Thiết kừ tổ chức thi công công trình cống bảo linh

Mục đích ý nghĩa các nhân tố ảnh h– – ởng đếnchọn phơng án dẫn dòng 1.1.1 Mục đích - ý nghĩa của việc dẫn dòng thi công Dẫn dòng là công tác: Dẫn dòng chảy theo đờng dẫn nhân tạo hoặc lò

Mở đầu

Việc ứng dụng những kiến thức đã học vào thiết kế thi công một côngtrình nói chung và một công trình thuỷ lợi nói riêng là một việc hết sức quantrọng đối với một kỹ s thuỷ lợi trong tơng lai

Để đáp ứng các yêu cầu đó, trong chơng trình đào tạo của Bộ giáo dục và

đào tạo nói chung và Trờng Đại học Thuỷ Lợi nói riêng đã đề ra cho sinh viên

tr-ớc khi ra trờng phải thực hiện một đồ án tốt nghiệp Qua đó giúp cho sinh viêntiếp cận trực tiếp với một công trình cụ thể trong thực tế, từ đó củng cố kiến thức

đã học và đúc kết cho mình những kinh nghiệm để phục vụ cho công việc trongtơng lai

Theo sự phân công của Bộ môn thi công, thầy hớng dẫn PGS – TS VũThanh Te, TS Vũ Văn Bản; em đợc nhận đề tài

Đề tài: Thiết kế tổ chức thi công công trình cống

Bảo Linh

(TK – TCTC: TC 98_23010)

Bố cục của đề tài gồm:

Phần I: Tài liệu chung.

Sau 14 tuần làm đồ án em thấy đây thực sự là thời gian bổ ích và cầnthiết cho chúng em tổng hợp, củng cố lại toàn bộ kiến thức trong những nămhọc vừa qua tại trờng.

Do thời gian và kinh nghiệm thực tế còn nhiều hạn chế nên không tránh

đợc khỏi những thiếu sót và đơn giản hoá trong tính toán, ch a vận dụng đợctốt những kiến thức thực tế để phân tích, tổng hợp tài liệu lựa chọn ph ơng ántối u cho công trình Tuy vậy đồ án vẫn đ ợc đảm bảo đầy đủ các phần việc cơbản nên không làm mất đi tính tổng thể của công trình

Em rất mong nhận đợc sự chỉ bảo quý báu của các thầy để em sửa chữa

và rút kinh nghiệm trong quá trình công tác sau này

Em xin đợc bày tỏ lòng biết ơn của mình tới các thầy, cô trong bộ mônThi công – Trờng Đại học Thuỷ Lợi đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong quátrình học tập cũng nh làm đồ án vừa qua Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơnsâu sắc tới PGS _ TS Vũ Thanh Te, TS Nguyễn Văn Bản – những thầy đã trựctiếp hớng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Cuối cùng cho phép em đợc cảm ơn các thầy cô, những ng ời đã tận tìnhdạy dỗ chỉ bảo, tạo điều kiện cho em học tập rèn luyện trong suốt thời gianhọc tại trờng Đại học Thuỷ Lợi

Em xin kính chúc các thầy, các cô luôn mạnh khoẻ và hạnh phúc!

Hà Nội tháng 5 năm 2003

Sinh viên thực hiện:

Đặng Công Cờng

Mục lục

Trang

Phần I: TàI liệu chung

Đ2 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình 8

Phần II: Dẫn dòng thi công Chơng I Công tác dẫn dòng

Đ1.1 Mục đích – ý nghĩa – Các nhân tố ảnh hởng đến chọn ph-ơng án dẫn dòng 17

Đ1.2 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình 19

Đ1.3 Chọn tần suất và lu lợng thiết kế dẫn dòng thi công 22

Đ1.4 Tính toán thuỷ lực thiết kế công trình dẫn dòng 23

Đ5.3 Yêu cầu kỹ thuật và quy trình công nghệ xây lát đá 101

Phần IV: Tiến độ thi công cống

Đ1 Các nguyên tắc cơ bản khi lập tiến độ thi công 103

Đ2 Các phơng pháp lập kế hoạch tiến độ thi công 105

Phần V: Dự toán hạng mục công trình

Đ3 Phơng pháp lập dự toán xây lắp chi tiết hạng mục công trình 113

Phần I Tài liệu chung

Đ1 Vị trí nhiệm vụ công trình

1-1 Vị trí công trình TC 98 – 2301:

Công trình TC 98 – 2301 thuộc thợng lu hệ thống suối Chợ Chu Hồ chứanằm trên địa phận xã Bảo Linh Đập dâng nớc và nhà máy thuỷ điện thuộc đờngbiên giới hai xã Bảo Linh và Định Biên thuộc huyện Định Hoá - Bắc Thái cáchthành phố Thái Nguyên 60km về phía Tây Bắc, cách thị trấn Chợ Chu 10 km vềphía Tây

- Hồ còn có tác dụng giảm lũ cho hạ lu

1 Nhiệm vụ tới:

Cung cấp nớc tới cho 740ha đất canh tác

2 Nhiệm vụ phát điện:

Nhà máy thuỷ điện có công suất 150kw và bổ sung nớc cho 5 trạm thuỷ

Điều kiện tự nhiên: ϕ = 24048’

Điều kiện bão hoà : ϕ = 19058’

Là đập đất đồng chất, đất đắp đập phụ có các chỉ tiêu cơ lý nh đất

đắp đập chính

Kích thớc đập nh sau:

- Chiều cao đập lớn nhất: Đập phụ I = 8,7m Đập phụ II = 7m

- Chiều dài đỉnh đập : Đập phụ I = 163m Đập phụ II = 34,4m

- Cao trình đỉnh đập : Đập phụ I = 160m Đập phụ II = 160m

- Chiều rộng mặt đập : Đập phụ I = 4m Đập phụ II = 4m

- Khối lợng đập : Đập phụ I = 20100m3 Đập phụ II = 2740m3

h Lu lợng lớn nhất yêu cầu tháo qua cống lấy nớc của hồ là 1,18m3/s

- Tiết diện cống hình vuông: b x h = 0,9 m x 1,2m

- Cao trình đáy cống : ∇đáy = 142m

Các công trình đầu mối nh đập, tràn xả lũ, cống lấy nớc, nhà máy thuỷ

điện đều có cấp công trình đợc duyệt là cấp III

Đ2 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình 2-1 Tình hình kinh tế dân sinh:

