THIẾT kế tổ CHỨC THI công trình hòa bình (thuyết minh + bản vẽ)

Trong quá trình xây dựng các công trình thuỷ lợi, để đảm bảo cho công tác thicông được khô ráo , thuận tiện , tránh khỏi những bất lợi của dòng nướcmặt ,nước ngầm , nước mưa… Người ta ti

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NễNG NGHIỆP &PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

http://www.wru.edu.vn

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Vị trí công trình:

Vùng dự án bao gồm một phần diện tích của các xã Tây Phong, Xuân Phong,Dũng Phong, Nam Phong, Tân Phong và thị trấn Cao Phong huyện CaoPhong, cách thị xã Hòa Bình 20 km về phía Nam

Có tọa độ địa lý nằm trong khoảng :

Ổn định tưới cho 1940 ha đất gieo trồng lúa và hoa màu hàng năm (1000

ha đất canh tác) của xã Tây Phong, Tân Phong, Dsũng Phong, Nam Phong, thịtrấn Cao Phong của huyện Cao Phong và cấp nguồn nước sinh hoạt cho thị trấnCao Phong

1.3 Quy mô kết cấu,hạng mục công trình

1.3.1 Cấp công trình đầu mối

- Mực nước lũ kiểm tra 0,2% + 286.00

- Mực nước chết : + 266.00

1.3.3 Đập dâng

Loại bê tông trọng lực xây dựng trên nền đá phong hóa nhẹ dài 200m, đượcchia làm 10 đoạn liên kết với nhau bằng khớp nối đồng Bên trong bố trí hànhlang kiểm tra và thu nước, các ống thu nước thân và nền đập, các thiết bị kiểmtra và tiêu nước hành lang

a- Phần đập không tràn

Dài 153 m bao gồm các đoạn từ 1  5 bên trái và từ 8 đến 10 bên phải, caotrình đỉnh tường chắn sóng + 286.60, cao trình mặt đập + 285,80, mặt đập rộng6m (kể cả tường chắn sóng)

Kết cấu thân đập là bê tông M150 độn 30% đá hộc Mặt thượng lưu và đáy đập

là BTCT M200

b- Phần đập tràn

Dài 47m bố trí tại các đoạn số 6, 7 của đập dâng, nơi có dòng sông cũ Loạiđập tràn tự do, chiều dài tràn nước Btr = 43m được thiết kế theo mặt cắtÔfixêrôp, cao trình ngưỡng tràn +282.90

Lưu lượng xả Q 1% = 388 m3/sec Q 0,2% = 500 m3/sec

Tiêu năng bằng mũi phun đặt tại cao trình +255,50 (cao hơn mực nước max ở

hạ lưu đập là + 254,35) Kết cấu bằng BTM150 độn 30% đá hộc, ngoài bọcBTCT M200 (cả thượng, hạ lưu và đáy đập )

1.3.4 Cống lấy nước tưới

Cống nằm bờn vai trỏi đập đất với cỏc thụng số thiết kế:

Mặt cắt ngang cống : D = 1,0 m

+ Lưu lượng thiết kế : QTK = 1,05 m3/sec

Cao trình đáy cống cửa vào : +263.00

Chiều dài cống : 21,58 m.

Tiếp sau cống là kênh dẫn dài 95,5m, mặt cắt chữ nhật b  h = 1  1m,chuyển nước xuống suối Cạn Thượng để dẫn về bai Tã lấy nước vào kênhchính

Chiều cao Hmax (tính đến đáy chân khay) m 42,5

Chiều dài tại đỉnh m 200

Chiều cao nước tràn (Hmax) 1 %/0,2% - 2,62/3.1

c Cống lấy nước tưới

Vị trí - Tại vai trái đậpLoại - Cống trong thân đập, chảy có áp bằngống thép đóng mở bằng van côn hạ lưu

1.4 Điều kiện tự nhiên xây dựng công trình

1.4.1 Điều kiện địa hình

Toàn bộ khu tưới nằm trong vùng có các dải đồi thấp bị bào mòn mạnh xenkẹp các dải bãi bồi của các dòng suối nhỏ Địa hình có hướng thấp dần từkhu vực đông nam về khu vực tây bắc của vùng Tại các khu vực đầu kênhchính bai Tã và đầu kênh Thắng Lợi, địa hình có cao độ từ +215m đến +218m,khu vực cuối kênh bai Chiêm và bai Lãi có cao độ +186m đến +189m

Hệ thống sông suối trong khu vực bao gồm 2 suối chính cấp nước bai Tã và baiThắng Lợi Hai dòng suối này tạo ra các dải bãi bồi dọc theo suối Ngoài

ra còn một số dòng suối nhỏ ở phía nam khu vực Do địa hình khá dốc nênvào mùa mưa, nước trên các dòng suối được tiêu thoát khá nhanh, vào mùakhô lượng nước trong các suối chỉ còn là những dòng chảy nhỏ

1.4.2 Điều kiện địa chất,địa chất thủy văn

1.4.2.1 Điều kiện địa chất

Toàn bộ hệ thống kênh được phân bố trên vùng đồi bị bào mòn mạnh, phân bốchủ yếu sản phẩm phong hóa của đá gốc cát bột sét kết, xen kẹp là các dảithềm bồi tích của các dòng suối trong vùng Địa tầng chung của toàn vùng từtrên xuống dưới như sau:

+ Lớp 1a: Cát cuội sỏi, cuội tảng bồi tích lòng suối mầu xám nâu, xámđen, vàng nhạt xám trắng; cuội sỏi chiếm 50%, thành phần chính là đá cát bộtkết và phiến sét Cuội sỏi cứng chắc, độ mài mòn tốt Nguồn gốc bồi tíchlòng suối (aQ) Phân bố chủ yếu dưới lòng suối

+ Lớp 2a: Đất sét đến á sét nặng màu xám nâu, xám tro, xám đen, lẫn ítsỏi sạn nhỏ Hàm lượng sỏi sạn khoảng 3-6% Trạng thái dẻo chảy có chỗ dẻomềm, kém chặt Nguồn gốc thềm bồi tích (aQ) Lớp này phân bố cục bộ vàgặp ở bãi thềm bồi tích bên cạnh tuyến kênh chính từ K0+590 đến K0+620với chiều dày thay đổi từ 0.5 - 1.0m

+ Lớp 2b : Đất á sét nặng màu xám nâu, vàng nhạt, lẫn ít sỏi sạn nhỏ.Hàm lượng sỏi sạn khoảng 3 - 5%.Trạng thái dẻo mềm, chặt vừa đến kémchặt Nguồn gốc thềm bồi tích (aQ) Lớp này phân bố khá phổ biến ở cácbãi thềm bồi tích như khu vực kênh N1-3, N2, N2-2, khu vực đầu kênh N2-1

và kênh bai Lãi, khu vực cuối kênh N1 và N1-2, đoạn giữa tuyến kênh ThắngLợi Khoang Ang với chiều dày thay đổi từ 0.5 - 2.5m

+ Lớp 2c: Hỗn hợp cát cuội sỏi, cuội tảng, dăm sạn và đất á sét nhẹ, cuộisỏi màu xám đen Hàm lượng cuội sỏi sản khoảng 30 - 50% có chỗ chiếm60%, kích thước từ 0.3 - 7 cm, cứng chắc Phần đất có trạng thái dẻo mềm đếndẻo cứng Nguồn gốc thềm bồi tích (aQ) Lớp này phân bố ở các bãi thềm

ven suối và nằm bên dưới lớp 2b như gặp ở khu vực kênh N2 và đoạn đầukênh N2-1, khu vực cuối kênh N1-3, đoạn đầu kênh bai Lãi và một diện nhỏkhu vực đầu kênh chính.

+ Lớp 3a: Đất sét màu nâu gụ, nâu vàng, lẫn dăm sạn nhỏ có nơi chứasạn laterit Hàm lượng dăm sạn khoảng 5 - 10%, có chỗ chiếm đến 15 - 20%,kích thước từ 0.2 - 0.5cm Trạng thái nửa cứng đến cứng, chặt vừa đến chặt.nguồn gốc pha tích (dQ) Lớp này phân bố phổ biến trên các triền đồi bàomòn, nơi phần lớn các tuyến kênh chính, kênh N1, N4, kênh bai Chiêm, kênhbai Lãi và kênh Thắng Lợi cắt qua với chiều dày thay đổi từ 1.0 - 3.0m

+ Lớp 3b: Đất á sét nặng đến sét màu nâu gụ, nâu vàng, lẫn nhiều dămsạn và dăm tảng có chỗ chứa sạn laterit đến hỗn hợp dăm sạn laterit và đất ásết nặng Hàm lượng dăm sạn khoảng 20 - 50%, kích thước từ 0.3 - 10cm làcác mảnh đá gốc phong hóa còn sót lại, khá cứng chắc.Trạng thái nửa cứngđến cứng, chặt vừa đến chặt Nguồn gốc pha tàn tích (deQ) Lớp này phân bốkhá phổ biến trên các triền đồi bào mòn và thường nằm bên dưới lớp 3a, nhưkhu vực tuyến kênh chính, kênh N1, N4, và kênh Thắng Lợi

Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất nền dùng trong tính toán

Các chỉ tiêu Đơn vị Lớp 2a Lớp 2b Lớp 2c Lớp 3a Lớp 3aThành phần hạt

1.4.2.2 Điều kiện địa chất thủy văn.

Trong vùng đầu mối nhìn chung nước mặt nghèo nàn, chỉ có suối Cạn duy

nhất nước chảy quanh năm, mùa khô nước cạn, lưu lượng nhỏ ( <1 m3/s)

Ngoài ra dọc các sườn đồi trong vùng còn có các khe suối và các rãnh xói

nhỏ nhưng chỉ có nước chảy khi mưa, mùa khô hầu hết cạn kiệt Kết quả thínghiệm 1 mẫu nước suối lấy tại tim tuyến đập cho thấy nước mặt ở đây lànước Bicácbonat Clorua Natri Canxi.

Nước ngầm trong vùng đầu mối cũng rất nghèo nàn và chủ yếu chứa trong cáclớp tàn tích lẫn nhiều dăm sạn và đới nứt nẻ của đá gốc Tại thung lũng nhỏ

hạ lưu trên vai phải, có 2 điểm nước ngần xuất lộ ở cao trình khoảng +294đến +295 Trong các hố khoan máy hai bên vai đập, mực nước thường xuấthiện cách mặt đất từ 3 - 5 m ở khu vực tim đập và 5 - 10m ở khu vực thượng

hạ lưu đập Mực nước ngầm trong khu vực đầu mối thay đổi theo mùa trongnăm, trữ lượng không đáng kể Kết quả thí nghiệm 2 mẫu nước lấy trong hốkhoan máy vùng tuyến đập, cho thấy nước ngầm ở đây là nước BicácbonatClorua Natri Canxi

Theo tiêu chuẩn đánh giá ăn mòn của nước môi trường đối với kết cấu bêtông và bê tông cốt thép QTXD-59-73) thì nước ngầm và nước mặt ở đây cótính ăn mòn Bi cacbonnat đối với bê tông và bê tông cốt thép chịu cột nước

có áp (Xem bảng 4: Kế quả thí nghiệm và tính ăn mòn nước đối với bê tông).1.4.3 Điều kiện khí hậu, thuỷ văn và đặc trưng dòng chảy

Hồ Cạn Thượng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa ở phía Bắc ViệtNam, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 lạnh và khô, mưa ít lượng mưa chỉchiếm khoảng 10% lượng mưa cả năm, hầu hết các sông suối trong vùng ítnước và khô cạn

Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 thường xuyên nắng nóng và mưa nhiều,lượng mưa chiếm khoảng 90% lượng mưa cả năm,

Do lưu vực nằm trong vùng núi phía Tây, chạy theo hướng Tây Bắc - ĐôngNam có tác dụng chắn hướng gió mùa, nên các yếu tố khí hậu trong lưu vực

có những đặc điểm riêng biệt khu vực

Rừng đầu nguồn do khai thác cạn kiệt, nên dòng chảy mùa kiệt sông suối cònrất ít Mùa mưa cường độ mưa lớn, tập trung nhanh vào các tháng VIII,tháng IX và tháng X Lượng mưa ngày lớn nhất năm 1985 tại Kim Bôi X1ngày max = 360,5 mm, X2 ngày max = 523,9 mm, X3 ngày max = 597,0 mm

Năm 2000 có lượng mưa X1 ngày max = 346,5 mm, X2 ngày max = 307,9

mm, X3 ngày = 384,5 mm Độ dốc lưu vực lớn, nên lũ tập trung rất nhanh

1.4.3.1 Mưa

a- Bình quân lưu vực :

Lượng mưa bình quân lưu vực hồ Cạn Thượng được tính bằng trị số bình quân

số học nhiều năm của 3 trạm đo mưa Kim Bôi, Cao Phong và Tân Lạc

Kết quả được Xo = 2015 mm

b- Mưa khu tưới

Lượng mưa tưới tần suất p = 75% được phân phối từng tháng theo mô hình

mưa tháng năm 1980 của trạm Cao Phong

Lượng mưa tháng tần suất 75%

14,0

36,8

60,4

207,1

104,0

209,2

449,0

254,9

173,9

32,2

0,4 1576,31.2 Dòng chảy lũ

Lưu lượng lũ thiết kế

Q0.2% (m3/s)

Q1%

(m3/s) Giờ

Q0.2% (m3/s)

19 47,1 35,8 W36h(106m3) 12,23 9,47

BIỂU ĐỒ QUAN HỆ Qxả ~T

0 50

762,7

1.5 Điều kiện giao thụng vận tải;

1.6 Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước;

Nguồn cấp nước sinh hoạt cho thị trấn Cao Phong và các xã chủ yếu làgiếng khoan, đào và nước lấy từ suối tự nhiên Nguồn nước ngầm ở đây rấthạn hẹp, nguồn bù cấp chủ yếu là từ nước mặt do đó về mùa khô khi cácnhánh suối không còn nước, thì nguồn nước ngầm cũng cạn kiệt Vì vậy hồCạn Thượng có nhiệm vụ cung cấp nguồn nước sinh hoạt cho nhân dân thịtrấn và một phần dân thuộc các xã dọc tuyến đường ống

1.7 Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, con người;

Trình độ văn hóa không cao, số người đi học chỉ tập trung ở thị trấn.1.8 Thời gian thi công được duyệt;

Theo quyết định số 1900/QĐ-UB ngày 31-10-2003 và số 763/QĐ-UBngày 29-4-2004 UBND tỉnh Hòa Bình đã phê duyệt Báo cáo nghiên cứu khảthi công trình hồ Cạn Thượng huyện Cao Phong

Công trình này dự kiến được xây dựng trong 2,5 năm

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

1.9.1 Thuận lợi

Vựng lòng hồ, tuyến năng lượng, nhà máy chủ yếu là đất rừng và dân cư sinhsống thưa nên mức độ ảnh hưởng đến đền bù di dân tái định cư là không lớn.Trong khu vực dự án không có di tích lịch sử, danh lam thắng cảnh

Khu vực dự án nằm trên địa bàn tỉnh Hòa Bình không có đường biên giới quốcgia, hơn nữa tại khu vực này chủ yếu là đất rừng do đó không ảnh hưởng đến

an ninh quốc phòng

Mạng lưới đường tỉnh kết hợp với đường quốc qua địa bàn tỉnh Hòa Bình đượchình thành một cách hợp lý phục vụ tốt cho việc vận chuyển nguyên vật liệu,trang thiết bi sử dụng thi công công trình cũng như thuận lợi cho việc khai thácquản lý

Tuyến đầu mối đập thấp, điều kiện địa chất thuận lợi, ổn định đối với tuyếnđập, tuyến năng lượng và nhà máy

1.9.2 Khó khăn

Điều kiện địa hình dốc nên điều kiện thi công, dẫn dòng, tổ chức mặt bằng thicông không thuận lợi Điều kiện địa hình chia cắt gây khó khăn cho việc đi lại.Khi thi công công trình hồ chứa Hòa Bình cần nâng cấp khoảng 15km đườngtỉnh lộ , xây dựng mới một công trình (ngầm hoặc cầu), 12km đường thi côngcông trình và một số tuyến đường thi công nội bộ công trình

Tuyến đường điện 110KV dự kiến xây dựng có khoảng 15km đi qua vựngtrồng cây công nghiệp (chè, cà phê ) và khu vực gần huyện Cao Phong.nênviệc đền bù giải phúng mặt bằng, di dân tái định cư cần phải có điều tra và cóphương án cụ thể

CHƯƠNG 2 CÔNG TÁC DẪN DÒNG THICÔNG

2.1.Mục đích của công tác dẫn dòng

Trong quá trình xây dựng các công trình thuỷ lợi, để đảm bảo cho công tác thicông được khô ráo , thuận tiện , tránh khỏi những bất lợi của dòng nướcmặt ,nước ngầm , nước mưa… Người ta tiến hành dẫn dòng thi công

Dẫn dòng thi công là dẫn dồng chảy trong sông theo đường thoát nước nhântạo hoặc lòng sông thiên nhiên nhằm tách ly hố móng với dòng chảy để thicông các hạng mục công trình trong đó

Trong thực tế có những công trình có khối lượng nhỏ , ở sông suối nhỏ ít nướcđiều kiện và khả năng thi công cho phép , có thể xây dựng trong một mùa khô

,thì có thể không phải dẫn dòng còn nói chung việc dẫn dòng coi như một côngtác tất yếu

Với những đặc điểm của công tác dẫn dòng : Hố móng khô ráo mà vẫn đẩmbảo được các yêu cầu về lợi dụng tổng hợp dòng nước trong quá trình thi côngthì nhiệm vụ chủ yếu của công tác dẫn dòng cần đặt ra là :

- Phải đảm bảo sự ổn định của đê quai và sự khô ráo trong hố móng

- Phải đảm bảo các yêu cầu về lợi dụng tổng hợp

- Đảm bảo an toàn trong quá trình thi công công trình , đạt đúng yêu cầu tiến

độ đã đặt ra

Biện pháp dẫn dòng thi công ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch tiến độ thi côngcủa toàn bộ công trình , hình thức kết cấu, chọn và bố trí công trình thuỷ lợiđầu mối ,chọn phương án thi công và bố trí công trường và cuối cùng là ảnhhưởng đến giá thành công trình Do đó người thiết kế hay thi công đều phảithấy rõ tính chất quan trọng và mối liên hệ này để có thái độ nghiêm túc trongviệc 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

Công trình thuỷ lợi phần lớn được xây dựng trên các dòng sông, suối,kênh rạch hoặc bãi bồi , móng nhiều khi sâu dưới mặt đất thiên nhiên của lòngsông suối, nên trong quá trình thi công không thể tránh khỏi những ảnh hưởngbất lợi của dòng nươc gây ra do vậy đặc điểm của quá trình xây dựng là phảiluôn giữ khô hố móng công trình

+ Tạo cho thi công được thuận lợi+ Tránh bất lợi do dòng chảy gây raMặt khác nguồn nước thiên nhiên là 1 tài nguyên không thể thiếu đựơccho sự sống của cộng đồng dân cư xung quanh công trình và hạ lưu công trình.Cũng như đảm bảo cho môi trường môi sinh của vùng ven sông

+ Phát triển nguồn thuỷ sinh

+ Chống ô nhiễm dịch bệnh

Ngoài ra công trình Hoà Bình nằm trong hệ thống khai thác bậc thangsông Đà do đó phải thường xuyên cấp nước cho hồ Hoà Bình đảm bảo côngsuất phát điện cho thuỷ điện Hoà Bình

Do đó mục đích chính của dẫn dòng thi công là tạo cho hố móng khôráo để thuận lợi cho thi công mà vẫn đảm bảo được yêu cầu lợi dụng tổng hợpnguồn nước đưa ra

ý nghía của công tác dẫn dòng thi công :

Biện pháp dẫn dòng thi công ảnh hưởng trực tiếp tới kế hoạch tiến độthi công của toàn bộ công trình , hình thức kết cấu chọn và bố trí công trìnhthuỷ lợi đầu mối Chọn phương án thi công và bố trí tổng thể công trường Vàcuối cùng là ảnh hưởng đến giá thành xây dựng công trình vì nếu để nước trànvào hố móng sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến công việc thi công , chất lượngcông trình, có thể gây hư hỏng cho công trình đang xây dở, tăng giá thành xâydựng Do đó người thiết kế hay thi công đều phải thấy rõ tính chất quan trọng

và mối liên hệ này để có thái độ thận trọng và nghiêm túc trong việc điều tra ,nghiên cứu và giải quyết các vấn đề trong thiết kế công trình , thiết kế thi côngnói chung và trong thiết kế dẫn dòng nói riêng

Mặt khác trong quá trình thi công nếu chặn ngay dòng chảy thì rất khókhăn và tốn kém với công trình lớn điều đó là không thể , đồng thời không lợidụng được tổng hợp

nguồn nước phục vụ cho các nhu cầu khác

Trên thực tế thì những công trình có khối lượng nhỏ , sông suối nhỏ , ítnước, điều kiện và khả năng thi công cho phép có thể xây dựng trong 1 mùakhô thì có thể không phải dẫn dòng thi công, còn nói chung công tác dẫn dòng

là 1 công tác tất yếu

Thuỷ điện Hoà Bình là công trình lớn thi công trong nhiều năm do đócông tác dẫn dòng là 1 công tác bắt buộc ,chiếm 1 phần lớn kinh phí xây dựngcông trình Nó có ý nghĩa rất lớn :

+ Đảm bảo chất lượng công trình

+ Đảm bảo tiến độ thi công

+ Đảm bảo không tăng chi phí giá thành xây dựng

+ Đảm bảo cho môi trường và hệ sinh thái

+ Thuận lợi cho việc đạt mục tiêu xây dựng công trình

2.3 nhiệm vụ của công tác dẫn dòng

1 Phân tích tài liệu địa hình địa chất , thuỷ văn , kết cấu công trình và cácđiều kiện tổng hợp khác để đề suất phương án , các mốc thời gian thi công ,tiến độ thi công

2 Chọn lưu lượng dẫn dòng

+ Chọn tần suất thiết kế công trình dẫn dòng

+ Chọn thời đoạn tính toán dẫn dòng

+ Chọn lưu lượng dẫn dòng ứng với từng thời đoạn và tần suất đãchọn

3 Từ phương án lập sơ đồ dẫn dòng thi công , thiết kế quy mô kích thướccông trình dẫn dòng thích hợp từng thời đoạn

+ Đảm bảo tiến độ chung của công trình

+ Đảm bảo chênh lệch về cường độ thi công không quá cao trong suốt quátrình thi công công trình

+ Đảm bảo hợp lý về kinh tế , khả thi về kỹ thuật

4 Tính toán thuỷ lực dẫn dòng , thiết kế các công trình dẫn dòng tạm như

đê quai theo quy phạm, tính toán điều tiết lũ qua các công trình dẫn dòng đểxác định cường độ thi công công trình

5 Tính toán kinh tế , so sánh lựa chọn phương án hợp lý nhất

2.1.3.các nhân tố ảnh hưởng tới phương án dẫn dòng thi công

2.3.1.Đặc điểm công tác dẫn dòng thi công thuỷ điện Hòa Bình

Trong thiết kế kỹ thuật giai đoạn I, công trình thuỷ điện Hòa Bình đã lựa chọnphương án bố trí là phương án đập bê tông bản mặt, tràn và nhà máy bên bờ

phải.Đây là dạng kết cấu lần đầu tiên áp dụng ở Việt Nam nhưng có nhiều ưudiểm cho công tác thi công, đặc biệt là có thể dẫn dong qua thân đập xây dở.2.3.2.Đặc điểm địa hình ,địa chất

Thuận lợi:

Tuyến rộng có thung lũng thấp chạy vuông góc với tuyến bên bờ phải dễ bố trícông trình dẫn dòng thi công như cống và kênh dẫn dòng , khối lượng đào nhỏ.Vai trái đập địa hình dốc phù hợp bố trí cống dẫn dòng

Xu thế các phương án dẫn dòng thi công lớn lớn là giảm khối lượng công trìnhtạm ,tận dụng công trình lâu dài để dẫn dòng thi công

Đối với các sông ở miền núi , lòng sông hẹp, lũ lớn, đập lòng sông là đá đổ, dovậy cần nghiên cứu phương án tràn qua đập đá đổ đang xây dựng là hợp lí.Với công nghệ hiên nay, việc gia cố chống xói lở có đủ khả năng kiểm soátthông qua phương án tính toán kết hợp với thí nghiện mô hình để kiểm chứng

2 Đề suất phương án dẫn dòng thi công

2.2.1 phương án 1: dẫn dònng trong 3 năm

Năm thi

Công trình dẫn dòng

Lưu lượng dẫn dòng (m 3 /s) Các công việc phải làm

- Chuẩn bị măt bằng, đắp

đê quai doc bờ trái đập.

- Đào móng bên vai trái đập, đào chân khay.

- Thi công xong phần đập

ở vai trái đến cao trình thiết kế

- Thi công hoàn thiện lỗ tràn xả sâu vai trái đập và hoàn thiện.

- bắt đầu thi công cống dẫn dòng vai trái đập.

-Mùa lũ( 01/05

 30/11).

- Lòng sông thu

- Tiếp tục thi công đập bên vai trái đập tới đến cao trình thiết kế.

- Tiếp tục thi công cống dẫn dòng trái đập.

- dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp bờ phải.

đáy bờ phải đập.

- Mùa lũ (Từ 01/5 30/11).

-dẫn dòng qua tràn ở bờ phải và lỗ xả đáy.

Năm thứ

3

- Mùa khô (Từ 01/12  30/04)

-Tràn tạm

và lỗ xả đáy.

4,88 - Thi công tràn đến cao trình thiết kế.

- Mùa lũ từ 01/05  30/11.

- Cống ngầm và Đập tràn.

Lưu lượng dẫn dòng (m 3 /s).

Các công việc phải làm và các mốc khống chế.

88,20

- Đắp đê quai dọc bên bờ trái

và thi công hoàn thiện lỗ xả đáy

- Đào và thi công phần đập bên vai trái

- thi công cống ngầm có đáy ở cao trình 263,00.

- Mùa lũ (Từ

01/05 30/11).

- Lòng sông thu hẹp

211,00

- Thi công phần đập bên vai trái tới cao trình thiết kế -Tiếp tục thi công cống ngầm -Hoàn thiện cống ngầm trong than đập.

4,88 - Đắp đê quai thượng, hạ lưu

chặn dòng bờ phải

- thi công vai phải đập đến cao trình vượt lũ

-dẫn dòng qua lỗ xả sâu bờ trái.

- Mùa lũ (Từ

1/5 30/11).

- lỗ xả sâu

và phần tràn tạm 211

- thi công hoàn thiện đập bên vai trái đến cao trình thiết kế.

- thi công một phần tràn chính bên vai trái đập đến cao trình thiết kế.

- Thi công hoàn thiện tràn vai phải tới cao trình thiết kế.

- Thi công hoàn thiện đập bên vai phải tới cao trình thiết kế.

- Hoàn thiện toàn bộ công trình, đưa công trình vào vận hành.

Phương án 1 có ưu điểm là tận dụng công trình lâu dài trong thân đập đãxây dựng xong để dẫn dòng ,tiến độ thi công không gấp rút nên có thời gianchuẩn bị tập kết vật liệu và nhân lực máy móc thi công , thi công lỗ xả và lấp lỗ

xả khá phức tạp, có thời gian thi công dài nên cường độ thi công không gấp rútđảm bảo được tiến độ và chất lượng công trình

Phương án 2 có ưu điểm là mực nước sau khi ngăn dòng thấp nên hệthống đê quai vào mùa kiệt sẽ giảm ,thời gian thi công ngắn, rút ngắn được chi

phớ xõy dựng cụng trỡnh, nhưng đũi hỏi cường độ thi cụng cao tập trung,tậndụng cụng trỡnh đó xõy dở để dẫn dũng Mực nước ngăn dũng khụng cao nờn

hệ thống đờ quai cú khối lượng nhỏ.sớm đưa cụng trỡnh vào sử dụng nờn giỏthành hạ

Như vậy cú thể núi phương ỏn 2 đảm bảo điều kiện kỹ thuật cũng như điềukiện thi cụng của nhà thầu đem lại hiệu quả kinh tế hơn phương ỏn 1,nờn chọnphương ỏn 2 làm phương ỏn dẫn dũng để xõy dựng cụng trỡnh

2.3 Tớnh toỏn thuỷ lực dẫn dũng theo phương ỏn chọn

2.3.1 Tớnh toỏn thuỷ lực dẫn dũng qua lũng sụng thu hẹp

+ Mục đớch

 Xỏc định quan hệ Q~ZTL khi dẫn dũng qua lũng sụng thu hẹp

 Xỏc định cao trỡnh đờ quai thượng và hạ lưu

 Xỏc định cao trỡnh đắp đập vượt lũ

 Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dũng chảy

+ Nội dung tớnh toỏn

Sơ đồ tớnh toỏn:

Mặt cắt dọc sông

Mặt cắt ngang sông Mục nuớc kiệt Cao trình đắp đập vuợt lũ

0

V

HL TL

Z

Z

Z

1 2

Mục nuớc tính toán

* Tính toán mức độ thu hẹp dòng chảy

- mức độ thu hẹp của lòng sông được xác định theo công thức sau:

1 2

K : Mức độ thu hẹp lòng sông thuộc khoảng 30% - : - 60%

1 : Diện tích ướt của lòng suối mà móng và đê quai chiếm chỗ (m2)

2 : Diện tích ướt của lòng suôí cũ (m2)

+ Với lưu lượng dẫn dòng mùa kiệt năm thứ nhất Q=88,2 m3/s dựa vào quan

hệ Q~ZHL ứng với lưu lượng dẫn dòng của mùa kiệt ta tra được ZHL= 250,36m

+ Với lưu lượng dẫn dòng mùa lũ Q=211,0 m3/s dựa vào quan hệ Q~ZHL ứngvới lưu lượng dẫn dòng của mùa kiệt ta tra được ZHL= 251,8 m

Tính diện tích trên mặt cắt ngang lòng suối ta được :

47 , 94

% = 36,55 % đảm bảo mức độ thu hẹp Ktrong khoảng 30% - : - 60%

* Tính toán xác định cao trình mực nước thượng lưu sau thu hẹp

- Để xác định chính xác giá trị ZTL ta giải bằng cách thử dần

- Dựa vào quan hệ Q~ZHL ứng với lưu lượng dẫn dòng của mùa kiệt và mùa

lũ ta tra được ZHL

- Giả thiết các giá trị Zgt từ đó tìm được ZTL= ZHL+Zgt

- Từ ZHL vẽ và đo diện tích trên mặt cắt ngang tim đập được diện tích ướtcủa lòng suối là 2 và diện tích ướt của đê quai và hố móng là 1

- Tính lại giá trị Zgt theo công thức

g

V g

V

22

Q

- Htl = hhl+z, Nên bài toán được thử dần bằng cách giả thiết các giá trị zgt

Thay vào công thức để tính các giá trị ztt cho đến khi zgt  ztt ta tìm được z

+ Lưu lượng dẫn dòng mùa kiệt năm thứ nhất Q=88,2 m3/s

Kết quả tính toán độ dâng mực nước thượng lưu khi đắp đê quai thu hẹp dòng

chảy về mùa kiệt năm thi công thứ nhất ứng với lưu lượng dẫn dòng Q = 88,2

m3/s tính được z=0,0074 m Mực nước thượng lưu là:

ZTL= Zhl+z = 250,36 + 0,0074 = 250,3674 m Chọn ZTL= 250,5 m

- Kết quả tính toán dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

Q10% (m3/s) ZTL (m) ZHL (m)

+ Tính toán tương tự trường hợp Q=211,0m3/s ứng với mùa lũ năm thicông thứ nhất.

Q =211,0 m3/s Tra quan hệ Q Zhl được Zhl  251,8 m

ZTL= Zhl+z = 251,8 + 0,0182 = 251,82 m Chọn ZTL= 252 m

- Kết quả tính toán dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

Q10% (m3/s) ZTL (m) ZHL (m)

- Tìm cao trình đỉnh đê quai thượng, hạ lưu:

+ Xác định cao trình đê quai mùa kiệt:

ZđqTL = ZđqHL = ZTL +  = 250,5 + 0,5 = 251 (m )

+ Xác định cao trình đê quai mùa lũ :

ZđqTL = ZđqHL = ZTL +  = 252 + 0,5 = 252,5 (m ).

2.3.2 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống ngầm (lỗ xả tràn )

2.3.2.1 Mục đích:

- Lợi dụng công trình lâu dài để dẫn dòng;

- Xác định mực nước trước cống để xác định cao trình đê quaithượng lưu;

- Kiểm tra sự an toàn của cống khi dẫn dòng;

2.3.2.2 Nội dung tính toán:

- Sơ đồ:

- Trình tự tính toán:

+ Giả thiết các cấp lưu lượng Qi qua cống;

+ Kiểm tra trạng thái chảy: có áp, bán áp và không áp bằng cách:

C1- Vẽ đường mặt nước trong cống, nếu thấy trong cống đường mặt nước:

+ Trạm trần cống: Có áp;

+ Không trạm trần:

Thượng lưu: H>d, hạ lưu hn<d: chảy bán áp;

Thượng lưu: H<d, hạ lưu hn<d: chảy không áp;

C2: Theo Hứa Hạnh Đào ta so sánh nếu:

L g

c

c

2 2

2g H o h z

c h

c h o z

h h g

q h

h

.

) (

.

+ Chảy không áp: Tính như kênh + đập tràn đỉnh rộng;

2.3.3 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua lỗ xả trong mùa kiệt năm thứ II.

- Lưu lượng lớn nhất qua lỗ xả Q10% = 4,88 (m3/s) ( mùa kiệt năm thứ 2)

- Các thông số của lỗ xả:

+ Các thông số của lỗ xả thi công :

2.3.2.3 Nội dung tính toán

- giả thiết cống chảy không áp, Với: Q10% = 4,88 (m3/s).b=2m, i=0,001 ,m=0

 độ sâu dòng đều trong cống h0= 0,74 m

vẽ đường mặt nước từ mặt cắt C-C về cuối lỗ xả

- Tính trị số độ dốc thuỷ lực: Ji =

i i

i

R C

V

2 2

- Năng lượng đơn vị của dòng chảy: i = hi +

Bảng tính đường mặt nước như sau

BẢNG TÍNH TOÁN ĐƯỜNG MẶT NƯỚC TRONG CỐNG NGẦM THEO PHƯƠNG PHÁP

cống.mà hn= hh-P (trong đó P là cao trình ngưỡng tràn )

m

Q   (3-9)

+ Trong đó:

m =0,32 Là hệ số lưu lượng ta lấy theo bảng 14-12 (Giáo trình thủy

2

.

.

c

b g

Q g

2

1.4,889,81.2,0 = 0,85 m

Thay số ta có : r

r

h g h b

Q

2

2 0

81 , 9 2 344 , 1 2 956 , 0

88 , 4

2 2

2

2

+ 1,344 =1,528 m

Vậy với lưu lượng Q = 4,88 m3 /s thì cột nước tương ứng là Ho = 1,528 m.ta có Ho<d= 2m gi ả thiết cống chảy không áp là đúng

2.3.2.4.Ứng dụng kết quả tính toán

a) Xác định cao trình đê quai ( mùa kiệt năm xây dựng thứ hai).

- Xác định cao trình đê quai thượng lưu : Ứng với lưu lượng dẫn dòngqua lỗ xả Q = 4,88 m3/s Ta có mực nước thượng lưu là Ztl = 253 + 1,344 =254,344 m

2.3.3.1 Trường hợp tính toán : Xả lưu lượng lũ ứng với tần suất lũ là P = 10%

v ới lưu l ượng Q1% = 211,0 m3/s và kiểm tra vời tần xuất lũ thiết kế P =1%

Cao trình cửa vào : 253

Độ dốc cống : 0,001

Độ nhám của cống : 0,017

+ Các thông số của tràn tạm

+ Cao trình ngưỡng tràn : 265 m

+ Bề rộng : b= 45 m

+ Chiều cao : P = 21 m

2.3.3.2 Nội dung tính toán :

Việc tính toán thủy lực của phần này là ta phải giả thiết lưu lượng chảy qua

lỗ xả rối tính được lưu lượng chảy qua tràn tạm, tính thử dần sao cho MNTLlỗ xả

=MNTLtràn tạm

Lưu lượng qua tràn:

Qtràn = Qdd – Qlỗ xả

Trong đó : Qdd - Lưu lượng dẫn dòng (lũ) theo tần suất thiết kế

Qtràn tạm - Lưu lượng qua tràn tạm dẫn dòng thi công

Qlỗ - Lưu lượng chảy qua lỗ xả thi công

* Tính toán thuỷ lực qua lỗ xả giả thiết là dòng chảy có áp, lưu lượng được tính theo công thức: Q=  2 g Z0

Trong đó: μ=

2

2

1 1

5 , 33 81 , 9 2

2 = 0,324

324 , 0 1 , 0 25 , 0 1

ZTL : Cao trình mực nước thượng lưu

Vậy ta có bảng tính toán thuỷ lực ứng với các cấp lưu lượng khác nhau :

TT Q c Z ocống Z HL H o Ztl cống Q tràn H o Z ttràn

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)

245 250 255 260 265 270

- Xác định cao trình đắp đập vượt lũ ,các cao trình phòng lũ

2.3.4.2 Nội dung tính toán (Tính toán theo phương pháp Potapop)

- Tài liệu tính toán :

- Đường quá trình lũ chính vụ tần suất P = 1% có Qmax=413,00m3/s

- Đường quan hệ V ~ Z ~W của hồ chứa

- Đường quan hệ Qlỗ xả + Tràn tạm ~ Z TL

- Phương pháp tính toán

Theo tài liệu thuỷ văn thì đường quá trình lũ có nhiều đỉnh dạng phức tạp nên

ta sử dụng pháp điều tiết lũ Pôtapốp

Sử dụng phương pháp pôtapốp để tính toán điều tiết lũ khi xả lũ đồng thời qua

lỗ xả và tràn tạm vào mùa lũ năm thứ 2

*Tính toán điều tiết lũ cho mùa lũ năm thứ 2 :

Tính toán điều tiết cho trường hợp cùng lỗ xả lũ trong thân đập và tràn xây

dở ở cao trình +265,00 m với tần suất P = 1% , Qmax = 413,0 m3/s ,

Công thức tính toán :

1 2 ( 1 2 ) 2 1

2

1 ) (

2

1

V V t q q t Q

2

1 ( ) (

2

1 ) 2

1

1

1 2 1 2

t

V Q Q q

Trong công thức trên , những số nằm trong dấu ngoặc ở cả 2 vế đều là hàm

số của q , ta có thể viết công thức như sau : f2(q2) = Q + f1(q1) Trong bất cứ thời đoạn nào thì f1(q1) và Q đều đã biết nên sẽ biết được

f2(q2) , nếu có đường qua hệ q ~ f2(q2) , tra trên đường quan hệ đó ta sẽ biếtđược q2 các bước tính toán như sau :

Vẽ các quan hệ q = f1( )

2

1

q t

V



 cách làm cho nhưbảng sau :

Trong các công thức trên thì :

- Q1 , q1 , V1 : Là lưu lượng nước đến , lưu lượng xả , dung tích hồ đầu thờiđoạn tính toán

- Q2 , q2 , V2 : Là lưu lượng nước đến , lưu lượng xả , dung tích hồ cuối thờiđoạn tính toán

- t : Thời đoạn tính toán

- Cột 3: Lưu lượng xả q tính theo quan hệ Q ~ ZTL

- Cột 4: Dung tích kho nước tra theo quan hệ Z~V~W sau khi đã biết Z ởcột 2