đồ án tốt nghiệp kỹ thuật xây dựng công trình thuỷ lợi đắk rồ

Điều kiện khí hậu, thủy văn và đặc trưng dòng chảy trí xây dựng công trình cũng như các vùng khác trong khu vực Tây nguyên mùa khô thường từ giữa tháng XII đến tháng VII, mùa mưa từ thán

CHƯƠNG 1:

 1.1 Vị trí công trình

Hồ chứa nước Đắk Rồ đã được xây dựng trên Suối Đắk Rồ, là một sông nhánh của

hệ thống sông Krông Nô

Công trình thuỷ lợi Đắk Rồ xây dựng trên địa bàn xã Đắk Rồ, huyện Krông Nô, tỉnhĐắk Nông

1.2 Nhiệm vụ công trình

sống ven hệ thống kênh của công trình

tháng mùa khô

1.3 Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình

* Tóm tắt các đặc trưng thiết kế

trình và các tần suất thiết kế liên quan như sau:

* Các đặc trưng thiết kế cơ bản.

Các thông số cơ bản được tóm tắt ở bảng 1-1

Các thông số cơ bản hồ chứa nước Đắk Rồ

Bảng 1-1

I Các thống số lưu vực

1 Diện tích lưu vực (đến vị trí tuyến đập) F km2 100,3

4 Hệ số dòng chảy năm a0 0,42

5 Lượng chênh lệch bốc hơi mặt nước TBNN Zo mm 538

7 Lượng dòng chảy trung bình nhiều năm W0 106m3 76,5

8 Môduyn dòng chảy trung bình nhiều năm M0 l/s/km2 24,2

9 Lưu lượng dòng chảy năm ứng với P=75% Q75% m3/s 1,63

10 Tổng lượng dòng chảy năm ứng với P=75% W75% 106m3 40,68

12 Mật độ bùn cát lơ lửng trung bình nhiều năm 0 g/m3 92

điều tiết, nối tiếp dốc nước tiêu năng đáy

pin và tường phân dòng

đoạn nước rơi và bể tiêu năng, nối tiếp là kênh xả hạ lưu tràn

- Cột nước tràn thiết kế: 6.11m

(nhà quản lý, đường thi công kết hợp quản lý, hệ thống điện)

1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình

1.4.1 Điều kiện địa hình, địa mạo

Địa hình:

Địa hình lưu vực suối Đăk Rồ và vùng dự án có những đặc điểm chính sau:

Đông Bắc, từ huyện Krông Nô suối chảy theo hướng Đông và chuyển dần sang hướng ĐôngNam đổ vào hồ Ea Snô từ hồ này theo nhánh suối Chur Tat K'di chảy vào sông Ea Krông Nô.Chỉ khi đến huyện Krông Nô lòng suối mới mở rộng dần và có độ dốc giảm dần

hẹp, được bao bọc bởi các dãy núi cao theo hướng Bắc-Nam và Đông Bắc-Tây Nam Địa hình

từ tuyến đập chính về khu tưới được mở rộng ra thành thung lũng rộng với những cánh đồngtrồng lúa

Địa mạo: Có 2 dạng chính.

chứa và chạy dọc hai bờ thung lũng khu tưới, cao độ thay đổi trong khoảng từ cao trình+435,0m đến +600,0m có đỉnh tương đối tròn sườn núi tương đối thoải (từ 150  200) bịphân cách mạnh nhưng các thung lũng không sâu, bề mặt không bị bào xói mạnh Đất đá chủyếu là sét và bột kết phân lớp mỏng có tầng phong hoá sâu, phủ lên lớp này là các lớp đất sétchứa dăm sạn phong hoá của tầng pha tàn tích, có độ dày trung bình 3,0m

sót lại rừng tái sinh và thảo mộc, tầng phủ mỏng khó canh tác Hầu hết diện tích các vùngsườn đồi đã được khai hoang làm nương rẫy, thảm thực vật nghèo nàn bất lợi cho việc lưu giữ

và bổ sung nguồn nước ngầm bù cấp cho hồ chứa

thềm suối và đất trôi dạt từ sườn đồi tạo thành thềm bậc I và bãi bồi, có cao độ thay đổi trongkhoảng từ cao trình +435,0m đến +420,0m có xu hướng thấp dần theo hai hướng, từ chân đồiđến lòng suối và từ thượng lưu về hạ lưu suối Đăk Rồ Cấu tạo nên dạng địa mạo này là các

lớp đất á sét, đất sét màu nâu, nâu đỏ có chỗ màu nâu đen chứa mùn hữu cơ hoặc sỏi cát bồitích (aQ), có bề dày thay đổi từ 2,0m  10,0m

1.4.2 Điều kiện khí hậu, thủy văn và đặc trưng dòng chảy

trí xây dựng công trình cũng như các vùng khác trong khu vực Tây nguyên mùa khô thường

từ giữa tháng XII đến tháng VII, mùa mưa từ tháng VIII đến tháng XI Các đặc trưng khítượng thuỷ văn cơ bản như sau

1.4.2.1 Điều kiện khí hậu

1.4.2.2 Điều kiện thủy văn và đặc trưng dòng chảy:

+ Lưu lượng bình quân tháng và lưu lượng lớn nhất các tháng mùa kiệt với tần suất P = 10% tại tuyến đập:

Đường quan hệ Q ~ Z h

Q (m3/s) 1,560 9,160 13,403 17,362 22,191 26,806 32,851 40,468 85,917 155,850 191,473 280,250

Zh (m) 432,352 432,981 433,232 433,430 433,632 433,841 434,057 434,279 435,445 436,724 437,177 438,216

1.4.3 Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn

nước Tình hình trong khu vực không có các hiện tượng địa chất như động đất, các hoạt độngkiến tạo như núi lửa gây ảnh hưởng đến công trình, kết quả khảo sát cho thấy;

