Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế kỹ thuật cống Luỳnh Quỳnh

Cống Luỳnh Quỳnh là một trong số các cống lớn, tiêu thoát lũ chủ lực ra biển Tây. Cống Luỳnh Quỳnh cùng với các cống thoát lũ miền Tây khác ngăn mặn xâm nhập nội đồng, tiêu thoát nước chua đầu mùa mưa, nước úng trong mùa mưa và giải quyết ngập lụt nhằm tạo điều kiện cơ bản trọng cho việc phát triển kinh tế xã hội vùng Tứ giác Long Xuyên tiến lên văn minh và hiện đại

Muïc luï

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG CÔNG TRÌNH 4

1.1 TÌNH HÌNH CHUNG 5

1.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 5

1.2.1 Vị trí địa lý 5

1.2.2 Đặc điểm địa hình 5

1.2.3 Đặc điểm địa chất 6

1.2.4 Đặc điểm khí tượng thủy văn 7

1.2.5 Hệ thống giao thông và năng lượng 10

1.2.6 Vật liệu xây dựng 11

1.3 TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ 11

1.3.1 Tình hình dân sinh 11

1.3.2 Tình hình kinh tế 11

1.3.2 Hiện trạng nông nghiệp 11

1.3.4 Hiện trạng thủy lợi 12

1.4 NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH VÀ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CHỦ YẾU 12

1.4.1 Nhiệm vụ công trình 12

1.4.2 Cấp công trình 13

1.4.3 Những chỉ tiêu thiết kế chủ yếu 13

1.4.4 Các tổ hợp mực nước tính toán 14

CHƯƠNG 2: SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 15

2.1 CÁC PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH 15

2.1.1 Vị trí 15

2.1.2 Hình thức cống 16

2.1.3 Sơ lược chọn các phương án 17

2.2 TÍNH TOÁN THỦY LỰC 18

2.2.1 Tính toán thủy lực kênh 18

2.2.2 Tính toán khẩu diện cống 19

2.2.3 Tính toán tiêu năng phòng xói 25

2.3 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 28

2.3.1 Tính toán sơ bộ khối lượng công trình 28

2.3.2 Phân tích các phương án 29

2.3.3 Chọn phương án và các thông số cơ bản để thiết kế 30

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CỐNG THEO PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN 31

3.1 BỐ TRÍ CÁC BỘ PHẬN CỐNG 32

3.1.1 Thân cống 32

3.1.2 Nối tiếp với thượng lưu và hạ lưu cống 40

3.2 TÍNH TOÁN THẤM DƯỚI ĐÁY CÔNG TRÌNH 43

3.2.1 Những vấn đề chung 43

3.2.2 Tính thấm theo phương pháp tỉ lệ đường thẳng 44

3.2.3 Tính thấm theo phương pháp hệ số sức kháng 48

3.2.4 Tính thấm theo phương pháp vẽ lưới thấm 54

3.3 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CỐNG 59

3.3.1 Những vấn đề chung 59

3.3.2 Xác định ứng suất đáy móng 59

3.3.3 Kiểm tra ổn định trượt 63

3.2.4 Kiểm tra ổn định lật 71

3.3.5 Kiểm tra khả năng chịu tải của nền 72

3.4 TÍNH TOÁN XỬ LÝ NỀN 74

3.4.1 Những vấn đề chung 74

3.4.2 Tính toán xử lý nền thân cống bằng phương pháp đóng cọc bê tông cốt thép 76

3.4.3 Tính khả năng chịu tải của đất dưới đáy móng quy ước 84

3.4.4 Tính lún dưới đáy móng quy ước 87

3.5 BIỆN PHÁP và TỔ CHỨC THI CÔNG 92

3.5.1 Hạng mục công tác 92

3.5.2 Biện pháp tổ chức thi công 93

3.5.3 Tiến độ thi công 94

3.6 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG VÀ ĐỀN BÙ TÁI ĐỊNH CƯ 95

3.6.1 Hiện trạng môi trường khu vực xây dựng công trình 95

3.6.2 Tình hình môi trường khi đang xây dựng cống 95

3.6.3 Tình hình môi trường sau khi xây dựng cống 96

3.6.4 Đền bù tái định cư 97

3.7 QUY TRÌNH QUẢN LÝ và VẬN HÀNH CỐNG 97

3.7.1 Quản lý và bảo trì cống 97

3.7.2 Vận hành cửa cống 98

CHƯƠNG 4: CHUYÊN ĐỀ TÍNH TOÁN KẾT CẤU BẢN ĐÁY CỐNG 100

4.1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 101

4.1.1 Đặt vấn đề 101

4.1.2 Trường hợp tính toán 101

4.1.3 Phương pháp tính 101

4.2 TÍNH TOÁN NỘI LỰC BẢN ĐÁY 102

4.2.1 Chọn băng tính toán 102

4.2.2 Tính toán các ngoại lực tác dụng lên băng 103

4.2.3 Tính toán nội lực 116

4.3 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP BẢN ĐÁY 118

4.3.1 Số liệu tính toán 118

4.3.2 Tính toán cốt thép 118

4.3.3 Kiểm tra khe nứt 121

KẾT LUẬN 124

PHỤ LỤC TÍNH TOÁN 125 Y

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG CÔNG TRÌNH

1.1 TÌNH HÌNH CHUNG

Cống Luỳnh Quỳnh là một trong số các cống lớn, tiêu thoát lũ chủ lực ra biển Tây

Cống Luỳnh Quỳnh cùng với các cống thoát lũ miền Tây khác ngăn mặn xâm nhập nộiđồng, tiêu thoát nước chua đầu mùa mưa, nước úng trong mùa mưa và giải quyết ngập lụtnhằm tạo điều kiện cơ bản trọng cho việc phát triển kinh tế xã hội vùng Tứ giác LongXuyên tiến lên văn minh và hiện đại Cụ thể như sau:

- Cấp nước ngọt cho 256.000 – 278.000ha đất nông nghiệp từ 2 vụ đến 3 vụ mỗinăm Lượng nước yêu cầu tháng 2 từ 180 đến 190m3/s và cung cấp nước sinh hoạt chokhoảng 2 triệu dân

- Chống mặn xâm nhập từ vịnh Thái Lan vào 100.000ha ven bờ biển

- Cải tạo 220.000ha đất phèn bằng biện pháp thủy lợi để từng bước đưa vào sản xuất

có hiệu quả cao hơn

- Tiêu mưa, nước chua và tiêu nước úng sau lũ cho toàn bộ 492.000ha đất tự nhiên

- Giải quyết ngập lũ hàng năm gây cản trở hoạt động chung và phát triển sản xuấtcủa khu vực Trước mắt ổn định đời sống dân cư trong vùng và từng bước kiểm soát lũmột cách chủ động cho toàn vùng Tứ giác Long Xuyên