Dân c trong vùng chủ yếu sinh sống bằng nghề nông nghiệp, làm nơngrấy, phân bố tha thớt dọc theo đờng lâm nghiệp và thị trấn Chợ Chu

Vùng hởng lợi của công trình gồm các xã Định Biên, đồng Thịnh với tổng

số diện tích hởng lợi là đất trồng trọt của các xã thuộc huyện định Hoá là 740 hachủ yếu là lúa nớc và hoa màu Dự kiến sau khi xây dựng công trình sẽ cung cấp

điện sinh hoạt và sản xuất cho huyện Định Hoá

2-2 Địa hình địa mạo:

Suối Chợ Chu bắt nguồn từ dãy núi cao phía Tây Bắc của huyện ĐịnhHoá, đi qua xã Bảo Linh, chảy về phía hạ lu rồi đổ vào sông Cầu.

• Địa hình:

Vùng Bảo Linh có dạng lòng chảo, phía Tây, Tây Bắc, phía Bắc, phía

Đông là những dãy núi cao trùng điệp đồ sộ thuộc vòng cung Ngân Sơn, độ caotrung bình 700m – 800m Các quả núi liên tiếp nhau tạo thành những dãy núi

có sờn dốc đứng 500 – 600 , đỉnh bằng có nhiều thung lũng hiểm trở, đất đaimàu mỡ, cây cối phát triển mạnh có nhiều cây to, gỗ quí, việc đi lại tơng đối khókhăn

Tại vùng lòng chảo Bảo Linh địa hình thấp là một thung lũng bằng phẳng,diện tích khoảng 2km2 Tại đây nhân dân địa phơng khai phá trồng hoa màu

• Địa mạo:

Theo nguyên nhân hình thành vùng xây dựng công trình có 2 dạng

địa mạo khác nhau:

- Địa mạo vùng núi xâm thực phân bố chủ yếu trong vùng, đây là vùngnúi cao đồ sộ sờn dốc đứng, nhiều thung lũng sâu, hiện tợng bào mòn xâm thựcmạnh Tại các sờn núi có nhiều khe rãnh nhỏ

- Địa mạo vùng thung lũng phân bố bồi tích hai bên bờ suối Địa hình tơng đối bằng phẳng, đất đá nh trên, trên các mặt là các trầm tích Q ở dạng cátcuội sỏi ở lòng sông bãi bồi, các tầng sét, sét pha ở hai bên sông Loại này tạothành do quá trình tích tụ bồi lắng của dòng sông Đây là nguồn nguyên vật liệuxây dựng công trình

Kết luận:

Với dạng địa hình của vùng Bảo Linh thuận lợi cho việc xây dựng hồ chứa

mà diên tích ngập ít, lợng nớc chứa đợc nhiều, đập chính ngắn, đập phụ thấp

2-3 Khí hậu:

1 Gió:

Mùa lạnh hớng gió thịnh hành là hớng Đông Bắc, mùa nóng là hớng

Đông Nam, ảnh hởng trực tiếp của bão rất ít, thờng làm tăng lợng ma.Tốc độ gióbình quân là 1,4m/s mạnh nhất đạt 32m/s Tốc độ trung bình và lớn nhất cáctháng ở bảng 1-1 sau đây:

Lợng ma của lu vực vào loại trung bình

Lợng ma trung bình trong mùa ma chiếm 83,7% lợng ma cả năm

Lợng ma bình quân nhiều năm là 1703mm là trị số thích hợp trên

đờng tần suất Ma năm lớn nhất có thể đạt 2317mm lợng ma ngày lớn nhất bìnhquân nhiều năm khoảng 129mm, lớn nhất đạt trên 250mm (Xuất hiện từ tháng 6

Độ ẩm thấp nhất là vào các tháng đầu mùa đông khô hanh

2-4 Tình hình địa chất và địa chất thuỷ văn:

1 Tuyến đập chính:

Tuyến dự định đặt theo hớng Tây Bắc - Đông Nam gối đầu lên hai núithuộc địa phận hai xã Bảo Linh, Định Biên cách ngã ba đờng vào Định Biên200m

a Địa hình địa mạo phạm vi tuyến đập:

Mặt cắt tuyến đập có dạng chữ U hơi lệch về phía vai phải Nếu cao trình

đỉnh đập đến 160m thì đập có chiều dài 125m, chiều cao kể cả chân khay là30m

Hai vai đập gối lên hai quả núi cao, sờn dốc đứng (Vai trái khoảng 600 vaiphải khoảng 800) Lòng mặt sông nằm sát chân núi, vai phải vai trái có đờng ô tôlâm nghiệp chạy qua Từ chân đờng ô tô lên bờ sông là một bãi bồi bằng phẳng

có hai cấp cao thấp khác nhau bằng 1m, chiều rộng bãi bồi khoảng 35mm

Kết luân:

Vị trí xây dựng có dạng địa hình hẹp, chiều dài đập ngắn khối lợng đào

đắp ít, có thể dựa vững chắc, bố trí công trình phụ thuận tiện Song việc tổ chứcthi công khó khăn chật hẹp

b Cấu trúc địa chất

Các lớp đất đá đợc phân bố và sắp xếp ở tuyến đập nh sau:

Lớp 1: Cuội sỏi, cát hỗn hợp bồi tích lòng sông Cuội sỏi có màu sám đen,hàm lợng cỡ hạt không giống nhau, càng gần sông hàm lợng cuội thô càngnhiều Đờng kính hạt đại bộ phận 5 ữ 10cm Cờng độ rắn chắc, chiều dày lớpnày 3 ữ 4m Hệ số thấm k = 50m/ngày đêm

Lớp 2: Đất sét pha màu nâu đỏ đến vàng nhạt, là loại pha tàn tích sờn

đồi, phân bố ở sờn núi phía trái lẫn 30 ữ 40 cát sỏi, có kích thớc 3 ữ 5cm – 7 ữ

8cm Đoạn dới sâu 3 ữ 4m là sét pha màu vàng, trạng thái dẻo mềm lẫn 5 ữ 10%sạn dày trung bình 4m

Lớp 3: Cát pha màu xám đến phớt nâu, trạng thái bở già lẫn 30 ữ 40 cátsỏi, kích thớc sạn sỏi từ 3 ữ 5cm – 7 ữ 8cm, chiều dày trung bình 3m.