1.4.3.1 Điều kiện địa chất

* Điều kiện địa chất tại móng tràn:

xám vàng, phớt tím nhạt, hồng nhạt, xám đen, phân phiến mỏng, hạt mịn; mức độ phong hoákhác nhau theo độ sâu (từ phong hoá hoàn toàn đến phong hoá nhẹ) cụ thể như sau:

hoá vừa từ +451.88 đến +450.88m; cao độ mặt phong hoá nhẹ - tươi từ +450.58m đến+448.68m

trình thay đổi từ +446.40m (đầu dốc nước) đến +439.40m (cuối đoạn 4)

có độ ổn định trung bình

1.4.3.2 Đặc điểm địa chất thủy văn

Trong khu vực thi công có hai nguồn nước chính là nước mặt và nước ngầm :

khoảng 0,4m3/s và một phần nước tích trữ từ các ao hồ nuôi cá ở hạ lưu, nguồn nước mặt tuykhông dồi dào nhưng có liên tục trong cả mùa khô

sâu trong tầng pha tàn tích và đá phong hóa mạnh Đới nước ngầm này trữ lượng không lớn,không có tầng chứa nước độc lập mà chỉ tiềm ẩn trong khe nứt của đá và trong lỗ hổng củađất, chịu ảnh hưởng trực tiếp của thời tiết Nhìn chung nước ngầm ở khu vực này tương đốinghèo nàn do rừng nguyên sinh bị chặt phá, thảm thực vật mỏng, đất đá thuộc loại sét bột kết

ít thấm nước v.v Điều này rất thuận lợi cho công tác làm khô hố móng trong thi công Đặc

biệt là công tác đào xử lý lớp 3, 4 và đắp lại bằng đất chống thấm ở phạm vi lòng suối theophương án thiết kế đã chọn.

1.4.4 Điều kiện dân sinh kinh tế khu vực .

Nô có 26677 dân số đang trong độ tuổi lao động chiếm tỷ lệ 50% dân số Có 24 027 dân sốđang có việc làm trong các ngành nghề khác nhau

1.4.5 Điều kiện giao thông:

sang Đăk Nông phần đi qua địa bàn huyện dài 56km, mạng lưới giao thông liên xã dài 67,3

km nối liền trung tâm huyện với các xã, hệ thống mạng lưới giao thông nông thôn với tổngchiều dài 277,7 km Như vậy mật độ giao thông bình quân của huyện là 0,405 km/km2 xấp xỉmật độ giao thông bình quân của Tỉnh 0,435 km/km2, tuy nhiên chỉ có 8,12% đuờng nhựa,16,45% đường cấp phối và 75,43% đường giao thông là đường đất do vậy huyện còn khókhăn về giao thông vào mùa mưa

1.4.5.1 Vận chuyển ngoài công trường

trình nằm cách trung tâm hành chính huyện Krông Nô 5 km, hiện tại đã có đường nhựa đếntận UBND xã Đắk Rồ Từ UBND xã ĐăkRồ vào công trình còn khoảng 3 km là đường đất.Đoạn đường này đã được thiết kế cải tạo trước mắt là đường thi công, sau này sẽ là đườngquản lý công trình

1.4.5.2 Vận chuyển trong nội bộ công trường

thượng, hạ lưu

0,75mx2, mặt đường rải cấp phối dày 12cm

mặt bằng thi công” đã bố trí các ngầm vượt suối để vận chuyển các loại vật liệu vào thi công

1.5 Nguồn cung cấp điện, nước

1.5.1 Cấp điện

công và quản lý sau này phải xây dựng đường dây điện dài khoảng 3km kéo từ xã vào côngtrường Khi thi công nhà thầu sẽ liên hệ với địa phương để sử dụng điện lưới

phát điện công suất (2050)KVA khi điện lưới bị mất hoặc hư hỏng do điều kiện kỹ thuật

1.5.2 Nước sinh hoạt

cho sinh hoạt có thể lấy nước suối qua hệ thống bể lắng lọc hoặc dùng giếng khoan Khi lấynước suối cần phải được thí nghiệm trước khi dùng

1.6 Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị nhân lực

1.6.1 Điều kiện cung cấp vật tư

2.3.1 Vật liệu chính cho xây dựng công trình (VL đất, cát, đá, sỏi )

a Vật liệu cát, sỏi

Hàm sỏi cách khu vực xây dựng khoảng 2km, cát khai thác ở Buôn Choá cách công trình12km Tuy nhiên để khai thác được các loại vật liệu cát, sỏi cần phải tiến hành làm các thủ tụcpháp lý về khai thác tài nguyên

b Vật liệu đá dùng cho bê tông, xây lát :

trên Tỉnh lộ 4, cách tuyến công trình khoảng 6,5 km Đây là đá Bazan bị biến chất nhẹ màunâu đen, nứt nẻ ít, cứng chắc, cấu tạo khối , kiến trúc vi tinh - hạt mịn , lộ thiên , có vách dựngđứng đang khai thác dở , khối lượng và chất lượng đạt yêu cầu thiết kế Tuy nhiên việc khaithác cũng cần phải làm các thủ tục mở mỏ ,

1.6.2 Điều kiện cung cấp thiết bị

sữa chữa và thay thế phụ tùng khi hư hỏng, thời gian sửa chữa ít, tính cơ động cao, được ápdụng các công nghệ cao giảm được khả năng ít tiêu hao nhiên liệu, đảm bảo được năng suấtlao động cao, hòan thành đúng tiến độ thi công công trình

1.6.3 Điều kiện cung cấp nhân lực

nghề cao, công nhân xây lắp có trình độ thi công tốt, kỹ sư tham gia quản lý, giám sát, trựctiếp thi công công trình có trình độ chuyên môn vững chắc

công dự tính sẽ sử dụng nhiều để thi công tại công trình từ đó có thể tiết kiệm được chí phí sửdụng nhân công đồng thời tạo công ăn việc làm cho nguồn lao động tại địa phương

