đồ án thi công đập đất đầm nén

Vị trí công trình: Công trình đầu mối hồ chứa nước IA-KO được xây dựng trên suối IA-Gláe thuộc đất xã IA-KO, huyện Chư Sê, tỉnh Gia Lai, cách thị xã Plâycu về phía Tây Nam khoảng 50 km.

+ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNGTHI CÔNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN

I GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

1.1 Vị trí và nhiệm vụ công trình

1.1.1 Vị trí công trình:

Công trình đầu mối hồ chứa nước IA-KO được xây dựng trên suối IA-Gláe thuộc đất xã IA-KO, huyện Chư Sê, tỉnh Gia Lai, cách thị xã Plâycu về phía Tây Nam khoảng 50 km Khu hưởng lợi có diện tích đất tự nhiên là 1200ha, nằm về phía bắc xã

độ đông

Khu tưới giới hạn bởi :

- Phía Bắc giáp suối Ụa-Gláe

- Phía Nam giáp suối Ụa –Lô

- Phía Đông giáp suối Ụa – Kô

- Phía Tây giáp chân núi Chư Sê

Nhìn chung vùng trồng cây cà phê có địa hình dạng tương đối bằng phẳng, lượn sóng nhẹ thấp về hai phía Đông và Tây Cao độ trung bình là 460m, nơi cao nhất có cao trình 505m (khu tưới I), nơi thấp nhất có cao trình 404m (khu tưới II), độ dốc

1.1.2 Nhiệm vụ công trình:

Công trình thuỷ lợi IA-KO được xây dựng trên suối IA-Gláe thuộc xã IA-KO, huyện Chư Sê tỉnh Gia Lai, cách thị xã Plây cu về phía Tây Nam khoảng 50 km Công trình thuỷ lợi IA- KO có các nhiệm vụ chính sau:

+ Công trình có nhiệm vụ cung cấp nươc tưới cho 800 ha cà phê

+ Tận dụng diện tích mặt hồ tương đối rộng để nuôi trồng thuỷ sản

+ Cải thiện điều kiện khí hậu khắc nghiệt của khu vực xây dựng công trình và các khu dân cư lân cận

1.2 Kết cấu công trình thủy công.

1.2.1 Dung tích hồ chứa:

Ứng với cao trình mực nước hồ có các dung tích sau:

Mực nước dâng bình thường : 31,6m ; W = 3,9.106 m3

Mực nước dâng gia cường : 34,2 m ; W = 4,884.106 m3

Mực nước chết : 23,8 m ; W = 0,994.106 m3

1.2.2 Đập đất:

Đập đất được xây dựng tại tuyến I, tại đầu khu tưới I (đã trồng cà phê) Đây là đập đồng chất đắp bằng đất được lấy từ các bãi vật liệu: bãi I(thượng lưu bờ phải), bãi

II (thượng lưu bờ phải), bãi III( hạ lưu bờ phải)

Mái thượng lưu được lót lớp đá hộc dày 20cm tiếp theo là lớp đệm đá dăm và cát mỗi lớp có bề dày 10cm có cấu tạo như một tầng lọc ngược

Mái hạ lưu làm các rãnh tiêu nước bằng đá xây dọc theo mái đập ở cao trình cơ 457m Nước mưa sẽ theo các rãnh chảy về chân đập Phần mái trên cơ và dưới cơ (ngoài phạm vi lót đá ) làm các rãnh xiên chứa cát sỏi, rãnh chân mái chia thành các ô

Đỉnh đập được rải một lớp cấp phối, lởp trên rải dăm sỏi dày 10cm, lớp dưới là cát dày 5cm

Phạm vi lòng suối từ cao trình 452m đến chân đập hạ lưu có thiết bị thoát nước kiểu lăng trụ Phạm vi hai bên bờ dùng thiết bị thoát nước kiểu áp mái từ cao trình 457m đến chân đập

Thong qua tính toán ta xác định các thông số cơ bản của đập đất như sau:

4573

mm

3,53,75

1.2.3 Cống lấy nước:

Vị trí cống được bố trí ở bờ trái dưới đập chính

Dựa vào kết quả tính toán bồi lắng lòng hồ theo tuổi thọ công trình xác định được MNC = 455,5m và chọn cao trình đấy cống là 454,4m

Hình thức cống : chọn hình thức cống hộp được làm bằng BTCT M200, có tháp van đặt ở mái thượng lưu

Các kích thước của cống như sau:

Hình thức tràn đỉnh rộng không có van, nối tiếp với hạ lưu bằng dốc nước và tiêu năng bằng bể tiêu năng.