Từ tác dụng của các cống thoát lũ biển Tây, khu vực thuộc cống Luỳnh Quỳnh khốngchế sẽ phát triển thành khu vực có cơ cấu nông nghiệp hài hòa phù hợp môi trường sinhthái tự nhiên Cụ thể cơ cấu nông lâm như sau:

- 1 vụ lúa mùa và 2 vụ màu 500ha dọc theo QL80

- Màu và cây công nghiệp 2.000ha

Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật cống được xem xét vào các vấn đề sau:

- Xét chọn chính xác vị trí cống hợp lý về điều kiện kinh tế và kỹ thuật

- Chọn biện pháp xử lý nền và kết cấu tiêu năng thích hợp

- Bình đồ tuyến kênh Luỳnh Quỳnh tỷ lệ 1/1000

- Cắt dọc và cắt ngang kênh Luỳnh Quỳnh, trong đó có đoạn dự kiến xây dựng cống

- Cắt dọc kênh dẫn dòng và đê bao bờ hữu và bờ tả: 3266 m

- Cắt ngang kênh dẫn dòng, kênh Luỳnh Quỳnh và đê bao: 5078 m

Từ kết quả đo vẽ cập nhật, nhận xét đặc điểm địa hình và địa vật khu vực xây dựngcống Luỳnh Quỳnh như sau:

- Trong phạm vi 50m ven bờ và cách chợ Luỳnh Quỳnh 450m cao độ mặt đất khoảng+0.7 ÷ +1.0m, nhà cửa thưa thớt hơn đoạn gần chợ, ít nhà kiên cố, không có nhà máy, khotàng, có đường dây cao thế chạy dọc theo bờ phía chợ Luỳnh Quỳnh Đây là khu vựcthuận lợi cho việc bố trì cống và mặt bằng công trường vì ít vườn, nhà cửa nhưng cũngkhông quá xa chợ.

- Theo quy hoạch, dọc theo kênh Luỳnh Quỳnh đắp bờ kênh phía Nam kết hợpđường giao thông nhưng hiện nay chưa đắp hoành chỉnh và thông suốt do chưa có cầu quacác kênh rạch đổ vào kênh Luỳnh Quỳnh

- Lòng kênh Luỳnh Quỳnh được đo vẽ mới 18 mặt cắt cách nhau 25 ÷ 30m Lòngkênh rộng khoảng 30m, cao độ thấp nhất khoảng 4m, mái kênh khá thoải m = 2÷3

- Phía bên ngoài khu nhà ở vùng ven kênh là đồng trống, trồng lúa, bạch đàn, dứa, aonuôi và một ít mồ mả xây hay đất

- Kênh dẫn dòng đặt ở bên bờ phải, cao độ mặt đất dao động từ +1.0 đến 0.5m, rất ítnhà cửa mà chỉ là ao, mương, ruộng năng lác, dứa…

1.2.3 Đặc điểm địa chất

Kết quả khảo sát địa tầng nền móng cống như sau :

- Lớp 1a: Sét màu xám nâu, trạng thái nửa cứng đến cứng, kết cấu chặt vừa, bề dày 1

tấn/m3

1.570.96

2.011.65

1.981.61

2.011.64

Môđun biến dạng E0 kg/cm3 2.53 10.91 33.69

Góc ma sát trong độ 3005 11044 22032 28059

và gió mùa hạ Vùng dự án là vùng có lượng mưa trong năm tương đối lớn (1900 ÷ 2100).

Sự phân bố theo không gian tương đối ổn định Đối với ngoài biển Tây ở đảo Phú Quốclượng năm từ 2400 ÷ 2800mm vào sâu trong đất liền qua vùng dự án lượng mưa giảm đicòn khoảng 2068m Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 và mùa khô từ tháng 12 đến tháng

4 Trong mùa mưa tháng mưa nhiều nhất là tháng 8, lượng mưa trong mùa mưa chiếm 85

÷ 90% tổng lượng mưa trong năm, những điều kiện trên rất thuận lợi cho việc phát triểnnông nghiệp và thủy sản

- Độ ẩm không khí:

Độ ẩm tương đối trung bình ở Kiên Giang là 82% Trong các tháng mùa khô độ ẩmtương đối trung bình từ 76 ÷ 79% và thấp nhất là 49% Trong các tháng mùa mưa độ ẩmtương đối trung bình từ 80 ÷ 88% và thấp nhất là 60%

- Bốc hơi:

Lượng bốc hơi trung bình năm đo đạc được ở Rạch Giá là 1150mm Thông thường bốchơi có lien quan đến nhiệt độ, nắng, mưa độ, ẩm và gió v.v… Trong nhưng mùa khô đặcbiệt là tháng 3, tháng 4 lượng bốc hơi đạt giá trị lớn nhất 120 ÷ 130mm/tháng Trong cáctháng mùa mưa do nắng yếu độ ẩm cao và mưa nhiều nên lượng bốc hơi trung bình thấpnhát và tháng 10 là 71.6mm/tháng

- Mưa:

Hàng năm Rạch Giá có khoảng 130 ngày mưa, số ngày có lượng mưa trên 25mm chiếmkhoảng 10 ÷ 11% tổng số ngày mưa, trong toàn mùa mưa củng chỉ có 5 ÷ 6 ngày có lượngmưa lớn 50mm Tài liệu đo mưa của một số trạm xung quanh vùng dự án như bản sau :

Bảng 1.2 Lượng mưa năm tại một số trạm

Cà Mau

Hà Tiên

Phú Quốc

132140114167

260.520599200

8195675881272

Trong mùa mưa lũ từ tháng 5 đến tháng 11, khu dự án có lượng mưa tháng lớn nhất vàmưa trận có cường độ lớn thường xuất hiện trong tháng 8 và tháng 9 Để có hình ảnh vềlượng mưa ngày lớn nhất đã quan trắc được có bảng sau:

Bảng 1.4 Lượng mưa 1 ngày max trong mùa mưa tại trạm Rạch Giá

X ngày max (mm) 176.6 135.5 129.2 260.5 229

5197.9 164.3

- Gió gần mặt đất:

Vùng dự án nằm ở đồng bằng Nam Bộ trên môt địa hình bằng phảng và tương đối đồngnhất về lớp phủ cho nên hướng gió, tốc độ và mùa mưa tương đối đồng nhất

Gió mùa – mùa đông : Hướng gió thịnh hành ở khu dự án là Đông Bắc, sau đó và thời

kỳ mùa gió hướng gió được thay đổi dần sang đông và đông nam Tốc độ gió trung bìnhvào khoảng 2 ÷ 2.5m/s Tốc độ gió lớn nhất trong mùa này nhận được 48m/s (hướng ĐôngBắc) tại Rạch Giá