Lớp 4: Cát sét kết biến chất bị phong hoá mạnh trạng thái từ mềm đếncứng Nứt nẻ theo hệ thống, khi nứt có góc dốc 75 ữ 800– 5 ữ 100 Bề mặt khenứt bị phủ một lớp ốxit sắt màu nâu đỏ, chiều dày lớp này từ 1,1 ữ 3,3m

Lớp 5: Đá cát kết, sét kết biến chất màu nâu xám đen đến phớt tím Cấutạo dải đá cứng chắc, nứt nẻ theo khe lớp 75 ữ 800 – 5 ữ 100, khe nứt lấp nhétbằng Penspat, trong đá suất hiện các đới ép nén vụn thành dăm sạn, mềm bở đếnnửa cứng, xuất hiện các mặt trợt nhỏ

c Địa chất thuỷ văn:

Nớc dới đất trong tầng cát cuội sỏi cách mặt đất 0,5 ữ 1m, quan hệ thuỷlực trực tiếp đến nớc mặn, hệ số thấm 50m/ngày đêm hay 6.10-2cm/s

2 Tuyến tràn

Tràn đợc bố trí qua một yên ngựa cách tuyến chính 1,5km trên bờ phải của

hồ Cấu trúc địa chất bao gồm các lớp: lớp 1 là đá tàn cuội sỏi, lớp 2 đất sét phamàu vàng nhạt, xám xanh lẫn dăm sạn, lớp 3 là cát sét pha màu vàng nâu nhạt,lớp 4 là đá gốc (Cát kết bị niến chất phong hoá mạnh tạo thành đất có màu vàngmềm, không chặt, lẫn dăm sạn của đá gốc, chiều dày 8m), lớp 5 là cát bột kết bịbiến chất màu vàng sáng

Về địa chất thuỷ văn: nớc dới đất gặp ở hạ lu tràn gây ra hiện tợng lầy sói

ở đỉnh tràn, cách mặt đất 13,1m

3 Tuyến cống lấy nớc

Đặt ở vai trái đập trên sờn đồi:

- Cấu trúc địa chất bao gồm lớp 1 (là lớp 2 ở tuyến đập) lớp sét pha cómàu nâu đỏ đến vàng nhạt, lớp 2 là cát pha vàng sáng, lớp 3 là cát sétkết, lớp 4 là cát đá kết, sét kết

- Về địa chất thuỷ văn: Mực nớc ngầm nằm sâu 6,5m không ảnh hởng

đến việc thi công, hệ số thấm k =0,11 ữ 0,13 m/ngày đêm

- Với tuyến cống nền tơng đối đồng nhất và ổn định

4 Kết luận

Nh tình hình địa chất và địa chất thuỷ văn đã nêu trên ta thấy việc thi côngtơng đối phức tạp và khó khăn vì mực nớc ngầm cao, đất nền rắn chắc song vẫnphải xử lý

2.5 Tình hình thuỷ văn dòng chảy:

1 Dòng chảy mùa kiệt tại tuyến công trình:

Bảng dòng chảy mùa kiệt theo tần suất 10%

Q 10% (m 3 /s) 0,703 0,257 0,142 0,349 0,162 0,190

2 Dòng chảy lũ:

Mùa lũ từ tháng 5 ữ 10 Lũ chính vụ xuất hiện vào tháng 10 Thời gian tậptrung lũ nhanh

Bảng các đặc trng quá trình lũ thiết kế: ứng với các tần suất

4 Tài liệu về quan hệ lòng hồ:

Đờng quan hệ lòng hồ: quan hệ (W ~ Z); (F ~Z); (Q ~Zhl) nh hình vẽ

5.Kết luận: Từ các tài liệu trên ta thấy dòng chỷ trong sông biến đổi khá lớn

hàng năm song đỉnh lũ tơng đối nhỏ, mùa khô kéo dài (6 tháng), đấy là điều kiệnthuận lợi cho thi công công trình

Hình 1:

Hình 2:

H×nh 3

Đ3 Điều kiện giao thông vận tải

Chủ yếu là giao thông đờng bộ Sắt, thép, xi măng đều đợc vận chuyểnbằng ôtô từ thành phố Thái Nguyên vào với cự ly 60km

Khu vực xây dựng công trình có đờng ôtô lâm nghiệp chạy qua có thể cảitạo làm đờng quản lý kết hợp thi công

Đ4 Vật liệu xây dựng 4.1 Đất đắp đập

Đất đắp đập là đất khai thác ở xung quanh vị trí xây dựng công trình, làloại đất tàn tích và đất bồi tích Khai thác ở 5 bãi chính, cự ly các bãi nhỏ hơn2000m

Đất đắp đập có các chỉ tiêu cơ lý sau đây:

Cuội sỏi vùng Bảo Linh nằm ở dạng các bãi nhỏ ở hai bên bờ suối thợng

l-u và tl-uyến đập Trong đó khai thác ở hai bãi chính có tổng trữ lợng khai thác là4000m3, cách tuyến đập 50 ữ 1000m, khai thác và vận chuyển dễ dàng

3 Cát:

Khai thác ở các bãi nằm ở hai bên bờ suối phía hạ lu công trình 300m3,khai thác vận chuyển dễ dàng

