Hồ chứa nước Quảng Ninh 3 nằm trên sông Đầm Hà thuộc địa phận xã Quảng Lâm, huyện Đầm Hà, tỉnh Quảng Ninh (thuyết minh + bản vẽ)

- Trên cơ sở phân tích biểu đồ đẳng trị mưa, điều kiện địa hình và độ cao lưuvực chọn tài liệu đo đạc dòng chảy tại trạm Dương Huy làm tài liệu của lưu vựctương tự để làm cơ sở tính toán

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáoNguyễn Trọng Tư cùng với các thầy giáo trong bộ môn, cộng với sự nỗ lực của bảnthân đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp được nhà trường giao

Nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp là thiết kế tổ chức thi công công trình QuảngNinh 3

Qua thời gian 15 tuần làm đồ án tốt nghiệp em đã bước đầu làm quen với côngviệc của một kỹ sư Thuỷ lợi trong việc thiết kế tổ chức thi công một công trình.Thời gian này đã giúp em hệ thống lại toàn bộ kiến thức đã được trang bị trongnhững năm học tại trường và chuẩn bị hành trang kiến thức cho tương lai Tuynhiên với kinh nghiệm thực tế còn ít, trình độ bản thân có hạn nên trong quá trìnhlàm đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót Em kính mong các thầy giáo giúp

đỡ, chỉ bảo thêm để đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn và củng cố đượcthêm kiến thức thực tế để hạn chế được sự bỡ ngỡ khi ra trường

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Trọng Tư, người đã hướng dẫntận tình giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp và hoàn thành đúng thờihạn được giao

Qua đây em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong trường Đại HọcThuỷ Lợi đã dạy bảo em những kiến thức chuyên môn, kiến thức thực tế trong suốtnhững năm học tại trường

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG1.1 VỊ TRÍ VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH

+ Hoa màu : 1240,7 ha (kể cả 307 ha tạo nguồn)

- Tạo nguồn cấp nước sinh hoạt cho 29000 người

1.2 QUY MÔ, KẾT CẤU CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH

1.2.1 Các thông số kỹ thuật chủ yếu của hồ chứa

- Dung tích siêu cao Vsc (1%) : 3,54 106 m3

- Dung tích siêu cao Vsc (0,2%) : 6,18 106 m3

1.2.2 Quy mô, kết cấu các hạng mục của công trình

1.2.2.1 Đập chính:

- Kết cấu đập chính: Đập chính là loại đập đất để tận dụng vật liệu sẵn có của

địa phương Kết cấu mặt cắt ngang đập gồm nhiều khối đất đắp khác nhau Bảo vệ

mái thượng lưu bằng các tấm bê tông cốt thép và đá lát chít mạch Gia cố mái hạlưu bằng trồng cỏ và rãnh tiêu nước Thoát nước thân đập dùng hình thức đống đátiêu nước Hình thức chống thấm bằng tường tâm kết hợp với chân khay.

- Các thông số thiết kế của đập chính:

+ Cao trình đống đá tiêu nước : +38,50 m

+ Chiều rộng đỉnh đống đá tiêu nước : 3,00 m

1.2.2.2 Cống lấy nước:

Cống ngầm lấy nước bố trí bên vai phải đập đất, kiểu cống hộp BTCT Cácthông số của cống:

- Lưu lượng thiết kế : QTK = 4,90 m3/s

- Cao trình cửa vào : cv = 44,50 m

- Cao trình cửa ra : cr = 44,30 m

- Kích thước đoạn cống bh trước nhà tháp : 1,6m x 2,0m

- Chiều dài đoạn cống hộp trước nhà tháp : 50,00 m

- Chiều dài đoạn cống sau nhà tháp : 72,00 m

- Chiều dài toàn cống là: L = 117m

+ Chiều rộng đỉnh đập: 6m

+ Chiều cao đập lớn nhất : 22,5 m

+ Hệ số mái thượng lưu : mTL1 = 3,0 và mTL2 = 3,5

+ Hệ số mái hạ lưu : mHL1 = 2,25 và mHL2 = 2,75

+ Cao trình đống đá tiêu nước : 54,50 m

+ Kết cấu đập : Nhiều khối

+ Hình thức thoát nước hạ lưu : Ống khói và ốp mái

+ Kết cấu đập : Nhiều khối

+ Hình thức thoát nước hạ lưu : Ống khói và ốp mái

+ Kết cấu đập : Nhiều khối

+ Hình thức thoát nước hạ lưu : Ống khói và ốp mái

1.2.2.4 Tràn xả lũ:

- Cao trình ngưỡng : 54,00 m

- Chiều rộng tràn : 27,00 m

- Cột nước thiết kế : 6,7 m

- Lưu lượng thiết kế (1%) : QTK = 1295,5 m3/s

- Lưu lượng thiết kế (0,2%) : QTK = 1596,0 m3/s

- Số khoang tràn : 3 khoang

- Kích thước cửa van cung b×h : 9m x 7,2m

- Chiều dài bể tiêu năng 1 : 36,00m.