Trên tràn bố trí cầu dân dụng để tiện quản lý, vận hành và sửa chữa khi cần thiết Các thông số cơ bản của tràn xả lũ:

1.2.6 Kênh và công trình trên kênh:

Kênh chính sau đoạn cống lấy nước đi qua vùng đồi và đầm, đỉnh bờ kênh rộng 2m, cao 1,5m, đáy kênh trùng với đáy cống lấy nước, rộng bằng bề rộng cống, có độ dốc i=0,001

Kênh nhánh và kênh cấp I tiết diện nhỏ, khối lượng công tác lớn đi qua khu ruộng và bờ đê, công trình trên kênh có khối lượng nhỏ và phân tán

1.2.7 Cấp công trình:

Dựa vào tính chất của đất nền và chiều cao đập, theo TCXDVN – 285 - 2002 ta

xác định được cấp của công trình là cấp IV

1.2.8 Thời gian thi công:

Công trình được xây dựng trong 3 năm kể từ ngày khởi công

1.3 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình

1.3.1 Điều kiện địa hình:

Công trình đầu mối hồ chứa nước IA-KO được xây dựng trên suối IA-Gláe thuộc đất xã IA-KO, huyện Chư Sê, tỉnh Gia Lai, cách thị xã Plâycu về phía Tây Nam khoảng 50 km Khu hưởng lợi có diện tích đất tự nhiên là 1200ha, nằm về phía bắc xã

độ Đông

Khu tưới giới hạn bởi :

- Phía Bắc giáp suối Ụa-Gláe

- Phía Nam giáp suối Ụa –Lô

- Phía Đông giáp suối Ụa – Kô

- Phía Tây giáp chân núi Chư Sê

Nhìn chung vùng trồng cây cà phê có địa hình dạng tương đối bằng phẳng, lượn sóng nhẹ thấp về hai phía Đông và Tây Cao độ trung bình là 460m, nơi cao nhất có cao trình 505m (khu tưới I), nơi thấp nhất có cao trình 404m (khu tưới II), độ dốc

Trung tâm Khoa học & triển khai KTTL đã tiến hành đo đạc các tài liệu sau:

- Bình đồ lòng tỷ lệ 1/2000

- Bình đồ khu đầu mối tỷ lệ 1/500

- Bình đồ khu tưới (đập, cống & tàn ) tỷ lệ 1/ 500

- Trắc dọc các tuyến

1.3.2 Điêu kiện địa chất:

Qua xem xét lại thực địa, phân tích một số mẫu đất xét về nguyên nhân thành tạo, địa chất vuùng được phân ra thành các lớp theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau:

- Lớp 1 :bùn sét hữu cơ, màu xám đen , xám xanh Trạng thái dẻo chảy, đất yếu, nguồn gốc aluvi Bề dày lớp này khoảng hơn 1m phân bố dọc lòng suối

- Lớp 2: á sét màu nâu nhạt, tạng thái bở lẫn rễ cây đang phân hủy, kết cấu xốp,

bề dày từ 0,5 -1,5m Diện tích phân bố hẹp ở vai đập

- Lớp 3: đất sét màu nâu sẫm, trạng thái nử cứng, đất sượng đồi đồng nhất, bề dày từ 4,5 -6m Diện phân bố rộng ở vai đập

- Lớp 4: đây là sản phẩm phong hóa gần hoàn toàn của đá Riolit thành sét có lẫn dăm mềm, phần còn lại vẫn giữ ffược kiến trúc lỗ rỗng của đá, đất hạt

1.3.3 Đặc điểm khí hậu:

Địa bàn dự án nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa cao nguyên, trong năm

Mùa mưa tại vùng xây dựng công trình bắt đầu từ rất sớm, kéo dài từ tháng 5 tới tháng 10 Độ ẩm không khí tương đối cao, nhất là vào các tháng mùa mưa, dao động

từ 80-90%

Lượng mưa trung bình nhiều năm là khoảng 1664mm, lượng mưa mùa mưa chiếm tới 90% lượng mưa cả năm.Mù khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 5 năm sau, lượng mưa mùa khô chỉ chiếm 10% lượng mưa cả năm Trung bình một năm có 154 ngày mưa, trong đó có 40 ngày dông

Trung bình một năm có 2377 giờ nắng, nắng nhiều nhất vào các tháng mùa khô,

từ tháng 12 đến tháng 4 Trung bình một tháng có trên 230 giờ nắng

Lượng bốc hơi bình quân nhiều năm tại Plây cu là 914mm (đo bằng ống Piche) Lượng bốc hơi lớn nhất vào các tháng 2 đến tháng 5 là các tháng mưa ít, nhỏ nhất là vào tháng 11 lạnh ẩm Lượng mưa lớn nhất vào tháng 3, tháng 4 khi nhiệt độ không khí bắt đầu tăng, các tháng mùa mưa lượng bốc hơi giảm, lượng bốc hơi nhỏ nhất vào các tháng mù đông