Đ5 Nhân lực thi công

Công trình hồ chứa nớc Bảo Linh đợc giao cho Xí nghiệp Xây dựng Thuỷlợi II thuộc Liên hiệp Xí nghiệp Xây dựng Thuỷ Lợi I, đủ sức xây dựng hệ thống

đầu mối này với thiết bị máy móc thi công thông dụng hiện có

Nhân lực có thể huy động từ công ty và các lực lợng hiện có tại địa phơngvới giá nhân công phù hợp với đơn giá tính toán trong dự toán

PhÇn II DÉn dßng thi c«ng

Đ1.1 Mục đích ý nghĩa các nhân tố ảnh h– – ởng đến

chọn phơng án dẫn dòng

1.1.1 Mục đích - ý nghĩa của việc dẫn dòng thi công

Dẫn dòng là công tác: Dẫn dòng chảy theo đờng dẫn nhân tạo hoặc lòngsông tự nhiên nhằm mục đích tạo hố móng khô ráo mà vẫn đảm bảo đợc yêu cầutổng hợp lợi dụng dòng nớc trong quá trình thi công

Thực tế cho thấy, những công trình có khối lợng nhỏ, ở sông suối nhỏ, ítnớc, điều kiện và khả năng thi công cho phép có thể xây dựng xong trong mùakhô thì có thể không cần dẫn dòng

Nói chung việc dẫn dòng là một công tác tất yếu

Công trình thuỷ lợi TC 98 -2301 có những đặc điểm sau :

- Xây dựng trên suối Chợ Chu, móng đặt sâu dới mặt đất thiên nhiên củalòng suối Cho nên trong quá trình thi công không thể tránh khỏi những

ảnh hởng bất lợi của dòng nớc mặt, nớc ngầm…

- Toàn bộ công trình đầu mối gồm có 5 hạng mục chính (Hồ chứa, đập chính, đập phụ I – II, tràn xả lũ, cống lấy nớc) đều là các hạng mục có khối l-ợng thi công lớn, điều kiện thi công, địa hình, địa chất không thuận lợi

- Phần lớn vật liệu xây dựng đợc sử dụng là vật liệu địa phơng tại chỗ.Khu vực xây dựng công trình có đờng ô tô lâm nghiệp chạy qua có thểcải tạo làm đờng quản lý kết hợp thi công

- Trong quá trình thi công một mặt phải đảm bảo móng đợc khô ráo,

đồng thời phải đảm bảo các yêu cầu dùng nớc ở hạ lu tới mức cao nhất– tới cho 740 ha đất nông nghiệp của huyện Định Hoá

Dẫn dòng thi công nhằm giải quyết:

- Ngăn chặn sự phá hoại của dòng chảy, ảnh hởng xấu đến công trình

- Đảm bảo sinh hoạt ở vùng hạ lu đợc bình thờng

- Đảm bảo cho công trình thi công đợc an toàn, chất lợng, đúng tiến độ

đã đề ra (Thi công trong khoảng 2 ữ 3 năm)

Nh vậy công tác dẫn dòng có một vai trò hết sức quan trọng trong côngtrình thuỷ lợi Đòi hỏi ngời kỹ s thuỷ lợi cần phải có thái độ thận trọng, nghiêmtúc trong điều tra, nghiên cứu và giải quyết các vấn đề trong thiết kế công trình,thiết kế thi công nói chung và thiết kế dẫn dòng nói riêng

1.1.2 Các nhân tố ảnh hởng đến việc chọn phơng án dẫn dòng:

Biện pháp dẫn dòng ảnh hởng trực tiếp đến kế hoạch tiến độ thi công toàn

bộ công trình, hình thức kết cấu, chọn và bố trí công trình thuỷ lợi đầu mối, chọnphơng pháp thi công, bố trí công trờng và cuối cùng là ảnh hởng đến giá thànhcông trình Vì vậy để chọn một phơng án dẫn dòng hợp lý, đòi hỏi chúng ta phảinghiên cứu kỹ càng, phân tích một cách khách quan và toàn diện các nhân túố cóliên quan

1 Điều kiện thuỷ văn:

Vùng Bảo Linh nằm giữa miền đồi núi Việt Bắc và Đông Bắc do vậy khí hậu

là khí hậu của vùng: mùa đông rất lạnh, mùa hè nóng ẩm, có hai mùa rõ rệt;lợng ma của lu vực thuộc vào loại trung bình và tập trung ở mùa ma Dòngchảy trong sông biến đổi khá lớn hàng năm song đỉnh lũ tơng đối nhỏ, mùakhô kéo dài (6 tháng) thuận lợi cho thi công công trình

2 Điều kiện địa hình:

Khu vực thi công có lòng suối thu hẹp, hai bên dọc tuyến đập địa hình thoải, lòng suối ngoằn nghèo, ăn sâu vào móng công trình đã định Mặt khác vùng BảoLinh có dạng lòng chảo, địa hình thấp là một thung lũng bằng phẳng Với địahình của vùng Bảo Linh thuận lợi cho việc dẫn dòng qua kênh

3 Điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn:

- Mức độ thu hẹp của lòng sông: Lòng mặt sông nằm sát chân núi, lòngsông là đá cứng, đảm bảo chịu đợc lu tốc rất lớn mà hạn chế bị xói lở,mức độ co hẹp tơng đối lớn

- Kết cấu của công trình dẫn nớc: Đất ở hai bên bờ sông là đất trầm tích,càng gần sông hàm lợng cuội thô càng nhiều nên có thể nghiên cứu ph-

ơng án dùng kênh dẫn dòng

- Địa chất thuỷ văn: nớc dới đất trong tầng cát cuội sỏi cách mặt đất 0,5

ữ 1m, quan hệ thuỷ lực trực tiếp đến nớc mặt Do vậy ngoài việc ngăndòng nớc mặt còn cần phải chú ý đến xử lý lợng nớc ngầm trong hốmóng

4 Điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy:

Trong thời ngian thi công cần đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng

chảy tới mức cao nhất nh tới ruộng cho vùng trọng lúa của huyện gồm các xã:

Định Biên, Đồng Thịnh dùng dùng năng lợng của nớc để phát điện kết hợp nuôicá tăng nguồn thuỷ sản, cung cấp nớc sinh hoạt… Việc này có thể gây cho thicông thêm khó khăn, phức tạp nhng lại đem hiệu quả cao về kinh tế

5 Cấu tạo và bố trí công trình thuỷ lợi:

Giữa công trình đầu mối thuỷ lợi và phơng án dẫn dòng thi công có mối liên hệ hữu cơ mật thiết Khi thiết kế các công trình thuỷ lợi đầu tiên phải chọnphơng 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 dụngchúng vào việc dẫn dòng Chỉ có nh vậy thì bản thiết kế mới có khả năng hiệnthực và có giá trị cao về kinh tế

Theo khảo sát thiết, qui mô công trình đầu mối Bảo Linh đợc bố trí:

- Đập đất đặt theo hớng Tây Bắc - Đông Nam gối đầu lên hai quả núi thuộc địa phận hai xã Bảo Linh, Định Biên

- Tràn xả lũ đợc bố trí qua một yên ngựa cách tuyến chính 1,5km bên

bờ phải của hố, tràn xả lũ tự động theo kiểu bậc thang không có cửa van

- Cống lấy nớc: Là cống hộp bằng bê tông cốt thép đặt trên vai trái của đập, chảy theo hớng Tây Bắc - Đông Nam

6 Điều kiện và khả năng thi công:

Công trình hồ chứa Bảo Linh đợc giao cho xí nghiệp xây dựng Thuỷ lợi II

thuộc Liên hiệp xí nghiệp xây dựng Thuỷ lợi I, với khả năng bao gồm vật t, trangthiết bị xe máy, nhân lực, trình độ tổ chức quản lý thi công đủ đảm bảo thời gianthi công đã đợc quy định.

Đ1.2 Chọn Phơng án dẫn dòng thi công

Dựa vào thời gian thi công công trình dự kiến là 2 ữ 3 năm cùng với điều kiện địa hình, địa chất, địa chất thuỷ văn, điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy,cấu tạo – bố trí công trình đầu mối thuỷ lợi cũng nh điều kiện và khả năng của

đơn vị thi công, ta có thể có các phơng án dẫn dòng sau đây:

+ Mở móng, đào chân khay bờ trái đập

+ Đắp đập bờ trái tơí cao trình vợt lũ tiểu mãn ∇ 142m

+ Thi công đập đến cao trình thiết kế ∇ 160m

+ Hoàn thiện và bàn giao công trình

2 Phơng án II: Thi công trong 2,5 năm.

Dẫn dòng qua kênh dẫn, lòng sông thu hẹp, cống ngầm và tràn tạm

+ Mở móng, đào chân khay bờ trái đập.

+ Đắp đập bờ trái tơí cao trình vợt lũ tiểu mãn ∇ 142m

+ Thi công đập đến cao trình thiết kế ∇ 160m

+ Hoàn thiện và bàn giao công trình

1.2.2 So sánh, lựa chọn phơng án dẫn dòng:

1 Phơng án I: Thi công trong 2 năm.

Dẫn dòng qua kênh dẫn, lòng sông thu hẹp và cống ngầm

• Ưu điểm:

- Mặt bằng thi công tơng đối rộng rãi, thuận lợi thi công cơ giới

- Thời gian thi công ngắn nên tập trung nguồn nhân lực, xe máy,…

- Lợi dụng tổng hợp đợc dòng chảy khi thi công và đạt đợc hiệu qủa kinh

tế cao do thời gian thi công không dài

• Nhợc điểm:

- Do các hạng mục công trình đều có khói lợng lớn, thời gian thi công khẩn trơng nên yêu cầu cờng độ thi công cao

- Công tác bố trí phối hợp thi công giữa các hạng mục đòi hỏi phải có sựchính xác và đồng bộ.

2 Phơng án II: Thi công trong 2,5 năm.

Dẫn dòng qua kênh dẫn, lòng sông thu hẹp, cống ngầm và tràn tạm

• Ưu điểm:

- Mặt bằng thi công tơng đối rộng, thuận lợi cho thi công cơ giới

- Giảm đợc cờng độ thi công các công trình hạng mục

- Đập bị chia nhiều lần, các hạng mục công trình thi công không đồng

bộ, kéo theo sự phối hợp giữa các công tác không đảm bảo nhịp nhàng

3 Lựu chọn phơng án.

Phơng án đợc chọn phải đảm bảo các nguyên tắc sau đây :

- Thời gian thi công ngắn nhất

- Phí tổn về dẫn dòng và giá thành công trình rẻ nhất

- Thi công đợc thuận lợi, liên tục, an toàn và chất lợng cao

- Đảm bảo yêu cầu tổng hợp lợi dụng tới mức cao nhất

Qua việc phân tích các u, nhợc điểm cũng nh việc đảm bảo các nguyên tắctrên, căn cứ vào điều kiện thực tế của khu vực xây dựng, điều kiện lợi dụng tổnghợp nguồn nớc đối với dân sinh kinh tế trong vùng, điều kiện và khả năng của

đơn vị thi công…Dới sự phân công của thầy giáo hớng dẫn em đợc giao nhiệm vụdẫn dòng thi công công trình theo phơng án II: Thời gian thi công trong 2,5 năm

Đ1.3 Chọn tần suất và lu lợng thiết kế dẫn dòng thi công

Khái niệm: lu lợng thiết kế dẫn dòng thi công là trị số lu lợng làm tiêu chuẩn

để tính toán, giá trị max ứng với tần suất và thời đoạn dẫn dòng thiết kế

Khi lựa chọn lu lợng thiết kế dẫn dòng ta phải chọn đợc tần suất thiết kế vàthời đoạn dẫn dòng và lu lợng thiết kế