1.7 Thai gian thi công được phê duyệt

thời gian 2 năm

năm thứ 2 Trước mùa lũ năm thứ 2 phải cơ bản hoàn thiện để xả lũ chính vụ Nhu vậy thờigian thi công của hạng mục tràn tối đa là 19 tháng

1.8 Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công

1.8.1 Khó khăn

bãi trữ để có thể chọn đá hộc, xay nghiền thành đá dăm các loại dùng cho công trình

1.8.2 Thuận lợi

dựng tương đối thuận lợi cho việc thi công

dài liên tục theo tuyến Đây là điều kiện thuận lợi để đẩy nhanh tiến độ xây dựng

công nhanh chóng

-   

-CHƯƠNG 2

2.1 Dẫn dòng thi công

 2.1.1 Mục đích yêu cầu của công tác đẫn dòng thi công

Hồ chứa nước ĐĂK RỒ xây dựng trên suối Đăk rồ, lợi dụng các thung lũng có dãynúi bao bọc, tạo thành các lòng chảo để xây dựng kho nước Trong quá trình thi công đòihỏi hố móng luôn phải khô ráo, thi công liên tục do đó phải có biện pháp dẫn dòng hợp lý

đê thi công các công trình đầu mối được an toàn, thuận lợi, đạt hiệu quả cao nhất

Dẫn dòng thi công là một công tác có tính chất quan trọng, liên quan và quyết địnhnhiều vấn đề khác Biện pháp dẫn dòng thi công ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch tiến độthi công của toàn bộ công trình, hình thức kết cấu, chọn và bố trí công trình đầu mối, chọnphương pháp thi công và bố trí công trường và ảnh hưởng đến giá thành công trình Nếukhông giải quyết đúng đắn và hợp lý khâu dẫn dòng thi công thi quá trình thi công sẽ khôngliên tục, làm đảo lộn kế hoạch tiến độ, kéo dài thời gian thi công và gía thành công trình sẽtăng lên gây lãng phí trong quá trình thi công

Dẫn dòng thi công gồm 3 mục đích sau:

- Ngăn chặn những ảnh hưởng không có lợi của dòng chảy đối với quá trình thi công

- Dẫn dòng chảy về hạ lưu đảm bảo các yêu cầu lợi dụng tổng hợp nguồn nước trongquá trình thi công

- Phải đảm bảo các điều kiện thi công nhưng vẫn sử dụng được nguồn nước thiênnhiên để phục vụ sản xuất và sinh hoạt cho nhân dân trong vùng

2.1.2 Nhiệm vụ của công tác dẫn dòng thi công.

2.1.2.1 Nhiệm vụ thiết kế dẫn dòng thi công

dòng

2.1.2.2 Nhiệm vụ thi công dẫn dòng.

2.1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng

địa chất, địa hình, đặc điểm kết cấu và sự phân bố các công trình thuỷ công, điều kiện lợidụng dòng nước, điều kiện thi công, thời gian thi công, …

công để làm tốt các công tác điều tra nghiên cứu và giải quyết vấn đề khi đưa ra biện phápdẫn dòng

2.1.3: Đề xuất phương án dẫn dòng

2.1.3.1: Phương án I

12 năm thi công thứ hai

Lưu lượng Dẫn dòng

Công việc phải làm và các mốc khống chế

- Lưu lượng lớnnhất mùa khôứng với tần suất

- Khai hoang, bóc phong hoá

- Đào móng chân khay và đắpđập ở vai trái đập

- Đào móng và tiến hành đổ bêtông tràn xả lũ

+ Đào móng và đổ bê tông vàhoàn thiện cống lấy nước

- Đào kênh dẫn dòng saucống.để dòng chảy xuống suốiĐăk rồ

Mùa mưa

từ: Tháng 8

đến tháng 11

- Dẫn dòngqua lòngKênh dẫn

- Lưu lượng lớnnhất ứng vớidòng chảy lũP=10% tra bảng

ta có Q=

280,25(m3/s)

- Tiếp tục thi công tràn xả lũ

- Tranh thủ những ngày khôngmưa đắp nâng cao phần đập + Đắp đập đến cao trình vượt

- Lưu lượng lớnnhất mùa khô ứngvới tần suất

Qmax=9,16 (m3/s)

- Đắp đê quai thượng, hạ lưu

- Chặn dòng vào đầu mùa khô

- Thi công hoàn thiện tràn xả lũ

- Tiếp tục đắp đất phần đập chính,lát mái và trồng cỏ phần đập vừađắp

Mùa mưa từ: - Dẫn dòng - Lưu lượng lớn

- Phá dỡ và nạo vét đê quaithựơng và hạ lưu

- Tiếp tục đắp và hoàn thiện đập

Tháng 8

đến tháng 11 qua cống lấynước và tràn

xả lũ

nhất ứng với dòngchảy lũ P=10% trabảng ta có Q=

Lưu lượng Dẫn dòng

Công việc phải làm và các mốc khống chế

- Dẫn dòngqua phần vaiđập đã đắpbên trái(phạm vi đào

xử lý lớp 3, 4dọc theo lòngsuối)

- Lưu lượng lớnnhất mùa khô ứngvới tần suất

Q(P=10%max) = 2,34

m3/s

- Lưu lượng lớnnhất mùa khô ứngvới tần suất

vi đào xử lýlớp 3, 4 dọctheo lòngsuối )

- Lưu lượng lónnhất ứng với dòngchảy lũ P=10% ta

có Q(P=10%max) =280,25 m3/s

- Tiếp tục thi công tràn xả lũ,hoàn thiện cỗng lấy nước

- Tranh thủ những ngày khôngmưa đắp nâng cao phần đập phíavai phải

Mùa khô từ: - Dẫn dòng

- Lưu lượng lớnnhất mùa khô ứng

- Đắp đê quai thượng nối giữaphần đập đã đắp phía vai phải và

+ Đập đất: Dọn sạch hố móngđập phần vai trái (trong đó có cảphần đào xử lý lớp 3, 4 phạm vilòng suối), sau đó đắp đất trả lạiphần đào xử lý cùng với phầnđất thân đập phần vai trái Côngtác đắp đập phần vai trái trongmùa khô yêu cầu phải đạt đượccác cao trình khống chế sau:

+ Đến 30/3 Đập phải đắp đến caotrình chống lũ tiểu mãn

xả lũ

- Lưu lượng lớnnhất ứng với dòngchảy lũ P=10% ta

có có Q(P=10%max) =280,25 m3/s

- Tiếp tục thi công phần đập cònlại từ cao trình chống lũ (caotrình trước 31/7) đến cao trìnhđỉnh đập thiết kế Hoàn thiệncông tác bảo vệ mái đập và hệthống rãnh tiêu thoát nước, trồng

dẫn dòng trong thời đoạn thi công năm thứ 2

tránh phải sử dụng công trình kênh dẫn dòng

trong thời gian dài làm ảnh hưởng đến tiến độ

thi công chung

- Không ảnh hưởng đến nhu cầu dùng nước hạ

- Không ảnh hưởng đến nhu cầu dùng nước hạlưu

2.1.4.2: Nhược đểm

- Khối lượng đào kênh dẫn lớn

- Tăng chi phí xử lý kênh dẫn trước khi đắp

- Cường độ thi công lớn đòi hỏi tập trung nhânlực và thiết bị cao

- Khối lượng đào đắp lớn

- Chi phí để xử lý và đắp phần kênh dẫn dònglớn

2.1.4.3: Kết luận

Qua những phân tích trên đây thấy rằng chọn phương án I là hợp lý

2.2 Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công.

Khái niệm: Lưu lượng dẫn dòng thiết kế là trị số lưu lượng lớn nhất ứng với tần

suất và thời đoạn dẫn dòng thiết kế.

2.2.1 Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công qua kênh.

- Kênh dẫn sẽ làm việc từ tháng 1 năm thi công thứ nhất đến tháng 12 năm thi côngthứ nhất

- Mùa khô từ tháng 1 đến hết tháng 7 năm thi công thứ nhất: Lưu lượng lớn nhất ứngvới tần suất lũ tiểu mãn trong tháng 4 Qmax10% = 9,16 (m3/s )

- Mùa mưa từ tháng 8 đến tháng 12 : Lưu lượng lớn nhất ứng với tần suất lũ chính vụQmax10% = 280,25 (m3/s )

Theo tài liệu địa hình và phương án dẫn dòng đã chọn ta có các thông số của kênhdẫn như sau:

2.2.1.3 Tính toán thủy lực thiết kế kênh dẫn dòng:

Thiết kế sơ bộ kênh dẫn dòng

- Chiều dài kênh : L =298m

- Cao trình đáy đầu kênh: 432,5m

- Lưu lượng dẫn dòng : Qdd= 280,25 m3/s

Ta tiến hành tính toán như sau:

- Ứng với bk = 10 m

+ Tính h o (Độ sâu dòng chảy đều trong kênh):

phương pháp Agơrốtskin, trình tự tính toán như sau:

Công thức áp dụng fRln 4mo i Qdd.

Trong đó:

+ 4mo: Từ phụ lục (8-1) của bảng tra thủy lực ta được 4mo= 8,424

+ Qdd=280,25 m3/s, lưu lượng tính toán dẫn dòng:

Thay vào công thức ta được:

b

Tra phụ lục (8-3) bảng tra thủy lực ta được

ln1,646

1*280, 25

4,31( )9,81*10

(1 0,105*0,646 )*4,31 3,57( )3

(

k k k k

R C

Q i

Với R k= 2,4 (m) và n = 0,025 tra bảng 8-2 (GTTL tậpI trang 382) được

Để vẽ đường mực nước b1 trong kênh ta dùng phương pháp cộng trực tiếp, xuất phát

từ mặt cắt cuối kênh dẫn ( chỗ tiếp giáp với dòng chảy tự nhiên ở hạ lưu) Ta tính ngược vềđầu kênh dẫn Ở đây ta tính theo phương pháp thử dần kênh có chiều dài L=Lk - Lđk = 298-10=288m Kết quả tính toán với b k = 1m được ghi ở bảng 2-1; các bk khác được tính ở bảng2-2; 2-3

K

K N2

BẢNG TÍNH TOÁN ĐƯỜNG MẶT NƯỚC TRONG KÊNH Bảng 2-1

Q V



2

i i

V J

BẢNG TÍNH TOÁN ĐƯỜNG MẶT NƯỚC TRONG KÊNH Bảng 2-2

Q V



2

i i

V J

BẢNG TÍNH TOÁN ĐƯỜNG MẶT NƯỚC TRONG KÊNH Bảng 2-3

 Cột (1): xuất phát từ độ sâu h = hk = 2,543 m, giả thiết các hi (hi+1>hi)  Cột (3):  b 2h 1 m2  Cột (8): R

Q V



2

i i

V J

Từ kết quả tính toán trong bảng 1 ta có độ sâu tại đầu kênh hdk = 4,72 m ứng với

chiều dài kênh dẫn dòng L k = 288,793m.

Theo giáo trình thủy lực tập II (trang 152) thì chỉ tiêu chảy ngập được xác định theocông thức (14-38) như sau:

hk (m)

kết quả

so sánh

Chế độ chả y của phần đầu kênh dẫn

h m

đk k

h m h

 = 80,497 m2: Diện tích mặt cắt ướt ứng với độ sâu hi = 4,72 m

Ho : Cột nước trước đầu kênh ứng với lưu tốc tới gần Vo



+ H với V0 = 0 : (lưu tốc tới gần)

n n

h g

Q

 2 2 2 2

Ta được:

ZTL = 5,48 + 432,5 = 437,98 (m)

Zđầu kênh = ZTL = 437,98 mCao trình bờ kênh:

Zbk = Zđầu kênh+ = 437,98+0,5= 438,48(m) Lấy Zbk= 438,48 (m)

* Tính cao trình đắp đập vượt lũ và cao trình bờ của đê quai thượng lưu:

+ Cao trình đê quai thượng lưu cần đắp là : Zđqtl = ZTL+

Trong đó:

- Zđqtl là cao trình đê quai thượng lưu (m)

- (0,5-0,7) là độ cao an toàn chọn = 0,5mThay vào công thức trên ta được: Zđqtl = 437,98+0,5= 438,48 (m)

+ Cao trình đắp đập là : Zđđ = ZTL+ = 438,48 (m)

Tính tương tự cho các trường hợp còn lại ta được bảng tổng hợp sau

Kết quả tính toán xác định trạng thái chảy trong kênh được tính bảng sau:

- Khối lượng đào kênh nhỏ

- Bề rộng đáy kênh > 5m so với bề rông đáy kênh phương án 1, cao trình mực nước trong kênh trung bình  Cao trình bờ kênh thấp hơn so với phương án 1

- Cao trình đê quai nhỏ hơn phương án 1

Kết luận: - Khối lượng đào kênh trung bình

- Khối lượng đào đắp đê quây nhỏ hơn phương án 1

- Bề rộng đáy kênh > 10m so với bề rông đáy kênh phương án 1, cao trình mực nước trong kênh thấp  Cao trình bờ kênh nhỏ hơn so với phương án 1 và 2  Cao trình đê quai cũng sẽ thấp hơn

Kết luận: - khối lượng thi công đê quai nhỏ hơn phương án 1 rất nhiều

- Khối lượng thi công kênh lớn hơn phương án 1 rất nhiều

Từ kết quả so sánh trên ta thấy

- Về mặt kỹ thuật thì các mặt cắt ứng với bk đều thoả mãn về điều kiện thủy lực

- Về mặt khối lượng thi công và kinh tế thì ta thấy kênh có mặt cắt b=15m là kinh tếnhất vì : + Khối lượng đào kênh tương đối vừa phải và có thể kết hợp được khối lượng đàođắp kênh và đê quai

+ Giảm được khối lượng thi công so với 2 phương án kia nên giá thành thi côngcũng thấp nhất

Vậy ta chọn mặt cắt kênh dẫn: bk = 15m ; i = 0.0006 ; n = 0.025 ; m = 1,5 ; h =4,71m ; Q =280,25(m3/s).

Tính khối lượng đào đắp kênh dẫn dòng :

Tªn MC Kho¶ng

c¸ch (m)

DiÖn tÝch S(m2)

DiÖn tÝch trung b×nh

St.b×nh (m2)

Khèi l îng(m3) Tªn MC

Kho¶ng c¸ch (m)

DiÖn tÝch S(m2)

DiÖn tÝch trung b×nh

St.b×nh (m2)

Khèi l îng(m3)

2.3 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống lấy nước

2.3.1 Tính toán thủy lực của kênh dẫn sau cống.

A Mục đích :

- Xác định mực nước đầu kênh ứng với lưu lượng QCống= 1,8m3/s từ đó xác định được

độ sâu dòng đều trong kênh

Các thông số của kênh sau cống:

hđk (m)

hk (m)

kết quả

so sánh

Chế độ chả y của phần đầu kênh dẫn1,5 123 0,71 0,450 1,578 1,2 ¸ 1,4 Chảy ngập qua

đk k

h m h

hn Lc

để xác định cao trình đắp đê quai thượng lưu và xác định lưu lượng tháo qua cống trong cáctháng mùa lũ khi dẫn dòng thi công năm thứ 2

- Dòng chảy được chảy qua cống một phần, một phần tích lại trong hồ Tính toánthủy lực qua cống lấy nước đã được thi công năm thứ nhất bên bờ phải đập

- Tài liệu cơ bản:

- Chiều dài cống: Lc = 138 (m)

- Độ dốc đáy cống: ic = 0

2.3.2.2 Tính toán thuỷ lực và xác định mực nước trước cống:

Trong thực tế khi thi công kênh đoạn hạ lưu cống chừa lại để dẫn dòng qua cống.Khi dẫn dòng chảy sau cống ta đào một đoạn kênh hạ lưu đến cống xả xuống lòng sông cũ

Từ đó coi dòng chảy hạ lưu cống là chảy tự do

a) Sơ đồ thuỷ lực dòng chảy qua cống:

Q

k



 

 = 1, g: gia tốc trọng trường = 9,81 (m/s2)

Thay các giá trị vào công thức ta được

2 5

c) Xác định độ sâu dòng đều h 0 trong cống có mặt cắt hình tròn

Gọi H là chiều cao của ống (đường kính ống d); h là chiều cao mực nước trong ống;K,W là môđun lưu lượng và môđun lưu tốc khi h < H; K0,W0 là môđun lưu lượng và môđunlưu tốc khi h = H;

.

0

d d

n

d R

hC = 0,801 1,2 = 0,9612 chính là chiều sâu dòng đều cần xác định

Ứng với giá trị h0 vừa xác định, ta có thể tính được lưu tốc trung bình v như sau

- W0 =

4

4 1

0

d d

n R

Tính dòng không ổn định qua cống bằng phương pháp cộng trực tiếp

Ta tiến hành lập bảng tính, áp dụng các công thức sau:

Q V

i i

V J

BẢNG TÍNH TOÁN ĐƯỜNG MẶT NƯỚC TRONG CỐNG LẤY NƯỚC

Ta có: lk=10,353m ; lv=1,4.d=1,68

Lk=10,033< L=138 mVậy đây là cống dài chảy có áp

Trường hợp tính: Cống ngầm chảy có áp, hạ lưu cống chảy ngập

hoàn toàn) Tra bảng có  v 0, 2

Thay các hệ số tổn thất đã biết vào công thức (2-9) ta được tổng tổn thất cục bộ là:

Mực nước thượng lưu trước cống là: 438,8+0,925+0,6 = 440,325m

-Cao trình đê quai thượng lưu đắp đến cao trình 440,325 + 0,5  440,83 (m)

- Cao trình đê quai hạ lưu được xác định dựa vào quan hệ Q=f(z) hạ lưu +

 Cao trình đê quai hạ = 432,45 + 0,5 = 432,95 m ( đắp bằng cao trình 433,0m)

2.4: Tính toán điều tiết thường xuyên

2.4.1 Mục đích

- Để xác định được quá trình nước dâng lên ở thượng lưu theo thời gian tương ứngvới lưu lượng đến

2.4.2 Nội dung tính toán:

Căn cứ vào lượng nước tưới trong năm, chọn ngày 1/03 ngăn dòng để có thời gianđắp đập vượt cao trình lũ tiểu mãn

Khi ngăn dòng mực nước trong hồ dâng lên tới cao trình ngưỡng cống: (ứng với QT1

= 2,34m3/s) Theo tài liệu thiết kế ta có cao trình đáy cống +438.80m tra theo biểu đồ quan

a Xác định lượng đến và tích lại lòng hồ:

Wđến = Wxả + Wtích

Qđếnxt = Qxả x t + FtbxH

Trong đó:

Wđến - Tổng lượng nước đến trong thời gian tính toán tháng 1 (m3);

Wxả - Tổng lượng nước xả về hạ lưu (m3);

Wtích - Tổng lượng nước được tích lại trong hồ (m3);

Ftb (m2)- Diện tích trung bình mặt hồ tại cao trình mực nước đang tính toán

ZTL và ZTL + H

Qđến : Lưu lượng đến (m3/s)

QXả : lưu lượng xả về hạ lưu (m3/s)

t : Khoảng (gia cố ) thời gian tính toán

b Lấy thời đoạn tính toán là lúc mực nước dâng lên đến cao trình ngưỡng cống:

o Z đáy cống = +438,80m ta sẽ được W+438,8 = 0,2*106 (m3)

c Tính tổng lượng nước trữ trong hồ cho từng thời đoạn

W1: lượng nước xả qua cống, W1 = W cống = Q cống xt Chọn thời đoạn tính toán là 1 tháng

Lượng nước trữ trong hồ là:

W hồ2 = W hồ1 + WTrong đó:

Whồ2 : lượng nước trữ trong hồ ứng với sau thời đoạn tính toán

Whồ1 : lượng nước tữ trong hồ ứng đầu thời đoạn tính toán

Có W hồ tra quan hệ Z ~ W  Z hồ ứng với từng thời đoạn Lập bảng quan hệ Qđến ~ Z hồ

Kết quả tính toán ghi ở bảng sau:

phần còn lại được tích trong hồ, thì mực nước trong hồ dâng lên cao trình 444,77m Do vậycao trình đập phần còn lại ở lòng suối chính cần phải đắp đến đầu tháng 5 năm thi công thứ 2

là lớn hơn cao trình 444,77 + 0,6 = 445,37m Để đảm bảo tiến độ cũng như an toàn cho côngtrình chọn cao trình đập cần đắp đến đầu tháng 5 năm thi công thứ 2 là 446m

2.5: Thiết kế sơ bộ công trình dẫn dòng.

2.5.1: Đê quai:

Đê quai là một công trình ngăn nước tạm thời, ngăn cách hố móng với dòng chảy tạo điều kiện cho công tác thi công ở trong hố móng được khô ráo Khi thi công trình chính đạt đến cao trình có khả năng chắn nước thì đê quai được phá dỡ.

Khi đắp đê quai cần phải chú ý các điều kiện sau:

- Phải đủ cường độ ổn định chống thấm và chống xói tốt

- Cấu tạo đơn giản, đảm bảo xây dựng, sửa chữa và tháo dỡ dễ dàng

- Khối lượng công việc ít, tận dụng vật liệu tai chỗ, đảm bảo sử dụng nhân lực vậtliệu và thiết bị ít nhấtm thi công với thời gian ngắnm giá thành rẻ

2.5.1.1: Tuyến đê quai :

Dựa vào bình đồ khu vực thi công kết hợp với tính toán cao trình đắp đê ta vạch rađược tuyến đê quai là tuyến nối liền cao trình 445,37 của sườn đồi bên hữu và bên tả suốiĐắcrồ Tuyến được xây dựng trên nền đá rắn chắc vật liệu đắp đê là vật liệu địa phương, đấtlấy tận dụng từ đất đào kênh và từ mỏ vật liệu K

2.5.1.2: Thiết kế đê quai thượng lưu:

Đe quai thượng lưu được kết hợp làm đường kiểm tra mưa lũ nên ta chọn các thông

số mặt cắt ngang đê quai thượng lưu như sau:

- Bề rộng đỉnh đê quai : b = 4 (m)

- Độ dốc mái TL = mái HL m=1,5.

- Chiều dài đê quai Lđq = 140m

1 - 1

Hình:(2-5)Mặt cắt ngang đê quai thượng lưu

- Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu phụ thuộc vào lưu lượng thiết kế dẫn dòng, khảnăng xả của công trình dẫn nước và khả năng điều tiết của hồ

thể là tháng 01 năm thứ 2) ta thiết kế cao trình đê quai thượng lưu

Cao trình đê quai được xác định theo công thức:

Zđqtl = Zmntl +  (  = 0,5 0,7 m) (2-10)

Trong đó :

Zmntl : Mực nước thượng lưu lớn nhất Z = 444,70m

Độ vượt cao an toàn đê quai, lấy 0.5 (m)

Vậy Zđqtl = 444,70 + 0.5 = 445,20 (m)

- Đê quai thi công bằng phương pháp đầm nén dùng đất lấy từ mỏ K và tận dụng đất

đá đào móng tràn chính, chân khay tim đập, móng cống để đắp,kênh dẫn để giảm bớt khốilượng và giá thành

Tính thấm qua đê quai

Lưu lượng đơn vị thấm qua đê quai được xác định theo công thức:

L

Y T T H k

T: chiều dày tầng đất thấm nước (T=1,0m)

H: cột nước đê quai = MNTL - ls = 444,77-432,0=12,77m (m)

l: khoảng cách từ chân đê quai đến mương tập trung nước = 0,6 (m)

m: hệ số mái của đê quai; m = 1,5

Các ký hiệu như hình vẽ

Từ đó ta xác định được:

+ Lưu lượng thấm qua đê quai thượng lưu.

Với: K = 36.10-4 (m/h); H = 12,7 (m); L0 = 43,6 (m); T = 1,0 (m); l = 0,5 (m)

Y: Do kênh tập trung nước chưa có cũng như chưa xác định được lưu lượng qua kênh

để tìm ra chiều sâu cột nước trong kênh vì thế nên khoảng cách Y chưa biết Lưu lượng quakênh sơ bộ xét không lớn nên ta lấy Y = 0,3m

Thay số vào ta có:

2 2

(12,7 1) 1 0, 2

36.10 9,74.102.34,58

2.5.1.3: Thiết kế đê quai hạ lưu :

Đê quai hạ lưu có nhiệm vụ ngăn không cho nước tràn vào hố móng, để đảm bảo hốmóng được khô ráo Để đảm bảo việc đi lại thuận tiện trong khi thi công hố móng cũng nhưthi công đập ta chọn mặt cắt đê quai hạ lưu như mặt cắt thượng lưu

Trong đó :

Zđqhl : Cao trình đê quai thượng lưu (m)

Zh : Cao trình mực nước thượng lưu, tra từ quan hệ (Q ~ Zhl) ứng với Qtkdd;

2 - 2

Hình: (2-6) Mặt cắt đê quai hạ lưu

2.5.1.4 Tính khối lượng cho phương án đã chọn:

Dựa trên cắt dọc và cắt ngang đê quai ta tính được khối lượng đất đắp đê quai,:

Khối lượng đất đắp đê quai thượng hạ lưu:

Tªn MC Kho¶ng

c¸ch (m)

DiÖn tÝch S(m2)

DiÖn tÝch trung b×nh

St.b×nh (m2)

Khèi l îng(m3) Tªn MC

Kho¶ng c¸ch (m)

DiÖn tÝch S(m2)

DiÖn tÝch trung b×nh

St.b×nh (m2)

Khèi

l îng(m3)

2.6: Ngăn dòng:

2.6.1: Mục đích và ý nghĩa ngăn dòng:

- Xác định cỡ đá phù hợp với lưu tốc dòng chảy, đảm bảo vật liệu chặn dòng ổn

định, không bị dòng nước cuốn trôi

- Xác định được khối lượng VL ngăn dòng, thời gian ngăn dòng và cường độ thicông cần thiết

- Xác định thời điểm ngăn dòng, nếu ngăn dòng thất bại thì ảnh hưởng đến tiến độthi công chung của công trình

2.6.2: Chọn ngày ngăn dòng: ngày 01 tháng 02 năm thứ hai

1) Chọn lúc nước kiệt mùa khô

2) Đảm bảo sau khi ngăn dòng có đủ thời gian đắp đê quai, bơm cạn nước, nạovét móng, xử lý nền xây đắp công trình hoặc bộ phận công trình chính đến cao trình chống

lũ trước khi lũ đến

3) Đảm bảo trước khi ngăn dòng có đủ thời gian làm công tác chuẩn bị như đàohoặc đắp các công trình tháo nước hoặc dẫn nước, chuẩn bị vật liệu thiết bị

4) Ảnh hưởng ít nhất đến việc lợi dụng tổng hợp dòng chảy

2.6.3: Chọn tần suất lưu lượng ngăn dòng

Lưu lượng thiết kế ngăn dòng là trị số lưu lượng trung bình của 3 ngày tại thời điểm ngăn dòng tương ứng với tần suất thiết kế ngăn dòng Tần suất thiết kế phụ thuộc vào cấp

công trình và lấy theo TCXDVN:285 -2002 tần suất lưu lượng lớn nhất tính toán lấp dòng là10% đối với công trình cấp III

2.6.4: Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng

Căn cứ vào TCXDVN:285 – 2002 và tài liệu thủy văn , ứng với tần suất thiết kế thicông P = 10% ta chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng là Q 10% = 1,58 (m³/s)

2.6.5: Chọn vị trí và độ rộng cửa ngăn dòng

2.6.5.1: Xác định vị trí cửa ngăn dòng:

Khi bố trí cửa ngăn dòng cần chú ý các vấn đề sau đây:

1) Nên bố trí ở giữa dòng chính vì dòng chảy thuận, khả năng tháo nước lớn

2) Bố trí vào các vị trí chống xói tốt để tránh tình trạng và lưu tốc tăng lên mà lòngsông bị xói lở quá nhiều Nếu gặp nền bùn hoặc phù sa thì cần nạo vét và bảo vệ trước

3) Bố trí vào các vị trí mà xung quanh nó có đủ hiện trường rộng rãi để tiện việc vậnchuyển, chất đống dự trữ vật liệu

Căn cứ vào các tài liệu đã cho: mặt bằng khu vực đầu mối, mặt cắt địa chất lòngsông, quyết định chọn vị trí cửa ngăn dòng nằm ở giữa dòng chính vì tại đó mặt cắt sông sâuxuống, nằm sát với dải đất cao ở giữa sông ban đầu Khi đắp lấn sông ta sẽ đắp hai bên từphía bờ phải và bờ trái sang chừa lại vị trí cửa ngăn dòng đã định

2.6.5.2: Độ rộng cửa ngăn dòng

Chiều rộng ngăn dòng quyết định bởi các yếu tố:

+ Lưu lượng thiết kế ngăn dòng: Lưu lượng ngăn dòng là lưu lượng đầu tháng 2

Q = 1,58 (m3/s)

+ Điều kiện chống xói của nền: Theo tài liệu địa chất lòng sông thì lòng sông là cátthô có lẫn cuội sỏi, kết cấu kém chặt Tra bảng (1-2) trang 8 giáo trình thi công tập 1, với cáthạt thô thì lưu tốc bình quân cho phép không xói [V] = 0,650,75(m/s)

+ Cường độ thi công.

+ Yêu cầu về lợi dụng tổng hợp dòng chảy, nhất là yêu cầu vận tải thủy

* Qua phân tích các yếu tố trên chọn bề rộng ngăn dòng B = 2m,

2.6.5.3: Phương án dẫn dòng thi công và tổ chức thi công ngăn dòng

- Phân tích chọn phương pháp ngăn dòng (lấp đứng, lấp bằng)

Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất, đặc điểm thủy văn của dòng sông và nguồncung cấp vật liệu xây dựng ở khu vực tuyến đập ta chọn phương pháp lắp đứng Bởi nếu lắpdòng theo phương pháp lắp bằng thì phải xây cầu công tác Vì do lòng sông rộng làm cầucông tác thì rất tốn kém Hơn nữa theo phương pháp công tác chuẩn bị sẽ đơn giản, đỡ tốnkém

Phương án này có ưu điểm là không cần cầu công tác hoặc cầu nổi Công tác chuẩn

bị đơn giản, nhanh chóng và rẻ tiền, nhưng phạm vi hoạt động hẹp, tốc độ thi công chậm,lưu tốc trong giai đoạn cuối có khả năng rất lớn, gây cho công tác ngăn dòng thêm khó khănphức tạp Vì lẽ đó nên thường dùng nó ở những nơi có nền chống xói tốt, còn việc đắp từ bờnày sang bờ kia hoặc đắp từ hai bờ tiến vào giữa Không chỉ tùy thuộc điều kiện chống xói

mà còn tùy thuộc điều kiện cung cấp và vận chuyển vật liệu

- Phân tích và chọn phương án ngăn dòng (lấp 1 tuyến, lấp 2 tuyến, lấp từ một phía, lấp

từ 2 phía)

thời gian vận chuyển vật liệu ách tắc giao thông

2.6.6: Tính toán thủy lực cho phương pháp lấp đứng

- Phương trình cân bằng nước:

Qđến=Qxả+Qcửa+Qthấm+Qtích Trong đó:

Qđến : Lưu lượng của sông khi ngăn dòng

Qxả : Lưu lượng qua đường thoát nước

Qcửa : Lưu lượng dẫn qua tuyến dẫn nước

Qthấm: Lưu lượng thấm qua đá đổ

Qtích : Lưu lượng tích tại lòng hồ

(Để đơn giản có thể bỏ qua Qthấm, Qtích)

Hình 2.8 : Mặt cắt ngang đê ngăn dòng.

Hình 2.11.2 : Mặt cắt dọc đê ngăn dòng.

Coi Qxả  0; Qthấm  0; Qtích 0 thì phương trình cân bằng chỉ còn:

Giải phương trình trên bằng phương pháp thử dần

Tính lưu lượng qua cửa ứng với cột nước thượng lưu.

QB

với: * m = 0,16

1 6 0

Z H

 

 

 

* H0 – độ sâu trung bình dòng chảy tới gần ở thượng lưu cửa ngăn dòng

(Z gt là chênh lệch mực nước thượng hạ lưu giả thiết).

4*(0,37 )2*9,81

đến khi thoả mãn phương trình cân bằng nước

Theo izbas lưu tốc lớn nhất qua cửa ngăn dòng khi hai chân kè gặp nhau:

* H

* B

0,86 2g

Ta lập bảng tính thử dần để chọn ra các kết quả đúng nhất sau:

BẢNG TÍNH TOÁN THỦY LỰC PHỤC VỤ NGĂN DÒNG

3.1.1 Xác định phạm vi mở móng

Kích thước mở móng:

Dựa vào kích thước của công trình và địa hình nơi xây dựng ta tiến hành vẽ các mặtcắt ngang mặt bằng thi công hố móng (No:04 - datn.wru), từ đó ta có thể xác định được kíchthước dài, rộng, độ mở mái, mở móng của công trình

3.1.2 Xác định khối lượng đào móng

Tràn xả lũ được thiết kế đặt trên nền đá, đảm bảo ổn định, hạn chế thấm qua nền, Côngtác đào móng được thự hiện từng bước cụ thể như sau:

Giai đoạn 1 : Chúng ta bóc lớp phủ, đất, cát, cuội tảng cho đến

Giai đoạn 2 : Tiến hành thi công nổ mìn phá đá đến cao trình hoàn thiện.

Giai đoạn 3: Kết hợp các bên liên quan đánh giá lại địa hình địa chất hố móng đểchuẩn bi cho công tác thi công tiếp theo Giai đoạn này tiến hành xử lý móng theo yêu cầucủa thiết kế ở những chỗ chưa đạt yêu cầu

Giai đoạn 4: Tiến hành nghiệm thu hố móng để thi công phần tiếp theo

Tính khối lượng đào đất đá hố móng

Dựa vào kích thước hình dạng công trình và yếu tố địa hình địa chất nơi xây dựng tatiến hành vẽ các mặt cắt ngang hố móng sau đó đo diện tích lớp đất, đá cần bóc của từngmặt cắt Fi

Và khối lượng đào giữa 2 mặt cắt liên tiếp được tính theo công thức:

li : Là khoảng cách giữa hai mặt cắt tính toán (m)

Kết quả tính toán khối lượng đào đất thể hiện trong phụ lục 3.1:

Từ phụ lục ta có: Tổng khối lượng đào đất là: 61.425 m3

227.502 m 3

3.1.3 Tính toán số lượng xe vận chuyển

Khối lượng đào móng là rất lớn, khống chế tiến độ thi công đào móng trong 3,5tháng 1 tháng đào đất và 2,5 tháng tiếp theo là đào đá

Thi công đào đá hố móng vào mùa khô nên số ngày thi công trong tháng n = 22 ngày,

số ca thi công trong một ngày là 2 ca

3.1.3.1 Chọn các loại xe máy

Ta chọn được dung tích gầu là 2,2 m3 ( ứng với trường hợp < 100000 m3/tháng)

thuật như sau:

