Công trình hồ chứa nước đồng đò II, được xây dựng trên

Do yêu cầu nhiệm vụ trên nên việc đầu t xây dựng công trình thuỷ lợi hồchứa nớc Đồng Đò là thật sự cần thiết, quan trọng và vô cùng cấp bách.Kỳ đồán tốt nghiệp này em đợc nhà trờng giao

Trang 1

Do yêu cầu nhiệm vụ trên nên việc đầu t xây dựng công trình thuỷ lợi hồchứa nớc Đồng Đò là thật sự cần thiết, quan trọng và vô cùng cấp bách.Kỳ đồ

án tốt nghiệp này em đợc nhà trờng giao cho đề tài “Thiết kế hồ chứa nớc Đồng

Đò – tuyến I”, thời gian là 14 tuần cùng với sự hớng dẫn của thầy Nguyễn Đức

Tố và các thầy cô giáo trong bộ môn, đồ án tốt nghiệp của em có nội dung sau:

1 Tính toán điều tiết hồ, điều tiết lũ

2 Tính toán thiết kế các hạng mục công trình:

Thiết kế đập đất, tràn xả lũ, cống dới đập Phơng án tràn không có cửavan, chiều rộng tràn B =16m

Trang 2

Hồ chứa Đồng Đò dự định xây dựng trên suối Đồng Đò - một nhánh ợng nguồn của lu vực sông Cà Lồ Lu vực Đồng Đò thuộc địa phận xã Minh Trí,huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội Đầu mối công trình cách Đa Phúc về phíaTây - Bắc khoảng 9km và cách Hà Nội về phía Bắc khoảng 50km.

bờ trái có độ cao 150 ữ 230m, bờ phải núi cao tới 300m Quanh lòng hồ không

có eo núi thấp, không có vị trí nào phải làm đập phụ Thảm thực vật không đáng

kể, rừng cũ hầu nh bị tàn phá hết, sờn núi chủ yéu là rừng bạch đàn

2) Tuyến các công trình đầu mối: trên lu vực có hai vị trí tuyến có thể bố trícụm công trình đầu mối:

- Tuyến ngoài (tuyến II) nằm ở vị trí chuyển tiếp của lòng suối, phía ợng lu là thung lũng hẹp, hai bên là đồi cao: phía hạ lu địa hình mở rộng thànhkhu tới của hồ Địa hình vùng tuyến không cân xứng, suối chảy lệch sang phía

th-bờ phải Vai phải đập là sờn núi dốc, phía trái lòng suối là bãi bồi rộng khá bằngphẳng, tiếp len sờn núi có địa hình dốc dần Tuyến tràn dự kiến bố trí ở bờ phải,tuyến cống bố trí ở bờ trái

- Tuyến trong (tuyến I) cách tuyến II về phía thợng lu khoảng 450m,tuyến đập dài 300m, có hớng Tây Bắc - Đông Nam, tạo với phơng Bắc một góckhoảng 300 Vai trái đập nằm trên sờn đồi dốc góc dốc khoảng 500 ữ 600, địahình uốn nếp nhiều, phía bờ phải có địa hình thoải hơn, khoảng 30m gần suối làbãi bồi tơng đối bằng phẳng, đoạn tiếp lên từ bãi bồi đến đờng vào khu kinh tếmới dài khoảng 175m, địa hình tơng đối thoải góc dốc khoảng 5o- 10o tiếp lên là

Sinh viên thực hiện :Nguyễn Thị Hoa Phợng Trang 2

Trang 3

sờn đồi góc dốc khoảng 20o Tuyến tràn dự kiến bố trí ở vai phải, tuyến cống bốtrí ở vai trái đập.

3) Tuyến kênh: toàn bộ khu tới nằm phía bờ trái suối Đồng Đò, độ dốc dọc khutới thoải dần theo chiều dòng suối, độ dốc ngang thoải dần từ chân đồi bờ tráixuống lòng suối Địa hình tuyến kênh tơng đối đơn giản ít chia cắt chủ yếu là

đồi trọc, chỉ có đoạn kênh từ tuyến I đến tuyến II dài khoảng 600m là rừng bạch

đàn tơng đối rậm rạp Tuyến kênh chính đợc bố trí men theo chân đồi bờ trái vàrìa làng đến kênh II thuộc hệ thống Đaị Lải

Khu tới tơng đối bằng phẳng cao độ thoải dần theo hớng Đông Bắc - Tây Nam

Độ cao vùng tới phân bố nh sau:

Trên lu vực không có trạm đo khí tợng thuỷ văn Trong tính toán thuỷ văn

sử dụng tài liệu ncủa trạm Vĩnh Yên; tài liệu ma của trạm Đa Phúc (trạm ĐaPhúc cách công trình khoảng 10km về phía Đông Nam) Trạm đo lu lợng NgọcThanh cách tuyến công trình 9km về phía Tây Bắc, có điều kiện hình thànhdòng chảy tơng tự đợc sử dụng là trạm tham khảo

Nhiệt độ thấp nhất vào tháng XII và tháng I trung bình 16,30 18,00C

- Độ ẩm tơng đối bình quân nhiều năm 81%

- Gió: tốc độ gió bình quân lớn nhất 18,1 m/s

- Bốc hơi: trung bình nhiều năm tại Vĩnh Yên là 968,2mm( đo bằng ống Piche)

Trang 4

- Ma: lợng ma năm trung bình 1402,5 mm; lợng ma trung bình thấp nhất vàotháng VIII là 684,5 mm.

4 Chế độ dòng chảy

Lu vực nằm trong vùng chịu ảnh hởng trực tiếp của gió mùa Mùa lũ bắt

đầu từ tháng VI kết thúc vào tháng X chiếm khoảng 74,1% dòng chảy năm,mùa kiệt bắt đầu từ tháng XI và kết thúc vào tháng V năm sau

Lợng dòng chảy trung bình nhiều năm 21,70 l/s-km2

III - Điều kiện địa chất công trình

1 Lòng hồ là một thung lũng dài theo hớng Tây Tây Nam - Bắc Đông Bắc Địahình có dạng không cân xứng, suối chảy uốn khúc Bờ hồ là các dãy núi caoliên tục có chiều dày lớn, đợc bao phủ bởi lớp sờn tích, tàn tích ít thấm nớc, đágốc là bột kết, cát kết và sét kết ít nứt nẻ

Lòng hồ không có đứt gãy nên hồ không bị thấm mất nớc

2 Tuyến công trình đầu mối:

Vùng tuyến I:

Tuyến đập và tuyến tràn: các lớp đất đá phân bố nh sau:

- Lớp 1: gồm lớp bồi tích phân bố chủ yếu ở lòng suối và bãi bồi, chiều

rộng khoảng 30 m, chiều sâu chỗ lớn nhất 3m và lớp thổ nhỡng ở 2 phía sờn đồi dày trung bình 0,5m

- Lớp 2: Là lớp sét pha chứa nhiều dăm sạn thạch anh, trạng thái dẻo

cứng đến nửa cứng, kết cấu chặt , nguồn gốc pha tích, phân bố 2 phía

s-ờn đồi dới lớp thổ nhỡng, chiều dày có chỗ đến 6m, hệ số thấm tơng đối lớn k

= 0,75.10-4

- Lớp 3: Đá bột kết phong hoá mạnh thành sét màu nâu, trạng thái nửa

cứng, kết cấu chặt, nguồn gốc tàn tích Lớp này nằm dới lớp 2, phân bố trên toàn khu vực công trình Chiều dày phía vai trái khoảng 3m, vai phải khoan đến độ sâu 10m vẫn cha hết lớp này Các chỉ tiêu cơ lý của lớp 3 tơng đối tốt (xem bảng), hệ số thấm tơng đối nhỏ k = 0,62.10-5 cm/s

- Lớp 4: Đá bột kết kiến trúc hạt phong hoá nứt nẻ mạnh đôi chỗ phong

hoá hoàn toàn thành sét

- Lớp 5: Đá cát kết xen kẽ bột kết, kiến trúc hạt, nứt nẻ vừa.

Trang 5

Tuyến cống: Cấu tạo địa tầng cũng tơng tự nh tuyến đập nhng ở cao trên

sờn đồi nên không có lớp bồi tích, còn lớp 2 có chiều dày mỏng chỉ khoảng0,8m

Bảng chỉ tiêu cơ lý đất nền tuyến I

Hệ số thấm của đất đắp đập K = 2,5.10-6 cm

Trang 6

đợc trồng cây ăn quả nhng do mới trồng nên cha phát huy đợc hiệu quả.

2 Hiện trạng thuỷ lợi

Diện tích canh tác của vùng dự án phía Nam kênh II Đại Lải chủ yếu dựavào nguồn nớc của hồ Đại Lải, còn phía Bắc kênh II Đại Lải dựa vào nguồn nớcsuối Đồng Đò từ đập dâng Đồng Đò, nhng lu vực suối Đồng Đò nhỏ (cha đến10km2) rừng đầu nguồn bị tàn phá nên nguồn sinh thuỷ nghèo nàn vì vậy diệntích canh tác phía Bắc kênh II Đại Lải hoàn toàn phụ thuộc vào thiên nhiên

Đối với diện tích canh tác phía Nam kênh II Đại Lải đang đợc tới từnguồn nớc hồ Đại Lải trong tơng lai gần hồ Đại Lải chuyển nhiệm vụ từ tớisang du lịch thì cần thiết phải có nguồn nớc mới thay thế

Với điều kiện tự nhiên của vùng dự án thì giải pháp duy nhất là phải xâydựng hồ Đồng Đò để tới chủ động cho diện tích đang canh tác phía Bắc kênh II

Đại Lải và tới bổ sung một phần diện tích phía Nam kênh II Đại Lải khi hồ ĐạiLải thay đổi nhiệm vụ

Trang 7

3 tình hình sử dụng đất đai

Vùng dự án có tổng diện tích tự nhiên 2.435 ha Quỹ đất sử dụng nh sau:

1 Đất nông nghiệp 684 ha.

2 Đất lâm nghiệp 1.338 ha.

3 Đất ở 100 ha.

4 Đất chuyên dùng 212 ha.

5 Đất cha đợc sử dụng 101 ha.

Hiện nay do cha chủ động về tới nên hệ số sử dụng đất còn thấp( khoảng

2 lần)

4 Kế hoạch phát triển nông nghiệp

Đa giống mới có năng suất cao, có khả năng chịu sâu bệnh và chịu hạntốt thay thế các giống cũ

Phát triển cây rau màu và cây thực phẩm

Phát triển trồng cây ăn quả, cây công nghiệp và cây dợc liệu

Đầu t phát triển nông nghiệp là hớng chính để xoá đói giảm nghèo củakhu vực dự án

CHƯƠNG III

Giải pháp công trình và nhiệm vụ công trình

1 Nhiệm vụ công trình

Hồ chứa nớc Đồng Đò tuy là công trình Thuỷ lợi lớn nhất trong khu vực

dự án nhng lu vực bé khả năng nguồn nớc không thể đáp ứng tới cho toàn bộdiện tích canh tác của khu vực dự án đang thiêú nớc Trên cơ sở tận dụng tối đanguồn nớc của lu vực suối Đồng Đò, sau khi xây dựng hồ chỉ đảm bảo cung cấp

đủ nớc tới cho diện tích canh tác của xã Minh Trí phía Bắc kênh II Đại Lải ợng nớc còn lại đợc dẫn vào kênh N3 hồ Đại Lải bổ sung cho khu tới hồ ĐạiLải

L-Nhiệm vụ của hồ Đồng Đò:

• Tới 592 ha đất canh tác, trong đó:

Trang 8

472 ha lúa và hoa màu

120 ha đất trồng cây lâu năm

Cả 2 vùng tuyến do điều kiện địa hình hai phía lòng hồ là núi cao, không

có eo núi phù hợp đặt tuyến tràn và để tránh công trình giao nhau giữa tuyếntràn và tuyến cống, tuyến tràn đợc bố trí phía vai phải đập

3 Các hạng mục và hình thức các công trình đầu mối

I - Các hạng mục công trình.

Cụm công trình đầu mối gồm 3 hạng mục: đập dâng nớc, tràn xả lũ vàcống lấy nớc

II - Hình thức công trình.

1 Đập: Vật liệu đất đắp tại chỗ trữ lợng nhiều ít thấm nớc,nên ta

chọn hình thức đập là đập đồng chất có chân răng cắm xuyên quatầng bồi tích thấm

2 Tràn xả lũ: Do điều kiện địa hình nh đã đề cập ở trên vị trí tràn

đạt ở sờn đồi vai phải của đập qui mô nhỏ do vậy ta chọn hìnhthức tràn là dốc nớc

3 Cống lấy nớc: Chọn hình thức cống hộp bằng bê tông cốt thép có

tháp điều tiết lu lợng

Trang 9

4 Các chỉ tiêu tính toán

1 Cấp công trình : Công trình thuộc cấp 3

2 Tần suất chống lũ : P = 1%

3 Tần suất đảm bảo tới : P = 75%

4 Tần suất gió tính toán : P = 4%

CHƯƠNG IV

Tài liệu tính toán

1 Tài liệu khí tợng thuỷ văn

0,89

0,312

0,208

0,026

0,014

0,008

0,007

0,012

0,045

0,074

0,139

Lợng bốc hơi trung bình nhiều năm đo bằng ống Piche 968,2 mm

Lợng bốc hơi mặt nớc trung bình nhiều năm 1278 mm

Lợng bốc hơi mặt đất trung bình nhiều năm 719,5 mm

Tổn thát do bốc hơi 558,5 mm

Trang 10

Ph©n phèi lîng tæn thÊt do bèc h¬i

m3

0,40

2

0,208

0,420

0,292

0,185

0,398

0,432

0,366

0,240

0,162

0,097

0,086

3,288

Lu lîng lÊy lín nhÊt c¸c th¸ng trong n¨m

Trang 11

6 Tổn thất thấm

Tổn thất thấm qua lòng hồ, bờ hồ và qua các công trình đậu mối bằng 2%dung tích bình quân tháng

Phần ii thiết kế các hạng mục công trình

Trong tính toán ta phải lựa chọn phơng án tối u nghĩa là chọn ra chiềurộng tràn hợp lý Để chọn đợc chiều rộng tràn hợp lý ta phải tính toán thiết kếvới nhiều B tràn Với mỗi bề rộng tràn ta tính đợc một cột nớc tràn và cao trình

đỉnh đập từ đó ta tìm đợc khối lợng tràn và khối lợng đập

• Nguyên tắc chọn

Trang 12

Giả thiết nhiều bề rộng tràn B ta tính đợc khối lợng tràn và đập từ đó tính đợcgiá tiền K Từ các B tràn và K ta vẽ đợc đờng quan hệ giữa B~K của tràn vàB~K của đập Sau đó cộng tung độ của hai đờng lại.

(a) :B~K của tràn

(b) : B~K của đập

(c) : B~K sau khi cộng tung độ (a) và (b) Từ đờng (c) ta xác định điểm cực trị

là điểm có K nhỏ nhất suy ra bề rộng tràn là kinh tế nhất

Trong đồ án này em đợc phân công với phơng án Btr= 16m

chơng i: tính toán điều tiết

1-1.tính toán điều tiết hồ

I.Tính toán mực nớc chết

1 Mục đích, ý nghĩa.

a) Mục đích

Nh ta đã biết mực nớc chết (MNC) là mực nớc thấp nhất cho phép trong

hồ chứa vẫn làm việc bình thờng Chính vì vậy để tiến hành thiết kế tính toán hồchứa thì việc đầu tiên chúng ta cần làm là phải xác định đợc MNC, từ đó xác

định đợc dung tích chết (Vc ) phần dung tích không tham gia vào quá trình điềutiết dòng chảy

Ngoài những ý nghĩa trên, MNC còn phải đảm nhận hai nhiệm vụ sau:

- Cao trình MNC(∇MNC) phải đảm bảo cho cống lấy nớc và chứa đợc ợng bùn cát bồi lắng trong lòng hồ

l ∇MNC phải đủ cao để đảm bảo yêu cầu tới tự chảy, đối với hồ chứa nớc

Đồng Đò điều kiện này luôn đảm bảo

Trang 13

a- Độ vợt cao an toàn từ cao trình bùn cát đến đáy cửa lấy nớc sao chobùn cát không lọt vào cửa lấy nớc: a = 0,5 ữ 1 m Chọn a =0,6m

h – chiều cao mực nớc trong cống h = 0,8ữ1 Sơ bộ chọn h =1m

Tra đờng đặc tính quan hệ Z~V ta đợc dung tích chết:

Muốn tận dụng triệt để lợi ích của nguồn nớc phải có biện pháp điều tiếtdòng chảy thiên nhiên thích hợp Nói một cách khác là phải sử dụng các biệnpháp công trình thuỷ, chủ yếu là biện pháp kho nớc để khống chế sự thay đổi tựnhiên của dòng chảy, phân bố lại dòng chảy theo thời gian cho phù hợp với yêucầu dùng nớc Mục đích chính của điều tiết năm là trữ lại lợng nớc thừa trongthời gian mùa lũ để sử dụng cho thời gian ít nớc ở mùa kiệt

II tr ờng hợp điều tiết

Theo tài liệu thuỷ văn về phân phối dòng chảy năm thiết kế và lợng nớcdùng trong năm đối với hồ Đồng Đò ta thấy trong một năm:

Trang 14

- MNC: Giới hạn trên của dung tích chết.

- MNDBT: Giới hạn trên của dung tích công tác

- MNDGC: Giới hạn trên của dung tích siêu cao

IV ph ơng pháp tính toán

Tiến hành tính toán điều tiết cân bằng hồ chứa theo phơng pháp lập bảng,tức dùng bảng để so sánh lợng nớc dùng và lợng nớc đến Nguyên lý cơ bản củaphơng pháp này là tiến hành cân bằng lợng nớc trong kho, đem chia toàn bộthời kỳ tính toán ra một số thời đoạn tính toán, ở đây là 12 thời đoạn ứng với 12tháng của năm thiết kế Tính toán cân bằng lợng nớc trong kho lần lợt theo từngthời đoạn sẽ biết đợc quá trình thay đổi mức nớc, lợng nớc trữ, xả trong kho.Biểu thị phơng trình cân bằng lợng nớc trong kho bằng công thức sau:

∆V =(Qđ - Qd) ∆t (1.2-1)

Trong đó:

∆t – thời đoạn tính toán

∆V – lợng nớc chứa trong kho tăng lên hoặc giảm đi trong thời đoạn ∆t Qđ - lu lợng nớc đến trong thời đoạn tính toán

Qd – lu lợng nớc dùng trong thời đoạn tính toán

Lợng nớc chứa trong kho cuối mỗi thời đoạn:

Vki = Vki-1+ ∆V (1.2-2)

Biết đợc lợng nớc chứa trong kho cuối mỗi thời đoạn, dựa vào đờng đặctính kho nớc V~Z~F ta xác định đợc diện tích mặt nớc F và cao trình mức nớc Zcủa kho cuối mỗi thời đoạn

• ) Lập bảng tính toán với giá trị các cột nh sau:

Bảng 1

Tính dung tích hiệu dụng khi cha kể đến tổn thất:

Cột (1): Thứ tự các tháng xếp theo năm thuỷ lợi: Qđến> Qdùng

Cột (2): Số ngày trong từng tháng

Trang 15

Bảng 2

Tính dung tích hiệu dụng có kể đến tổn thất (lần 1)

Cột (1): Thứ tự các tháng xếp theo năm thuỷ lợi: Qđến> Qdùng

Trang 16

Cét (16): Lîng x¶ thõa khi luü tÝch lín h¬n dung tÝch hå Vh

Trang 17

Bảng 2: Tính dung tích hiệu dụng khi có tổn thất (lần 1)

Vhd=2.2388.106m3;

V hồ =Vc + Vhd = (0,497+2,2388).106=2,7358.106(m3) Tra đờng đặc tính lòng hồV~Z ta đợc

ZMNDBT = 38,28 m

Bảng 3: Tính dung tích hiệu dụng khi có tổn thất (lần 2)

Vhd = 2,2975.106 m3; V hồ =Vc + Vhd = (0,497+2,2975).106=2,7945106(m3) Tra ờng đặc tính lòng hồ V~Z ta đợc

đ-ZMNDBT = 38,43 m

Trang 18

Đ1-3: tính toán điều tiết lũ

I.mục đích và nhiệm vụ:

2 Nhiệm vụ :

Trong hệ thống công trình đầu mối của công trình Thuỷ Lợi, công trìnhtràn giữ một vị trí quan trọng Kích thớc, hình thức công trình tràn có ảnh hởngtrực tiếp đến quy mô, kích thớc của cả hệ thống công trình đầu mối nh: đập dângnớc quyết định mức độ ngập lụt ở thợng hạ lu công trình Để đáp ứng đợc cả

điều kiện kỹ thuật và kinh tế của toàn bộ hệ thống công trình ta phải tính toán

điều tiết lũ, từ đó xác định đợc đờng quá trình xả lũ (q~t) cho các phơng án chiềurộng tràn khác nhau, so sánh và tìm ra đợc phơng án tối u nhất là phơng án vừa

đảm bảo đợc kỹ thuật, vừa cho giá thành rẻ nhất

3.Nội dung tính toán

(a) Chọn tuyến và kiểu ngỡng tràn

Căn cứ vào bản đồ địa hình, địa chất khu vực xây dựng công trình, đặc

tr-ng về hồ chứa, chọn tuyến tràn là đờtr-ng tràn dọc nằ bên bờ phải tuyến đập

Trang 19

Từ phân tích u nhợc điểm ở trên với công trình là công trình loại vừa (cấpIII), tổn thất ngập lụt không lớn nên ta chọn đờng tràn không có cửa van Caotrình ngỡng tràn:

∇ngỡng = ∇MNDBT = +38.43 m

Vì thời gian hạn chế, cùng với kết hợp nghiên cứu thực địa công trình và

đợc sự cho phép của thầy giáo nên ở đây ta quyết định chọn phơng án chiều rộngngỡng tràn Bt = 16m