1.3.2 Thời đoạn thiết kế dẫn dòng:

Thời đoạn thiết kế dẫn dòng là thời gian phục vụ của công trình dẫn dòng

Do công trình là đập đất có khối lợng đào đắp lớn, thời gian thi công kéo dài,

đồng thời trong quá trình thi công không cho phép nớc tràn qua Vì vậy, thời

đoạn thiết kế dẫn dòng đợc chọn là một năm

Mặt khác chêch lệch mực nớc giữa hai mùa là khá lớn nên để giảm giá thànhcủa công trình dẫn dòng, dựa vào phân phối dòng chảy trong năm thiết kế, chọn

lu lợng thiết kế dẫn dòng cho từng mùa với các thời đoạn

Đ1.4 Tính toán thuỷ lực thiết kế công trình dẫn dòng

1.4.1 Tính toán dẫn dòng năm thi công thứ nhất.

1 Tính toán thuỷ lực qua kênh dẫn:

ở giữa sông có bãi bồi, nên để dẫn nớc từ bờ trái sang bờ phải cần đàomột kênh dẫn dòng Vị trí của kênh đợc thể kiện trên bản vẽ dẫn dòng thi công

Dựa vào đìa hình lòng sông, đồng thời đảm bảo điều kiện dẫn nớc cũng

nh tránh sự bồi lắng lòng kênh, ta chọn cao trình đáy kênh là +135 m, kênh đợcdùng để dẫn lu lợng mùa kiệt với TK

dd

Q = 0,703 m3/sKênh đợc đào trên nền của lòng suối , ta xây dựng mặt cắt kênh là mặt cắtlợi nhất về thuỷ lực Chọn kênh có mặt cắt hình thang với hệ số mái kênh m =1,5; độ dốc lòng kênh lấy i = 1.10-4; hệ số nhám n = 0,025 theo quy phạm thiết

kế – giáo trình thuỷ nông

Ta có :

Q

i m R

Mặt khác βln = f(m) bảng tra thuỷ lực ta có βln = 0,606

5 , 1 606 , 0

106 ,

+

= +m

m o

β

Với σ = 1 ; m = 1,5 ta đợc 2; 1,21

ln ln

=

=

R

b R

2

R b

R h

m h

68 , 0 21 , 1 56 , 0

12 , 1 56 , 0 2

Do lu lợng không lớn nên ta có thể đào chiều rộng đáy kênh theo điều kiệnthi công, ta chọn b = 1 m, với Q = 0,703 m3/s ta xác định lại chiều cao

h = h

Víi Rln = 0,56; b = 1 m ta cã 1 , 79

56 , 0

b g

703 , 0 1

=

CN k

b

h m

σ

314 , 0 555 , 0 105 , 0 3

555 , 0 1 37 ,

+ Vận tốc dòng chảy trong kênh: Vi =

i

Q

ω .+ Bán kính thuỷ lực của kênh: Ri=

i

R C

2

α

+ Khoảng cách giữa hai mặt cắt: ∆L =

i

J i

L

−

∆.Sau khi áp dụng công thức, với lu lợng Qdd

- Xác định trạng thái chảy tại tràn đầu kênh: 2 , 21

314 , 0

695 ,

Mặt khác

k

dk pg

k

x

h

h h

⇒ Trạng thái chảy trong kênh là trạng thái chảy ngập

Giả thiết với các cấp lu lợng khác nhau, tính toán tơng tự nh trên ta có đợccác giá trị hk, hđk đó ta có các giá trị hđk, cao trình đầu kênh đợc xác định theocông thức: Zkênh= Zđk + hđk

2 Tính toán thuỷ lực qua lòng sông thu hẹp:

(Dẫn dòng mùa ma năm thi công thứ nhất Qlu

TK dd

Q

Với ε là hệ số thu hẹp, lòng sông thu hẹp ta chọn ε = 0,95

⇒ Vc =0,95.(342163−196) =1,18m/s

Tra bảng phụ lục 1 – Bảng tra cứu vận tốc trung bình cho phép Vkx đối với

đất không dính – 14-TCN57-88, ứng với cuội lớn Vkx= 1,79 ữ 2,22m/s > Vc

⇒ Không xảy ra hiện tợng xói tại mặt cắt co hẹp

• Xác định độ cao mực nớc dâng ∆Z: (Hình 6)

Hình 6: Sơ đồ tính toán thuỷ lực qua lòng sông thu hẹp.

Độ cao nớc dâng: ∆Z = .( )

2

2 V c V o

ϕTrong đó:

tk dd

Q

m/s

9 , 0 81 , 9

Giả thiết một số cấp lu lợng dựa vào hình 1 tra đợc Zhl tơng ứng, từ đó ta xâydựng đợc:

Bảng II 3: Bảng quan hệ Q ~ Z tl

Căn cứ vào bảng tính trên ta vẽ đợc quan hệ Q ~ Ztl nh hình 7:

1.4.2 Tính toán dẫn dòng năm thi công thứ hai:

1 Tính toán thuỷ lực qua cống ngầm: (Sơ đồ tính hình 8):

Xây dựng quan hệ giữa lu lợng dẫn dòng qua cống và cao trình mực nớc ợng lu, đồng thời xác định chế độ làm việc của cống để lợi dụng cống lấy nớclàm cống dẫn dòng

- Tra phụ lục 4.3 – Bảng trị số hệ số nhám n: TL01, ứng với loại côngtrình bê tông trong điều kiện trung bình ta đợc n =0,014.

- Giả thiết các cấp lu lợng chảy qua cống

- Giả thiết trạng thái chảy trong cống, áp dụng công thức tính lu lợngứng với trạng thái giả thiết để tính H, sau đó kiểm tra theo điều kiệncông thức kinh nghiệm

H > (1,14 ữ 1,18).d thì trạng thái chảy trong cống là chảy có áp, hoặc bán

áp

H< (1,14 ữ 1,18).d thì dòng chảy trong cống là trạng thái chảy không áp.Với d là chiều cao cống

Kiểm tra nếu điều kiện giả thiết thoả mãn thì kết quả tính H ta chấp nhận,

nh-ng kiểm tra lại giả thiết sai ta phải giả thiết lại và tính lại H

703 , 0 1

.

