hệ giữa lưu lượng và mực nước hạ lưu (Q ~ ZHL): TT Q(m/s2) Z(m) TT Q(m/s2) Z(m) TT Q(m/s2) Z(m) 1 0 111.13 29 3750 118.41 57 16116 127.12 2 17 111.5 30 4000 118.69 58 17041 127.61 3 57 112 31 4250 118.95 59 17988 128.1 4 110 112.5 32 4500 119.21 60 19120 128.68 5 140 112.75 33 4750 119.44 61 20113 129.18 6 183 113 34 5000 119.68 62 21128 129.67 7 237 113.25 35 5250 119.9 63 22164 130.16 8 340 113.6 36 5500 120.12 64 23043 130.58 9 395 113.75 37 5750 120.32 65 24117 131.07 10 440 113.85 38 6000 120.53 66 25029 131.48 11 500 113.97 39 6250 120.73 67 26141 131.98 12 523 114 40 6500 120.94 68 27083 132.39 13 536 114.02 41 6750 121.13 69 28040 132.8 14 680 114.25 42 7000 121.33 70 29010 133.21 15 750 114.36 43 7250 121.51 71 30194 133.71 16 792 114.43 44 7500 121.71 72 31195 134.12 17 1000 114.75 45 7750 121.9 73 32006 134.45 18 1065 114.84 46 8000 122.08 74 33033 134.86 19 1250 115.12 47 8250 122.26 75 34073 135.27 20 1500 115.49 48 8500 122.44 76 35126 135.68 21 1750 115.85 49 8750 122.61 77 36193 136.1 22 2000 116.22 50 9000 122.78 78 37057 136.43 23 2250 116.56 51 10030 123.49 79 38149 136.84 24 2500 116.9 52 11270 124.31 80 39032 137.17 25 2750 117.22 53 12600 125.14 81 40147 137.58 26 3000 117.54 54 13300 125.55 82 41050 137.91 27 3250 117.84 55 14790 126.37 83 42189 138.32 28 3500 118.14 56 15620 126.79 84 43111 138.65 Biểu đồ quan hệ giữa lưu lượng và mực nước hạ lưu Q ~ ZHL: Bảng 1 – 3: Lưu lượng lũ thiết kế tại tuyến công trình thuỷ điện Pa Vinh II: Tần suất thiết kế P (%) Lưu lượng lũ Q (m3/s) 10 % 14228 5 % 16562 3% 18228 1 % 21903 0,1 % 32430 0,01 % 54280 Lũ lớn nhất có thể xảy ra (lũ PMF) có lưu lượng Q = 60.000 m3/s. Bảng 1 – 4: Đường quá trình lũ đến P = 1 % T(h) Q(m3/s) T(h) Q(m3/s) T(h) Q(m3/s) 0 2500 252 5100 504 13000 12 2400 264 6500 516 12000 24 2300 276 8500 528 11500 36 2400 288 10000 540 11000 48 2800 300 10100 552 10000 60 4090 312 10000 564 9500 72 4140 324 9500 576 9000 84 4610 336 10000 588 8000 96 5000 348 11000 600 6000 108 5330 360 12000 612 5500 120 5850 372 15000 624 5000 132 6210 384 21903 636 4900 144 5640 396 17000 648 4800 156 5000 408 14000 660 4700 168 4900 420 14500 672 4000 180 4800 432 14700 684 3000 192 4700 444 15000 696 2800 204 4900 456 15600 708 2700 216 4950 468 16000 720 2600 228 5000 480 15340 240 5050 492 14000 Biểu đồ quan hệ giữa lưu lượng lũ đến với thời gian ứng với tần suất P = 1% (Q ~ T) Bảng 1 – 5: Trị số lũ thiết kế 12 tháng thời đoạn 10 ngày (m3/s). Tháng Thời đoạn (1-10) Thời đoạn (11-20) Thời đoạn (21-31) 5% 10% 20% 5% 10% 20% 5% 10% 20% 1 1136 992 853 1194 999 825 827 754 674 2 1091 898 725 835 743 653 866 726 601 3 990 805 636 912 752 606 802 672 555 4 1051 865 687 1196 1012 823 1218 1040 856 5 1657 1364 1081 4500 3398 2358 5095 4065 3057 6 6350 5120 3933 7688 6618 5469 8810 7380 5954 7 11946 10038 8128 12527 10732 8904 12782 11050 9214 8 12238 10615 8884 13740 11456 9138 11840 9873 7875 9 8679 7292 5904 6463 5481 4518 4655 4119 3555 10 4101 3672 3192 4424 3738 3056 5518 4361 3301 11 4532 3589 2697 4784 3670 2657 2628 2210 1781 12 2055 1680 1340 1788 1462 1167 1682 1386 1113 Nước sông không ăn mòn bê tông. Độ đục của nước sông trong mùa lũ thông thường 2,0 – 3,0 Kg/m3, đôi khi đạt tới 12 Kg/m3. Lượng mưa và số ngày mưa của từng tháng trong năm cũng ảnh hưởng đáng kể đến tiến độ thi công công trình. 1.4.2.3. Đặc trưng dòng chảy. Chế độ gió mùa trên lưu vực sông Đà đã định ra trong năm 2 mùa nước đối lập nhau: Mùa lũ tương ứng với mùa hè, mùa kiệt tương ứng với mùa đông. Lượng nước mùa lũ của sông Đà trung bình chiếm khoảng 80% tổng nước cả năm. Trong đó tháng VII, VIII là 2 tháng có lượng nước lớn nhất, mỗi tháng chiếm khoảng 21 – 23 % và sự hình thành các trận lũ lớn cũng xảy ra trong 2 tháng này. Ngược lại mùa kiệt chỉ chiếm 20% lượng nước cả năm. Do ảnh hưởng của địa hình và khí hậu sự phân bố dòng chảy trên lưu vực sông Đà không đều. Các sông suối bên bờ trái có lượng nước lớn, mô đun dòng chảy trung bình nhiều năm đạt 40 – 70 l/s km2. Ngược lại những sông suối bên bờ phải lưu vực sông Đà có lượng nước ít, mô đun trung bình năm chỉ đạt 10 – 20 l/s km2 hoặc 30 – 40 l/s km2. Thời gian duy trì đỉnh lũ kéo dài vài giờ đến vài ba ngày, thời gian đỉnh lũ lên thườgn 2 – 6 ngày, lũ xuống thường dài gấp 2 – 3 lần lũ lên. Mùa kiệt thì mực nước hạ xuống thấp nhất vào tháng III – V và khá ổn định trong suốt mùa kiệt. Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn. 1.4.3.1. Điều kiện địa chất thuỷ văn. Ở vùng công trình chính đã phát hiện 2 hệ thống nước ngầm: . + Tầng nước ngầm Aluvi. + Hệ thống nước khe nứt và nước mặt. Tầng nước Aluvi chứa nước phát triển ở vùng Aluvi lòng sông Đà và trong tầng cát giáp bờ nơi có nước ngầm lộ ra vào mùa kiệt. Nguồn nước của tầng này là nước thấm từ lòng sông và nước khe nứt giảm tải. Tầng chứa nước không áp, có nguồn từ nước mưa thấm xuống, nước thoát xuống sông Đà qua các suối, khe, còn trong mùa kiệt qua tầng Aluvi ven bờ. Vào cuối mùa kiệt mực nước ngầm hạ thấp gần tới mái đới đất đá không thấm và dày không quá vài mét. Trong mùa mưa, mặt nước ngầm nâng cao thêm 10 – 20 m. Nước của tầng này chứa ít khoáng chất và không ăn mòn bê tông. Như vậy, tầng nước ngầm tại vùng xây dựng công trình không có ảnh hưởng nhiều tới điều kiện thi công của công trình. 1.4.3.2. Điều kiện địa chất công trình. Vùng các công trính kéo dài khoảng 200 m từ lòng sông thu hẹp cách tuyến đập 150m về phía thượng lưu, đến đoạn sông mở rộng phía dưới nơi có lòng trũng và 1 cù lao chia lòng sông thành 2 phần gần bằng nhau. Bờ trái dốc hơn và lên đến cao trình 400 – 500 m, còn bờ phải thoải hơn và mái dốc lên đến cao trình 180 – 280 m, sau đó hạ tháp rồi lại lên cao tới cao trình 300 m. Lớp mặt ở 2 bờ dày ở đỉnh khoảng 2,5 m là đất trầm tích đệ tứ và là sản phẩm phong hoá, biến chất của 1 phần đá gốc gồm 2 loại: Loại thứ 1: Thuộc tầng trầm tích lục nguyên là á sét có độ rỗng lớn, có tỷ trọng lớn và chứa nhiều thành phần sét. Loại thứ 2: Trên đá phun trào, chủ yếu là Banzan Poocphirit, là kết quả của sự phong hoá biến chất của đá và ngoài thành phần sét còn có nhiều dăm sạn đá tảng. Ở phần lòng sông nơi có công trình chính có trầm tích dày 1,5 – 8,6 m. Trầm tích Proluvi và Deluvi ít và dày khoảng 0,5 – 1m ở chân dốc và chỉ cửa suối Nậm Păm tại bờ trái (phía hạ lưu) có chiều dày hơn 10 m. Ở phần lóng sông các công trình chính nằm trên khối Bazan foócphirit, đê quai thượng lưu, hạ lưu nằm trên đá trầm tích lục nguyên. Ở đáy sông, trên đá gốc là lớp trầm tích đệ tứ dày 1 – 8,5 m tại đoạn đoạn đập dày 20 – 30 mở vùng cù lao. Mức độ địa chấn của vùng là 8 độ theo thang MSK – 64. Điều kiện dân sinh – kinh tế khu vực. Vùng xây dựng công trình có nền kinh tế lạc hậu kém phát triển chủ yếu là nông nghiệp, trình độ dân trí còn thấp, cơ sở hạ tầng và đường xá giao thông còn kém phát triển. Đường hiện có cắt qua nhiều sông suối, chủ yếu là đường cấp phối. Năm 2003 – 2004 tiến hành cải tạo nâng cấp QL6 dài khoảng 300 km và tỉnh lộ 106 dài khoảng 40 km từ thị xã Sơn La đến huyện Mường La, làm mới đường từ Hát Lót – Na Co - Mường Bú dài khoảng 50 km. Đến cuối năm 2004 đã cơ bản hoàn thành tạo điều kiện thuận lợi cho công tác đi lại vận chuyển từ trung tâm kinh tế chính trị đến công trường. Huyện Mường La có khoảng 55 nghìn dân, trong đó khoảng 14 nghìn người sống trong vùng lòng hồ, chủ yếu là dân tộc Thái. Năm 2003 – 2004 đã tiến hành xây dựng đường dây 220 kV Việt Trì - Mường La ban đầu tải điện 110 kV, đường dây 110 kV Sơn La – Mường La, trạm biến áp 110/35/6 kV. Hiện nay đã vận hành hệ thống điện này góp phần tạo điều kiện thi công bằng các phương tiện hiện đại có năng suất cao tại công trường. ĐIỀU KIỆN GIAO THÔNG. Giao thông ngoài công trường. Toàn bộ hàng hoá đến công trường xây dựng công trình đầu mối trừ vật liệu xây dựng địa phương sẽ được vận chuyển bằng đường bộ và đường thuỷ đến công trường thuỷ điện Sơn La. Các tuyến đường đến công trình thuỷ điện Sơn La theo đường thuỷ: Hải Phòng – Hà Nội theo sông Đuống hoặc sông Luộc dài 200 km. Hà Nội - Việt Trì theo sông Hồng dài 75 km. Hà Nội - Hải Phòng - Việt Trì – Hoà Bình – Vùng hồ Hoà Bình phía thượng lưu đến tuyến PA Vinh II dài 500 km. Tuyến đường bộ Hải Phòng – Hà Nội – Hoà Bình – Hát Lót – Pa Vinh II dài 454km. Tất cả các hàng hoá của công trình được vận chuyển từ nước ngoài về đều phải cập cảng Hải Phòng, sau đó sẽ vận chuyển ngay lên công trình hoặc bảo quản tại cảng. Giao thông trong công trường. Dự kiến tổng chiều dài đường ôtô khoảng 50 km nối liền các hạng mục công trình đầu mối với các hạng mục của công trình sản xuất phụ trợ và khu nhà ở. Trong đó có 2 tuyến đường chính dọc 2 bên bên bờ sông phải và trái bắt đầu từ cầu vĩnh cửu đến 2 bãi thải ở 2 bên bờ sông phía thượng lưu đập với tổng chiều dài khoảng 20 km. Tóm lại: Hiện tại hệ thống đường giao thông trong cũng như ngoài công trường đã được nâng cấp, làm mới nhiều tuyến, nhiều hạng mục nhằm phục vụ tốt nhất cho việc vận chuyển đến công trường. NGUỒN CUNG CẤP VẬT LIỆU, ĐIỆN, NƯỚC. Nguồn cung cấp vật liệu. Công trình thuỷ điện Sơn La là 1 công trình lớn có kết cấu chủ yếu là bê tông và bê tông cốt thép do đó cần 1 lượng vật liệu xây dựng địa phương rất lớn khoảng 7,83m3 cát và đá dăm. Vật liệu đá làm cốt liệu bê tông - Mỏ đá Bản Pểnh. Mỏ nằm bên bờ trái sông Đà cách tuyến công trình khoảng 0,8 – 1,5 km về phía thượng lưu, có cao trình từ 200 – 400 m. Trong giai đoạn nghiên cứu khảo sát đánh giá mỏ đá Bản Pểnh cấp B, mỏ đá chính là cốt liệu dăm và cát cho bê tông công trình. Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật giai đoạn I, mỏ đá Bản Pểnh đã được thăm dò bổ sung đánh giá trữ lượng cấp A, đủ cơ sở để thiết kê thi công khai thác mỏ. Về chất lượng đá được sử dụng cho bê tông mác cao. Về trữ lượng: Phạm vi khảo sát: Tầng bóc bỏ là 5.217.296 m3. Tầng có ích là 12.365.024 m3. Phạm vi dự kiến khai thác: Tầng bóc bỏ là 3.350.860 m3. Tầng có ích là 5.233.200 m3. Các mỏ vật liệu cát - cuội - sỏi. Mỏ cát Bản Pắc – Bản Pậu. Mỏ cát nằm cách tuyến đập khoảng 17 – 20 km về phía hạ lưu, đã được khảo sát đánh giá ở cấp B + A. Mỏ là tích tụ Aluvi lòng sông ở đuôi hồ Hoà Bình, tầng có ích là cát mịn nằm ở trên có chất lượng và trữ lượng đáp ứng được yêu cầu làm cát trộn: cát là 1.719.711 m3, cuội sỏi là 1.439.419 m3. Do điều kiện khái thác khó khăn, độ sâu khai thác dưới mực nước hồ tới 20 – 25 m và nhà thầu không có đủ thiết bị khai thác. Mỏ cát Kỳ Sơn – Hoà Bình. Mỏ nằm về phái hạ lưu đập thuỷ điện Hoà Bình khoảng 8 – 10 km, đã được khảo sát đánh giá cấp độ B. Mỏ là tích tụ bãi bồi lòng sông phía bờ phải sông Đà, tầng tích là lớp cát hạt nhỏ đến hạt trung bình có lẫn ít cuội sỏi. Mỏ có điều kiện khai thác thuận lợi, về mùa kiệt nằm cao hơn mực nước sông từ 0,5 – 1 m (tháng 2 và 3), mùa mưa khoảng tháng 4, tháng 5 ngập dưới mực nước sông từ 1,5 – 3,5 m. Về chất lượng, trữ lượng cát 2,4m3 đáp ứng được yêu cầu và có thể dùng làm cốt liệu cho bê tông M300. Hiện tại mỏ này đang được khai thác và vận chuyển đến công trình. Đang tiến hành thí nghiệm để chọn tỷ lệ trộn với cát xay từ đá Bazan phục vụ cho công tác đổ bê tông cống dẫn dòng. Tóm lại: Vật liêu cát sỏi dọc bờ sông Đà khu vực gần công trình là rất ít và không đủ khả năng cung cấp cho công trình. Những mỏ gần thí không đáp ứng được yêu cầu về chất lượng. Do đó, cát sử dụng phải lấy từ nguồn cát xay từ đá. Vật liệu phụ gia cho bê tông. Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật giai đoạn 1 đã tiến hành công tác thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng phụ gia cho bê tông đầm lăn RCC và bê tông thường CVC từ nguồn tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2 với tỷ lệ 160 – 180 kg/cm2, sơ bộ cho kết quả tốt và đạt hiệu quả kinh tế nhất. Do tỷ lệ xi măng nhỏ nên không cần biện pháp giảm nhiệt mà vẫn đẩy nhanh được tiến độ thi công. Đất đắp. Mỏ đất số I: Vị trí ở kênh dẫn vào của tràn, diện tích khảo sát 115.000 m2. Tầng bóc bỏ là lớp phủ thực vật dày trung bình 0,4 m. Tầng có ích là lớp sườn tàn tích với đới phong hoá mãnh liệt của đá trầm tích. Thành phần có ích là á sét dăm dày khoảng 4 m, trữ lượng 460.000 m3. Đất đảm bảo cho việc đắp trên cạn và dưới nước. Các chỉ tiêu chính của mỏ đất số I: Hàm lượng hạt d > 5 mm Chiếm 22 % Hàm lượng hạt sét d < 0,005 mm Chiếm 28 % Đầm nện tiêu chuẩn = 1,72 g/cm2 Dung trọng khô toàn mẫu g/cm3 Cắt ở trạng thái bão hoà , C = 0,38 KG/cm2 Cắt trạng thái chế bị , C = 0,61 KG/cm2 Hệ số thấm K = cm/s Mỏ đất số II: Vị trí ở bờ trái, cách tuyến đập 1 km về phía thượng lưu. Chất lượng đảm bảo cho việc đắp trên cạn cũng như dưới nước. Trữ lượng mỏ: chia làm 2 khu theo đường khai thác là đường thi công mỏ đá N8. Khu A Khu B Phía dưới đường N8, cao trình 125 – 225 m. Phía trên đường N8, cao trình 275 – 475 m. Diện tích 130.000 m2. Diện tích 180.000 m2. Trữ lượng có ích 340.000 m3. Trữ lượng có ích 630.000 m3. Chiều dầy tầng boc bỏ thực vật 0,4 m. Chiều dầy tầng bóc bỏ thực vật 0,4 m. Chiều dầy tàng có ích 1,5 – 3 m. Chiều dầy tầng có ích 2 – 4,6 m. Điah hình thấp và thoải hơn. Địa hình dốc, cao cần mở đường lên. Chỉ tiêu chính của mỏ đất số II: Hàm lượng hạt d > 5 mm Chiếm 15 % Hàm lượng hạt d < 0,005 mm Chiếm 24 % Đầm nện tiêu chuẩn hạt d < 5 mm = 1,71 g/cm2 Độ ẩm tốt nhất WN = 21 % Dung trọng khô toàn mẫu = 1,78 g/cm3 Cắt ở trạng thái chế bị , C = 0,51 KG/cm2 Cắt ở trạng thái chê bị bão hoà , C = 0,39 KG/cm2 Hệ số thấm K = 4,6cm/s Mỏ đất số III (Mỏ đất Bản Rạng): Là sản phẩm phong hoá từ đá trầm tích và đá vôi thuộc hệ tầng Mường Trai. Chỉ tiêu chính của đất mỏ số III: Hàm lượng hạt d > 5 mm Chiếm 7 % Hàm lượng hạt d < 0,005 mm Chiếm 55 % Đầm nện tiêu chuẩn hạt d < 5 mm = 1,44 g/cm2 Độ ẩm tốt nhất WN = 32 % Cắt ở trạng thái chế bị , C = 0,66 KG/cm2 Cắt ở trạng thái chế bị bão hoà , C = 0,43 KG/cm2 Dung trọng khô toàn mẫu = 1,47 g/cm3. Đất mỏ số III không dùng để đắp dưới nước mà chỉ tận dụng để đắp trên cạn. Khả năng cung cấp điện nước. Khả năng cung cấp điện cho công trường. Việc cung cấp điện được thực hiện thông qua việc xây dựng các trạm 110/35/6 KV trong thời gian chuẩn bị và lắp đặt 1 máy có công suất 25 MVA tại công trường. Sử dụng đường dây 110 KV từ Sơn La - Mường La để tải điện 35KV, 6KV tới các cơ sở sản xuất của công trường. Xây dựng đường dây 220KV từ Việt Trì – Sơn La và dùng toàn bộ đường dây này tải điện áp 110KV. Trong thời gian này cũng xây dựng các trạm hạ áp và hệ thống dây điện tại công trường. Khả năng cung cấp nước cho công trường. Nước được lấy từ suối Nậm Păm dẫn theo hệ thống chính nằm bên bờ trái nhằm cung cấp nước cho các cơ sở sản xuất và nhà ở. Theo dự kiến để nối hệ thống nước kỹ thuật và sinh hoạt giữa 2 bên bờ bằng đường ống đi qua cầu tạm thượng lưu. Nước thải từ các sinh hoạt được xử lý làm sạch sơ bộ qua bể lắng tự hoại trước khi đưa vào nguồn nước sông Đà. Nước mưa tiêu thoát bằng hệ thống thoát nước mặt. Các công trình cấp, thải nước được xây dựng chủ yếu trong đợt 1, còn hệ thống chuyển nước từ bờ trái, bờ phải được xây dựng trong đợt 2. ĐIỀU KIỆN CUNG CẤP VẬT TƯ, THIẾT BỊ, NHÂN LỰC. Xi măng là loại vật tư rất quan trọng và cần thiết cho việc xây dựng công trình, được cung cấp đầy đủ từ những nhà máy xi măng lớn với chất lượng tốt đảm bảo yêu cầu của công trình như xi măng Bỉm Sơn, xi măng Hoàng Thạch. Các vật tư khác như gỗ, thép, thép dùng cho ván khuôn, thuốc nổ, thiết bị cơ khí…đều được cung cấp đầy đủ cả về chất lượng và số lượng theo đúng yêu cầu. Để đảm bảo thi công đúng tiến độ nên máy móc thi công được sử dụng trong quá trình thi công rất đầy đủ và có chất lượng tốt, thiết bị máy móc hiện đại. THỜI GIAN THI CÔNG. Khởi công xây dựng công trình: 02/12/2005. Hoàn thành công trình: năm 2012. NHỮNG KHÓ KHĂN & THUẬN LỢI TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG. Những thuận lơi. Do điều kiện địa hình của tuyến PA Vinh II rất rộng nên có mặt bằng thi công rộng, thuận lợi cho công tác bố trí các công trình phụ trợ khác. Cả về thượng lựu và hạ lưu đều có vũng đất rộng thuận lợi cho việc bố trí các cơ sở sản xuất phụ trợ, lán trại cho công nhân được gần với công trường do đó sẽ giảm bớt chi phí vận chuyển đi lại. Đây là 1 công trình lớn có tầm vóc quan trọng nên được sự quan tâm lớn của Đảng và nhà nước, vì thế có thể cung cấp đội ngũ cán bộ, công nhân chất lượng cao với số lượng lớn. Đầu tư cho công trường những thiết bị máy móc hiện đại nhất. Vật liệu xây dựng công trình phần lớn được cung cấp tại chỗ bằng các mỏ vật liệu gần tuyến công trình và co trữ lượng lớn đáp ứng đủ nhu cầu của công trình. Những khó khăn. Khu vực xây dựng công trình là nơi có nền kinh tế kém phát triển, cơ sở vật chất nghèo nàn, lạc hậu do đó phải xây dựng mới hoàn toàn các cơ sở vật chất cần thiết. Hệ thống liên lạc, cung ứng điện nước, mạng lưới giao thông rất kém hầu như phải xây mới hoặc sửa chữa lại toàn bộ. Mất nhiều thời gian cho việc xây dựng các công trình phụ trợ, cơ sở sản xuất và giá thành công trình sẽ tang lên. Cát để đổ bê tông hầu như không có do quãng đường vận chuyển rất xa mà phải sử dụng cát xay từ đá. Công trình nằm sâu trong vùng núi kém phát triển nên đời sống vật chất cũng như tinh thần của cán bô, công nhân rất hạn chế, ảnh hưởng đến năng suất làm việc của công nhân.