Gió mùa – mùa hạ : Hướng gió thịnh hành là Tây Nam hoặc Tây Tốc độ gió trung bìnhtrong khoảng 2.4 ÷ 2.8m/s Mùa này là mùa mưa bão, giông tố và hoạt động của giải hội

tụ nên thường có gió mùa cấp 7 đến cấp 8 hoặc hơn nữ Tốc độ gió lớn nhất đã đo được tạitram Rạch Giá là 57m/s (hướng Tây)

Do tốc độ gió vùng ven biển Tây khá lớn nên các công trình ven biển cần đưa ra cácbiện pháp làm giảm bớt tác động của gió và sóng như trông cây, xây dựng bờ kè chắnsóng…

Bảng 1.5 Tài liệu về gió

có mực nước triều lớn nhất theo các tần suất vào tháng 10 như sau :

Bảng 1.7 Đỉnh triều Tây theo tần suất vào tháng 10

c) Tình hình ngập úng

Tổng lượng lũ vào vùng TGLX hằng năm khoảng 30 – 40 tỉ m3 nước chiếm 7 – 9%tổng lượng lũ đồng bằng song Cửu Long

Lũ vào TGLX theo 2 hướng chính :

- Từ Campuchia vào qua cầu và qua cầu Xuân Tô theo kênh Vĩnh Tế về TGLXkhoảng 60 – 65%

- Từ song Hậu theo các kênh vào khoảng 35 – 40%

- Lũ thoát ra khỏi vùng TGLX theo các hướng

- Ra biển Tây

- Xuống vùng Tây sông Hậu qua các cầu

- Trở lại sông Hậu

Khu vực TGLX lũ đến chậm hơn do bị dãy 7 núi án ngự Hàng năm thời gian ngập úngkéo dài từ 2-6 tháng với độ ngập sâu từ 0.50 ÷ 2.50m

Đặc biệt mùa khô năm 1998 – 1999 mặn xâm nhập sâu hơn do quá ít mưa, lưu lượngsông Mê Kông giảm thấp hơn cùng kỳ mọi năm Vì vậy các địa phương ven biển chịu ảnhhưởng mặn do triều phải đắp đập tạm để ngăn chặn mặn xâm nhập vào sâu Một số cốngthoát lũ biển Tây vừa thi công xong đã phát huy thấy rõ hiệu quả ngăn mặn, vì vậy cầnphải khẩn trương xây dựng toàn bộ các cống mới kiểm soát mặn triệt để bảo vệ sản xuấtnông nghiệp và môi trường nước

1.2.5 Hệ thống giao thông và năng lượng

Điều kiện này hết sức quan trọng trong công tác tổ chức thi công và quản lý vận hànhsau này Khảo sát thực tế cho biết như sau :

- Hệ thống giao thông: kênh Luỳnh Quỳnh là một trong trục giao thông thủy từ kênhRạch Giá Hà Tiên ra biển Tây, tàu thuyền đánh cá ra vào ngày đêm và vận chuyển vật tưnhiên liệu phục vụ sản xuất nông lâm ngư nghiệp

Theo kế hoạch dọc theo bờ nam kênh Luỳnh Quỳnh và tuyến đường bộ nối liền QL80với chợ Luỳnh Quỳnh và tuyến đê bao ven biển Tây Tuy nhiên cho đến nay công việcthực hiện vẫn còn dang dở, chưa có thể đi lại thông suốt

Vì vậy giao thông thủy vẫn là chính yếu, phục vụ nhu cầu đi lại vận chuyển trong khuvực Trong hoàn cảnh như vậy công tác tổ thi công cũng dựa vào phương tiện đường thủy

để vận chuyển thiết bị thi công và vật tư, vật liệu xây dựng

- Năng lượng và bưu điện viễn thông : hiện nay, dọc theo tuyến đường bộ đang thicông đã có tuyến đường dây điện cao thế 20KV dẫn từ QL80 vào đến khu dân cư dọc theo

để biển Nhờ vào tuyến điện cao thế này, việc tổ chức thi công thuận lợi, tiện nghi và tiếtkiệm so với điện máy phát tại chỗ Hơn nữa đó là nguồn điện quan trọng cho công tác vậnhành và bảo dưỡng công trình cống Luỳnh Quỳnh

Bên cạnh đó, đường điện thoại hữu tuyến đã triển khai trên các cột điện cao thế, vì vậykhu vực chợ Luỳnh Quỳnh đã có điện thoại lien lạc trong và ngoài nước Nhờ vào tiệnnghi này việc liên lạc chỉ đạo, phối hợp, thông tin sẽ nhanh, chính xác, kịp thời, rất có lợicho công tác tổ chức thi công và vận hành công trình sau này

- Sắt thép, nhiên liệu : có thể mua tại Rạch Giá, vận chuyển bằng đường thủy với cự

1.3.2 Tình hình kinh tế

Trên khu vực dự kiến xây dựng cống dân cư ở đông đúc theo dọc bờ kênh tả, phía chợLuỳnh Quỳnh, với mật độ hơn 500 người/km2 Trái lại, bờ hữu dân ở thưa thớt, chỉ đôngđúc ở khu vực trước chợ Luỳnh Quỳnh Chợ Luỳnh Quỳnh là bến tàu thuyền đánh cá từcác nơi tụ tập về để lên cá hay lấy nhiên liệu, nước đá, muối… rất nhộn nhịp, không khác

gì cảng cá thu nhỏ

1.3.2 Hiện trạng nông nghiệp

Trong mùa khô toàn bộ kênh đầy nước mặn và mặn theo các mươn rạch lan tràn ra làmhạn chế nghiêm trọng phát triển nông nghiệp ven kênh Luỳnh Quỳnh, thậm chí lan rộngvào phía trong kênh Rạch Giá – Hà Tiên Vì vậy, khu vực chung quanh kênh LuỳnhQuỳnh chỉ trồng lúa được vụ mùa với diện tích nhỏ, năng suất bấp bênh do có hạn “BàChằn”, còn mùa khô hầu như không trồng lúa nên hầu hết diện tích chuyển sang trồngtràm, bạch đàn, thơm…’

1.3.4 Hiện trạng thủy lợi

Dự án thoát lũ sang biển Tây bằng 20 cống bố trí dọc theo kênh Rạch Giá – Hà Tiên đãđược triển khai giai đoạn thi công và đã được thực hiện được gần đủ các cống Mấy nămgần đây, diễn biến khí tượng thủy văn trên thế giới rất phức tạp, gây hạn hán kéo dài, bão

lũ thường xuyên Việt Nam cũng chịu ảnh hưởng tự nhiên đó, cụ thể đối với đồng bằngven biển Tây bị mặn xâm nhập vào trong Tứ Giác Long Xuyên hơn các năm trước Một sốđịa phương chưa có cống mặn cuối các kênh thoát lũ nên phải đắp đập tạm, trong khinhững chỗ có cống ngăn mặn không xâm nhập vào nên dân địa phương không phải đắpđập tạm Tuy nhiên mặn vẫn đi vào sâu và lan tràn sang khu vực đã có cống, vì vậy khẩnthiết phải hoàn tất các cống còn thì mới kiểm soát hoàn toàn mặn trong mùa khô

Ngoài tác dụng ngăn mặn, các cống còn có tạc dụng thay chua rửa phèn do cống có cửa

tự động hút ngọt từ sông Hậu sang biển Tây Các cống được lắp cửa tự động 1 chiều hoặc

2 chiều có tác dụng như sau :

- Trong mùa khô, cửa tự động ngăn mặn khi triều lên cao, độ nhạy là 5 – 10cm, và tựđộng mở tiêu thoát khi triều rút, tác dụng này rất quan trọng khi có mưa gây ngập chuatrên đồng vì nước chua sẽ tự động tháo hết ra biển khi triều rút

- Trong mùa mưa, lũ từ Tức Giác Long Xuyên và Tứ Giác Hà Tiên thoát về biểnthông qua các cống tự động mở khi triều rút Tác dụng đóng mở tự động của cửa làm tăngnăng lực tiêu và hút ngọt về khu vực ven biển Tây sẽ cải tạo đất chua mặn thành đất có thểtrồng lúa

1.4 NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH VÀ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CHỦ YẾU

1.4.1 Nhiệm vụ công trình

- Ngăn mặn, giữ ngọt, tiêu chua, rửa phèn, cải tạo đất cho 6000ha đất tự nhiên, cấpnước phục vụ sinh hoạt cho nhân dân hưởng lợi

- Cùng với các công trình khác trong vùng Tứ Giác Long Xuyên tham gia tiêu thoát

lũ từ Campuchia ra biển Tây và ngăn mặn từ biển Tây, xâm nhập vào

- Giảm độ sâu ngập vào đầu và cuối mùa lũ, tạo điều kiện thu hoạch an toàn vụ HèThu, xuống giống Đông Xuân kịp thời vụ

- Tạo thế đưa nước nhiều phù sa từ sông Hậu vào để cải tạo đồng rộng vùng Tứ GiácLong Xuyên

- Ngọt hóa khu vực ven biển Tây từ Rạch Giá đến Hà Tiên

- Kết hợp giao thông thủy bộ

1.4.2 Cấp công trình

Theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 285_2002 cấp công trình được xác định

dựa vào 2 điều kiện:

a) Theo năng lực phục vụ của công trình

Theo bảng 2.1, với hệ thống thủy nông có diện tích tự nhiên khu tiêu là 6000ha thì cấpcông trình thiết kế tương ứng là cấp III.

b) Theo đặc tính kỹ thuật của các hạng mục công trình thủy

Chiều cao công trình được xác định sơ bộ theo công thức:

H = Zmaxđồng – Zđáykênh + dTrong đó

Zmaxđồng _Mực nước đồng lớn nhất

Zđáykênh_Cao trình đáy kênh

d _Độ vượt cao an toàn, chọn d = 1m

H = 1.19 – (-3.50) + 1 = 5.69mTheo bảng 2.2, với nền công trình là đất sét bão hòa nước ở trạng thái dẻo, vật liệu làmbằng bê tông cốt thép, chiều cao công trình H є (5÷10m) thì cấp công trình là cấp IV

Kết luận: Cấp công trình thiết kế cống Luỳnh Quỳnh là cấp III.

1.4.3 Những chỉ tiêu thiết kế chủ yếu

Dựa vào cấp công trình cấp III, theo mục 4 TCXDVN 285_2002 xác định được cácthông số sau

- Tần suất thiết kế:

+ Mức đảm bảo tiêu cho nông nghiệp: P = 80÷90%+ Lưu lượng, mực nước lớn nhất thiết kế: P = 1%

(Tương ứng với chu kỳ lặp lại 100 năm)

+ Tiêu chuẩn thoát lũ ứng với mực nước lũ năm 1961, triều năm 1994

- Hệ số lệch tải

+ Trọng lượng bản thân công trình: n = 1.05

+ Áp lực nước trực tiếp lên bề mặt công trình và nền: n = 1.00

- Thời gian thi công kể từ ngày khởi công: t = 1 năm

1.4.4 Các tổ hợp mực nước tính toán

Các tổ hợp mực nước thực tế được xác định bằng cách tiến hành giải bài toán thủy lựcmạng, đây là bài toán rất lớn và phức tạp, liên quan đến rất nhiều công trình khác trongvùng Trong phạm vi của đồ án tốt nghiệp, các số liệu dưới đây được cho bởi giáo viênhướng dẫn

Bảng 1.9 Tổ hợp mực nước và lưu lượng xác định khẩu diện cống

Trường hợptính

Zđồng (m) Zbiển (m) z

(m)

Q (m3/s)Trường hợp tiêu 0.94 0.63 0.31 201

Bảng 1.10 Tổ hợp mực nước tính tiêu năng

Trường hợptính

Zđồng (m) Zbiển (m) z

(m)Trường hợp tiêu 1.04 0.57 0.47

Bảng 1.11 Tổ hợp mực nước tính thấm và ổn định

Trường hợp tính Zđồng (m) Zbiển (m) z

(m)Trường hợp ngăn

mặn

Trường hợp giữ ngọt 0.43 -0.21 0.64

CHƯƠNG 2

SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 CÁC PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH

2.1.1 Vị trí

a) Các phương án

Sau khi cập nhật tài liệu địa hình và địa chất lòng và bờ kênh Luỳnh Quỳnh, nhận thấy

bố trí cống tại lòng kênh và cách biển khoảng 1000m là phù hợp với xu thế, thuận lợi thủylực, ít ảnh hưởng đến đất đai và nhà của của dân Tuy nhiên, cách chợ Luỳnh Quỳnhkhoảng từ 500 – 600m dân cư ở với mật độ không đều, nhà kiên cố và nhà tạm đan vớinhau, vì vậy việc xê dịch tìm vị trí chính xác nhằm giảm tối đa đền bù và thuận lợi cho tổchức thi công là cần thiết

Trong khu vực gần chợ Luỳnh Quỳnh về phía đồng có thể xem xét 2 vị trí đặt cốngtrong lòng kênh Mỗi vị trí có phạm vi ảnh hưởng 10ha (dài 400m theo dòng chảy, rộng250m), mô tả vị trí 2 phương án tuyến như sau:

- Phương án 1: tim cống cách chợ Luỳnh Quỳnh 550m về phía đồng

- Phương án 2: tim cống cách chợ Luỳnh Quỳnh 270m về phía đồng

bộ chưa thông suốt

So sánh 2 phương án thì nhận thấy phương án 1 sẽ ít ảnh hưởng đến nhà cửa và mặtbằng tự nhiên dọc theo 2 bờ kênh rộng rãi thuận tiện hơn cho việc bố trí mặt bằng côngtrường, kênh dẫn dòng và thi công đê quây

Kết luận: chọn phương án vị trí 1 để xây dựng công trình.