Tốc độ gió trung binh năm là 3m/s, tốc độ cao nhất cố thể đạt đến 28m/s Hướng gió thịnh hành về mùa khô là Đông Bắc, hướng gió về mùa mưa là Tây nam

2 Các đặc trưng khí tượng khu vực

4 Tình hình sông suối trong khu vực

Vùng Phú Cường có các suối nội địa như: suối Nhạ, suối Bằng, suối Quốc, suối Mon Các suối này có độ dốc lớn bắt nguồn từ dốc núi tạo nên lũ tập trung nhanh gây tình trạng úng ngập khu sản xuất, phá hoại hoa màu và xói mòn đất canh tác Các suối này chạy theo hướng từ Đông sang Tây đều đổ ra sông Đà Do độ dốc lớn và rừng đầu nguồn bị phá hoại do khai thác không hợp lý, vì vậy mùa mưa sinh lũ lớn, mùa khô dòng chảy kiệt nhỏ

Ngoài các sông suối nội địa trên, khu Phú Cường còn chịu ảnh hưởng của sông Đà

Đồ án môn học thi công đập đất GVHD: Trần Văn Toản

1.3.3 Cỏc đặc trưng thủy văn và cỏc yếu tố dũng chảy vựng cụng trỡnh đầu mối:

Hồ Đầm Bài dự kiến xõy dựng trờn Suối Bằng Diện tớch lưu vực tớnh đến tuyến

Lưu lượng dũng chảy ứng với

tần suất 10 % của cỏc thỏng mựa khụ như sau:

Quan hệ Q~Z ở hạ lưu tuyến đập:

Khu vực xõy dựng cụng trỡnh cú động đất cấp 7

1 4 Nguồn vật liệu xõy dựng.

1.4.1 Vật liệu đất:

- Mỏ A nằm phớa vị trớ đập tràn, cỏch tuyến đập 400m, gồm chủ yếu là lớp đất sột

và cú lớp ỏ sột từ trung đến nặng cú lẫn dăm sạn xen kẹp, lớp này cú lỳc ở dưới, ở giữa

và ở trên lớp đất sét Bề dày khai thác tương đối đồng đều 2÷2,5m Trữ lượng 134.103m3.

- Mỏ B nằm ở thượng lưu tuyến đập, tại cao trình 21m, cách tuyến đập 500m

- Mỏ D nằm ở sau vai trái tuyến đập Mỏ này chủ yếu là đất sét, bề dày trung

Vì sỏi ít nên dùng đá dăm ở mỏ Bache để đổ bê tông, cát phân bố dọc sông Đà

1.5 Giao thông vận tải

Công trình nằm ở huyện Kỳ Sơn cách quốc lộ 6 khoảng 12km Đường đến công trình chủ yếu sử dụng bờ đê sông Đà Đoạn từ xóm Tân Lập đến quốc lộ 6, đoạn này chủ động để cho xe máy qua lại chở vật liệu vào thi công Đoạn qua Ngòi Mai cần làm ngầm tạm cho xe máy vào thi công

Tất cả các con đường trên công trường là đường cấp 3, chiều rộng đường 6 m, lợi dụng đường đồng mức và đường mòn cũ, kết hợp mở rộng thêm cho đạt yêu cầu đi lại

1.6 Điều kiện dân sinh kinh tế

Dân sống trong vùng xây dựng công trình gồm dân tộc Kinh và Mường, trong

đó dân tộc Mường chiếm 80 % Nghề chính là làm ruộng và đi rừng, điều kiện sinh hoạt thấp kém

1.7 Khả năng cung cấp điện nước

Gần khu vực xây dựng có nước suối Bằng và hồ Đầm Bài, có đủ chất lượng và

số lượng theo yêu cầu, nên sử dụng nguồn nước này để cung cấp nước cho xây dựng

và thi công

1 8 Điều kiện thi công

+ Khởi công ngày 01/10/2006

+ Công trình đầu mối thủy lợi do Công ty Dịch vụ và Hợp tác Nước ngoài thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đảm nhận thi công