3

2

2 3

Q

- Để xác định cột nớc tại đầu cống hx, ta dùng phơng pháp cộng trực tiếp

xuất phát từ h = hk tại cuói cống (Do địa hình ⇒ bố trí sau cống có 1 dốc nớc đểthuận tiện cho việc đổ nớc).

Với chiều dài cống Lc = 150m, tra bảng ta đợc hx = 0,693m.

Kiểm tra điều kiện ta thấy: 1 , 75 1 , 2 1 , 4

396 , 0

693 , 0

h

k

x k

2 )

2

ω ϕ

Bỏ qua lu tốc tới gần, coi Ho = H ⇒ cột nớc đầu cống đợc xác định:

H = Ho + hn = n

n

h g

2 )

2

2

=

Kiểm tra lại trạng thái chảy (1,14 ữ 1,18)d = (1,368 ữ 1,416)m

Ta thấy H < (1,14 ữ 1,18)d ⇒ Cống chảy không áp: Giả thiết ban đầu là

Bảng II 5: Bảng tính đờng mặt nớc với một số cấp lu lợng.

Dựa vào bảng quan hệ Q ~ Zc ta xây dựng đợc biểu đồ quan hệ giữa lu lợng

và cao trình mực nớc thợng lu cống Hình 6

2 Tính toán dẫn dòng qua tràn tạm :

Mục đích của việc tính toán thuỷ lực qua tràn tạm là thiết lập đợc mối quan

hệ giữa lu lợng và cao trình tràn tạm, từ đó xác định kích thớc, cao trình, khối ợng đê quai

ở đây ta không cần phải yêu cầu độ chính xác cao, mà dạng đờng quá trình

lũ đến là dạng tam giác nên ta tính toán điều tiết lũ bằng phơng pháp đơn giảnKôtrêrin – theo tài liệu thuỷ văn công trình – Trờng Đại học Thuỷ Lợi – Bộmôn thuỷ văn công trình –Nhà xuất bản nông nghiệp 1993

Từ quá trình lũ đến, quan hệ mực nớc và dung tích kho nớc, mực nớc trớc khi

lũ đến trong kho và hình thức công trình xả (Z ~ qmax) Yêu cầu cần tính toán làquá trình xả lũ tơng ứng và mực nớc lớn nhất đạt tới trong hồ chứa hay dung tíchphòng lũ

T

Hình 9 Sơ tính toán điều tiết lũ ( Theo Kôtrêrin)

Ta chọn mực nớc trớc lũ bằng cao trình ngỡng tràn tự do, lũ đến là dạng tamgiác, ∇tràn tạm = ∇ngỡngtràn= 156m Trong trờng hợp này ta có thể xác định dung tíchphòng lũ: Vm = VL (1-

m: hệ số lu lợng, ta tra theo qui phạm QP TL C – 8 – 76 Đối với trờnghợp đập tràn không có co hẹp bên (b = B) phụ thuộc vào chiều cao

tơng đối của đập so với thợng lu = 1 = 0 , 6

Dựa vào PT (1), (2) ta phỉ xác định 3 ẩn Hd.tràn, qmax, Vm theo các bớc:

- Bớc 1: Giả thiết cột nớc Hd.tràn ⇒ Cột nớc siêu cao Zsc = H + ∇tràn tạm ⇒

Khi chọn tuyến đê quai, cần phải đảm bảo các nguyên tắc:

- Đảm bảo mọi việc ở hố móng đợc tiến hành trong điều kiện khô ráo, rộngrãi và tiện lợi

- Dòng chảy xuôi thuận, khả năng xả nớc lớn mà lòng sông và đê quai không

bị xói lở

- Tận dụng điều kiện có lợi của địa hình, đặc điểm kết cấu công trình thuỷ lợi

để đắp đê quai có khối lợng ít, giá thành thấp Sử dụng đê quai làm đờng vậnchuyển

- Đảm bảo việc thi công đê quai đợc thuận lợi, nhanh chóng

Trên cơ sở các nguyên tắc trên và dựa vào điều kiện địa hình, địa chất, tựnhiên của công trình; tuyến đê quai thợng hạ lu đợc vạch ra trên bản vẽ “ Dẫndòng thi công năm thứ hai – N02”

1.5.2 Thiết kế đê quai

1 Loại đê quai:

Theo tài liệu chung phần khảo sát thiết kế ta thấy xung quanh vị trí côngtrình có nguồn vật liệu đất tàn tích và đất bồi phong phú, có 5 bãi khai thácchính, cự ly nhỏ hơn 2000m Vì vậy để tận dụng tốt ta sử dụng đất đắp làm vậtliệu đắp đê quai

Zhl: Cao trình mặt nớc hạ lu, với Qtl

dd= 0,703m3/s; ta tra biểu đồ quan hệ

Zđk: Cao trình mực nớc đầu kênh, với Q = 0,703 m3/s; tra biểu đồ hình 5 ta

- Bề rộng đỉnh đê quai:

Đê quai thợng lu ngoài mục đích bảo vệ hố móng còn kết hợp dùng làm

đờng thi công nên chiều rộng phải đủ cho xe máy và ngời đi lại khi thi công,chọn Btl = 5m; Bhl = 2m

* Mùa khô năm thi công thứ hai: Dẫn dòng qua cống ngầm

- Cao trình:

+ Đê quai thợng lu: ∇tl

dq= Ztl + δ.Với Ztl tra hình 6, ứng với Qtl

dd= 0,703m3/s ta chọn cao trình đê quai hạ lu nh cao trình đê quai hạ lu

nh dẫn dòng qua kênh

- Bề rộng đỉnh đê quai: Btl = 5m;Bhl = 2m

- Mái dốc: ml = 2,5m; ml =3

Ta có bảng tiến độ khống chế:

bộ tiến độ thi công, nhất là tiến độ thi công công trình đầu mối.

Kỹ thuật và tổ chức thi công ngăn dòng rất phức tạp, diện hoạt động hẹp,yêu cầu phải thi công với tốc độ lớn, cờng độ cao mà đỡ tốn kém Do vậy đòihỏi chúng ta phải nắm chắc qui luật của dòng chảy để chọn đúng thời cơ, xác

Đ2.2 Chon thời đoạn, tần suất và lu lợng thiết kế.

2.2.1 Các yêu cầu đối với thời đoạn ngăn dòng:

- Thời kì nớc sông kiệt để có lu lợng tính toán nhỏ, ngăn dòng thuận lợinhanh chóng, an toàn và giá thành hạ

- Sau khi ngăn dòng nâng đê quai tới cao trình thiết kế để đảm bảo thicông các công trình chính bảo đảm an toàn chống lũ tiểu mãn và lũ chính vụ củamùa ma kế tiếp Thờng chọn thời đoạn đầu mùa khô lúc này lu lợng sông khôngnhất thiết phải lớn nhất

Dựa trên tài liệu thuỷ văn của dòng chảy trong khu vực cũng nh các yêucầu, nguyên tắc trên ta chọn thời đoạn ngăn dòng vào mùa khô - đầu tháng 12

2.2.2 Lu lợng thiết kế ngăn dòng:

- Lu lợng thiết kế ngăn dòng là lu lợng trung bình ngày của thời đoạn dựkiến ngăn dòng ứng với tần suất qui định

Theo “ Quy phạm chung về về thiết kế công trình thuỷ lợi” QPVN 285 –

202, với công trình cấp III, tần suất lu lợng lớn nhất tính toán chặn dòng p =

10% Căn cứ vào điều kiện của công trình Bảo Linh có lu lợng mùa kiệt nhỏ, để

đảm bảo thời gian thi công công trình chọn thời điểm ngăn dòng là vào ngày01/12/2003 Do không đủ tài liệu về giá trị lu lợng trong từng thời đoạn, tạm lấy

đứng đổ vật liệu vào dòng chảy

Yêu cầu:

Khi thi công phải khẩn trơng, liên tục với cờng độ cao cho tới khi đập nhô rakhỏi mặt nớc, dòng chảy cơ bản đã đợc chặn lại

Phần III

ThiÕt kÕ tæ chøc thi c«ng

cèng lÊy níc

Chơng I Công tác Hố Móng –

Đ1.1 Các TàI liệu liên quan tới công trình

1.1.1 Nhiệm vụ - Hình thức - kết cấu cống:

1 Nhiệm vụ:

Cống nằm bên vai trái của đập đất, tiếp giáp với sờn đồi, có nhiệm vụdẫn dòng thi công trong giai đoạn thi công công trình và lấy nớc cung cấp cho740ha đất canh tác của các xã: Định Biên, Đồng Thịnh thuộc huyện Định Hoá

2 Hình thức, kết cấu:

Cống ngầm, nằm hoàn toàn trong thân đập, có dạng hình hộp bằng bê tôngcốt thép M200 đặt trên vai trái của đập, chảy theo hớng Tây Bắc - Đông Namtrên đờng ô tô lâm nghiệp, cửa vào đáy cống có lớp lót bê tông nhồi đá hộcM150, bể tiêu năng sau cống bằng bê tông cốt thép M200

- Lu lợng lớn nhất yêu cầu tháo qua cống lấy nớc của hồ là 1,18 m3/s

- Tiết diện cống hình vuông: b.h =0,9m 1,2m

Thời gian thi công cống:

Đơn vị thi công kết hợp dùng cống lấy nớc để dẫn dòng trong mùa khô nămthi công thứ II Do vậy ta phải tiến hành thi công trong mùa khô năm thi

công thứ nhất phải thi công xong phần thân cống Phần tháp van và cầu công táccủa cống thi công tơng ứng với cao trình đắp đập

1.13 Điều kiện thi công công trình:

1 Vật liệu:

- Đá:

Tận dụng những tảng đá lăn trầm đọng dọc hai bên bờ suối từ tuyến đập lênthợng lu đập khoảng 500m, chủ yếu là đá macma, một số nhỏ là đá kết, cờng độrắn chắc, kích cỡ khoảng 30cm x 30cm x 30cm, thỉnh thoảng có hòn 40 ữ 50cm,trữ lợng khai thác 1500m3, dùng để lát mái đập tốt Nếu thiếu ta dùng thêm đá ở

mỏ đá cạnh Chợ Chu

- Cuội sỏi:

Cuội sỏi vùng Bảo Linh nằm ở dạng các bãi nhỏ ở hai bên

bờ suối thợng lu và hạ lu tuyến đập Trong đó khai thác ở hai bãi chính có tổngtrữ lợng khai thác là 4000m3, cách tuyến đập 50 ữ 100m, khai thác và vậnchuyển dễ dàng

- Cát:

Khai thác từ các bãi nằm ở hai bên bờ suối phía hạ lu công trình, cáchtuyến đập 1ữ 4 km, trữ lợng khoảng 3000m3, khai thác vận chuyển dễ dàng

- Xi măng, sắt thép: Xi măng sắt thép đợc vận chuyển từ thành phố Thái Nguyên cách 60 km, đảm bảo số lợng và chất lợng.

2 Nhân lực:

Đơn vị thi công có đủ sức xây dựng với trang thiết bị máy móc thi côngthông dụng hiện có, nhân lực huy động từ công ty và các lực lợng hiện có tại địaphơng với giá nhân công phù hợp vơí đơn giá tính toán trong dự toán

Đ1.2 Xác định phạm vi mở hố móng

1.2.1 Đặc điểm của công trình thuỷ công:

Cống có chiều rộng b = 0,9m, dày 0,1m ngoài ra hố móng còn phải đợc

mở rộng thêm độ lu không sang hai bên Để đảm bảo cho thi công đợc thuận lợicũng nh kỹ thuật công tác lắp dựng chống đỡ ván khuôn, thoát nớc hố móng…đ-

1.3.1 Tầm quan trọng của công tác tiêu nớc hố móng:

Trong thi công các công trình thuỷ lợi việc tiêu nớc hố móng là công tác quan trọng Hố móng thờng ở sâu dới mặt đất, có tiêu nớc tốt, đảm bảo hố móng khô ráo thì các công tác khác mới tiến hành thuận lợi