- Chiều dài bể tiêu năng 2 : 25,00m

- Kết cấu tràn : Tràn bê tông cốt thép

- Lưu lượng xả thiết kế (2%) : 994 m3/s

- Chiều dài bể tiêu năng : 16 m

- Cao trình đáy bể tiêu năng : 62,5 m

- Cao trình đáy cống lấy nước : 64,1 m

- Kích thước cống lấy nước bh : 1m x 1,2m

- Lưu lượng thiết kế qua cống : 0,74 m3/s

- Cao trình đáy cống xả cát : 63,5m

- Hình thức kết cấu cống : Cống BTCT

1.2.2.6 Đường quản lý vận hành và khu quản lý:

- Chiều dài đường (tính đến đập phụ số 3) : 5,881 Km

- Đường từ K0 đến K5+881 - Cấp phối : 5,881 Km

- Đường từ K4+250 đến K5+881 - Đá dăm láng nhựa : 1,68 Km

- Khu quản lý : 750m2

1.2.2.7 Đường điện 35KV ; 2 trạm biến áp 50 KVA:

Tổng chiều dài đường điện : 4,82 Km

1.3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

1.3.1 Địa hình địa mạo

Lưu vực hồ chứa là phần thượng nguồn của con sông Đầm Hà Đường chianước lưu vực qua một số đỉnh núi cao như Tai Vòng Mo Lẻng 1.054m ở phía Đông,đỉnh Tam Lăng 1.256m ở phía Tây Phía Nam lưu vực gần tuyến công trình địa hìnhthấp dần gồm các dãy núi với độ cao trên 200m

Lưu vực nhìn chung thuộc vùng núi tương đối cao, địa hình theo hướng TâyBắc - Đông Nam Độ dốc lưu vực trung bình 18,5% Độ cao lưu vực trung bình350m Toàn bộ lưu vực thuộc sườn đón gió của dãy Nam Châu Lĩnh, nên chịu ảnhhưởng rõ rệt của mưa địa hình

1.3.2 Địa chất thủy văn

Trong khu vực nghiên cứu phổ biến là hai tầng chứa nước Thứ nhất là nướcchứa trong các hệ thống khe nứt của các đá cát kết, bột kết, đá phiến sét bị phonghóa nứt nẻ, đất tàn tích, pha tàn tích của đá mẹ Đây là tầng chứa nước nghèo, lưulượng nhỏ với gương nước ngầm thay đổi Nguồn cung cấp chủ yếu cho tầng này lànước mưa Thứ hai là tầng nước nằm gần mặt đất nhất, đó là nước nằm trong các lỗrỗng của cát, sỏi, cuội, đá tảng trên các thềm sông, lòng sông Tầng chứa nước nàychịu ảnh hưởng trực tiếp của nước sông và nước mưa

1.3.3 Địa chất vùng công trình đầu mối

1.3.3.1 Tuyến đập chính - Tuyến cống.

Địa chất tuyến đập chính gồm các lớp đất đá phân bố theo thứ tự từ trên xuốngnhư sau:

Lớp 1a: Đất bụi, đất bụi nặng màu xám vàng, trạng thái dẻo mềm, đất khá

đồng nhất tính dẻo trung bình Bề dày lớp từ 0,3m đến 1,8m

Lớp1: Đá tảng mắc ma biến chất lẫn sỏi và cát thô là một tập hợp hỗn độn các

kích cỡ với đường kính từ 10cm đến 50cm, nhẵn cạnh, những cá thể có kết cấu rắnchắc Lớp này phân bố trên toàn tuyến, mức độ dày mỏng khác nhau từ 1,5m đến10,5m Do có độ rỗng lớn, lấp nhét bởi các vật liệu sạn cát thô nên nước chứa tronglớp đất rất phong phú, hệ số thấm lớn

Lớp 2: Đất bụi thường đến đất bụi nặng pha cát, trạng thái dẻo cứng đến nửa

cứng Nguồn gốc pha tích Trong đất có chứa 5% đến 10% dăm sạn của đá cát kết,bột kết Lớp này phân bố hai sườn vai đập, bề dày từ 1,0m đến 2,5m

Lớp 3a: Đá cát kết và đá cất kết vôi nằm xen kẹp với đá bột kết; trong đó đá

bột kết chiếm chủ yếu Đá cát kết hạt mịn đến hạt trung, màu nâu gụ, cứng chắc, nứt

nẻ nhiều Các loại đá này phân thành từng tập và bị đập vỡ mạnh

Lớp 3: Đá bột kết, cát kết màu nâu gụ, đá cát kết vôi màu xám trắng, phong

hóa vừa, ít nứt nẻ Các khe nứt nhỏ nhưng kín, ít có khả năng thấm nước

1.3.3.2 Đập phụ 1.