- Về kết cấu: cống ngầm là loại kết cấu nằm sâu trong đất nên chế độ làm việc của nórất phức tạp, khi thiết kế phải đảm bảo về khả năng chịu lực, chống nứt

- Về giao thông thủy bộ: kết hợp với mặt đê làm đường giao thông bộ nên đơn giản,không có khả năng giao thông đường thủy

b) Cống lộ thiên

- Về thủy lực: chế đô thủy lực đơn giản hơn cống ngầm, lưu lượng nước lấy quacống lớn.

- Về ổn định: dễ sinh ra hiện tượng lật, trượt ngang, khi tính toán thiết kế phải đảmbảo khả năng về độ ổn định, chống trượt lật cho công trình

- Về kết cấu: nằm lộ thiên do đó kết cấu tương đối đơn giản

- Về giao thông thủy bộ: phải xây cầu giao thông ngang qua cống nên phức tạp, tuynhiên kết hợp được với việc giao thông đường thủy

Như vậy, việc xây dựng cống lộ thiên sẽ đơn giản, đỡ tốn kém hơn so với làm cốngngầm, ngoài ra còn đảm bảo yêu cầu về giao thông đường thủy bộ kết hợp Đây cũng làhình thức được sử dụng rộng rãi ở các cống đồng bằng sông Cửu Long vì đáp ứng đượchầu hết các yêu cầu đề ra và hoạt động đạt hiệu quả cao

Kết luận: chọn hình thức cống là cống lộ thiên.

2.1.3 Sơ lược chọn các phương án

Căn cứ điều kiện địa hình, địa chất và yêu cầu thủy lợi giao thông thủy và bộ, có 3phương án ngưỡng cống với sơ đồ tính toán được trình bày trong các hình sau:

2.2 TÍNH TOÁN THỦY LỰC

2.2.1 Tính toán thủy lực kênh

Các tài liệu về kênh:

a) Kiểm tra điều kiện không xói

Điều kiện đảm bảo kênh không bị xói :

Vmax < VkxTrong đó :

Vkx _Lưu tốc đảm bảo kênh không bị xói (m/s)

Tra phụ lục 8-5 sách Thủy lực tập 1 ứng với lực kết dính C = 0.06

So sánh thấy Vmax < Vkx

Kết luận: kênh thoả mãn điều kiện không xói lở

b) Kiểm tra điều kiện bồi lắng

Do đặc điểm của cống vùng triều, mực nước thay đổi liên tục, lưu tốc dòng chảy trongkênh dao động từ 0 ÷ Vmax cho nên khi dòng chảy với lưu tốc nhỏ sẽ có thời điểm xảy rabồi lắng vì vậy cần có biện pháp nạo vét định kỳ

2.2.2 Tính toán khẩu diện cống

Việc tính toán thủy lực cũng như tính toán tiêu năng phòng xói cống lộ thiên được xemnhư tính toán thủy lực cho đập tràn

Bảng 2.1 Tổ hợp mực nước và lưu lượng xác định khẩu diện cống

Trường hợptính

Zđồng (m) Zbiển (m) z

(m)

Q (m3/s)Trường hợp tiêu 0.94 0.63 0.31 201

35.52÷44.40

17

4

7.88÷11.82

31.52÷39.40

4

6.88÷10.32

27.52÷34.40Trong đó:

H _Cột nước tràn, là độ chênh giữa mực nước thượng lưu với cao trình củađiểm thấp nhất ở ngưỡng tràn (m)

δ _Chiều dày đỉnh đập (m)

Nhận xét: ( 23 )H << ( 810 )H

Kết luận: tính toán thủy lực cống trong 3 phương án trên theo sơ đồ đập tràn đỉnh rộng.

2.2.2.2.2 Xác định sơ bộ trạng thái chảy qua cống

Hình 2.1 Sơ đồ chảy qua đập tràn đỉnh rộng

Theo QPTL C8-76 thì đập tràn đỉnh rộng chảy ngập khi:

4.13201

4.441.05

4.5

0 0.92

Chảyngập2

0

5

3.63

3.94

4.0

0 0.913

3

3.44

3.5

0 0.90

Kết luận: như vậy theo tính toán sơ bộ thì cả 3 phương án thì trạng thái chảy qua cống

đều là chảy ngập

Q _Lưu lượng tiêu thiết kế (m3/s)

∑b _Bề rộng lấy nước của cống (m)

H0 _Cột nước tràn có kể tới lưu tốc tới gần (m)

φn _Hệ số lưu tốc Xác định bằng bảng 12 theo hệ số lưu lượng m.

m _Hệ số lưu lượng Chọn sơ bộ lấy m =0.35

φn = 0.930

φg _Hệ số xét đến ảnh hưởng của co hẹp bên ε0

Tính theo công thức của Trugaep: φg= 0.5ε0 + 0.5ε0 _Hệ số co hẹp bên, sơ bộ lấy bằng 0.95

Ωh _Diện tích mặt cắt ướt ở hạ lưu (m2)

hk _Độ sâu phân giới trên ngưỡng tràn (m)

h k=3

√ α Q2

( ∑b)2 g

Cách tính: Muốn tính được ∑ b phải biết h

Mà h phụ thuộc vào Zhp, Zhp phụ thộc vào hk, hk phụ thuộc ∑ b

Vậy phải tính lặp giữa 2 đại lượng h và ∑ b

0.975

2.45

1.69

0

4

0.09

0.22

3.92

16.76

18

2 3.6

3

4.00

2.25

1.62

0

4

0.11

0.25

3.38

19.07

21

3 3.1

3

3.50

2.02

1.55

0

4

0.11

0.22

2.91

22.28

Trước tiên cần xác định m và m theo các phụ lục:

m là trị số ở hàng cuối cùng phụ lục 14-9a ứng với

Vậy dùng công thức sau để tính hệ số lưu lượng m :

30

18 4.13

4.50

0.360

0.42

0.918

Chảyngập

3

4.00

0.365

0.41

0.908

3

3.50

0.367

0.39

0.894

Kết luận: kết quả ở bảng 2.5 phù hợp với giả thiết ở bảng 2.3.

c) Chọn bề rộng cống thiết kế, tiến hành phân khoang và chọn bề rộng mố

Bảng 2.6 Bề rộng cống thiết kế

P

A ∑b (m)

Sốkhoang

b(m) dmg (m) dmb (m) Hình dạng mố

d) Kiểm tra khả năng tiêu với bề rộng cống thiết kế

Khi kiểm tra khả năng tháo của cống giả thiết trạng thái chảy qua cống vẫn là chảyngập Vì vậy công thức kiểm tra khả năng tháo của cống là công thức của đập tràn đỉnhrộng chảy ngập

Q=ϕn.ϕg.h. ∑ b. √ 2g.( H0−h)

- Xác định các hệ số trong công thức:

Bảng 2.7 Xác định các hệ số trong công thức

PA Bk ∑ b m ϕ n ε0 ϕg

130

Vì H0 phụ thuộc Qkt, h phụ thuộc Zhp và Zhp phụ thuộc Qkt

Mà Qkt là đại lượng chưa biết do vậy phải tính đúng dần giữa 3 đại lượng là H0,h vàQkt

Bảng 2.8 Lưu lượng tháo kiểm tra ứng với bề rộng cống thiết kế

4.51

228

4.01

229

3.51

221

Kết luận: với bề rộng cống thiết kế đảm bảo khả năng tháo Qkt > Qtk = 201 (m 3/s)

- Kiểm tra lại trạng thái chảy ứng với bề rộng cống thiết kế

Bảng 2.9 Kiểm tra trạng thái chảy với lưu lượng kiểm tra

P

A m νn (h n/H0)pg hn H0 hn/H0 Kết luận

1 0.364

0.4

4.13

4.5

1 0.92

Chảyngập

2 0.365

0.4

3.63

4.0

1 0.91

3 0.367

0.4

3.13

3.5

1 0.89

Kết luận: kết quả trên phù hợp với giả thiết cống chảy ngập dùng để tính toán lưu

lượng kiểm tra

2.2.2.3 Kết quả tính toán khẩu diện cống cho các phương án

Bảng 2.10 Kết quả tính toán khẩu diện cho các phương án

Phươn

g án

∇ng

(m)

δ (m)

∑b (m)

dmg (m)

dmb (m)

Số khoang

2.2.3.2 Tổ hợp mực nước tính toán tiêu năng

Bảng 2.11 Tổ hợp mực nước tính toán tiêu năng

Trường hợp tính Zđồng (m) Zbiển (m) Δz (m)Trường hợp tiêu 1.04 0.57 0.47

1.04

-3.50 4.5

4

9.08÷13.62

36.32÷45.40

17

4

8.08÷12.12

32.32÷40.40

4

7.08÷10.62

28.32÷35.40

Kết luận: trong trường hợp tính toán tiêu năng cống vẫn làm việc như một đập tràn

đỉnh rộng

Các bước tính toán tiêu năng cho cống được thực hiện như sau:

Bước 1: Xác định trạng thái chảy:

- Nếu trạng thái chảy là chảy ngập: nối tiếp sau cống sẽ không có nước nhảy.

- Nếu trạng thái chảy là chảy không ngập: tiếp tục làm bước 2.

Bước 2: Xác định hình thức nối tiếp sau cống bằng cách so sánh hc” và hh

- Nếu hc” > hh : Nối tiếp sau cống là nước nhảy phóng xa.

- Nếu hc” = hh: Nối tiếp sau cống là nước nhảy phân giới

- Nếu hc” < hh: Nối tiếp sau cống là nước nhảy ngập

Bước 3:

- Nếu nối tiếp sau cống là nước nhảy phóng xa, phân giới thì phải thiết kế tiêu năng.

- Nếu nối tiếp sau cống là nước nhảy ngập thì chỉ phải bố trí tiêu năng theo cấu tạo 2.2.2.3.2 Xác định trạng thái chảy qua cống

a) Xác định sơ bộ trạng thái chảy qua cống

Vì chưa biết Q tiêu năng nên chưa xác định được H0, lấy sơ bộ H0 ~ H.

Các hệ số m và νn được tính tương tự như trong phần tính toán khẩu diện cống

Bảng 2.13 Xác định sơ bộ trạng thái chảy qua cống

PA Zđồng Zbiển ∑ b m hn ν n (h n/H0)pg H0 hn/H0 Giả thiết

Tính toán lưu lượng tiêu năng ứng với các giả thiết

- Phương án 1 và 2: tính toán theo công thức của đập tràn đỉnh rộng chảy ngập.

Q=ϕn.ϕg.h. ∑ b. √ 2g.( H0−h)

Do H0∈Q tt ; h∈Zhp∈Qtt nên phải tính đúng dần giữa 3 đại lượng là H0, Qtt và Zhp.

Bảng 2.14 Lưu lượng tiêu năng

4.63

259

4.13

263

- Phương án 3: tính toán theo công thức của đập tràn đỉnh rộng chảy không ngập.

Q=m ε0∑ b. √ 2 g.H03 /2

Do H0∈ Qtt nên phải tính đúng dần với 2 đại lượng là H0 và Qtt

Bảng 2.15 Lưu lượng tiêu năng

P

3 4.54 30 3.54 24 0.367 0.909 3.62 244

b) Kiểm tra lại trạng thái chảy so với giả thiết

Bảng 2.16 Kiểm tra trạng thái chảy với lưu lượng tính toán

4.63

0.892

4.13

0.879

3.62

0.865

Chảy khôngngập

Kết luận: trạng thái chảy kiểm tra phù hợp với trạng thái chảy giả thiết.

2.2.2.3.3 Xác định hình thức nối tiếp sau cống

Nhận xét:

Phương án 1 và 2 đều có trạng thái chảy qua cống là chảy ngập nên không có bước

nhảy sau cống

Phương án 3 có trạng thái chảy qua cống là chảy không ngập nên xác định hình thức

nối tiếp sau cống bằng cách so sánh hc'' và hh

E0 _Năng lượng đơn vị của dòng chảy thượng lưu cống (m)

P _Chiều cao ngưỡng cống (m)

H _Chiều cao cột nước thượng lưu so với đáy kênh hạ lưu (m)

V0 _Vận tốc dòng chảy có kể đến lưu tốc tới gần (m/s)

Q _Lưu lượng tiêu năng (m3/s)

ωk _Diện tích mặt cắt ướt kênh thượng lưu (m2)

∑ b _Bề rộng lấy nước của cống (m)

Bảng 2.17 Hình thức nối tiếp sau cống

3.54

3.62

4.62

1.14

0

9

0.691

3.19

4.07

NhảyngậpVậy hình thức nối tiếp sau cống trong trường hợp này là nối tiếp bằng nước nhảy ngậpnên không cần tính toán thiết bị tiêu năng mà chỉ cần bố trí tiêu năng theo cấu tạo

2.2.2.4 Bố trí các bộ phận tiêu năng

Theo lý thuyết thì chỉ cần bố trí tiêu năng theo cấu tạo với phương án 3 Tuy nhiên, quathực tế nhiều năm xây dựng các công trình thủy lợi ở đồng bằng sông Cửu Long thấy rằngsau khi xây dựng công trình vài năm thì công trình bị xói hạ lưu cống gây mất ổn định Docông trình đặt trên nền đất yếu, lưu tốc sau cống lớn hơn lực dính của hạt đất, ảnh hưởngcủa thủy triều nên dòng chảy vừa ra sau cống thường phân bố không đều, gây mất ổn địnhchảy vào kênh dẫn với mạch động lớn nên lòng dẫn bị xói lở rất nhanh, hình thành hố xóigây sát lở và xói lở tiến đến gần tới công trình gây nên mất ổn định Chính vì vậy vẫn bốtrí tiêu năng cho tất cả các phương án

Căn cứ theo kết quả thực nghiệm của các nghiên cứu về kết cấu tiêu năng phòng xói vàthực tế một số công trình đã xây dựng ở đồng bằng sông Cửu Long, chọn kết cấu tiêu năngnhư sau:u

Bảng 2.18 Hình thức kết cấu tiêu năng các phương án

Kết cấu tiêu năng

Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3Zđáy (m) L

(m) Zđáy (m) (m)L Zđáy (m) (m)L

Bể tiêu năng (phía

2.3 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.3.1 Tính toán sơ bộ khối lượng công trình

2.3.2.1 Các thông số cơ bản dùng trong tính toán

Các thông số được chọn sau đây chỉ là các thông số cơ bản dùng để tính toán sơ bộ khốilượng một số bộ phận chủ yếu của công trình, sau này khi chọn được phương án thiết kếmới chọn chính thức các thông số chi tiết dùng để thiết kế

Bảng 2.19 Các thông số dùng để tính toán sơ bộ khối lượng công trình

Δ(m)

dmg(m)

dmb(m)

tsân(m)

tbảnđáy(m)

tbể(m)

∇đinhmo(m)

θ(độ)

17 1.2 1.0 0.5 1.2 0.5 +3.00 150

2.3.2.2 Khối lượng sơ bộ và giá thành

Do thời gian không cho phép nên trong phạm vi đồ án này chỉ tính toán sơ bộ một sốcác bộ phận chủ yếu của công trình và chỉ mang tính chất tham khảo

Bảng 2.20 Khối lượng và giá thành các phương án

b) Về điều kiện thi công

Phương án 2 và 3 có bề rộng bản đáy cống lớn hơn nên dễ dàng bố trí mặt bằng thicông, tuy nhiên phương án 1 bản đáy chỉ phải đổ các khối bê tông nhỏ hơn nên dễ dàngtrong việc xử lý khe lạnh, vết nứt

c) Về nền móng

Phương án 1 có nền công trình sâu, bản đáy nhỏ nên đỡ tốn kém trong việc xử lý, khảnăng chịu tải tốt hơn, nhưng phương án 2 và 3 có bản đáy lớn hơn nên tính ổn định lạiđảm bảo hơn

d) Về khả năng lắng đọng bùn cát

Do phương án 2 và 3 có ngưỡng nên sẽ giúp cho công trình giữ lại hàm lượng bùn cáttrước cống, không đi vào kênh, công việc nạo vét kênh sẽ đỡ vất vả hơn Nhưng bên cạnh

đó việc xử lý chống thấm tiếp giáp giữa đáy cống và kênh phức tạp hơn

e) Về giao thông thủy

Phương án 1 có đáy ngưỡng cống thấp nên đảm bảo hơn về điều kiện chiều sâu giaothông thủy, tuy nhiên phương án 2 và 3 thì lại có bề rộng các khoang lớn, do đó tàu thuyềnqua lại dễ dàng, ít bị va chạm

2.3.3 Chọn phương án và các thông số cơ bản để thiết kế

Các phân tích trên chỉ mang tính chất tham khảo, mỗi phương án đều có những ưu vànhược điểm riêng Trong đó phương án 2 cân bằng giữa ưu và nhược điểm hơn 2 phương

án 1 và 3 nên chọn phương án này để thiết kế

- Khẩu diện thông nước: B = 7×3 = 21m

- Khẩu diện cống: B = 7.5×3 = 22.5m

- Cao trình ngưỡng cống: Zđc = -3.00m

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CỐNG THEO PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN

Chiều dày bản đáy chọn theo điều kiện chịu lực, phụ thuộc và bề rộng khoang cống, tảitrọng bên trên và tính chất nền Thường chọn theo kinh nghiệm, sau đó tính chính xác hóabằng tính toán kết cấu bản đáy Chọn chiều dày bản đáy t = 1m, phía dưới có lớp lót bêtông dày 5cm.

Hình thức kết cấu bản đáy được chọn theo mô hình thủy lực của Viện Khoa học ThủyLợi Miền Nam đã được ứng dụng rộng rãi ở các cống ở đồng bằng Sông Cửu Long

Hình 3.1 Cấu tạo bản đáy cống

3.1.1.2 Mố cống

a) Cao trình đỉnh mố

Cao trình đỉnh mố cũng chính là cao trình đỉnh cống được xác định như cao trình đỉnhđập bê tông và được xác định ứng với các mực nước dâng bình thường và mực nước dânggia cường theo công thức:

đ1 = MNDBT + h + s + a

đ2 = MNDGC + h’ +s’ + a’

Trong đó :

a, a’ _Độ vượt cao an toàn ứng với mực nước dâng bình thường và mựcnước dâng gia cường Theo tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén TCN 157_2005với công trình cấp III

a = 0.7 ; a’ = 0.5 ;

h, h’ _Chiều cao nước dềnh do gió gây ra (m)

s, s’ _Chiều cao sóng leo (m)

Xác định mực nước dâng bình thường, mực nước dâng gia cường:

- Mực nước dâng bình thường được lấy ứng với mực nước trung bình hàng năm

- Mực nước dâng gia cường được lấy ứng với tần suất lũ thiết kế, theo TCXDVN285_2002 ứng với công trình cấp III thì P = 1% (tương ứng với chuy kỳ lặp lại là 100năm)

Theo tài liệu thủy lực lấy:

h = 2.10-6

262×2009.81×3.73 = 0.0073 m

- Xác định s

s = Kηs×hi%

Trong đó :

hi% _Chiều cao sóng ứng với mức đảm bảo i% Theo QPTL C1_78, đối vớicông trình cấp III thì i% = 13%

h 13% được xác định như sau:

Giả sử đây là trường hợp sóng nước sâu tức H >

t _Thời gian gió thổi liên tục, lấy bằng t = 6 giờ

+ Tra đồ thị P(2-1) (phụ lục hướng dẫn đồ án môn học Thủy công) đường baotrên cùng

H = 3.73 >

λ

2 = 1.53 m Vậy giả thiết sóng nước sâu là đúng

Thay vào công thức được:

s = 1.18×0.32 = 0.34 mXác định  h’ và  ’ s

- Xác định s

’s = k’ηs×h’i%

h’ 13% được xác định như sau:

Giả sử đây là trường hợp sóng nước sâu tức H’ >

+ Tra đồ thị P(2-1) đường bao trên cùng

H’ = 5.18 >

λ'

2 = 1.28 m Vậy giả thiết sóng nước sâu là đúng

Mố giữa còn để đỡ cầu giao thông, cầu công tác Hình dạng mố có ảnh hưởng đến chế

độ dòng chảy vào và ra khỏi cống Dạng mố thường hay sử dụng là tam giác, nửa hay mộtphần, dạng lưu tuyến Chiều dày của mố còn phụ thuộc vào chiều cao mố, chiều rộngkhoang và loại cửa van

Chọn loại đầu mố nửa tròn, chiều dày mố thay đổi từ d= 1.2m ở thượng lưu cho đến d=0.6m ở hạ lưu

c) Mố bên

Ngoài tác dụng của mố giữa, mố bên còn có tác dụng liên kết thân cống với bờ Nó chịutác dụng của đất hai bờ Vì vậy tùy theo tình hình, quy mô cống Mố bên là loại tườngtrọng lực, tường chắn kiểu có sườn chống và cùng một khối với ngưỡng đáy Cũng có khidùng tường hộp rỗng nếu địa chất nền xấu

Chọn loại đầu mố vuông cạnh, chiều dày mố d= 1m, tại vị trí đặt khe van và khe phaichiều dày mố d = 1.10m

Hình 3.2 Cấu tạo mố giữa và mố bên

3.1.1.3 Cửa van

Cửa van có tác dụng để khống chế mực nước và điều tiết lưu lượng qua cống Hiện nay,

có 2 hình thức cửa van được dùng phổ biến ở nước ta là cửa van phẳng và cửa van cung

a) Cửa van cung: được làm bằng thép

- Ưu điểm: lực đóng mở cửa nhỏ, thời gian đóng mở nhanh, điều tiết lưu lượng tốt,

mố trụ mỏng do khe van nông

- Nhược điểm: mố trụ phải dài để đặt được càng van, áp lực nước tác dụng tập trunglên mố làm cho ứng suất phát sinh trong mố và việc bố trí thép phức tạp, cấu tạo và lắp rápphức tạp, khó sửa chữa, giao thông thủy hạn chế Chỉ làm việc một chiều và khó bố trítheo nguyên lý tự động nên không phù hợp với hình thức cống vùng triều

b) Cửa van phẳng: làm bằng thép, gỗ, bê tông cốt thép hoặc xi măng lưới thép.

- Ưu điểm: cấu tạo và lắp ráp đơn giản, tác dụng chắn nước và điều tiết lưu lượngtương đối tốt, khả năng tháo xả đáy tốt, giao thông thủy thuận tiện

- Nhược điểm: lực đóng mở tương đối lớn, khả năng đóng mở cửa van chậm

Trong đó, hình thức cửa van phẳng đóng mở tự động hình chữ nhật có nhiều ưu điểmthích hợp cho cống vùng triều như làm việc theo nguyên lý tự động phù hợp với mực nướcthay đổi liên tục ở vùng triều, lực đóng mở cửa van khá nhẹ nhàng, tốc độ mở cửa nhanh,tháo xả đáy và các vật trôi nổi tốt, giao thông thủy thuận tiện Cùng với việc khảo sát cáccông trình lân cận đã xây dựng, chọn hình thức kết cấu cống như sau:

Cửa van phẳng chữ nhật đóng mở cửa tự động 1 chiều, kích thước cửa van như sau:Chiều dày: 0.4m ; Chiều cao: 5.5m ; Chiều rộng: 7.5m

Phai được làm bằng kết cấu bê tông cốt thép, kích thước 0.4×5.5×7.5m

Một số yêu cầu cơ bản để nhằm tăng tuổi thọ cho cửa van:

- Cửa van làm bằng thép không gỉ

- Chốt, cối xoay hay các bộ phận quay thường xuyên ngập mặn phải được chế tạobằng thép không gỉ.

- Cửa được vệ sinh bằng phun cát, tráng kẽm và sau đó sơn chống gỉ 2 lớp, sơn mỹthuật một lớp

- Cầu trục vận hành bằng tay và bằng điện

3.1.1.4 Khe phai và cầu thả phai

Khe phai thường được bố trí ở đầu và cuối cống để ngăn nước giữ cho khoang cốngkhô ráo khi cần sửa chữa Với các cống lớn, trên cầu thả phai cần bố trí đường ray cho cầncẩu thả phai; với các cống nhỏ, việc thả phai có thể tiến hành bằng thủ công

Khe phai cũng như khe van phải đảm bảo cho việc đóng mở dễ dàng, cũng như điềukiện khít nước khi làm việc

Hình 3.3 Cấu tạo khe van và khe phai

3.1.1.5 Cầu công tác

Cầu công tác là nơi đặt móng mở và thao tác van Chiều cao cầu công tác cần tính toánđảm bảo khi kéo hết cửa van lên vẫn còn khoảng không cần thiết để đưa van ra khỏi vị trícống khi cần Kết cấu cầu bao gồm bản mặt, dầm đỡ và các cột chống Kích thước các bộphận có thể tham khảo các công trình đã có

Cao trình cầu công tác được tính toán theo công thức sau:

Zcầucôngtác = Zđỉnhmố + hv + e + δ

Hình 3.4 Sơ đồ tính toán chiều cao cầu công tác

Trong đó:

Zcầucôngtác _Cao trình cầu công tác (m)

Hình 3.5 Cấu tạo chi tiết cầu công tác

3.1.1.6 Cầu giao thông

Thiết kế cầu giao thông theo quy phạm về cầu giao thông do nhiệm vụ của công trình làkết hợp giao thông đường thủy và đường bộ Do yêu cầu giao thông thủy nên dầm cầuphải cao để thuyển bè qua lại dễ dàng, cao trình đáy dầm cầu ở đây lấy Zdầmcầu = +3.20mngang với cao trình cầu Luỳnh Quỳnh gần đó là hợp lý Bề rộng cầu do phù hợp với yêucầu giao thông đường bộ, ở đầy lấy Bcầugiaothông = 5m