Đồ án thi công hồ chứa nước đắc lộc

Chương 2 CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNGNgoài ra, ta còn phải trả lại cho hạ lưu dòng sông cũ để tưới ruộng, lấy nước uống, nuôi cá, vận tải, phát điện, bảo đảm sinh thái… Do đó dẫn dòng thi

MỤC LỤC

Chương 1 1

GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 Vị trí công trình 1

1.2 Nhiệm vụ công trình 1

1.3 Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình 1

1.3.1 Quy mô công trình 1

1.3.2 Các hạng mục xây dựng gồm 1

1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình 5

1.4.1 Điều kiện địa hình 5

1.4.2 Điều kiện khí hậu, thuỷ văn và đặc trưng dòng chảy 5

1.4.2.1 Điều kiện khí hậu 5

1.4.2.2 Điều kiện thủy văn và đặc trưng dòng chảy 7

1.4.3 Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn công trình vùng tuyến công trình đầu mối 8

1.4.3.1 Điều kiện địa chất tuyến đập 8

1.4.3.2 Điều kiện địa chất thủy văn 9

1.5 Điều kiện giao thông 9

1.6 Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước 10

1.6.1 Nguồn cung cấp vật liệu 10

1 6.2 Nguồn cung cấp điện, nước 11

1.7 Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực 11

1.8 Thời gian thi công được phê duyệt 11

1.9 Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công 11

Chương 2 13

CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 13

2.1 Dẫn dòng 13

2.1.1 Mục đích dẫn dòng thi công 13

2.1.2 Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương án dẫn dòng thi công 13

2.1.3 Các phương án dẫn dòng thi công 14

2.1.3.1 Phương án 1: Thời gian thi công 19 tháng, bắt đầu từ tháng 1 năm 2014 14

2.1.3.2 Phương án 2: Thời gian thi công 19 tháng, bắt đầu từ tháng 1 năm 2014 15

2.1.3.3 Phân tích lựa chọn phương án 16

2.1.3.4 Đánh giá lựa chọn phương án 16

2.1.4 Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công 17

2.1.5 Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng 17

2.1.6 Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công 17

2.2 Tính toán thuỷ lực cho phương án dẫn dòng 18

2.2.1 Tính toán thủy lực qua sông tự nhiên 18

2.2.2 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống lấy nước 19

2.3 Thiết kế kích thước công trình dẫn dòng 23

2.3.1 Thiết kế tuyến đê quai 23

2.3.2 Công trình tháo nước 26

2.4 Ngăn dòng 26

2.4.1 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng 26

2.4.1.1 Chọn ngày tháng ngăn dòng 26

2.4.1.2 Chọn tần suất lưu lượng thiết kế ngăn dòng 26

2.4.1.3 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng 26

2.4.2 Chọn vị trí và độ rộng cửa ngăn dòng 27

2.4.3 Chọn phương pháp ngăn dòng và tổ chức thi công ngăn dòng 27

2.4.4 Tính toán thủy lực ngăn dòng cho phương pháp lấp đứng 28

Chương 3 30

THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG TRÀN THÁO LŨ 30

3.1 Công tác hố móng 30

3.1.1 Xác định phạm vi mở móng 30

3.1.2 Tính khối lượng đào đắp hố móng 30

3.1.3 Thiết kế nổ mìn đào móng 32

3.1.3.1 Các phương pháp nổ mìn và phương án lựa chọn 32

3.1.3.2 Thiết kế nổ mìn theo phương pháp nổ mìn lỗ nông 33

3.2 Công tác thi công bê tông 36

3.2.1 Tính toán khối lượng và dự trù vật liệu 36

3.2.2 Phân đợt đổ, khoảnh đổ bê tông 45

3.2.3 Tính cấp phối bê tông 49

3.2.3.1 Xác định độ sụt của bê tông 49

3.2.3.2 Tính toán cấp phối bê tông 49

3.2.3.3 Bảng dự trù vật liệu đổ bê tông 53

3.2.4 Tính toán máy trộn bê tông 55

3.2.3.1 Chọn loại máy trộn 55

3.2.4.2 Tính toán các thông số của máy trộn 56

3.2.4.3 Bố trí trạm trộn 59

3.2.5.Tính toán công cụ vận chuyển 59

3.2.6 Đổ, san, đầm và dưỡng hộ bê tông 61

3.2.6.1.Đổ bê tông 61

3.2.6.2 San bê tông 62

3.2.6.3 Đầm bê tông 63

3.2.6.4 Dưỡng hộ bê tông 64

3.3.Công tác ván khuôn 64

3.3.1.Lựa chọn ván khuôn 64

3.3.2 Tổ hợp lực tác dụng 65

3.3.2.1 Trường hợp tính toán khả năng chịu lực của ván khuôn 65

3.3.2.2.Trường hợp tính toán biến dạng ( chuyển vị ) của ván khuôn 66

3.3.3.Tính toán kết cấu ván khuôn 66

3.3.4 Công tác lắp dựng và tháo dở ván khuôn 68

3.3.4.1 Trình tự lắp dựng ván khuôn cho tường đoạn dốc nước như sau 68

3.3.4.2 Yêu cầu khi tháo dỡ ván khuôn 69

3.4 Cốt thép và các công tác khác 69

Chương 4 70

KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THI CÔNG 70

4.1 Nguyên tắc lập tiến độ 70

4.2 Nội dung và trình tự lập kế hoạch tiến độ thi công tràn xả lũ 70

4.2.1 Kê khai các hạng mục công việc thi công tràn xả lũ 70

4.2.2 Lập kế hoạch tiến độ thi công tràn xả lũ 73

4.2.3 Biểu đồ cung ứng nhân lực 73

Chương 5 75

BỐ TRÍ MẶT BẰNG THI CÔNG 75

5.1 Những vấn đề chung 75

5.1.1 Trình tự thiết kế bản đồ bố trí mặt bằng 76

5.1.2 Chọn phương án bố trí mặt bằng 77

5.2 Công tác kho bãi 77

5.2.1 Xác định lượng vật liệu dự trữ trong kho 77

5.2.2 Xác định diện tích kho 78

5.3 Bố trí, tổ chức quy hoạch nhà tạm thời trên công trường 79

5.3.1 Mục đích 79

5.3.2 Xác định số người trong khu nhà ở 79

5.3.3 Xác định diện tích nhà ở và diện tích chiếm chổ của khu vực xây nhà 80

5.4 Tổ chức cung cấp điện- nước trên công trường 81

5.4.1 Tổ chức cung cấp nước 81

5.4.1.1 Xác định lượng nước cần dùng 81

5.4.1.2 Chọn nguồn nước 83

5.4.2 Tổ chức cấp điện 84

5.5 Đường giao thông 84

5.5.1 Đường ngoài công trường 84

5.5.2 Đường trong công trường 84

Chương 6 85

DỰ TOÁN XÂY DỰNG TRÀN XẢ LŨ 85

6.1 Căn cứ lập tổng mức đầu tư 85

6.1.1 Khối lượng 85

6.1.2 Định mức, đơn giá áp dụng 85

6.1.3 Chế độ chính sách áp dụng: 85

6.2 Lập dự toán xây dựng 87

* Cụm đầu mối có vị trí địa lý như sau:

- Vĩ độ Bắc: 12o19’00”

- Kinh độ đông: 109o09’00”

- Khu hưởng lợi: Xã Vĩnh Phương – TP Nha Trang

- Chủ đầu tư: Sở Nông nghiệp và PTNN tỉnh Khánh Hòa

1.2 Nhiệm vụ công trình

+ Cấp nước sinh hoạt cho nhân dân và khu công nghiệp cho xã Vĩnh Phương;

+ Phòng lũ cho hạ lưu – thôn Đắc Lộc;

+ Tiêu thoát nước, cấp nước tưới cho 150ha đất sản xuất nông nghiệp;

+ Cải tạo cảnh quan du lịch, cải thiện môi trường sinh thái khu vực

1.3 Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình

1.3.1 Quy mô công trình

+ Loại dự án: Công trình Thủy Lợi, nhóm B

+ Chỉnh trị đoạn suối tiêu thoát lũ hạ lưu

Bảng 1-1 Các thông số chủ yếu cụm công trình đầu mối

7 Dung tích điều tiết nhiều năm 106m3 2,368

11 Bề rộng cơ đập m 3,00

4 Cao trình đáy cống cửa ra m 18,34

3 Số tuyến kênh cấp I hệ thống kênh Tây Kênh 18,00

4 Số tuyến kênh cấp I hệ thống kênh Đông Kênh 6,00

5 Tổng chiều dài kênh cấp 1HT kênh Tây m 4.195,00

6 Tổng chiều dài kênh cấp 1HT kênh Đông m 734,00

8 Diện tích tưới hệ thống kênh Đông ha 14,03

9 Chiều dài tuyến kênh tiêu chỉnh trị m 1.567,50

1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình

1.4.1 Điều kiện địa hình

+ Vùng lòng hồ nằm ở phía Tây Bắc khu vực dự án Cao độ đáy +12.0m Đáy hồ tương đối bằng phẳng, rộng và gần như hình vuông Trước tuyến đập là hợp lưu của 2 nhánh suối, nhánh bên trái là suối ngang, có diện tích lưu vực khoảng 4,8km2 nhánh bên phải là suối Thằng Ngô có diện tích lưu vực khoảng 8,2km2

+ Ba mặt hồ ( phía Đông, phía Bắc, phía Tây) được bao bọc bỡi các dãy núi cao, sườn núi khá dốc

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

* Tại vị trí công trình không có trạm nghiên cứu khí tượng thủy văn, trong khu vực có

hệ thống trạm đo đạc tương đối đầy đủ các yếu tố Mạng lưới trạm khí tượng đo gió được ghi tại bảng 2

1.4.2.1 Điều kiện khí hậu

Đông(E)

Đông

Nam

(ES)

Nam(S)

TâyNam(WS)

Tây(W)

TâyBắc( WN)

b Bốc hơi

*Bốc hơi mặt nước (Z n )

+ Lượng bốc hơi hàng năm 1420mm

+ Bốc hơi trên lưu vực (Zolv): Zolv = 665mm

+ Bốc hơi mặt hồ zn = 1562mm

+ Chênh lệch bốc hơi mặt nước và bốc hơi lưu vực: ∆Z = 897mm

+ phân phối lượng chênh lệch bốc hơi trong năm theo bảng 3

Bảng 1-3 Phân phối chênh lệch bốc hơi ∆Z trong nămTháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

Bảng 1-4: Lượng mưa sinh lũ trên lưu vực

• Lượng mưa khu tưới

Bảng 1-5 Kết quả tính toán lượng mưa khu tưới

Bảng 1- 6: phân phối mưa khu tưới (mm )

X75% 9,9 16,0 0,0 25,6 36,4 10,9 61,5 95,3 323,5 221,8 186,3 86.9 10741.4.2.2 Điều kiện thủy văn và đặc trưng dòng chảy

c Dòng chảy lớn nhất trong mùa kiệt

Mùa kiệt được xác định từ tháng 1 đến tháng 8, thời gian này đỉnh lũ nhỏ, vào tháng 5

và tháng 6 xuất hiện lũ tiểu mãn

Dùng chuỗi năm tài liệu Đá Bàn, xây dựng đường tần suất lưu lượng trung bình tháng Kết quả tính toán tần suất lưu lượng trung bình tháng Hồ chứa Đắc Lộc p=10% tính theo Module dòng chảy Đá Bàn ghi tại bảng 1-8.

d Tính lưu lượng lớn nhất các tháng mùa cạn

Bảng 1-8: Kết quả tính toán lưu lượng trung bình tháng

+ Dùng chuỗi tài liệu quan trắc Q max trạm thủy văn Đá Bàn để tính toán lũ thi công Lưu lượng đỉnh lũ mùa kiệt hồ Đắc Lộc p= 10% tính từ Module đỉnh lũ lớn nhất trong chuỗi đo đạc ghi tại bảng sau:

Bảng 1-9 Kết quả tính toán lưu lượng lũ trong mùa kiệt

1.4.3 Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn công trình vùng tuyến công trình đầu mối

1.4.3.1 Điều kiện địa chất tuyến đập

- Tuyến đập chạy theo hướng Đông – Tây, vuông góc với suối chính Địa hình 2 bên bờ suối là khá bằng phẳng Tuyến đập đi qua địa hình khá bằng phẳng thuận lợi cho việc bố trí cống tràn và mặt bằng thi công Lòng suối trên bờ mặt xuất hiện cuội sỏi, các tản đá lăn có đường kính Dmax=25cm

- Tuyến tràn nằm bên vai phải tuyến đập, hướng vuông góc với tuyến đập Địa hình bố trí tuyến khá thuận lợi Sau tuyến cống bố trí một tuyến kênh tưới chính cấp nước cho sản xuất nông nghiệp cho phía hạ lưu

Bảng 1-1 1 Tính chất cơ lý của các lớp đất nền tuyến đập

1.4.3.2 Điều kiện địa chất thủy văn

Nước dưới đất rất nghèo, các đá gốc và phần lớn vỏ phong hóa đều không có khả năng chứa nước Nước chỉ tồn tại trong các lớp cát cuội sỏi, á cát bồi tích với trữ lượng rất nhỏ Nguồn cung cấp chủ yếu cho nước dưới đất là nước mưa

1.5 Điều kiện giao thông

Tuyến đường hiện tại đã có từ Quốc lộ đến chân công trình nên thuận lợi cho việc vận chuyển vật tư, vật liệu vào công trình Tuyến dài khoảng 2.5km, đoạn đầu đã được bê tông hóa, đoạn vào gần công trình bằng đất Trong quá trình thi công được sửa chữa, sau khi thi công

xong sẽ bê tông hóa để cho tiện việc quản lý hồ sau này.

Đường giao thông nội bộ trong công trình và đường vận chuyển vật liệu đất đắp chỉ cần san ủi sơ là được do địa hình khá bằng phẳng

Công tác thi công đắp đường và sửa chữa cần hoàn thành trước khi khởi công để đảm bảo sử dụng vận chuyển vật tư, vật liệu xây dựng công trình

1.6 Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước

Đất đắp: Kết quả khảo sát được 2 bãi vật liệu: Bãi vật liệu số 1 là quả đồi nằm phía thượng lưu lòng hồ bên phải, cách đập khoảng 700m Bãi vật liệu số 2 là quả đồi nằm phía thượng lưu lòng hồ bên trái, cách đập khoảng 700m

Số liệu đầm nén trong phòng tương ứng với K=0.97 của 2 bãi vật liệu sau:

Bãi số 1: γc =1,59 T/m3, φ =18001’,c = 0,239 kg/cm2, k =1,09 cm/s, WOP= 23,33 % Bãi số 2: γc =1,58 T/m3, φ =17041’,c = 0,240 kg/cm2, k =0,66 cm/s, WOP= 23,90 %.1.6.1 Nguồn cung cấp vật liệu

+Tổng khối lượng đất khai thác (cấp B) là: 512.673,2m3

+Tổng khối lượng đất khai thác (cấp C1) là: 463.370,4m3

+Tổng khối lượng đất khai thác (cấp B+C1) là: 976.043,6m3

1 6.2 Nguồn cung cấp điện, nước

+ Điện hiện tại đã có tại khu dân cư vào gần công trình, chỉ kéo từ đây vào khoảng cách khá ngắn Tại công trình có bố trí máy phát điện dự phòng

+ Nguồn nước cung cấp cho công trình có thể sử dụng nguồn nước tại suối nước trong nhưng yêu cầu phải xử lý trước khi đưa vào để sinh hoạt Nước giếng đào hay khoan tại chỗ hoặc dùng xe tec chở từ khu dân cư vào

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

a Vật liệu xây dựng

+ Đá Có thể khai thác tại khu vực dự án hoặc mua tại mỏ đá Hòn Thị - xã Phước Đồng – TP Nha Trang, chất lượng đảm bảo, trữ lượng dồi dào.

+ Cát Có thể khai thác ở khu vực xây dựng hoặc sông Cái, chất lượng đảm bảo cho

xây đúcvà làm tầng lọc, trữ lượng khá dồi dào

+ Các loại vật tư, vật liệu Như thép, xi măng có thể mua tại trung tâm thành phố Nha

Trang

b Thiết bị Toàn bộ máy móc thiết bị do đơn vị thi công mua va vận chuyển đến công trương.

c Nhân lực Công trình hồ chứa nước Đắc Lộc có khối lượng thi công nhỏ, đối với nhân công

thi công thủ công có thể sử dụng nhân công địa phương, riêng đối với cán bộ kỹ thuật và ban chỉ huy công trường yêu cầu phải có kinh nghiệm trong việc thi công các công trình thủy lợi

1.8 Thời gian thi công được phê duyệt

Dựa vào các điều kiện thực tế trên thời gian thi công công trình hồ chứa Đắc Lộc là 02 năm kể từ ngày khởi công ngày 01tháng 01 năm 2014 đến ngày 31 tháng 12 năm 2015

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

- Khó khăn: Khí hậu khắc nghiệt, điều kiện cung cấp vật tư thiết bị từ nơi xa đến

- Thuận lợi: Lực lượng lao động dồi dào, đội ngũ công nhân kỹ sư lành nghề Địa chất

là nền đá gốc nên rất thuận lợi cho sự ổn định của công trình

Chương 2 CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG

Ngoài ra, ta còn phải trả lại cho hạ lưu dòng sông cũ để tưới ruộng, lấy nước uống, nuôi

cá, vận tải, phát điện, bảo đảm sinh thái…

Do đó dẫn dòng thi công là một công tác rất cần thiết, quan trọng, giữ cho hố móng luôn khô ráo mà vẫn đảm bảo được yêu cầu lợi dụng tổng hợp nguồn nước trong quá trình thi công.2.1.2 Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương án dẫn dòng thi công

Đối với các công trình thủy lợi, việc lựa chọn được phương án dẫn dòng thi công hợp lý, phù hợp với đặc điểm tự nhiên, kết cấu công trình và điều kiện thi công có ý nghĩa rất quan trọng Vì nó ảnh hưởng đến hình thức kết cấu công trình, tiến độ thi công của toàn bộ công trình…Do đó ta phải phân tích kỹ lưỡng, cụ thể tất cả các yếu tố ảnh hưởng để đưa ra phương

án khả thi về kỹ thuật và hợp lý về kinh tế

Dẫn dòng thi công có thể được thực hiện bằng cách dùng các đê quây để thu hẹp lòng sông hoặc bằng cách ngăn hẳn lòng dẫn, bắt dòng chảy đi qua một đường dẫn khác (kênh, tuynen, đập tràn, cống …) đã được chuẩn bị trước Phải hiểu công tác dẫn dòng bao gồm cả công tác ngăn dòng

Việc nghiên cứu địa chất thủy văn của vùng dự án còn quá ít Qua quan sát thực tế tại thưc địa có thể nhận xét rằng: Nước ngầm quá nghèo nàn Nước mặt chỉ phong phú về mùa mưa Mùa khô, nước mặt khô cạn nhanh chóng và chỉ chảy trong các khe nhỏ làm trơ đá gốc ở lòng sông, suối

Theo tài liệu khảo sát địa hình khu vực tuyến đầu mối thì địa hình khá bằng phẳng, mặt cắt lòng sông rộng nằm giữa và vuông góc với tuyến đập Lưu lượng mùa kiệt và mùa lũ khá nhỏ vì vậy việc chọn phương án dẫn dòng thi công không phức tạp.

2.1.3 Các phương án dẫn dòng thi công

Công trình hồ chứa nước Đăc Lộc là công trình có khối lượng nhỏ, thời gian thi công trong khoảng 19 tháng, hồ chứa nước Đăc Lộc dự kiến xây trên 1 con sông nhỏ nằm ở thượng nguồn suối Cái, lưu lượng và mực nước biến đổi ít nên tiến hành ngăn dòng một đợt để thi công Ta đưa ra các phương án dẫn dòng sau:

2.1.3.1 Phương án 1: Thời gian thi công 19 tháng, bắt đầu từ tháng 1 năm 2014

a Giai đoạn 1(Năm thứ nhất)

Năm thi

công Thời gian Công trình dẫn dòng Qdd Các công việc chính phải làm

1 Mùa khô từ tháng

1 đến tháng 8 Qua lòng sông tự nhiên 21,2m3/s

+ Thi công đường quản lý, đường nội bộ, làm lán trại, tập kết vật tư, trang thiết bị

+ Thi công cống lấy nước, tràn xả lũ, đắp hai bên vai đập.+ Cao trình đắp đập: 21,3

Mùa mưa từ tháng 9 đến tháng

12

Qua lòng sông

tự nhiên 153 m3/s

+ Tiếp tục thi công tràn xã lũ

và 2 bên vai đập, hoàn thiện cống lấy nước

+ Đào kênh dẫn dòng, đắp đê quây thượng hạ lưu hướng dòng chảy vào kênh dẫn.

+ Thi công cống lấy nước, tràn xả lũ, đắp đất 2 bên vai đập

Mùa mưa từ tháng 9 đến tháng

12

dẫn dòng thi công qua kênh dẫn

153 m3/s

+ Tiếp tục thi công tràn xả lũ, hoàn thiện cống lấy nước.tiếp tục Đắp đất 2 bên vai đập

2 Mùa khô từ tháng

1 đến tháng 4 Cống lấy nước 1, 4m

3/s + Thi công hoàn chỉnh tràn xả

lũ Đắp đê quai

Năm thi

công Thời gian Công trình dẫn dòng Qdd Các công việc chính phải làm

sông Hoàn thiện mặt cắt đập+ Ngăn dòng ngày 1/1/2015

Mùa khô tháng 5

đến tháng 6

Cống lấy nước, tràn xả lũ

21,2m3/s

+ Thi công hoàn thiện đập+ Đường tránh ngập lòng hồ

và hệ thống kênh có khối lượng nhỏ và thi công không ảnh hưởng đến công tác dẩn dòng nên có thể thi công độc lập với các hạng mục khác vào mùa khô năm thứ nhất hoặc năm thứ 2

2.1.3.3 Phân tích lựa chọn phương án

a Phương án 1

Nhược điểm: cường độ lên đập vượt lũ tiểu mãn cao

Ưu điểm: Thi công được liên tục trong cả mùa kiệt và mùa lũ, không bị gián đoạn đảm bảo tiến độ thi công Giảm chi phí không phải đắp đê quay và đào kênh dẫn dòng Thời gian thi công ngắn

2.1.3.4 Đánh giá lựa chọn phương án

Trình tự thi công giữa hai giai đoạn cơ bản giống nhau Phương án 1 có ưu điểm giảm được cường độ đắp đập, thi công liên tục Phương án 2 thời gian thi công nhanh, nhưng tiến độ

thi công không đồng đều trong hai năm, cường độ thi công năm thứ 2 khá cao Phải tốn chi phí

và nhân công để đắp đê quay và đào kênh dẫn dòng

Qua phân tích đánh giá lựa chọn phương án dẫn dòng, ta chọn phương án 1 là phương án

để làm phương án thiết kế dẫn dòng thi công

2.1.4 Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công

Tần suất lưu lượng để thiết kế công trình tạm thời phục vụ công tác dẫn dòng phụ thuộc vào cấp công trình và thời gian thi công Công trình hồ chứa nước Đăc Lộc là công trình cấp II, được xây dựng trong 19 tháng nên tra bảng 7 quy chuẩn kỹ thuật quốc gia -QCVN 04-05/2012- BNNPTNT, ta có tần suất dẫn dòng thi công p = 10%

2.1.5 Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng

Thời đoạn dẫn dòng thiết kế: Đập được đắp bằng đất đồng chất không cho phép nước tràn qua Khối lượng công trình lớn, không thể thi công trong một năm do điều kiện và khả năng thi công Do đó thời đoạn dẫn dòng thiết kế được chọn cho từng mùa ứng với từng thời gian dẫn dòng thi công Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công là lưu lượng lớn nhất trong thời đoạn thiết

kế dẫn dòng thi công ứng với tần suất dẫn dòng thi công đã chọn

Khu vực tỉnh Khánh Hòa khí hậu phân thành 2 mùa rõ rệt Mùa khô từ tháng 1 đến tháng

8 Trong đó tháng 5-6 xuất hiện lũ tiểu mãn

- Mùa khô từ tháng 1 đến tháng 8

- Mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12

2.1.6 Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công

Với tần xuất thiết kế dẫn dòng thi công đã có thì việc chọn lưu lượng thiết kế chủ yếu dựa vào thời đoạn dẫn dòng thiết kế xác định được:

- Lưu lượng thiết kế dẫn dòng mùa kiệt từ tháng 1 đến tháng 8: Qk

dd = 21,2 m3/s

- Lưu lượng thiết kế dẫn dòng mùa lũ từ tháng 9 đến tháng 12: Ql

dd = 153 m3/s

2.2 Tính toán thuỷ lực cho phương án dẫn dòng

2.2.1 Tính toán thủy lực qua sông tự nhiên

Coi tính toán thủy lực qua sông thiên nhiên như qua kênh tưới Từ đó ta xác định các giá trị theo phương pháp mặt cắt lợi nhất về thủy lực

Qdd(m3/s) Bs(m) Mo 4Mo f R( )ln Rln B\Rln

H/Rl

n Ho(m) Zs(m) Zn(m)

21,200 12,600 2,472 0,101 15,141 0,690 18,261 0,690 0,476 14,000 14,476153,000 12,600 2,472 0,101 109,269 1,460 8,630 1,041 1,520 14,000 15,520

Hình 2-2: Biều đồ quan hệ mực nước dâng trên sông(Qdd ~ Zhl)Trong đó : Znước = Ho + Zsông

Căn cứ vào kết quả tính toán và dựa vào biểu đồ Qdd~Zhl để chọn hình thức dẫn dòng

c Xác định cao trình đắp đập vượt lũ năm thứ nhất

Cao trình đắp đập vượt lũ năm thứ nhất xác định theo công thức :

Hình 2-3: Sơ đồ tính toán thủy lực dòng chảy qua cống+ Trình tự tính toán:

Tháo nước qua cống xả đáy thì trạng thái trong cống có thể diễn ra ở 3 trạng thái chảy: chảy không áp, chảy bán áp, chảy có áp, các trạng thái này phụ thuộc vào từng cấp lưu lượng

và cột nước trước cống Để xác định trạng thái chảy trong cống ta cần tính toán với nhiều cấp lưu lượng và cột nước từ đó xác định được được cấp áp lực ứng với nhiều cấp lưu lượng

Theo Hứa Hạnh Đào hoặc Vantechow thì trạng thái chảy qua cống có thể tóm tắt như sau:

H ≤ (1,2 ÷ 1,4)D và hn < D thì cống chảy không áp

H > (1,2 ÷ 1,4)D có thể xảy ra chảy có áp hoạc chảy bán áp phụ thuộc vào mực nước hạ

lưu và độ dài của cống xả

Trong đó : H - là cột nước trước cống

D - chiều cao cống ngay sau cửa vào

Muốn xác định chính xác trạng thái chảy trong cống phải vẽ đường mặt nước trong cống Nếu xuất hiện nước nhảy trong cống và chạm trần cống thì cống chảy có áp Nếu nước nhảy không tới trần cống hoặc nước nhảy phóng xa ra sau cống thì cống chảy bán áp Để giảm bớt khối lượng tính toán giáo viên hướng dẫn đã cho biết trạng thái chảy trong cống là chảy có áp

Để thuận lợi cho tính toán ta coi dòng chảy trong cống xả như dòng chảy qua vòi hoặc ống dài:

Trong đó : ∑ξ - Tổng hệ số tổn thất thủy lực gồm hệ số tổn thất cục bộ cửa vào, cửa ra,

khe van, lưới chắn rác :

ξ

∑ = ξCV +ξCR +ξV +ξlcr (2-3)

Trong đó : ξCV - là tổn thất cục bộ ở cửa vào: lấy ξcv = 0,15

ξcr - là tổn thất cục bộ ở cửa ra: lấy ξcr = 1

ξV - là tổn thất qua van phụ thuộc vào độ mở van: lấy ξV = 2*0,26=0,52

ξlcr - Tổn thất do lưới chắn rác ξlcr = 0.52

Trong đó:

s là chiều dày thanh, tính bằng mét (m); = 0,05( m)

b là trị số khoảng trống giữa các thanh, tính bằng mét (m) = 0,03 (m)

β là hệ số phụ thuộc hình dạng thanh lưới; chọn β = 2,42

α là góc nghiêng của lưới so với phương ngang = 75o

R

C

gL

2

2 : là tổn thất thủy lực dọc theo chiều dài cống

Do chảy có áp nên dòng chảy lấp đầy tiết diên cống vì vậy ta có:

R – bán kính thủy lực: R = χ

ω

= 3,14.0,80,5024 = 0,2 (m)

C - hệ số Sezi : C = 6

1

1

R

n =

1 61

0, 20,017x = 44,98Thay vào (2-3) ta được ∑ =ξ 0,15+1+0,52+0,52=2,19

Thay vào (2-2) ta được hệ số lưu tốc:

2

12

Q g

Từ điều kiện chảy có áp, chảy tự do ta giả thiết từng giá trị H0 và thay vào công thức (2-1)

Ta xác định được từng giá trị Qc tương ứng để thuận tiện cho việc tính toán ta lập bảng sau:

Bảng 2-1: Bảng kết quả tính toán thủy lực cống chảy có áp

Hình 2-4: Biểu đồ quan hệ Qc ~ Ztl

Ứng dụng kết quả tính toán:

- Xác định cao trình mực nước thượng lưu

Từ biểu đồ quan hệ Qc~ Ztl ứng với lưu lượng qua cống Qdd = 0,8 (m3/s) => Ztl = 19,9 (m)

 Zhl = Ztl – (Ho – D/2) + i.L = 19,9 – (1,2 – 0,4) + 0,3%.128 = 19,5 (m)

- Xác định cao trình đắp đê quay thượng lưu:

Zđqtl = Ztl + a = 19,9 + 0,7 = 20,6 (m)

- Cao trình đắp đập tháng 1 năm 2 là Zđ = 20,6 + 0,7 = 21,3 (m)

2.3 Thiết kế kích thước công trình dẫn dòng

2.3.1 Thiết kế tuyến đê quai

a Tuyến đê quai

Tuyến đê quai là công trình tạm ngăn nước tạm thời, ngăn cách dòng chảy để tạo điều kiện cho công tác thi công trong hố móng được khô ráo, khi thi công xong công trình chính thi

đê quai đươc phá bỏ

Vị trí đê quai thượng lưu Sau khi nghiên cứu kỹ bình đồ mặt bằng tổng thể bố trí cụm đầu mối công trình ta thấy rằng :

+ Tuyến đê quai ở thượng lưu được bố trí từ phí bờ phải thượng lưu từ cao trình 20.6(m) hướng vào cống lấy nước để dẫn dòng qua cống mùa kiệt năm thứ 2.

+ Tuyến đê quai hạ lưu khó bố trí vì khu vực này cao độ khá thấp Vì vậy ta lợi dụng tuyến đường thi công dọc chân đập để làm đê quai hạ lưu với cao trình đắp Zhl = 19.5(m)

+ Đê quai được thi công bằng phương pháp đầm nén, dùng đất lấy từ bài vật liệu phía thượng lưu, tận dụng đất đào móng tràn và cống để đắp

b Kích thước mặt cắt đê quai

Do kết hợp làm đường thi công nên chọn Btl= Bhl = 3 (m)

Mái thượng lưu chọn m = 2,0 (theo TCN 57 – 1988)

Mái hạ lưu chọn m = 1,5 (theo TCN 57 – 1988)

Chiều dài đê quai thượng lưu L = 403 (m)

Chiều dài đê quai hạ lưu L = 130 (m)

Cao trình đê quai thượng lưu Ztl = 20.6 (m)

Cao trình đê quai hạ Zhl = 19.5 (m)

Hình 2-5 : Cắt ngang đê quai thượng lưu

Hình 2-5 : Cắt ngang đê quai hạ lưu

c.Tính thấm qua đê quai

T: chiều dày tầng thấm của nền; T = 1,5 (m)

qtl: lưu lượng đơn vị thấm qua đê quai (m3/ngày đêm/m)

K: hệ số thấm của đê quai K = 1,09 cm/s= 1,26.10-5 (m/ngày đêm)

L = L1 +l = 9,45( m)

Sơ đồ tính thấm qua đê quai thượng lưu

Hình 2-6 : Sơ đồ tính thấm qua đê quai

Với chiều dài đê quai thượng L = 403m vậy Qtl = 2,41.10-4 403 = 9,67.10-2 (m3/ngày đêm)

d Biện pháp thi công

Đắp đê quai thượng lưu trước, đê quai hạ lưu sau để giảm bớt khối lượng đắp đê quai hạ lưu vì được đắp trong trạng thái tĩnh, mực nước hạ lưu thấp

2.3.2 Công trình tháo nước

+ tuyến công trình : cống ngầm lấy nước được bố trí dưới đập đất

+ Các kích thước chủ yếu : Cống tròn D = 800 (mm), bằng bê tông cốt thép, cao trình cửa vào cống Zcv = 18,7 (m), cao trình cửa ra Zcr = 18,34 (m), chiều dài cống L = 128 (m)

+ Cống được thi công kiên cố và hoàn thành trong năm thi công thứ nhất

2.4 Ngăn dòng

2.4.1 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng

2.4.1.1 Chọn ngày tháng ngăn dòng

Khi chọn ngày tháng ngăn dòng cần phải tuân theo các nguyên tắc sau đây:

Chọn lúc nước kiệt trong mùa khô

Đảm bảo sau khi ngăn dòng có đủ thời gian đắp đê quai, bơm cạn nước, nạo vét móng, xử

lý nền xây đắp công trình chính hoặc bộ phận công trình chính đến cao trình chống lũ khi lũ đến

Đảm bảo trước khi ngăn dòng có đủ thời gian chuẩn bị như đào hoặc đắp các công trình tháo nước hoặc dẫn nước, chuẩn bị vật liệu hay thiết bị

Ảnh hưởng ít nhất đến lợi dụng tổng hợp dòng chảy

Qua phân tích tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng thì thời đoạn dự tính chặn dòng là 10 ngày

bắt đầu từ ngày 1 tháng 1năm 2015.

2.4.1.2 Chọn tần suất lưu lượng thiết kế ngăn dòng

Tần suất lưu lượng thiết kế ngăn dòng theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 05/2012- BNNPTNT, công trình Hồ chứa nước Đăc Lộc thuộc công trình cấp II, công trình do

04-đó chọn tần suất thiết kế chặn dòng p =5%

2.4.1.3 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng

Lưu lượng thiết kế ngăn dòng là lưu lượng trung bình ngày có trị số lớn nhất trong thời đoạn dự tính chặn dòng (ở đây chọn bằng 10 ngày) ứng với tần suất ngăn dòng thiết kế p = 5%

Nhưng do số liệu thủy văn không đầy đủ, nên ta tạm lấy lưu lượng chặn dòng mùa kiệt ứng với tần xuất p = 10% thì Qcd = 1,4m3/s.

2.4.2 Chọn vị trí và độ rộng cửa ngăn dòng

Khi chặn dòng ta đổ vật liệu từ bờ trái sang bờ phải khi đó tận dụng được các đường thi công đập chính vị trí cửa chặn dòng nằm ở phía bờ phải

2.4.3 Chọn phương pháp ngăn dòng và tổ chức thi công ngăn dòng

Lựa chọn phuơng án ngăn dòng

+ Có nhiều cách ngăn dòng như: Đổ vật liệu vào dòng chảy theo 2 phía bờ suối (Hạp Long), trên toàn bộ dòng chảy (theo diện), nổ mìn định hướng, bồi đắp thuỷ lực,đóng cửa cống Nhưng biện pháp phổ biến nhất vẫn là đổ vật liệu vào dòng chảy mà chủ yếu là đá để ngăn dòng

+ Yêu cầu cơ bản đối với công tác đổ đá đắp đập ngăn dòng là phải khẩn trương liên tục với cường độ cao cho đến khi đập nhô lên khỏi mặt nước, dòng chảy cơ bản đã bị chặn lại.+ Tuy nhiên tuỳ vào từng điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ văn và nguồn cung cấp vật liệu

mà có thể có trình tự ngăn dòng và phương pháp ngăn dòng khác nhau

Thường có 3 phương pháp ngăn dòng sau

+ Lấp đứng

+ Lấp bằng

+ Lấp hỗn hợp

Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất, đặc điểm thuỷ văn của dòng sông và nguồn cung

cấp vật liệu ở khu vực xây dựng tuyến đập ta chọn phương pháp lấp đứng Bởi nếu lấp dòng

theo phương pháp lấp bằng thì phải xây cầu công tác mà ở đây lòng sông rộng làm cầu rất tốn kém Hơn nữa theo phương pháp này công tác chuẩn bị sẽ đơn giản đỡ tốn kém, tận dụng được đường thi công và thuận tiện cho việc chở vật liệu ngăn dòng, thuận lợi cho công tác thi công ngăn dòng

Ta tiến hành tính toán lấp sông đồng thời bằng hai băng két thượng lưu và hạ lưu Việc lấp sông bằng hai băng két có thể giảm độ lớn của vật liệu lấp sông do độ chênh mực nước được phân cho hai cửa hạp long và vận tốc nhỏ hơn

2.4.4 Tính toán thủy lực ngăn dòng cho phương pháp lấp đứng

Theo TCVN 9160-2012 phân bố lưu lượng sông trong quá trình hạp long được xác định bằng công thức:

Qđến=Qhl + Qdd + Qthấm + Qtích (2-8)Trong đó: Qhl: Lưu lượng qua cửa hạp long (m3/s)

Qdd: Lưu lượng qua các công trình dẫn dòng (m3/s)

Qtích: Lưu lượng tích đọng ở hạ lưu (m3/s)

Để đơn giản trong tính toán ta có thể bỏ qua Qtích và Qthấm

Lưu lượng qua cửa hạp long (Qhl) được tính theo công thức

Q hl

3 2 02

mB g H

Trong đó:

B: Chiều rộng trung bình của cửa ngăn dòng (m)

m: hệ số lưu lượng được xác định như sau:

Z: Độ chênh mực nước thượng hạ lưu (m)

H: Cột nước thượng lưu: H = hbt + Z (m) (2-11)

o

.2

2α+

= (2-12)

Vận tốc trung bình qua cửa hạp long được tính theo công thức:

H B

Chương 3 THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG TRÀN THÁO LŨ

3.1 Công tác hố móng

3.1.1 Xác định phạm vi mở móng

Căn cứ vào kết cấu tràn đã thiết kế trong bản vẽ thuỷ công, ta xác định được kích thước, cao trình của hố móng cần phải mở Theo đó để thi công thuận lợi như: lắp dựng ván khuôn, làm rãnh thoát nước hay đi lại, đáy hố móng được thiết kế rộng hơn mặt đáy công trình 1m về mỗi bên

Căn cứ vào khả năng chịu lực và khả năng ổn định của đất đá khu vực xây dựng, ta xác định được độ dốc của mái hố móng ứng với từng lớp đất đá như sau:

Với tầng đá: Khả năng chịu lực và ổn định cao, nên lấy hệ số mái hố móng là: m = 0,5.Với tầng đất, tầng phong hoá: khả năng chịu lực và ổn định kém hơn, nên hệ số mái được lấy m = 1

Để tăng ổn định cho mái hố móng, cứ cách 5m chiều cao ta lại bố trí một cơ có chiều rộng 2m

Trên các đặc điểm đã nêu ta thiết kế được hố móng hoàn chỉnh, chi tiết được thể hiện trong bản vẽ

3.1.2 Tính khối lượng đào đắp hố móng

Căn cứ vào kích thước hố móng, các mặt cắt địa hình, địa chất tại tuyến xây dựng tràn xả

lũ ta đi tính toán khối lượng đào đất, đá cần phải đào đắp

Khối lượng đất đá đào và đắp được xác định theo phương pháp gần đúng sau:

Chia hố móng thành nhiều đoạn bởi các mặt cắt ngang dọc theo chiều dài được thể hiện cụ thể trên bản vẽ mở móng

Tính thể tích đất, đá đào cho từng đoạn theo công thức:

Vđoạn = Fđoạn Lđoạn

Trong đó:

Lđoạn: chiều dài đoạn xét giới hạn bởi 2 mặt cắt ngang

Fđoạn: diện tích đất đá trung bình của các mặt cắt ngang giới hạn đoạn đang xét

Fđoạn =

2

dau cuoi

F +F

( Với Fđầu, Fcuối lần lượt là diện tích ứng với mặt cắt đầu và cuối đoạn đang xét )

Cộng dồn khối lượng đất, đá các đoạn trên ta được khối lượng đất đá cần đào và đắp của

hố móng Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng 3-1 dưới đây:

Bảng 3-1 – Khối lượng thi công đào hố móng

Tổng 47.224,85 9.211Tính toán tương tự như trên ta có khối lượng đất đắp: 7430 m3

Vậy khối lượng thi công hố móng là:

+ Khối lượng đào: 56435,85m3

Mọi yêu cầu của việc đào móng công trình thuỷ lợi là rất nghiêm ngặt, chặt chẽ Hố móng

có hình dạng phức tạp và yêu cầu rất cao trong trong việc đảm bảo trạng thái tự nhiên cho đất

đá xung quanh không bị phá hoại, đảm bảo điều kiện chịu lực và thấm cho công trình

Mỗi phương pháp nổ mìn có 1 ưu điểm nhược điểm và phạm vi ứng dụng nhất định Do

đó với điều kiện của công trình Đăk Lộcvà yêu cầu thi công hố móng chúng ta lựa chọn phương án nổ mìn lỗ nông

Nổ mìn lỗ nông được dùng rộng rãi trong : khai thác vật liệu, đào móng trong nền đá, đào lớp bảo vệ đá

Với những ưu điểm :

- Với nổ mìn lỗ nông có thể đào với độ chính xác cao,

- Khối lượng đá ngoài phạm vi thiết kế rất ít bị hư hại

Nhưng nhược điểm lớn nhất của nó là:

- Giá thành cao do tốn nhân công, tốn thiết bị gây nổ

- Năng suất của xe máy bốc xúc thấp

- Tốc độ khoan nổ, bốc xúc chậm

3.1.3.2 Thiết kế nổ mìn theo phương pháp nổ mìn lỗ nông

Theo phương pháp nổ mìn lỗ nông, bao thuốc hình dài được nạp trong lỗ khoan có đường kính nhỏ hơn 85 mm, với độ sâu không quá 5 m

b a

h

bt

kt

l l

- Thuốc nổ không quá mạnh để đảm bảo vận chuyển được thuận lợi và an toàn

- Kỹ thuật sử dụng đơn giản

- Giá thành rẻ

Dựa vào các yêu cầu trên, ta chọn loại thuốc nổ N09 có tính năng kỹ thuật như sau:( Theo bảng 11-4 giáo trình thi công T1 )

H : Chiều cao tầng cần đào.

Hmax : Chiều cao lớn nhất của máy xúc

Ta chọn máy xúc EO - 2621A có chiều cao đào lớn nhất Hmax = 3,3 m

W =47 T ∆.

(3-2)

Trong đó :

KT - Hệ số xét đến điều kiện địa chất, với đá liền khôi, theo bảng 11-7 GTTC-T1 lấy

KT =0,9

d - Đường kính bao thuốc d = 75 mm = 0,075 m

∆ - Mật độ thuốc nổ trong bao, ∆ = 0,85 (g/cm3) = 0,85(kG/dm3)

e - Hệ số sức công phá của thuốc nổ:

360

V

V - Sức công phá của loại thuốc nổ được dùng: Tra bảng (11-4)"Giáo trình thi

công- tập 1), với loại thuốc Amônít N09 ta có V= 300 (cm3)

γ - Khối lượng riêng của đất đá cần nổ phá: γ = 2,4 (kG/dm3)

e Độ sâu khoan thêm

Độ sâu khoan thêm để hạn chế sau khi nổ không còn tồn tại mô đá chân tầng Trị số khoan thêm phụ thuộc vào đặc điểm địa chất, độ cao tầng H

f Chiều dài lỗ khoan

g Chiều dài lấp bua

Phụ thuộc vào mức độ sử dụng hữu ích của lỗ khoan, yêu cầu về độ rộng của đống

đá sau nổ mìn Chiều dài lấp bua hạn chế không cho đất đá văng xa

Theo kinh nghiệm:

h Khoảng cách giữa 2 hố khoan trong cùng một hàng