Kết quả tính toán thu đợc ở bảng 4

Cột (1)- Zgt cao trình mực nớc giả thiết

V Q

Trang 20

Nhìn vào bảng trên ta thấy với H =2,03 m cho ta qx1=qx2

Vậy cột nớc siêu cao là: Hsc = Ht =2,03 m; qxả max =71,8 m3/s;

l-Do đó chọn hình thức đập dâng nớc là đập đất đồng chất là hợp lý nhất, vìtận dụng đợc vật liệu địa phơng Biện pháp thi công sẽ giảm, giá thành xây dựng

sẽ hạ

Khi đắp đập cần phải bóc bỏ lớp đất thổ nhỡng trên mặt dầy 0,5 m Mặtcắt lòng suối ta bóc hết lớp 1a.Khi đó đập đất đớc đặt trên nền đất á sét Có cácchỉ tiêu cơ lý gần giống với đất dùng để đắp đập Dới lớp đất này là nền đá gốc

có cờng độ lớn nên đập có điều kiện tốt về ổn định

II.cấp công trình:

Cấp công trình đợc xác định từ hai điều kiện sau:

1 Xác định theo chiều cao và loại nền

Sơ bộ xác định cao trình đỉnh đập ∇đỉnh = ∇MNDGC + d

Trong đó: d là độ vợt cao cần thiết d = 1,5-3m, chọn d = 2m.

∇đỉnh = 40,46 + 2 = 42,46 m

Chiều cao đập Hđập = ∇đỉnh- ∇đáy = 42,46 - 21 = 21,46 m

Trang 21

Tra bảng P1-1 trang 6 theo TCVN 5060-90 ta có cấp công trình là cấp III.

2 Xác định theo nhiệm vụ công trình

Công trình có nhiệm vụ cấp nớc tới cho 592 ha đất canh tác < 2.103 ha Trabảng P1-2 TCVN 5060-90 đợc cấp công trình là cấp V

Tổng hai điều kiện trên ta chọn cấp công trình là cấp III

3 Các chỉ tiêu thiết kế

Từ công trình cấp III tra TCVN 5060-90 ta đợc

- Bảng 3-2 : Tần suất lu lợng, mực nớc lớn nhất P = 1%

- Bảng 3-10 : Hệ số tin cậy kn = 1,15

+ Tần suất gió lớn nhất P = 4%, V = 27,2 m/s

+ Tần suất gió bình quân lớn nhất V =17,7 m/s

- Bảng 3-2 QPVN 11-77 về độ vợt cao an toàn của đỉnh đập:

Trang 22

- hsl vµ hsl': ChiÒu cao sãng leo møc 1% øng víi vËn tèc giã

- a vµ a': §é cao an toµn øng víi MNDBT vµ MNDGC

2 6 2

H g

D V

1900 2 , 27 10 2

2 6

Trang 23

25 , 193

2 , 27

1900 81 , 9

2

V

D g

0095 , 0

.

; 075 , 1

2 27

3600 6 81 9

2 , V

h g

; , V

g ,

,

, V

2 27 0095 0

2 2

,

, , g

V V

h g

2 27 075 1

τ

,

, , g

V V

g

98 2 81 9 2

2 2

, ,

.

, ,

.

= π

τ λ

+ Kiểm tra điều kiện sóng nớc sâu H = 17,43 > 0,5λ = 6,936 m

+ K1% - hệ số mức bảo đảm 1% tra ở đồ thị hình 36 QPTL C1-78 có

19 25 2

27

1900 81 9 2

,

, V

D g

=

= và i = 1% →K1% = 2,07, Suy ra hs1%=2,07.0,716 = 1,482 m

+ Hệ số K1 và K2 lấy ở bảng 6 trang 14 QPTL C1-78 phụ thuộc đặc trng lớp gia

cố mái và độ nhám tơng đối trên mái Sơ bộ chọn lớp gia cố mái bằng tấm bê

tông cốt thép (BTCT) ∆=0,002 0 0067 1 1 2 0 9

1

, K

; K ,

87 13

4 1

, K ,

Trang 24

2 Xác định Z đđ2

a Tính ∆h’:

, ,

, ' H g

D ' V

0064 0 46 19 81 9

1950 7 17 10 2

2 6

' V

014 0 35

1 06

61 7

17

1950 81 9

2 2

' V

h g a v , ' V

' g ,

,

, '

V

' D

085 0 2

4 5

11971 7

17

3600 6 81 9

2 , ' V

h g

; , ' V

' g , ,

, ' V

' V ' V

' h g '

81 9

7 17 014 0

2 2

V V

' g

81 9

7 17 35

, ,

' g

14 3 2

436 2 81 9 2

2 2

=

= π

τ λ

+ Xác định K1%

' V

' D

g = và i = 1% →K1%= 2,09

h’s1%= K1%.h ' s=2,09.0,447 = 0,938 m+ Hệ số K’1 và K’2

1

, ' K

; , ' K ,

'

Trang 25

Đối với những đập cao H > 15 m thì mái thờng làm theo hình thức đờnggãy Với chiều cao đập ở đây khi bóc hết lớp thổ nhỡng: H =42,5 – 21 = 21,5 m

Ta chọn hệ số mái nh sau:

+ Thợng lu m = 0,05H + 2 = 0,05.21,5 + 2 = 3,075

Chọn m1= 3,25 ; m2=3,5 + Hạ lu m = 0,05H + 1,5 = 0,05.21,5 + 1,5 = 2,575

Chọn m3 = 3 ; m4 =3,25

2 Cơ đập.

- Với những đập cao trên 10 m thì trên mái đập nên bố trí các cơ để làm ờng đi lại kiểm tra quản lý và đặt rãnh thoát nớc ma Cơ đập có tác dụng làmtăng độ ổn định cho mái, tập trung và thoát nớc ma, đồng thời bảo đảm thuậntiện cho quá trình thi công phục vụ tốt quản lý vận hành và phòng chống lũ sau

đ-Sinh viên thực hiện :Nguyễn Thị Hoa Phợng Trang 25

Trang 26

này Đối với mái thợng lu ta bố trí 1 cơ ở cao trình 28 với chiều rộng cơ b =3m.

- Đối với hạ lu, cơ làm ở cao trình +31m , rộng 3m trên cơ bố trí rãnhthoát nớc ngang để tập trung nớc ma từ mái trên đổ xuống, rãnh hình chữ nhật cókích thớc (bxh) = (40 x 30) cm Ngoài ra còn bố trí các rãnh dọc từ cơ xuống hạ

lu với khoảng cách giữa chúng là 50m và các rãnh thoát nớc này kích thớc (20 x20) cm

- Vật liệu làm rãnh thoát nớc bằng đá xây vữa mác 100 Nớc ma trên máihạ lu và cơ đợc tập trung vào rãnh rồi đổ về hạ lu Đỉnh cơ có độ dốc i = 1%

về phía hạ lu, trên đỉnh đợc phủ một lớp bảo vệ gồm dăm sỏi dày 25cm

III. bảo vệ mái dốc th ợng và hạ l u đập

1 Mái dốc thợng lu

Thực tế cho thấy trong suốt quá trình làm việc của đập thì mái dốc thợng

l-u là nơi chịl-u tác dụng của nhiềl-u loại lực phức tạp khác nhal-u đặc biệt là áp lựcsóng, áp lực thấm thuỷ động khi mực nớc hồ rút nhanh nên cần phải gia cố cẩnthận để đề phòng sự phá hoại của các loại lực này Có rất nhiều biện pháp côngtrình bảo vệ mái dốc thợng lu nhng ở đây để chống hiện tợng sạt lở mái do sónggió gây ra (chiều cao sóng tơng đối lớn ứng với MNDBT hs1% = 1,482 m ) ta sửdụng bảo vệ mái bằng bản bê tông cốt thép với kích thớc bản (5 x 5) Các bản bêtông đợc đạt trên tầng lọc ngợc gồm dăm sỏi, cát dày khoảng 30cm Phạm vimái đập thợng lu cần bảo vệ là từ đỉnh xuống dới mực nớc chết 1 khoảng = 1,5hs1%(theo GTTC T1) Vậy cao trình giới hạn bảo vệ mái thợng lu là:

s n

d

s n b

L

B cos

.

h K h

α γ

Trang 27

87 13

5 4

3 1 955 0 1 4 2

482 1 1 23

Vậy ta chọn tấm bê tông cốt thép có kích thớc (5 x 5) m dày 25cm

2 Bảo vệ mái hạ lu.

Bảo vệ mái hạ lu có tác dụng nhằm đề phòng những tác hại của gió, ma,nắng, nhiệt độ thay đổi làm xói lở, bào mòn ở đây ta dùng biện pháp trồng cỏ.Trớc khi trồng cỏ phải phủ một lớp đất màu dày 10cm

Kích thớc các ô cỏ là (5 x 5)m Trên toàn bộ mái dốc ta đào một hệ thốngrãnh thoát nớc đan chéo nhau có kích thớc (b x h) = (15 x 20) cm và nghiêng vớimặt đập một góc 45 0 Ngoài ra còn bố trí các rãnh ngang trên cơ đập và các rãnhdọc từ cơ xuống chân đập mặt cắt hình chữ nhật rãnh này đợc gia cố bằng đá xây.Còn các rãnh thoát nớc xiên đợc gia cố bằng dăm, cuội, sỏi để tập trung nớc ma.Nớc từ rãnh dọc đổ về rãnh ngang trên cơ đập chuyển sang bên bờ và theo cácrãnh dọc xuống hạ lu đập

IV. xử lý nền

1 Biện pháp xử lý chung

- Xử lý những lớp đất có tính chất chịu lực kém nên cần bóc bỏ hết vàmang ra khỏi phạm vi đập Bóc bỏ lớp thổ nhỡng dày 0,5m, với khu vực lòngsuối ta bóc hết lớp 1a dày khoảng 1m

- Làm chân khay giữa đập có chiều sâu bình quân là 5m với hệ số mái m

=1 Với đoạn lòng suối ta làm chân khay sâu 1m Chiều rộng chân khay xác địnhtheo hai điều kiện

+ Điều kiện thi công l≥5m

+Điều kiện thoả mãn Jkx ở chỗ tiếp xúc: Chọn chiều rộng tờng răng hợp lý

là xác định chiều rộng của tờng răng mà với chiều rộng đó không gây ra xóingầm tờng răng dới tác dụng của Gradien thấm Gradien thấm lớn nhất của tờngrăng là J ở tại mặt cắt bé nhất tiếp xúc giữa tờng răng và nền Do đó trong thiết

kế xác định chiều rộng hợp lý của tờng răng cần thoả mãn điều kiện Jkx≤[ ]J kx cp ;

Trang 28

với Jkx tính theo công thức trong giáo trình thiết kế đập đất của Nguyễn Xuân ờng

K T H

d

n

= +

T - chiều dày tầng thấm

H - chiều cao cột nớc trớc đập ứng với MNDGC Tuỳ từng mặt cắt bề rộng tờng răng khác nhau Đất đắp đập là á sét : tra bảng2-16 GT Thiết kế đập đất của Nguyễn Xuân Trờng đợc J= 0,85 từ đó thay vàocông thức (2-7) tính đợc l (bề rộng tờng răng)

10 62 0

−

=

,

, K

13 9

1

,

, L

 Mặt cắt sờn đồi phía bờ trái ở cao trình +25,5m

Sinh viên thực hiện :Nguyễn Thị Hoa Phợng Trang

+21

MNDBT

+25.25 +41.7

T = 4m

28

Trang 29

Với tuyến đập tơng đối dài chúng ta phải nghĩ đến phơng án so sánh kinh

tế, để hạ thấp chiều cao tuyến đập ta làm tờng chắn sóng Với việc làm tờng chắnsóng thì khối lợng đất đắp giảm đi rất nhiều, hạ đợc chiều cao đập tăng độ ổn

định cho đập Bên cạnh đó với việc làm tờng chắn sóng còn đem lại hiệu quả vềmặt mĩ quan cho công trình Chính vì lý do trên mà ta chọn phơng án thiết kế đập

có tờng chắn sóng

Chiều cao tờng: ht = 0,8 m

Vậy cao trình đỉnh đập khi có tờng chắn sóng:

Trang 30

Đ2-4 thiết bị thoát nớc thân đập

1 Mục đích

Do có sự chênh lệch mực nớc thợng hạ lu, trong thân đập xuất hiện dòngthấm Các dòng thấm này nếu mạnh sẽ gây ra những hiện tợng bất lợi cho đập

nh trôi đất, xói mòn, xạt lở mái đập và có khả năng phá huỷ đập Do vậy ta phải

có các biện pháp làm giảm áp lực thấm bằng cách lắp đặt các biện pháp thoát

n-ớc, nhằm đa dòng thấm thoát ra hạ lu đập đợc dễ dàng và an toàn hạ thấp đờngbão hoà không cho dòng thấm thoát ra ở mái hạ lu gây xạt lở mái dốc, đa dòngthấm vào vật thoát nớc tăng ổn định cho đập

2 Hình và cấu tạo thiết bị thoát nớc

Hình thức, cấu tạo thiết bị thoát nứoc phụ thuộc vào loại đập, điều kiện địachất, mực nớc hạ lu và nguyên vật liệu tại chỗ Trong trờng hợp này ta chọn hìnhthức thoát nớc kiểu lăng trụ tại mặt cắt lòng suối và kiểu áp mái cho mặt cắt sờn

đồi Cao trình đỉnh lăng trụ cao hơn mực nớc hạ lu lớn nhất 1m

- ứng với Qmax = 71,8 m3/s tra quan hệ Q~Zhl ta đợc Zhl= 24,25 m

- Cao trình đỉnh vật thoát nớc sẽ là: Z = 24,25 + 1 = 25,25 m

- Mực nớc hạ lu : h2 = 24,25 – 21 = 3,25 m

Bề rộng của đỉnh vật thoát nớc sơ bộ chọn b = 2 m Khối lăng trụ đợc xếpbằng đá hộc Sơ bộ chọn hệ số mái m’TL = 1,5 m , m’HL = 1,75 m Giữa lăng trụ

và thân đập có làm tầng lọc ngợc Thiết bị thoát nớc kiểu áp mái ở mặt cắt sờn

đồi có cao trình cao hơn cao hơn điểm ra của đờng bão hoà khoảng 0,5m sẽ đợcxác định ở phần tính thấm Kích thớc chính xác của lăng trụ phải đợc xác địnhsao cho dòng thấm không đi ra ở mái hạ lu và phải đảm bảo khoảng cách cầnthiết a là khoảng cách từ đờng bão hoà đến mái hạ lu (a> 0,5 ữ 1m)

α α

α

' m ' m

m ' m sin b ' m ' m

m ' m sin

− +

1

1 1

d

= ;

x

h h k

2 1

Trang 31

Đ2-5 tính thấm qua đập đất

I Mục đích và nhiệm vụ của việc tính toán thấm

- Tính toán thấm nhằm xác định lu lợng dòng thấm qua thân đập và quanền Trên cơ sở đó tìm đợc lợng nớc tổn thất của hồ do dòng thấm gây

II Trờng hợp tính toán

Do địa hình thay đổi nên tại các vị trí khác nhau mặt cắt của đập có kích thớckhác nhau, tính toán theo sơ đồ bài toán phẳng, nên mức độ chính xác của kếtquả bài toán cũng phụ thuộc vào số lợng mặt cắt tính toán, nếu số mặt cắt càngnhiều thì kết quả càng chính xác

Trang 32

- MNDBT: + 38,43.

- MNDGC: + 40,46

- Cao trình đỉnh đập + 41,7

- Cao trình đỉnh tờng + 42,5

- Hệ số thấm của đất đắp đập là kđ = 2,5.10-7(m/s)

- Hệ số thấm của nền: Tuỳ từng mặt cắt mà hệ số thấm của nền khácnhau

- Cao trình cơ thợng lu là + 28

- Cao trình cơ hạ lu là + 31

Chiều rộng đáy chân khay là 7 m

IV Tính thấm với trờng hợp thợng lu là MNDBT và hạ lu không có nớc

32

Trang 33

 ThÊm qua ®Ëp :

H® = 8,7 (m) ; h1= 5,43 (m); K® = 2,5.10-7 (m/s); Kn: ph¶i tÝnh Kn trung b×nh

(m / s)

, ,

, , , ,

7 7

10 3 4 4

9

6 4 10 62 0 8 4 10 5

=

h1: cét níc tríc ®Ëp - ∇MNDBT-∇33=38,43 - 33 = 5,33(m).

353 2 1 25 3 2

43 5 25 3 1 2

,

, , m

.

h m

+

= +

=

2 0 0

2 0 2

0 1

2 0

2 1

6 885 88

4849 29 3

353 2 7275 41 2

43 5

a ,

,

a ,

a ' m L L

a h K

−

=

− +

−

=

5 3 5 0

0 0

,

a , m

a K

x K

q h y

d

d 29 4849 0 6856

2 2

- h3, h4 – chiÒu s©u cét níc tríc vµ sau ch©n r¨ng

- T – chiÒu dµy tÇng thÊm

- δ- bÒ dµy trung b×nh cña ch©n r¨ng

h3= 5,39 (m), h4 = 4,819 (m)

Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 33

Trang 34

632 0 4 9 5 8

819 4 39 5 4

,

, ,

T h h K

0 4 9 88 0 5 8

819 4 39 5 88

0

4

, , ,

, , T

, , , ,

4 10

6 3 10 62 0 8 6 10 5

,

, , m

93 12 25 3 1

2

+

= +

=

2 0 0

2 0 2

0 1

2 0

2 1

6 406 148

18 167 25

3 603 5 6 68 2

93 12

a , a

, ,

,

a ,

a ' m L L

a h K

−

=

− +

−

=

75 3 5

0

0 0

,

a ,

Trang 35

Giải phơng trình bậc hai ta đợc a0=4,62 (m).

Thay a0 vào (2): qđ = 2,5.10-7.1,232 = 3,08.10-7 (m3/s)

Phơng trình đờng bão hoà có dạng:

x , , x

K

q h y

d

d 167 18 2 464

2 2

- h3, h4 – chiều sâu cột nớc trớc và sau chân răng

- T – chiều dày tầng thấm T= 10,4 (m)

- δ- bề dày trung bình của chân răng

h3= 12,87 (m), h4 = 12,028 (m)

03 1 4 10 5

8

028 12 87 12 4

,

, ,

T h h K

0 4 10 88 0 5 8

028 12 87 12 88

0

4

, , ,

, ,

T

Trang 36

 ThÊm qua ®Ëp :

H® = 18,7 (m) ; h1= 15,43 (m); K® = 2,5.10-7 (m/s); Kn: ph¶i tÝnh Kn trung b×nh

(m / s)

, ,

, , ,

,

2 8

10 62 0 2 3 10 5 7 8 2 10 91 4 6 0 6 1 10 5

=

h1: cét níc tríc ®Ëp - ∇MNDBT-∇23=38,43 – 23 = 15,43(m).

( )m , ,

.

, , m

43 15 375 3 1

2

+

= +

=

085 238 72

6 352 73 2

43 15 2

2 0

2 0 2 2

0

2 1

,

a ,

, ,

.

a ,

L L

a h K

x K

q h y

d

d 238 085 2 946

2 2

- T – chiÒu dµy tÇng thÊm T= 8,2 (m)

h3= 15,37 (m), h4 = 14,532 (m)

808 0 2 8 5

8

532 14 37 15 4

,

, ,

T h h K

Trang 37

 Lu lợng thấm chung.

q = qđ + qn = 3,683.10-7 +2,02.10-7 = 5,704.10-7 (m3/s)

Gradien thấm tại chân răng

[ ] 0 85 053

0 2 8 88 0 5 8

532 14 37 15 88

0

4

, , ,

, ,

T

.

, , m

43 17 375 3 1

2

+

= +

=

8 303 59

7 04 63 2

43 17 2

2 0

2 0 2 2

0

2 1

,

a , ,

,

a ,

L L

a h K

Trang 38

x , , x

K

q h y

d

d 303 8 4 238

2 2

,

, T , L

T h

4 43 17 10

62 0 88 0

−

+

= +

43 17 43 17 2

,

, L L

, L

h h J

tt

=

= +

=

−

=

Ta thấy J = 0,246 < Jcp = 0,85 Vậy đảm bảo thấm cho phép

Kiểm tra lại a (khoảng cách từ đờng bão hoà tới mái hạ lu)

( )m ,

,

, m K

q h

h

10 5 2

10 635 3

a h K x x

2

2 0 2 2

- Ltn là chiều dài vật thoát nớc

- m1’ và m’ là mái dốc hạ lu, thợng lu của vật thoát nớc

- b1 là chiều rộng vật thoát nớc b1 = 2m

- htn là chiều cao vật thoát nớc htn = 4,25m

Thay tất cả vào (*) ta đợc Ltn = 15,813m

αα

α

' m ' m

m ' m sin b ' m ' m

m ' m sin

1

m1 hệ số mái hạ lu đập m1 = 3,125

α: góc giữa mái hạ lu với phơng ngang α = 170

Thay tất cả vào (**) ta tính đợc a = 1,06 m Vậy thoả mãn điều kiện a

∇ MNDBT

38

Trang 39

,

, , m

43 9 25 3 1

2

+

= +

=

2 0 0

2 0 2

0

2 0

2 1

7 632 122

92 88 25

3 086 4 23 57 2

43 9

a , a

, ,

,

a ,

a '.

m L L

a h K

−

=

− +

−

=

75 3 5 0

0 0

,

a , ' m

a K

K

q h y

d

d 88 92 1 55

2 2

,

, T , L

T h K

0

4 88 0 875 87

4 43 9 10

62 0 88 0

−

+

= +

43 9 43 9 2

,

, L L

, L

h h J

tt

=

= +

=

−

=

Ta thấy J = 0,152 < Jcp = 0,85 Vậy đảm bảo thấm cho phép

Trang 40

, , m

.

h m

1 25 3 2

43 1 25 3 1 2

+

= +

=

2 0 0

2 0 2

0

2 0

2 1

6 7 60

045 2 3

62 0 73 29 2

43 1

a ,

,

a ,

a '.

m L L

a h K

−

=

− +

−

=

5 3 5 0

0 0

,

a , ' m

a K

Y

∆L

LLo

X

∇ MNDBT

T

40

Định dạng
Số trang	117
Dung lượng	4,09 MB