+ Vật tư thiết bị cung cấp đến chân công trình theo đúng tiến độ

+ Mỏy múc đảm bảo cho việc thi cụng

+ Nhà thầu cú khả năng tự huy động vốn đỏp ứng nhu cầu thi cụng

+ Thời gian thi cụng 2-3 năm

Do vậy khi thi công công trình thuỷ lợi phải tiến hành dẫn dòng thi công để dẫn

n-ớc từ thợng lu về hạ lu ,đảm bảo cho hố móng đợc khô ráo mà vẫn đảm bảo đợc yêu cầu lợi dụng dòng nớc trong quá trình thi công

+Biện pháp dẫn dòng ảnh hởng trực tiếp đến kế hoạch và tiến dộ thi công của toàn bộ công trình ,ảnh hởng đến hình thức kết cấu ,chọn và bố trí công trình thuỷ lợi đầu mối ,chọn phơng pháp thi công và bố trí công trờng và ảnh hởng đến giá thành công trình

2.1.2.Nhiệm vụ :

Công tác dẫn dòng thi công có nhiệm vụ sau :

+Đắp đê quai bao quanh hố móng ,bơm cạn nớc và tiến hành và tiến hành công tác nạo vét ,xử lý nền và xây móng công trình

+dẫn nớc sông từ thợng lu về hạ lu qua các công trình dẫn dòng đã đợc xây dựng xong trớc khi ngăn dòng

2.1.3.các nhân tố ảnh h ởng tới dẫn dòng thi công

a ,Điều kiện thuỷ văn :

Ngời ta dựa vào đièu kiện thuỷ văn của dòng sông để chọn phơng án dẫn dòng ;vì rằng

lu lợng ,lu tốc ,mực nớc lớn hay nhỏ,biến đổi nhiều hay ít ,mùa lũ hay mùa khô dài hay ngắn đều trực tiếp ảnh hởng đến việc chọn phơng án dẫn dòng

b Điều kiện địa hình

cấu tạo địa hình của lòng sông và hai bờ tại khu vực công trình đầu mối thuỷ lợi có ảnh hởng trực tiếp đến việc bố trí các công trình ngăn nớc và dẫn dòng thi công

c.Điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn

Điều kiện địa chất ảnh hởng đến mức độ thu hẹp của lòng sông ,kết cấu công trình dẫn nớc ,hình thức cấu tạo và phơng pháp thi công đê quai

đ Điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy

Trong thời gian thi công vẫn phảI đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng chảy tới mức cao nhất nh tới ruộng ,phát điện ,vận tảI thuỷ nuôI cá ,nớc cho sinh hoạt và công nghiệp …

e.Cấu tạo và sự bố trí công trinh thuỷ lợi

Giữa công trình thuỷ lợi đầu mối và phơng án dẫn dòng thi công có mối liên hệ trực tiếp với nhau Khi thiết kế công trình thuỷ lợi đầu tiên phảI chọn phơng án dẫn dòng

.Ngợc lại khi thiết kế tổ chức thi công phảI thấy rõ ,nắm chắc đặc điểm cấu tạo và sự

bố trí công trình để có kế hoạch khai thác và lợi dụng chúng vào việc dẫn dòng Chỉ có

nh vậy thì bản thiết kế mới có khả năng hiện thực và có giá trị cao về kinh tế

f.Điều kiện và khả năng thi công.

Bao gồm : thời gian thi công ,khả năng cung cấp thiết bị ,nhân lực ,vật liệu,trình độ tổ chức và quản lý thi công

Tóm lại ,có rất nhiều nhân tố ảnh hởng đến việc chọn phơng án dẫn dòng Do đó khi thiết kế dẫn dòng cần phảI điều tra cụ thể ,nghiên cứu kỹ càng và phân tích toàn diện

đẻ chọn phơng án dẫn dòng hợp lý ,có lợi cả về kinh tế và ký thuật

2.2.1.2.Chọn thời đoạn dẫn dòng thiết kế

+Thời gian thi công : 2 năm

+Đặc điểm thuỷ văn: Thời gian thi công lớn hơn 1 mùa khô

đến cao trình vợt lũ

-Xác định cao trình đỉnh đập chống lũ cuối mùa khô

-Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy

2.4.2.Nội dung tính toán

-Sơ đồ tính toán :

Mực nước lũ tính toán

Mực nước kiệt

a Cao trình đắp đập vượt lũ

Hình1:Mặt cắt ngang sông

Hình 2 :Mặt cắt dọc sông

V

Zhl Z

% ω ω

54 , 1

2

2

- 20.,961,812 =0,14(m) Vậy ∆Ztt ≈∆Zgt ,điều giả sử là đúng

-Xác định mực nớc sông thợng lu về mùa khô và mùa lũ :

+Mùa khô

(δ là độ vợt cao đảm bảo an toàn )

-Kiểm tra khả năng xói nền :

Đất nền đáy sông là bùn á sét đến bùn sét chứa nhiều hữu cơ ở trạng thái chảy dẻo kém chặt [V]kxnền=0,5(m/s) ; vậy Vc>[Vc]kxnền ,vậy lòng sông bị xói

phải gia cố lòng sông và đầu đập

-Biện pháp gia cố :vì lớp bùn đáy sông là đất yếu sẽ phải bóc bỏ khi thi công đập nên ta

đất lòng sông mới cũng có khả năng chống xói tốt hơn ta bóc bỏ lớp bùn sét đi khoảng

1 m

2.5.Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua cống ngầm

Khi thi công vào mùa kiệt năm thứ 2 thì tiến hành dẫn dòng qua cống ngầm ,đây là cống lấy nớc lâu dài ,vì sau cống cha có sẵn kênh lấy nớc do vậy ta tiến hành làm 1 kênh tạm dẫn nớc từ cống về hạ lu

Cao trình đáy cửa vào: +454,4 m

Cao trình đáy cửa ra: +454,21 m

Chiều dài của cống ngầm: L = 65 m

Độ dốc đáy cống: i = 0,003

Độ nhám lòng cống: n = 0,017

2.5.1.Mục đích của tính toán thuỷ lực dẫn dòng

-Lợi dụng công trình lâu dài dể dẫn dòng

-Xác định mực nớc trớc cống để xác định cao trình đỉnh đê quai thợng lu

-Kiểm tra sự an toàn của cống khi dẫn dòng

2.5.2.Nội dung tính toán

n

Ztl

đc

Zhli%

Sơ đồ

Ta chỉ cần tính toán thuỷ lực qua cống ngầm ứng với cấp lu lợng thiết kế dẫn dòng từ

đó xác định cao trình đỉnh đê quai thiết kế Tuy nhiên lu lợng thiết kế là lu lợng lớn nhất trong thời đoạn dẫn dòng ,do vậy có thể cha cần đắp đê quai ngay đến cao trình thiết kế ,ta cần tính với các cấp lu lợng khác nhau để xác định cao trình mực nớc thợng

đoạn khác nhau dựa vào lu lợng trong thời gian đó ở đây do thời gian hạn chế chỉ tính với cấp lu lợng thiết kế

-Trình tự tính toán :

Giả thiết Qi=5,3(m3/s) :

) 105 , 0 3 1 ( n n2

3 , 5 1

.

3 2

2 3

2

2

m b

g

Q a

h CN

m b

08 , 1 5 , 1

08 , 1 1 08 ,

4 0

3 , 5

001 , 0 424 , 8

=

Tra bảng (8-1)_BTTL ta đợc: Rln= 0,71 (m).

71 , 0

5 , 1

R b

ln =

R h

Vậy độ sâu dòng đều của kênh là:

44 , 1 024 , 2 71 , 0 ln ln

n o

L g

c

c

2

2

1

ξ α

ϕ

;

g

V Z

2

2 2+

65 81 , 9 2 5 , 0 15

,

0

1

1 + +

trạng thái chảy của cống là chảy có áp Vậy điều giả sử là đúng

2.5.3 ứ ng dụng kết quả tính toán

-Biện pháp bảo vệ:Vì kênh ko dài lắm nên ta bảo vệ chống xói bằng cách rảI đá

2.7.Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua tràn tạm

2.7.1.Mục đích

Tràn tạm dùng để dẫn dòng vào mùa lũ năm thứ 2 Mục đích tính toán thuỷ lực dẫn dòng nhằm :

-Xác định quan hệ Qxả ~Z

TL Dùng để tính toán điều tiết lũ qua tràn tạm và xác định cao trình đắp đập vợt lũ

2.7.2.Nội dung tính toán

cuối kênh là 1,3m Dùng phơng pháp cộng trực tiếp ta tinh đợc dộ sâu đầu kênh là

8, 0 7, 0

g p k

n k n

g p o

n o n

h

h h h H

h H h

2.8.Tính toán điều tiết

2.8.1.Tính toán điều tiết th ờng xuyên

2.8.1.1.Mục đích

-Xác định thời gian từ lúc ngăn dòng đến khi nớc chảy ổn định qua công trình dẫn dòng t1

-Quyết định cờng độ thi công ngăn dòng và đắp đập

-Xác định mực nớc lũ trong hồ và lu lợng xả của tràn lớn nhất khi lũ về

2.8.1.2.Nội dung tính toán

2.9.2.Nội dung tính toán

Tính theo phơng pháp Kotrerin,mực nớc trớc lũ cao bằng ngỡng trànvà quá trình lũ dạng tam giác nên sơ đồ tính toán nh sau :