Lớp đất 2 phân bố trên toàn bộ vùng tuyến đập phụ, bề dày từ 1m đến 2,7m.Trong đất có lẫn nhiều dăm sỏi của đá cát kết và bột kết, mật độ phân bố dăm sỏi ởcác khu vực khác nhau Vì vậy cần bóc bỏ lớp này và làm chân khay cắm sâu vào

đá gốc

Lớp đất 3a là các đá nứt nẻ, vỡ vụn nhiều, phần lớn các khe nứt đã được lấpnhét Đá có độ thấm nước trung bình cũng cần khoan phụt xử lý trong phạm vi độsâu 8m đối với các hố khoan dọc tuyến đập

1.3.3.5 Tuyến đập dâng Bình Hồ.

Điều kiện địa chất công trình của đập dâng Bình Hồ rất phức tạp Vai trái đượcgối vào đá gốc cát kết vững chắc Vai phải hoàn toàn là cuội và đá tảng Nền đậpđặt trên tầng đá khá dày 5m đến 6m Vì vậy móng đập phải chôn sâu vào tần đá

1.3.4 Đặc điểm khí hậu, thủy văn

1.3.4.1 Trạm quan trắc khí tượng thủy văn

Có nhiều trạm quan trắc khí tượng, thủy văn trong khu vực, để tính toán thủyvăn thiết kế cho hồ chứa Quảng Ninh 3 sử dụng tài liệu như sau:

- Lấy tài liệu mưa tại trạm Đầm Hà đại biểu cho mưa tại khu tưới và để hiệuchỉnh, tính toán lượng mưa bình quân trên khu vực hồ chứa Các yếu tố khí hậukhác tham khảo tại trạm Tiên Yên

- Trên cơ sở phân tích biểu đồ đẳng trị mưa, điều kiện địa hình và độ cao lưuvực chọn tài liệu đo đạc dòng chảy tại trạm Dương Huy làm tài liệu của lưu vựctương tự để làm cơ sở tính toán và hiệu chỉnh về tuyến công trình của hồ chứa theolượng mưa lưu vực

Ngoài ra, trong từng nội dung tính toán, khi cần thiết cũng sử dụng tất cả cáctài liệu đo đạc mưa, bốc hơi, dòng chảy của các trạm trong toàn tỉnh và các tài liệuđiều tra do đài khí tượng thủy văn của tỉnh cung cấp

1.3.4.2 Đặc điểm khí hậu

a) Nhiệt độ: Theo tài liệu thống kê nhiều năm của trạm Móng Cái, nhiệt độ

trung bình năm của không khí là 22,70C Các tháng có nhiệt độ cao nhất là tháng

VI, VII nhiệt độ trung bình tháng lên tới trên 280C Các tháng mùa đông nhiệt độtrung bình tháng xuống dưới 150C ở các tháng I, II Nhiệt độ không khí cao nhấtquan trắc được là 39,10C và nhiệt độ thấp nhất là 110C

b) Độ ẩm: Độ ẩm các tháng trong năm có biến đổi nhưng không lớn Độ ẩm

không khí trung bình (độ ẩm tương đối) trong năm là 83% Các tháng mùa mưa, doảnh hưởng của gió mùa Đông Nam có độ ẩm tương đối lớn, khoảng 86% Mùa khô,

do ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc độ ẩm tương đối giảm xuống khoảng 76 %đến 80%

c) Mưa: Những kết quả tính toán mưa năm trung bình nhiều năm trong khu

d) Gió: Kết quả tính toán tốc độ gió lớn nhất trong bảng 1.2 Bảng 1.2

Các đặc trưng thống kê Tốc độ gió ứng với tần suất P%

1.3.4.3 Đặc trưng thủy văn thiết kế

a) Tình hình sông suối trong khu vực: Trong vùng hồ chứa chỉ có sông Đầm

Hà gồm hai nhánh bắt nguồn từ dãy núi phía Bắc Hướng chính của dòng chảy làTây Bắc - Đông Nam và đổ ra biển

b) Dòng chảy năm thiết kế: Chọn mô hình Dương Huy làm lưu vực tương tự:

KẾT QUẢ TÍNH TOÁN TẦN SUẤT DÒNG CHẢY NĂM Bảng 1.3

Tuyến Thông số thống kê Dòng chảy năm với các tần suất

KẾT QUẢ TÍNH TOÁN LŨ THEO CÔNG THỨC CƯỜNG ĐỘ GIỚI HẠN

e) Tính toán lũ cho thi công:

LŨ THI CÔNG P = 10% TUYẾN ĐẬP HỒ CHỨA Bảng

f) Tính toán bùn cát: Độ đục bùn cát bình quân trung bình năm lấy theo lưu

vực tương tự Dương Huy là ρ = 81,9 g/m3 Lượng bùn cát lắng đọng của hồ chứa

Quan hÖ Z~VQuan hÖ Z~F

h) Bảng tổng hợp quan h ệ Q ~ Z HL Bảng 1.8

Các mỏ phân tán rải rác trên phạm vi rất rộng, khó khăn cho công tác làmđường vận chuyển và khai thác đất Mặt bằng các mỏ đất dự kiến khai thác đều cócây cối đã trồng theo dự án 327 và một số ít hộ dân đang sinh sống.

Bãi vật liệu khai thác tại 3 khu chính:

- Khu A bên bờ phải sông Đầm Hà, hạ lưu đập chính, cách đập chính từ 1,8đến 2,2km Trữ lượng khai thác khoảng 1.100.000 m3

- Khu B bên bờ trái sông Đầm Hà tại hạ lưu đập phụ từ 300 đên 500m Trữlượng khai thác khoảng 53.000m3

- Khu C bên bờ trái sông Đầm Hà tại hạ lưu đập chính, cách đập chính từ 2,2đến 2,5km Trữ lượng khai thác khoảng 108.000m3

CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA ĐẤT Ở CÁC MỎ Bảng 1.9

- Đá các loại được lấy tại mỏ đá Cẩm Phả, cách công trường 80 Km.

- Cát đổ bê tông và xây lấy tại sông Tiên Yên, cách công trường 30 Km

- Sỏi, xi măng, thép, gỗ và gạch xây lấy tại Đầm Hà, cách công trường 12 Km

1.5 ĐIỀU KIỆN DÂN SINH, KINH TẾ KHU VỰC

Khu đầu mối công trình Hồ chứa nước Quảng Ninh 3 nằm trong địa bàn xãQuảng Lâm, huyện Đầm Hà, tỉnh Quảng Ninh Cách thị trấn Đầm Hà 5km về phíaTây Bắc, dân cư sống thưa thớt, chia thành từng bản nhỏ, chủ yếu là dân tộc thiểu

số, dân tộc Kinh làm kinh tế mới từ những năm 1970 chiếm một phần nhỏ Nhìnchung, kinh tế trong vùng rất nghèo nàn, lạc hậu, đời sống thấp Cuộc sống chủ yếu

là dựa vào sản xuất nông nghiệp và phá rừng lấy củi

1.6 ĐIỀU KIỆN GIAO THÔNG

Trong khu vực đã có đường nhựa chạy qua thị trấn Đầm Hà Từ thị trấn Đầm

Hà vào công trình là 5km đã cơ bản có đường rải cấp phối nhưng bị hư hỏng nhiều

đoạn

1.7 ĐIỀU KIỆN CUNG CẤP ĐIỆN, NƯỚC

1.7.1 Điện phục vụ thi công

Dùng nguồn điện 35KV được xây dựng nhằm phục vụ quản lý vận hành côngtrình sau này thông qua 2 trạm biến áp:

- Trạm 1 tại tràn xả lũ 35/0,4 KV - 50 KVA

- Trạm 2 tại vai phải đập chính 35/0,4 KV - 50 KVA

1.7.2 Cung cấp nước

Nước phục vụ thi công và sinh hoạt có thể dùng nước sông Đầm Hà

Nguồn nước phục vụ ăn uống và tắm giặt bổ sung chủ yếu là dùng giếng đàoven lòng suối

1.8 ĐIỀU KIỆN CUNG CẤP VẬT TƯ, THIẾT BỊ

Khả năng cung cấp vật tư thiết bị cho thi công là đầy đủ

1.9 THỜI GIAN THI CÔNG

Thời gian thi công công trình là 3 năm

1.10 NHỮNG TÁC ĐỘNG CỦA DỰ ÁN ĐẾN MÔI TRƯỜNG

1.10.1 Tác động tiêu cực

Hồ chứa nước Quảng Ninh 3 gây ngập lụt lòng hồ và chiếm đất xây dựng côngtrình, ảnh hưởng tới sản xuất và định cư Tổng diện tích ngập lụt và xây dựng là 70

km2

Sau khi xây dựng công trình tạo điều kiện thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp

hạ lưu điều này có thể tăng nguy cơ gây ô nhiễm môi trường nước hạ lưu do sửdụng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật Vì vậy, cần có phương án phòng ngừangay từ đầu

1.10.2 Tác động tích cực

Công trình cấp nước cho sản xuất nông nghiệp và nước sinh hoạt, điều nàylàm tăng năng suất cây trồng, tăng vụ canh tác, đảm bảo đời sống, sinh hoạt chođồng bào trong vùng dự án hạn chế việc phá rừng làm nương rẫy

Hồ chứa góp phần cải thiện tiều khí hậu khu vực đồng thời tạo môi trườngthuận lợi cho cây cối và động vật sinh sống.

Công trình thuỷ lợi Hồ chứa nước Quảng Ninh 3 sau khi xây dựng mang lạinhiều lợi ích góp phần nâng cao các điều kiện kinh tế, xã hội, sinh thái cho vùng

Do đó việc thực hiện dự án xây dựng công trình là yêu cầu tất yếu và đúng đắn

2.1 NHIỆM VỤ VÀ Ý NGHĨA CỦA DẪN DÒNG THI CÔNG

Đập chính của công trình Hồ chứa nước Quảng Ninh 3 có nhiệm vụ ngăn toàn

bộ lòng sông Đầm Hà tạo hồ chứa Khối lượng đập rất lớn nên khi thi công côngtrình này cần đảm bảo móng đập phải khô ráo để đào móng, xử lý nền cũng như đắpđập Mặt khác trong quá trình thi công công trình cần đảm bảo yêu cầu dùng nước ở

hạ lưu Do đó, dẫn dòng thi công là công việc tất yếu mà nhiệm vụ của nó là:

- Dẫn nước sông từ thượng lưu về hạ lưu để đáp ứng nhu cầu sản xuất và sinhhoạt ở hạ lưu

- Bảo vệ hố móng được khô ráo để tiến hành thi công đập.

Công tác dẫn dòng ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch tiến độ thi công của toàn

bộ công trình, hình thức kết cấu, chọn và bố trí công trình thuỷ lợi đầu mối, chọnphương pháp thi công và bố trí công trường và ảnh hưởng đến giá thành công trình

Do đó, cần thấy rõ mối liên hệ giữa các yếu tố trên và tầm quan trọng của công tácdẫn dòng để đưa ra những phương án tối ưu cả về kinh tế và kỹ thuật

2.2 CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG

2.2.3 Địa hình

Tại tuyến đập lòng sông rộng gần 260m Nhưng ở phía thượng lưu gần đậpphụ số 1 (gọi là tuyến 2) và đặc biệt gần tràn xả lũ (gọi là tuyến 3) lòng sông tươngđối hẹp thuận lợi cho việc đắp đê quai

2.2.4 Điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy

Yêu cầu cấp nước tưới cho khoảng 1000ha ruộng ỏ dưới hạ lưu là một việcquan trọng, mặt khác thời gian thi công công trình khá dài Do đó, trong quá trìnhthi công cần đảm bảo nguồn nước cho sản xuất nông nghiệp ở hạ lưu

2.2.5 Cấu tạo và bố trí các hạng mục công trình

Hệ thống công trình đầu mối gồm nhiều hạng mục khác nhau, vị trí các côngtrình tách rời và cách xa nhau, trong quá trình thi công mức độ ảnh hưởng tới nhau

là không lớn Đặc biệt là các công trình: tràn xả lũ, cống lấy nước, đập phụ có cấu

tạo và vị trí thuận lợi cho việc kết hợp làm công trình dẫn dòng, giảm chi phí chocông tác dẫn dòng.

2.2.6 Điều kiện và khả năng thi công

Khối lượng đập chính rất lớn trong khi các bãi lấy đất ở xa Thời gian mùa khôkhông nhiều, do ảnh hưởng của mưa phùn khi có gió mùa Đông Bắc

Mặt khác lưu lượng sông ứng với tần suất P = 10% tính trong khoảng từ tháng

11 đến tháng 3 năm sau lớn nhất chỉ là 13m3/s nhưng đến tháng 4 thì tăng lên đến38,75m3/s Vì vậy, dẫn dòng thuận lợi nhất là trong khoảng 5 tháng từ tháng 11 đếntháng 3 năm sau Trong điều kiện đó thì khó có thể đắp xong đập trong một mùakhô, chưa kể đến việc đào và xử lý móng chân khay là việc phức tạp, đòi hỏi nhiềuthời gian

Với những nguyên do kể trên thì biện pháp đắp đê quai ngăn dòng một đợt làkhông thể thực hiện được

2.2.7 Thời gian thi công

Thời gian thi công công trình khống chế là 3 năm do yêu cầu sớm đưa côngtrình vào sản xuất Do đó biện pháp dẫn dòng phải đảm bảo chắc chắn, đúng tiến độthi công và đáp ứng yêu cầu dùng nước hạ lưu

2.3 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN DẪN DÒNG THI CÔNG

Sau khi phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến công tác dẫn dòng thi công cóthể đưa ra các phương án dẫn dòng như sau:

2.3.1 Phương án dẫn dòng thứ nhất

Năm

XD Thời gian

Hình thức dẫn dòng

Lưu lượng dẫn dòng (m3/s)

Các công việc phải làm và các mốc khống chế

13,08 - Chuẩn bị hiện trường

- Thi công cống lấy nước, tràn và các đập phụ…

- Chuẩn bị hiện trường.

- Thi công tiếp tràn và các đập phụ

- Đắp đê quai dọc.

- Đắp đê quai thượng lưu.

- Tiến hành xử lý chân khay đập chính bờ trái.

- Thi công đập chính bờ phải và các đập phụ đến cao trình thiết kế.

- Cuối mùa kiệt lấp lỗ xả tràn.

Các công việc phải làm và các mốc khống chế

- Chuẩn bị hiện trường.

- Thi công cống lấy nước, tràn và các đập phụ…

- Chuẩn bị hiện trường

- Thi công tiếp tràn và các đập phụ

Qua lòng sông co hẹp

- Thi công hoàn thành đập chính và các đập phụ đến cao trình thiết kế.

Các công việc phải làm và các mốc khống chế

dòng (m3/s)

- Chuẩn bị hiện trường

- Thi công cống lấy nước, tràn và các đập phụ…

- Chuẩn bị hiện trường

- Thi công tiếp lấy nước, tràn

13,08

- Đắp đê quai thượng lưu ngăn sông.

- Tiến hành xử lý chân khay đập chính phần bờ trái.

- Thi công đắp đập phần bờ trái.

- Thi công hoàn chỉnh tràn

- Thi công hoàn chỉnh tràn chính.

2.4.1 Về mặt kỹ thuật

2.4.1.1 Phương án dẫn dòng thứ nhất

a) Ưu điểm:

- Đơn giản cho việc tổ chức thực hiện công tác dẫn dòng

- Thời gian thi công không gấp rút, đảm bảo vượt lũ rất chắc chắn

- Không phải đắp đê quai hạ lưu

- Đơn giản cho việc tổ chức thực hiện công tác dẫn dòng

- Thời gian thi công không gấp rút, đảm bảo vượt lũ rất chắc chắn

- Không phải đắp đê quai hạ lưu

b) Nhược điểm:

- Không phục vụ tới cho hạ lưu trong hai mùa khô liền khi thi công

- Đê quai dài và lớn, giá thành cao, lượng nước thấm vào hố móng lớn

- Phải đắp đê quai thượng lưu hai lần

- Việc để lại lỗ xả tràn và lấp lại sau khi hoàn thành việc dẫn dòng là việcphức tạp, tốn kém và ít nhiều ảnh hưởng đến tính hoàn chỉnh của đập tràn

2.4.1.3 Phương án dẫn dòng thứ ba

a) Ưu điểm:

- Phục vụ tưới cho một mùa khô năm thi công thứ hai và 4 tháng mùa khônăm thi công thứ ba

- Đê quai thượng lưu lần 1 thấp

- Tương đối dễ khi thực hiện công tác dẫn dòng

- Thời gian thi công đập trong hai mùa khô là rộng rãi

b) Nhược điểm:

- Khối lượng đào kênh lớn, chống thấm từ kênh dẫn dòng vào hố móng là rấtkhó khăn

- Việc bơm nước, xử lý móng chân khay đập trong khi có cả hai đê quaithượng lưu và hạ lưu là khó khăn.

- Phải đắp đê quai thượng lưu hai lần

- Việc chừa lại và lấp lỗ xả tràn là phức tạp, tốn kém và ảnh hưởng đến kếtcấu tràn

2.4.2 Về mặt kinh tế

Qua tính toán kinh tế thì chi phí cho phương án 3 là lớn nhất và giảm dần ởcác phương án 2 và phương án 1

2.4.3 Kết luận chọn phương án dẫn dòng

Qua so sánh kinh tế kỹ thuật ở trên ta có thể kết luận như sau:

- Về kỹ thuật thì phương án 2 và 3 hơn phương án 1 nhưng lại căng thẳngtrong quá trình đắp đập chính vượt lũ

- Về kinh tế thì phương án 1 thấp hơn phương án 2 và 3 nhưng lại khôngđảm bảo tưới cho hạ lưu trong hai mùa khô năm thi công thứ 2 và 3

Để đảm bảo giảm giá thành công trình và tránh căng thẳng trong khi đắp đập

chính vượt lũ nên em chọn phương án 1 Vậy ta tính toán cho phương án dẫn dòng thứ nhất.

2.5 CHỌN TẦN SUẤT VÀ LƯU LƯỢNG THIẾT KẾ DẪN DÒNG

2.5.1 Tần suất lưu lượng thiết kế dẫn dòng

Theo điều 4.2.6 bảng 4.6 của TCXDVN 285 - 2002, thì với công trình chínhthuộc cấp III nên tần suất thiết kế dẫn dòng là P = 10%

2.5.2 Lưu lượng thiết kế dẫn dòng.

Với tần suất lưu lượng dẫn dòng đã chọn ở trên, theo tài liệu thủy văn tínhtoán lũ cho thi công bảng 1.6 ta chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng như sau:

2.6 TÍNH TOÁN THỦY LỰC DẪN DÒNG CHO PHƯƠNG ÁN CHỌN

2.6.1 Năm thi công thứ nhất

Trong năm thi công thứ nhất dẫn dòng qua lòng sông tự nhiên nên các điềukiện thuỷ lực của sông không bị ảnh hưởng

2.6.2 Năm thi công thứ hai

2.6.2.1 Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua lỗ xả tràn

2.6.2.1.1 Mục đích:

 Thiết kế kênh dẫn dòng hợp lý về kinh tế và kỹ thuật

 Xác định mực nước trước cửa tràn từ đó xác định cao trình đỉnh đêquai

2.6.2.1.2 Nội dung tính toán:

Lỗ xả tràn được chừa lại trong thân tràn Căn cứ vào phạm vi đào móng tràn

và kênh xả sau tràn ta chọn kích thước lỗ xả là b h = 4x5m Cao trình đáy lỗ xả là43m Tính toán thủy lực qua lỗ xả tràn cho phép xác định được cao trình đỉnh đêquai thượng lưu

Khi dẫn dòng qua lỗ xả tràn tính toán như đập tràn đỉnh rộng Kiểm tra trạngthái chảy qua lỗ xả tràn và tính toán thủy lực như sau:

Hình 2.1 Sơ đồ tính toán thủy lực qua lỗ xả tràn

Kênh xả sau tràn gồm có hai đoạn kênh có độ dốc và mái kênh khác nhau.Đoạn ngay sau tràn có các thông số sau: i = 0,0005; m = 2; n = 0,017; b = 34m; L =65m Đoạn kênh nối tiếp phía sau có: i = 0,001; m = 1; b = 34m; n = 0,02.(Hệ sốnhám của kênh tra theo V.N Gôntrarốp tại phụ lục 4-1a [3])

Với lưu lượng dẫn dòng Q = 13,08m3/s thì dạng đường mặt nước trong kênhđược xác định như sau:

+ Độ sâu phân giới và độ sâu dòng đều của đoạn kênh sau tràn:

Từ Q = 13,08 m3/s ta có lưu lượng đơn vị qua kênh là: q = Q 13,08 0,385

b  34 

m3/sm Theo [4] thì độ sâu phân giới trong kênh chữ nhật và kênh hình thang tínhtheo công thức:

Với hình chữ nhật:

2

cn 3k

qh

n

m.hb

+ Độ sâu phân giới và độ sâu dòng đều của đoạn kênh nối tiếp:

Độ sâu phân giới tính theo công thức (2.1) và (2.2) ta được:

cn

k

h = 31 0,3852

0, 247m9,81



cn k n

2 k

lưu lên thượng lưu Kết quả tính toán trong bảng 2.1 trong đó các cột tính toán như

 ( α = 1)

- Cột 8: Năng lượng đơn vị mặt cắt:



2

Vh2g

H

2

13,08

0, 40,84.34.0,4 19,62

0,47m

Coi mặt nước trong bể tiêu năng là nằm ngang thì độ sâu cửa ra của lỗ xả tràn

là hn = 0,47m Mặt khác độ sâu phân giới trong lỗ xả tràn tính theo (2.1) là: hk =1,029m Xét chỉ tiêu chảy ngập ta có:

 Xác định quan hệ Q ~ ZTL khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp;

 Xác định cao trình đê quai thượng và hạ lưu;

 Xác định cao trình đắp đập chống lũ cuối mùa khô;

 Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy;

2.6.2.2.2 Xác định mức độ thu hẹp của lòng sông :

Mức độ thu hẹp lòng sông phải hợp lý Một mặt phải đảm bảo yêu cầu vềmặt thi công , mặt khác đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp cho hạ du mà khônggây xói lở

Hình 2.2 Sơ đồ tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp

Theo tiêu chuẩn nghành thiết kế dẫn dòng trong xây dựng công trình thuỷ lợi 14TCN 57-88 mức độ thu hẹp của lòng sông xác định theo công thức:

% 100

 :Tiết diện ướt ban đầu của lòng sông (m2)

Giả thiết các cấp lưu lượng dẫn dòng vào mùa lũ Qi(m3/s) và từ quan hệ Q ~

Lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp :

)(

QV

1 2

d d tk c

Q V

Xác định độ cao nước dâng Z tt theo công thức :

Ztt=

g

V g

V C O

22

Q

Nếu Z gt Ztt thì giả thiết ban đầu là đúng, còn nếu không thì giả thiết lại các

giá trị Z và tính toán tiếp đến khi Z gt Ztt thì dừng lại

Trong quá trình tính toán :Về mùa kiệt Qmax 10% = 13,08 (m3/s)  ZHL = 35,57(m)

Giá tri Z :Qua tính toán Z gt Z tt= 0,84(m).

Xác định được mực nước sông phía thượng lưu khi dẫn dòng qua lòng sôngthu hẹp vào mùa lũ là : ZTL = 41,68 +0,84 = 42,52 (m);

Cao trình đắp đập vượt lũ cuối mùa khô là:

Zvl = ZTL + δ

Trong đó:

δ - Độ vượt cao an toàn; lấy δ = 0,7m

Zvl = 42,52 + 0,7 = 43,22m Chọn Zvl = 44m

+ Kiểm tra xói lở:

Theo [8] sơ bộ ta xác định vận tốc không xói theo công thức của GhiecKan: 0,1

KX

V KQ (2.12)Trong đó:

K - Hệ số phụ thuộc vào loại đất Với đất bụi, đất cát ta lấy K = 0,53

Q - Lưu lượng dẫn dòng trong mùa lũ; Q = 957m3/s

0,1

KX

V 0,53 957 1,05m / sKhi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp có xảy ra xói lở nên dùng các tấm bê tônglát lòng sông và phần đất đắp (các tấm bê tông sau này dùng để bảo vệ mái thượnglưu đập)

2.6.3 Năm thi công thứ ba

Mùa khô năm thi công thứ 3 tiến hành đắp đê quai thượng lưu lần 2 dẫn dòngqua lỗ xả tràn chừa ở thân tràn Cuối mùa kiệt thả phai bịt một phần lỗ xả tràn đểlấy nước qua cống tưới

2.6.3.1 Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua lỗ xả tràn mùa kiệt 3.

Tiến hành tính toán dẫn dòng qua lỗ xả tràn như dẫn dòng mùa kiệt năm thư 2 Taxác định được:

Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu là:

- Lưu lượng thiết kế : QTK = 4,74 m3/s

- Cao trình cửa vào : cv = 44,50 m

- Cao trình cửa ra : cr = 45,10 m

- Kích thước đoạn cống bh trước nhà tháp : 1,6m x 2,0m

- Chiều dài đoạn cống hộp trước nhà tháp : 36,5 m

- Chiều dài đoạn cống sau nhà tháp : 72,5 m

Hình 2.3 Sơ đồ tính toán thủy lực qua cống ngầm

Dự tính sẽ lấy lưu lượng thiết kế qua cống để cấp nước cho hạ lưu QTK =4,74m3/s Mực nước dâng đảm bảo cống chảy không áp Khi đó, coi dòng chảy quacửa vào cống như đập tràn đỉnh rộng, dòng chảy trong thân cống coi như kênh chữnhật có độ nhám n = 0,014 Để kiểm tra chế độ chảy tại cửa vào cống ta vẽ đườngmặt nước trong cống để tìm độ sâu đầu cống

Độ sâu phân giới trong cống tính theo công thức (2.1) trong đó:

Tiến hành vẽ đường mặt nước trong cống theo phương pháp cộng trực tiếp, vẽ

từ cuối cống lên đầu cống với độ sâu cuối cống là h = hk Kết quả tính toán trong

 (α = 1)

- Cột 8: Năng lượng đơn vị mặt cắt:



2

Vh2g

Trong đó:

m - Hệ số lưu lượng dập tràn đỉnh rộng; theo [6] ta lấy: m = 0,35

φn - Hệ số lưu tốc đập tràn đỉnh rộng chảy ngập Với m = 0,35 thì φn = 0,93

ĐƯỜNG MẶT NƯỚC TRONG KÊNH XẢ SAU TRÀN Bảng 2.1

ĐƯỜNG MẶT NƯỚC TRONG CỐNG Bảng 2.2

2.6.3.3 Tính toán điều tiết lũ

Vì không có tài liệu thuỷ văn nên ta tính toán điều tiết lũ theo phương phápKôtrêrin Lưu vực tính toán có diện tính tập trung nước nhỏ, lũ tập trung nhanh Tacoi lũ có dạng tam giác

- Tiến hành tính toán với trận lũ có tần suất P = 10% và có lưu lượng đỉnh lũlớn nhất là Qmax p=10% = 957m3/s

- Các thông số cơ bản của tràn xả lũ:

+ Chiều rộng: Bt = 27 m

+ Cao trình ngưỡng: Znt = + 54

- Quá trình lũ đến dạng tam giác, sơ đồ tính toán như sau:

Theo phương pháp Kôtrêrin:

+ Trường hợp mực nước trước lũ cao bằng ngưỡng tràn:

Tx TL

Wm

q ~ t

Q ~ t

qmax Qmax

Hình 2.4 Sơ đồ tính toán điều tiết lũ qua lỗ xả trà

L m

W W Q

q

Q q W

W

1

max 1

max max

Thời gian lũ lên : TL = T – TL.  TL = T/(1 + ) = 4,43 (h)

Thời gian lũ xuống : TX = T – TL = 8,87 (h)

qmax : Là lưu lượng xả max qua tràn (m3/s)

Qmax : Là lưu lượng đỉnh lũ đến Qmax = 957(m3)Tính thử dần ta sẽ được qmax, Wmax và Zmax; Trước hết ta giả thiết

qgt

max < Qmax thay vào phương trình (1) ta được Wmax

- Tổng lượng nước trong hồ lúc này là:

2.6.3.4 Xác định thời gian dâng nước

Trong mùa khô năm thi công thứ 3 quá trình dâng nước trong hồ như sau:

1 Đầu tháng 11 đắp đê quai ngăn sông và dẫn dòng hoàn toàn qua lỗ xả tràn.Mực nước hồ dâng lên cao trình 44,75m Dung tích hồ lúc này là: W1 =883,56 103m3

2 Trong nửa đầu tháng 12 thả phai bịt lỗ xả tràn Nước hồ tiếp tục dâng lên vàtràn qua đê quai thượng lưu tại cao trình 45,5m Dung tích hồ lúc này là: W2 =1109,88 103 m3 Cao trình đập vượt lũ ít nhất phải đạt 46,2m

3 Nước hồ dâng lên cao trình 47,0m Dòng chảy dẫn qua lỗ xả tràn (đã đượcbịt một phần) và cống ngầm Dung tích hồ là : W3 = 1802 103 m3

Căn cứ vào lưu lượng trung bình ngày trong tháng ứng với tần suất P = 10%(bảng1.4) tính toán điều tiết thường xuyên với qxả = 0 (khi mực nước đạt cao trìnhthiết kế mới chảy qua công trình dẫn dòng) ta xác định được các mốc thời gian sau:

- Thời gian nước dâng từ cao trình 44,75 lên cao trình 45,5m

t1 = W - W2 1

86400q (2.16)Trong đó:

q - Lưu lượng bình quân ngày với P = 10% Trong tháng 12 thì q = 0,682 m3/s

Đê quai thượng lưu lần 1 và lần 2 bố trí như nhau

+ Tuyến đê quai: Chọn tuyến đê quai tại tuyến 3 cách trung tâm tuyến đập

chính 580m Tuyến đê quai này có nhiều ưu điểm như: Tuyến đê quai ngắn, phạm

vi hố móng rộng rãi, tiện đường giao thông và đáy sông khá cao nên khối lượng đắpnhỏ

+ Hình thức và thông số đê quai: Do bề dày lớp cuội sỏi lòng sông khá lớn

nên ta chọn hình thức đê quai sân phủ đắp bằng đất đầm nén lấy tại bãi A2

- Cao trình đỉnh đê: Zđq1 = 45,5m

- Chiều rộng đỉnh đê : b = 4m (kết hợp làm đường giao thông)

- Chiềudài đê quai: Lđq = 105m

- Hệ số mái thượng lưu, hạ lưu: m1 = 2,5 ; m2 = 2

- Sân phủ thượng lưu có độ dày thay đổi từ 2m xuống 1m Chiều dài sânphủ lấy Ls = 40m

- Cách tuyến đê quai 150m về phía hạ lưu có đào hố tiêu nước Hố đàohết tầng cuội sỏi, đáy hố rộng 10m , mái hố m = 2

+ Tính toán thấm qua đê quai: