Thiết kế tổ chức thi công hồ chứa nước canh hiển

Dẫn dòng thi công Dẫn dòng thi công là công tác điều khiển dòng chảy từ phía thượng lưu về phía hạ lưu qua các công trình dẫn nước, để tránh ảnh hưởng đến các công trình thi côngđược đê

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 6

1.3.1 Tuyến công trình: Trên suối Hòn Khô 6 1.3.2 Các thông số hồ chứa nước của phương án chọn 6 1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình 8

1.4.2 Điều kiện khí tượng thủy văn và đặc trưng dòng chảy 8

1.4.2.1 Dòng chảy chính vụ 8

1.4.2.2 Dòng chảy lớn nhất các tháng mùa khô và lũ tiểu mãn 8 1.4.3 Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn 10

1.4.3.1 Điều kiện địa chất công trình 10

1.4.3.2 Đánh giá điều kiện địa chất công trình thuỷ văn tuyến đập 11

1.4.3.3 Điều kiện địa chất thuỷ văn 12

1.4.4 Điều kiện dân sinh kinh tế khu vực 13

1.4.4.1 Điều kiện dân sinh 13 1.4.4.2 Kinh tế khu vực 13 1.5 Điều kiện giao thông 14 1.6 Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước 14 1.6.1 Nguồn cung cấp vật liệu 14 1.6.2 Nguồn cung cấp điện 14 1.6.3 Nguồn cung cấp nước 14 1.7 Điều kiện cung cấp vật vật tư, thiết bị, nhân lực 14 1.8 Thời gian thi công được phê duyệt 15 1.9 Những khó khăn thuận lợi trong quá trình thi công 15 CHƯƠNG II : PHƯƠNG ÁN DẪN DÒNG THI CÔNG 16 2.1.Dẫn dòng 16 2.1.1 Mục đích và yêu cầu dẫn dòng thi công 16 2.1.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến chọn phương án dẫn dòng thi công 17 2.1.2.1 Điều kiện thuỷ văn 17

2.1.2.2 Điều kiện địa hình 17 2.1.2.3 Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn 17 2.1.2.4.Cấu tạo và sự phân bố công trình thuỷ lợi 17

2.1.2.5 Điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy 18

2.1.2.6 Điều kiện và khả năng thi công 18

2.1.3 Đề xuất các phương án dẫn dòng thi công 19 2.1.3.1 Nguyên tắc lựa chọn phương án dẫn dòng 19

2.1.6.2 Tính toán thiết kế đê quai hạ lưu 39

2.2.1 Chọn ngày tháng ngăn dòng 40 2.2.2 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng 40 2.2.3.Chọn vị trí và bề rộng cửa ngăn dòng 41 2.2.4 Tính toán đường kính viên đá chặn dòng 42

3.1.2.1 Đề xuất và lựu chọn phương án tiêu nước hố móng 45 3.1.2.2 Tính toán xác định lưu lượng nước cần tiêu theo từng thời kỳ 46 3.1.2.3 Xác định lưu lượng nước cần tiêu thiết kế 53 3.1.3 Thiết kế tổ chức đào móng 54 3.1.3.1 Tính toán khối lượng 54

3.1.3.3 Lựa chọn số lượng xe máy thi công đào móng 56 3.1.3.4 Tính toán số lượng xe máy thi công đào móng 57

3.2.1.1 Cơ sở phân chia các giai đoạn đắp đập 59 3.2.1.2 Kết quả tính toán thủy lực dẫn dòng theo phương án chọn 59 3.2.1.3 Phân chia giai đoạn đắp đập dựa trên kết quả tính toán thủy lục dẫn dòng 60 3.2.1.4 Điều chỉnh sơ đồ đắp 60

3.2.3 Tính toán cường độ thi công từng giai đoạn 68

3.2.4.1 Tính khối lượng của bãi vật liệu chủ yếu 69 3.2.4.2 Tính khối lượng của bãi vật liệu dự trữ 69

3.2.4.3 Quy hoạch bãi vật liệu phục vụ thi công công trình 70

3.2.5 Chọn máy thi công cho từng giai đoạn 71 3.2.5.1 Tính toán xe máy đào, ô tô theo phương pháp đã chọn 73 3.2.5.2 Tính toán số lượng máy san, máy đầm 75 3.2.6 Tổ chức thi công trên mặt đập 76

3.2.6.1 Công tác dọn nền đập 76

3.2.6.2 Công tác trên mặt đập 76

3.2.6.3 Thí nghiệm hiện trường 79

CHƯƠNG IV : TIẾN ĐỘ THI CÔNG 82

4.1 Nội dung và trình tự lập kế hoạch tiến độ thi công công trình đơn vị 82

4.2 Phương pháp lập tiến độ 82

4.2.1 Tài liệu cơ bản 82

4.2.2 Chọn phương pháp lập tiến độ 83

4.2.3 Các bước lập 83

4.2.3.1 Kê khai các hạng mục công trình 83 4.2.3.2 Phân chia công việc thứ yếu và chủ yếu 83 4.3 Kiểm tra tính hợp lý của biểu đồ cung ứng nhân lực 85

CHƯƠNG V : BỐ TRÍ MẶT BẰNG CÔNG TRƯỜNG 86

5.1 Những vấn đề chung 86

5.1.1 Nguyên tắc cơ bản 86

5.1.2 Trình tự thiết kế mặt bằng 86

5.1.3 Chọn phương án bố trí mặt bằng 87

5.2 Công tác kho bãi 87

5.2.1 Xác định vật liệu dự trữ trong kho 87 5.2.2 Xác định diện tích kho 88 5.3 Bố trí quy hoạch nhà tạm thời trên công trường 89

5.3.1 Xác định số người trong khu nhà ở 89 5.3.2 Xác định diện tích nhà ở và diện tích chiếm chỗ của khu vực xây nhà 89

5.3.3 Sắp xếp bố trí nhà ở và kho bãi 89 5.4 Tổ chức cung cấp điện - nước trên công trường 90

5.4.1.1 Xác định lượng nước cần dùng 90

5.5 Đường giao thông 92

CHƯƠNG VI : DỰ TOÁN 93 6.1 Khối lượng tính dự toán 93 6.2 Định mức, đơn giá áp dụng 93

6.3 Các chế độ chính sách áp dụng 93 6.4 Lập dự toán xây dựng công trình 94 Bảng 6.1- Bảng tổng hợp chi phí 94

Bảng 6.2- Bảng dự toán các chi phí chi tiết 96

Bảng 6.3- Bảng phân tích vật tư 99

Bảng 6.4- Bảng tổng hợp vật tư 101

Bảng 6.5- Bảng chênh lệch vật tư 101

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học vừa qua tập thể lớp TH18 nói chung và bản thân emnói riêng luôn được sự quan tâm của Trường Đại học Thủy Lợi, Viện đào tạo & khoahọc ứng dụng Miền trung, và được sự giảng dạy nhiệt tình của các thầy cô giáo

Được sự phân công của nhà trường, em nhận đề tài: “Thiết kế tổ chức thi công

hồ chứa nước Canh Hiển” với thời gian làm đồ án là 14 tuần Em luôn được sự chỉ

bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn: Bùi Ngọc Anh Đến thời điểm này em đã hoànthành đồ án của mình theo đề tài mà nhà trường giao cho

Trong quá trình thực hiện đồ án, bản thân em đã vận dụng những kiến thức cơbản được học ở trường để hoàn thiện tốt cho đồ án Tuy nhiên trong quá trình thựchiện đồ án, do trình độ, kiến thức cũng như kinh nghiệm của em đang còn hạn chế nêntrong quá trình làm đồ án sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Kính mong các thầy, côgiáo góp ý, chỉ bảo thêm cho em Em xin tiếp thu những ý kiến đóng góp từ phía cácthầy, cô giáo, để em phát huy được các ưu điểm và khắc phục những khuyết điểm củabản thân mình, nhằm phục vụ tốt hơn cho công việc sau này

Em xin trân trọng cảm ơn Trường Đại học Thủy Lợi, Viện đào tạo & khoa họcứng dụng Miền trung, thầy giáo Bùi Ngọc Anh đã trực tiếp hướng dẫn tận tình, chuđáo và các bạn trong tập thể lớp TH18 đã tạo điều kiện, giúp đỡ để em hoàn thành tốt

đồ án tốt nghiệp của mình

Kính chúc quý thầy cô dồi dào sức khỏe và hạnh phúc!

Em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Vị trí công trình

Hồ chứa nước Canh Hiển là một công trình thủy lợi nhỏ thuộc xã Canh Hiển,huyện Vân Canh tỉnh Bình Định, cấu tạo bởi một đập dâng nước sẽ xây dựng trên suốiHòn Khô, là một chi lưu hữu ngạn của sông Hà Thanh thuộc địa phận xã Canh Hiển,huyện Vân Canh, tỉnh Bình Định Phía Bắc cách tỉnh lộ 18 khoảng 3,5 Km, phía Tâycách huyện lỵ Vân Canh khoảng 6 Km

Tọa độ địa lý như sau: 13037’ ÷13038’ vĩ độ Bắc

+ Tưới hoa màu: 20 ha

Cấp nước sinh hoạt cho khoảng 2.600 người dân trong khu hưởng lợi với mức60lít/người/ngày

Kết hợp giao thông nông thôn, nuôi trồng thủy sản, cung cấp nguồn thực phẩm

và cải tạo môi trường sinh thái vùng dự án

1.3 Quy mô, kết cấu hạng mục công trình

1.3.1 Tuyến công trình: Trên suối Hòn Khô

1.3.2 Các thông số hồ chứa nước của phương án chọn

Bảng 1.1- Các thông số cơ bản của hồ chứa.

1 Diện tích lưu vực tuyến đập km2 11,00

4 Mực nước dâng bình thường m 60.40

4 Lưu lượng dẫn dòng lớn nhất qua

1 Mực nước thiết kế đầu kênh tưới m 43,05

2 Mực nước thiết kế cuối kênh tưới m 32,70

3 Lưu lượng thiết kế đầu kênh chính m3/s 0,61

4 Tổng số công trình trên kênh 22 công trình

1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình

1.4.1 Điều kiện địa hình

Công trình đầu mối: Suối Hòn Khô bắt nguồn từ các dãy núi phía Nam và đôngNam, cao độ bình quân khoảng (600÷700)m sườn dốc lưu vực lớn (>30%) Đây làmột lưu vực độc lập Tại vị trí dự kiến xây dựng công trình đầu mối, hai vách núi thuhẹp

Lòng hồ: Hình thuôn dài theo suối, cao độ từ (+38÷+150m), có khả năng trữnước lớn ở những cao độ từ +55m trở lên

Khu tưới: Thuộc vùng bán sơn địa có diện tích tự nhiên 680ha Phạm vi khu tướiđược bao bọc bởi sông Hà Thanh ở phía Bắc, các phía còn lại là các dãy đồi nhỏ Cao

độ khu tưới trung bình (+20÷+40)m và nghiêng dần theo hướng Đông Nam - TâyBắc Địa hình nhìn chung khá phức tạp, bị chia cắt bởi các hợp thủy và nhánh suốinhỏ, thuận lợi cho việc tiêu thoát nước nhưng gây khó khăn cho việc bố trí kênh tưới

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

1.4.2.1 Dòng chảy lũ chính vụ

Bảng 1.2- Bảng dòng chảy lũ chính vụ.

1.4.2.2 Dòng chảy lớn nhất các tháng mùa khô và lũ tiểu mãn

Bảng 1.3- Bảng dòng chảy các tháng mùa khô và lũ tiểu mãn.

130,30 4

Z hl (m) 38,970 39,820 40,970 41,719 41,720 41,730

Hình 1.2- Biểu đồ đường quan hệ Q~Z hl

1.4.3 Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn

1.4.3.1 Điều kiện địa chất công trình

a Vùng lòng hồ

Khu vực nghiên cứu nằm trong thung lũng nhỏ hẹp kẹp giữa 2 dải núi kéo dàitheo hướng Nam Bắc Địa hình bị phân cách mạnh Thành bờ hồ dày từ 1- 3 km đượccấu tạo bằng đá Granit thuộc phức hệ Vân Canh rắn chắc, có hệ số thấm rất nhỏ chonên khả năng mất nước từ hồ sang lưu vực bên cạnh là không thể xảy ra

Sườn núi bao bọc bờ hồ có độ dốc khá lớn Nham thạch chủ yếu là lớp 5 có sứckháng trượt nhỏ, việc tái tạo bờ hồ có thể xảy ra nhưng không ảnh hưởng lớn vì bề dàycủa lớp này nhỏ (≤ 1m) bên trên lại có lớp phủ thực vật phát triển tốt nên không thể cóhiện tượng trượt khối lớn làm lấp hồ chứa

b Vùng tuyến đập

Cả vùng tuyến đập đều nằm trong một đơn vị cấu tạo địa tầng nham thạch chungtương tự nhau là đá Granit phức hệ Vân Canh Cấu tạo địa tầng từ trên xuống dưới nhưsau:

Lớp 1: Thành phần cơ bản cát sạn sỏi thạch anh màu trắng vàng Trong đất lẫn

ít cuội sỏi về phía thượng lưu hàm lượng kích thước cuội sỏi tăng lên, lớp này phân bố

ở phía tả lòng suối, cao trình thấp hơn +40,50m, dày trung bình 1,5m

Lớp 2: Thành phần cơ bản là á cát nặng - á sét nhẹ màu xám nâu, hàm lượng sét

trong đất 8-10%, lượng sạn sỏi trong đất chiếm trung bình 12%

Trong đất chứa nhiều tạp chất hữu cơ, đôi chỗ có đá lăn lớn Trạng thái tự nhiên đất

ẩm, kết cấu chặt, ít dính Thấm nước khá mạnh K = 2 x 10-3 cm/s Phân bố chủ yếutrên bề mặt địa hình, bề dày trung bình 0,4m

Lớp 3: Cơ bản là á sét nhẹ màu vàng, trắng vàng, vàng nâu Hàm lượng cát hạt

thô trong đất khá cao 24,5%, lượng sét trong đất trung bình 15,5%, lượng sạn sỏi trongđất chiếm trung bình 12% trạng thái tự nhiên đất

ẩm, kết cấu chặt vừa, có tính dính nhẹ Thấm nước vừa K = 4 x 10-4 cm/s Lớp nàyphân bố ở cao trình +53 trở xuống, bề dày trung bình 1,5m

Lớp 5: Hỗn hợp đá cuội, đá lăn chứa á sét Đá lăn chủ yếu là Granit bị phong

hóa, vỏ bọc tròn φ = 10 ÷ 25cm Khoảng trống của đá lăn được lấp đầy bằng sạn sỏi, ásét màu vàng, hàm lượng sạn trong đất trên 30% Trạng thái tự nhiên đất ẩm, kết cấuchặt, chặt cứng khó đào Thấm nước khá mạnh K = 5 x 10-4cm/s Phân bố tập trung ởsườn núi, bề dày lớp này kém ổn định thay đổi từ 0,6 ÷ 3,5m Nguồn gốc tàn tích deQ

Lớp 6: Sét nhẹ màu trắng vàng, sáng trắng lốm đốm nâu đỏ Trong đất chứa

nhiều hạt bụi (>25%) đáy lớp đôi chỗ còn giữ nguyên cấu tạo của đá gốc Dùng taybóp vụn được dễ dàng, vê được thành sợi dài Trạng thái tự nhiên đất ẩm, dẻo dính.Kết cấu đất khá chặt, dẻo chặt thấm nước yếu K = 10-5 cm/s Phân bố chủ yếu ở phầnhữu đập Bề dày trung bình 2÷3m Nguồn gốc tàn tích eQ

Lớp 7: Á sét chứa dăm sạn màu trắng vàng, xám xanh Hàm lượng sét giảm dần

theo độ sâu Hàm lượng và kích thước dăm tăng dần, dăm sạn chủ yếu là mảnh đá bịphong hóa dang dở, dùng tay có thể bóp vụn thành dạng bột Đất còn giữ nguyên cấutạo đá gốc Trạng thái tự nhiên đất ít ẩm có tính dính nhẹ, kết cấu chặt, rất chặt Thấmnước vừa K = 4 x 10-4cm/s Lớp này thường phủ trên bề mặt đá gốc, bề dày thay đổi từ0,3-0,8m Nguồn gốc tàn tích

Đá nền: Đá gốc dưới nền công trình chủ yếu là đá Granit phức hệ Vân Canh

màu hồng tươi, có mức độ phong hóa khác nhau

Đới phong hóa mạnh: Nằm ngay dưới lớp 7 thành phần cơ bản là đá dăm bị

phong hóa dang dở thành vụn dăm nhỏ màu xám trắng, xám xanh, dùng búa đập nhẹ

dễ vỡ, các khe nứt trong đới này chủ yếu là khe nứt tách lấp đầy bằng khoáng vật séthoặc Fe203

Đới phong hóa vừa: Phân bố dưới lớp phong hóa mạnh Mức độ phong hóa

giảm, đá chứa nhiều khe nứt tách, độ mở khe nứt nhỏ, lấp đầy khe nứt chủ yếu là Fe203màu nâu

Đới phong hóa nhẹ: Thường ở khá sâu so với mặt đất tự nhiên 0,9÷1,5m (khu

vực lòng suối nông hơn do không có tầng phủ hoặc tầng phủ rất mỏng) đá nứt nẻ ít,các khe nứt thường kín, nõn khoan khá hoàn chỉnh, thấm nước yếu

1.4.3.2 Đánh giá điều kiện địa chất công trình vùng tuyến đập

Địa tầng tại tuyến đập phía vai tả đập có tầng phủ dày trung bình 4m bao gồmcác lớp đất 2, 5, 7 Lòng suối có đá gốc lộ trên mặt đất loại đá Granit phong hóa vừa Phía vai hữu đập có tầng phủ dày từ 5÷9m bao gồm các lớp đất 3, 5, 6, 7 Bêndưới tầng phủ là mặt đá phong hóa lượng thấm nước yếu (q = 0,083l/phm2)

Theo thiết kế kỹ thuật - thi công, thi công đã chọn vị trí này để tính toán thiết kế.Dưới đây là các chỉ tiêu cơ lý thấm tính toán của đất nền đập (tuyến chọn):

Bảng 1.6- Các chỉ tiêu cơ lý của đất nền đập.

16 Mô đun biến dạng E1-2 kg/cm2 70 90 120 80 120

1.4.3.3 Điều kiện địa chất thủy văn

Nước ngầm: Qua kết quả tài liệu ép nước thì lưu lượng đơn vị q = 0,03- 0,08l/ph.m2 Đá ở đây thuộc loại thấm nước yếu.

Nước suối cung cấp một phần cho nước ngầm Động thái nước trong trầm tíchkhông ổn định lên xuống theo mùa và quan hệ mật thiết với nước mặt

Nước sông: Khu vực công trình có sườn núi dốc, tầng phủ mỏng nhưng thảmthực vật còn tương đối tốt góp phần giữ nước cung cấp cho suối

1.4.4 Điều kiện dân sinh kinh tế khu vực

1.4.4.1 Điều kiện dân sinh

Canh Hiển là một xã nằm về phía đông của một xã miền núi Vân Canh, có tổngdiện tích tự nhiên là 3.680ha Trong đó diện tích đất tự nhiên của vùng hưởng lợi là

875 ha (gồm cả vùng lòng hồ và khu tưới)

Vùng hưởng lợi nằm trong địa giới hành chính của hai thôn Chánh Hiển vàThanh Minh có diện tích 875 ha trong đó 420 ha đất nông nghiệp (chiếm 65,3% đấtnông nghiệp toàn xã)

Theo thống kê năm 2002 của huyện Vân Canh, các tài liệu về dân số và lao độngtrong xã Canh Hiển cho thấy:

1/ Tỷ lệ nông nghiệp cao, chiếm 77% tổng lao động trong toàn xã

2/ Mật độ dân số thấp, bình quân 62 người/km2

3/ Công tác dân số kế hoạch hóa gia đình thực hiện tốt, tỷ lệ tăng dân số tựnhiên đạt 1,3% năm

1.4.4.2 Kinh tế khu vực

Nhân dân trong xã Canh Hiển chủ yếu là dân kinh tế mới lập nghiệp từ năm 1975trở lại Những năm gần đây đã bắt đầu phát triển một số ngành nghề khác ngoài nôngnghiệp nhưng không đáng kể, thu nhập chính của nhân dân trong xã vẫn là nôngnghiệp (chiếm 83% tổng thu nhập) Tuy nhiên do chế độ thời tiết khắc nghiệt sản xuấtphụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, năng suất cây trồng vật nuôi bấp bênh chỉ đạt125kg/người/năm Thu nhập bình quân 1,9 triệu đồng/người/năm Năm 2001 toàn xã

có 97 hộ nghèo chiếm 20,1% và tăng hơn năm 2000 là 1,5%

Thu nhập chủ yếu là từ nông nghiệp (chiếm 83% tổng thu nhập) công nghiệp,tiểu thủ công nghiệp và ngành nghề hầu như không phát triển Tổng diện tích đất nôngnghiệp của xã hiện nay là 547 ha trong đó diện tích được tưới 25 ha (4,5% so với đấtnông nghiệp) Quá trình chuyển dịch cơ cấu cây trồng rất khó khăn do sản xuất phụthuộc vào điều kiện tự nhiên, cơ sở hạ tầng còn yếu kém, trong đó đặc biệt là thủy lợi Vùng dự án chiếm 23,7% diện tích tự nhiên và 24,5% dân số toàn xã, nhưng diệntích đất nông nghệp chiếm 56,3%, sản lượng lương thực có hạn và sản lượng các loạinông sản khác chiếm trên 65% so với toàn xã Từ đó cho thấy vị trí của vùng dự án cóvai trò rất lớn đến quá trình phát triển kinh tế xã hội của xã Canh Hiển

1.5 Điều kiện giao thông

Tuyến tỉnh lộ 18 đi qua địa bàn xã được đầu tư xây dựng khá hoàn chỉnh làthuận lợi cho giao thông đối ngoại Trong vùng có 2 tuyến chính:

+ Tuyến phía đông: Hiện là đường đất dài 3,3 km nối từ tỉnh lộ 18 qua sông Hàthanh đến lòng hồ Canh Hiển

+ Tuyến phía tây: Hiện là đường đất dài 2,3 km nối từ tỉnh lộ 18 qua sông HàThanh phục vụ cho khu vực ở phía Tây

Cả 2 tuyến đường trên chưa có cầu qua sông, vì vậy mùa mưa lưu thông và vậnchuyển hàng hóa khó khăn

1.6 Nguồn cung cấp vật liệu, điện nước

1.6.1 Nguồn cung cấp vật liệu

Bảng 1.7- Bảng tổng hợp các khối lượng vật liệu đắp đập

Trữ lượng

Chiều dày bóc bỏ(m)

Chiều dày khai thác(m)

1.6.2 Nguồn cung cấp điện

Sử dụng điện lưới từ 2 trạm biến áp của Chánh Hiển và Thanh Minh

1.6.3 Nguồn cung cấp nước

Lấy từ suối Hòn Khô

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

1.7.1 Điều kiện cung cấp vật tư

Mua tại thị trấn Vân Canh hoặc mua từ thành phố Quy Nhơn cách công trìnhkhoảng 23 km

1.7.2 Điều kiện nhân lực

Lực lượng lao động phổ thông lấy trong xã Canh Hiển Các kỹ sư lành nghề vàlực lượng thi công khác từ các đơn vị thi công lớn trong ngành thủy lợi của Bộ và củaTỉnh

1.8 Thời gian thi công được phê duyệt

Công trình hồ chứa nước Canh Hiển được thi công trong thời gian 2 năm kể từngày khởi công

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

a Khó khăn: Khí hậu khắc nghiệt, điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị phải đi mua

xa, đường xá đi lại khó khăn

b Thuận lợi: Trong khu vực xây dựng công trình lực lượng lao động dồi dào,

thiết bị thi công hiện đại ít hư hỏng, đội ngũ công nhân kỹ sư lành nghề Địa chất lànền đá gốc nên rất thuận lợi cho sự ổn định của công trình

  

-CHƯƠNG 2 CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 2.1 Dẫn dòng thi công

Dẫn dòng thi công là công tác điều khiển dòng chảy từ phía thượng lưu về phía

hạ lưu qua các công trình dẫn nước, để tránh ảnh hưởng đến các công trình thi côngđược đê quai bảo vệ

Trong quá trình thi công đòi hỏi công trình đang xây dựng phải hoàn toàn cách

ly với dòng chảy để đảm bảo chất lượng công trình Do đó phải có biện pháp dẫn dònghợp lý, sử dụng các đê quai, các biện pháp để đưa nước ra khỏi phạm vi công trình, đểcho công các công trình đầu mối được an toàn, thuận lợi, đạt hiệu quả cao

b Mục đích

1/ Ngăn chặn những ảnh hưởng của dòng nước đến công trình

2/ Đảm bảo chất lượng nước, các yếu tố thủy lực cơ bản của dòng chảy ít bị ảnhhưởng đến nhu cầu ở hạ lưu

Tầm quan trọng của công tác dẫn dòng

+ Dẫn dòng thi công là một công tác có tính chất quan trọng, liên quan và quyếtđịnh nhiều vấn đề khác

+ Biện pháp dẫn dòng thi công ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạchtiến độ thi công của toàn bộ công trình, làm thay đổi đặc điểm kết cấu công trình Sắpxếp cụm công trình đầu mối, phương pháp thi công và bố trí công trường cho hợp lý,

do đó ảnh hưởng đến giá thành xây dựng công trình Nếu không giải quyết đúng đắnhợp lý khâu dẫn dòng thi công thì quá trình thi công sẽ không liên tục làm chậm tiến

độ thi công

+ Công tác dẫn dòng thi công chịu ảnh hưởng của nhiều nhân tố như thủy văn,địa chất, địa hình Đặc điểm kết cấu và sự phân bố các công trình thủy công, điều kiệnlợi dụng dòng nước, điều kiện thi công, thời gian thi công Do đó cần phải thấy rõtầm quan trọng của công tác dẫn dòng thi công để làm tốt công tác điều tra nghiên cứu

và giải quyết vấn đề khi đưa ra biện pháp dẫn dòng

2.1.2 Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến việc đề xuất phương án dẫn dòng thi công

Để đề xuất được phương án dẫn dòng thi công đảm bảo các yếu tố về kĩ thuật

và kinh tế, thì cần đi tìm hiểu và phân tích sự ảnh hưởng và tác động của từng yếu tốđến công trình và biện pháp công trình trong quá trình thi công

2.1.2.1 Điều kiện thủy văn

Đập đất hồ chứa nước Canh Hiển được xây dựng trên suối Hòn Khô, có đặctrưng thủy văn thay đổi rất rõ rệt và chia ra 2 mùa: mùa lũ và mùa kiệt, cho nên takhông dẫn dòng cả năm mà ta chia ra 2 mùa để dẫn dòng Theo mùa kiệt từ tháng 01đến tháng 08 có thể xuất hiện lũ tiểu mãn trong tháng 7 có lưu lượng Q10%ltm = 12,4(m3/s) Mùa mưa thì từ tháng 09 đến tháng 12 có Q10%= 122,7 (m3/s) Lũ tập trungnhanh với cường độ lớn, vì vậy phải lựa chọn phương án dẫn dòng theo 2 mùa để đạthiệu quả kinh tế cao Qua phân tích điều kiện thủy văn ta chia công trình dẫn dòngtheo mùa như sau:

+ Mùa kiệt ta dùng đê quai để chắn nước

+ Mùa lũ ta dùng đập chính để chắn nước

2.1.2.2.Điều kiện điạ hình, địa mạo khu xây dựng công trình

Tuyến xây dựng công trình đập đất hồ chứa nước Canh Hiển trên suối Hòn Khôbắt nguồn từ các dãy núi phía Nam và Đông Nam, phía trước đập có địa hình thuậnlợi, đường mặt đất tự nhiên phía trái đập với cao độ bằng phẳng, diện thi công rộng

Do đó sẽ thi công đập ở bên vai trái trước (hướng từ hạ lưu về thượng lưu)

Cấu tạo địa hình của lòng suối tương đối bằng phẳng với 2 vách núi thu hẹp nênrất thuận lợi cho đi lại,bố trí lán trại, kho bãi

Vậy rút ra kết luận từ các lập luận trên nên ta chọn phương án đắp bờ trái trước,sau đó đắp bờ bên phải

2.1.2.3 Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn

Địa chất chung của cả khu vực xây dựng công trình hồ chứa Canh Hiển gồmđất sét và á sét, thuận lợi cho việc đắp đập, đê quai ngăn nước

Tuy nhiên mức độ thu hẹp dòng chảy trong quá trình thi công đắp đập khôngđược quá lớn làm tăng lưu tốc dòng chảy gây xói lở cống dẫn dòng, đê quai

Ngoài ra cũng có thể đào kênh để dẫn dòng vì điều kiện địa chất như vậy cũngtiện cho công tác thi công đào, đắp kênh

2.1.2.4 Kết cấu của công trình thủy công

Trong quá trình thi công công trình, cố gắng lợi dụng các công trình có sẵn vàotrong công tác dẫn dòng thi công để giảm thiểu tối đa chi phí cho công trình tạm Do

đó cần thiết phải tìm hiểu về kết cấu, vị trí và các tính năng khác của từng loại côngtrình

Bố trí cống lấy nước bên vai trái đập và tràn tạm bên vai phải, nhằm đáp ứngcông tác dẫn dòng vào mùa khô năm thứ 2, để ta thi công đập đến cao trình khống chế

Thi công hoàn thiện tràn xả lũ bên vai phải đập, để tận dụng vào công tác dẫndòng vào mùa mưa năm thứ 2, ngăn dòng đắp đập đến cao trình thiết kế,lấp tràn tạm

và hoàn thiện công trình

Đập đất là loại công trình không thể cho nước tràn qua nên trong quá trình thicông đắp đập phải đảm bảo cho từng giai đoạn vượt cao trình mực nước thượng lưu vàcao trình chống lũ

Trình tự thi công ưu tiên việc đắp đập lên hàng đầu, sau đó thi công các hạngmục trong công trình, bố trí trình tự thi công sao cho lợi nhất, ưu tiên các công trìnhtrọng điểm trước, để đem lại hiệu quả kinh tế cao

Vật liệu thi công chính chủ yếu là đất dùng để đắp đập

Lợi dụng kết cấu công trình dẫn dòng tràn tạm và cống, lấy tràn tạm là một bộphận của tràn chính sẽ tạo điều kiện để thi công toàn bộ công trình nhanh hơn, manglại hiệu quả kinh tế cao Do đó phải có biện pháp thi công cống, tràn chính trước vàphải hoàn thành sớm cùng phần đập phía trên cống để dẫn nước vào cống

2.1.2.5 Điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy

Trong quá trình thi công hồ chứa nước Canh Hiển để đảm bảo cho yêu cầudùng nước cho sinh hoạt và nhu cầu dùng nước tưới cũng như giao thông thủy dưới hạlưu tuyến đập Do đó phương án dẫn dòng đưa ra sao cho đảm bảo mực nước hạ lưukhông bị thay đổi quá lớn Chất lượng nước vẫn được giữ nguyên như lúc ban đầu Vìvậy phải có phương án đưa nước trở lại lòng sông phía hạ lưu

2.1.2.6 Điều kiện và khả năng thi công

Điều kiện nhân lực đầy đủ đáp ứng nhu cầu nhân công cho công trường

Thiết bị máy móc, trang thiết bị vật tư hoàn toàn tốt ít hư hỏng trong quá trìnhthi công, đảm bảo cho việc thi công công trình trong thời gian quy định

Kết luận: Qua phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương án

dẫn dòng cho thấy: Có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương án dẫndòng Dựa vào địa hình, thời gian và các yếu tố khác trong quá trình thi công để phântích, đề xuất được phương án dẫn dòng hợp lý, về cả hai mặt kỹ thuật và kinh tế Cácphương án có thể sử dụng để dẫn dòng như: Lòng sông thiên nhiên, cống lấy nước,kênh, tràn tạm đủ khả năng xả lũ, tràn xã lũ chính

2.1.3 Đề xuất các phương án dẫn dòng thi công

2.1.3.1 Nguyên tắc đề xuất phương án dẫn dòng

1/ Thời gian thi công ngắn nhất

2/ Phí tổn dẫn dòng và giá thành công trình thấp nhất

3/ Thi công thuận tiện, liên tục, an toàn và chất lượng cao

4/ Triệt để lợi dụng các điều kiện có lợi của thiên nhiên và các đặc điểm của kết

5/ Khai thác mọi khả năng, lực lượng tiên tiến về kỹ thuật tổ chức quản lý như:máy móc có năng suất cao, phương pháp và công nghệ thi công tiên tiến, tổ chức thicông khoa học để tranh thủ tối đa thi công vào mùa khô với hiệu quả cao nhất Cụ thể

là mùa khô mực nước thấp, đắp đê quai ngăn dòng, tập trung đắp đập với tốc độ nhanhvượt lũ tiểu mãn và lũ chính vụ

6/ Khi thiết kế các công trình tạm nên chọn các phương án thi công đơn giản, dễlàm, thi công nhanh, dỡ bỏ dễ dàng, tạo điều kiện cho công trình chính sớm khởi công

và thi công thuận lợi, đặc biệt là tạo điều kiện để công trình sớm phát huy tác dụng

Các công việc phải làm

Qmax=12,4(m3/s)

- Làm đường thi công, lán trại,kho bãi và các khu phụ trợ phục

vụ cho thi công

- Bóc phong hóa bãi vật liệu, đàomóng đập, móng tràn, cống lấynước

- Thi công hoàn thiện cống lấynước và kênh xả ra sông

- Đắp chân khay bờ trái đến caotrình vượt lũ tiểu mãn và thi côngphần bảo vệ mái đập

Q=122,7(m3/s)

-Thi công đập đến cao trìnhkhống chế lũ chính vụ và hoànthiện phần mái thượng lưu

Qmax=12,4(m3/s)

- Đầu tháng 01 đắp đê quaithượng, hạ lưu

- Chặn dòng đầu tháng 2

- Nạo vét hố móng đập đoạn lòng

sông còn lại, đào chân khay đập

- Đắp đập chính đến cao trìnhphòng lũ tiểu mãn

- Thi công tràn xả lũ hoàn thiệntrước lũ chính vụ

Q=122,7(m3/s)

- Đắp đập đến cao trình thiết kế

và hoàn thiện phần áp mái phần

áp mái thượng lưu đập, đườnggiao thông trên mặt đập, tườngchắn sóng

- Lát đá bảo vệ mái thượng lưu,trồng cỏ mái hạ lưu, trải cấp phốimặt đập, xây rãnh tiêu nước

Bảng 2.2 - Phương án 2: Thời gian thi công là 2 năm từ tháng 1/2014 đến tháng 12/2015

Các công việc phải làm

và các mốc khống chế

Dẫn dòngqua lòngsông thiênnhiên.

Qmax= 12,4(m3/s)

- Làm đường thi công, lán trại, khobãi và các khu phụ trợ phục vụ chothi công

- Bóc phong hóa bãi vật liệu, đàomóng chân khay đập phía vai trái, vaiphải đập, cống lấy nước, móng tràn

- Thi công cống lấy nước và tràn xảlũ

- Đắp đập bên trái và bên phải đậplên đến cao trình phòng lũ tiểu mãn.(đắp vai trái trước vì có bố trí cốnglấy nước)

- Tiếp tục thi công cống lấy nước và tràn xả lũ, tầng lọc mái thượng lưu

Mùa mưa

(9/2014

đến12/2014)

Dẫn dòngqua lòngsông thuhẹp

Q = 122,7(m3/s)

- Thi công hoàn thiện cống lấy nước, tiếp tục thi công xây đúc tràn xả lũ

- Đào kênh dẫn dòng từ cống xả saucống lấy nước về lòng sông cũ ngoàiphạm vi đê quai hạ lưu

- -Thi công hoàn thiện tầng lọc máithượng lưu

Dẫn dòngqua tràntạm (doxuất hiện

lũ tiểumãn) vàCống lấynước

Qmax=12,4(m3/s)

- Bóc phong hoá bãi vật liệu (Đ,E) và

số I

- Đắp đê quai thượng lưu phần bênphải và trái (chừa lại phần ngăndòng)

- Chặn dòng vào đầu tháng 2(Qmax=0,83 m3/s)

- Bơm tiêu nước hố móng, xử lý rò rỉ

đê quai

- Tiếp tục thi công tràn xả lũ

- Đào và nạo vét hố móng đoạn lòngsông còn lại

- Đào móng và gia cố chống xói tràntạm bằng đá đào móng

- Bố trí tràn tạm bên phải đập ở caotrình 56,0m, gia cố tràn tạm bằng đáhộc Để chống xói lở mạnh vào châncông trình bên phải đập, ta có thể gia

cố mái tràn bằng rọ đá

- Đắp đập đoạn lòng sông còn lại lênđến cao trình vượt lũ tiểu mãn (chừalại phạm vi tràn tạm)

- Thi công hoàn thiện tràn xả lũchính

Mùa mưa:

(09/2015

đến12/2015)

Dẫn qua tràn

xả lũ, cốnglấy nước

Q = 122,7(m3/s)

- Đắp lấp tràn tạm vào cuối mùa khôsau lũ tiểu mãn

- Đắp đập đến cao trình thiết kế63,30m

- Lát mái thượng lưu, thi công vậtthoát nước phía hạ lưu đập

- San lấp mặt bằng bãi vật liệu

- Xây đá và hoàn thiện tường chắnsóng đỉnh đập ở cao trình 63.9m vàrãnh thoát nước cơ đập

- Thi công hoàn thiện đường cấp phốimặt đập

Không phải xây tràn tạm và các công trình

phục vụ cho dẫn dòng khác nên giảm được

khối lượng công trình, giảm được giá thành

thi công

Thi công được liên tục cả trong mùa kiệt

và mùa lũ không bị gián đoạn đảm bảo được

tiến độ thi công

Đảm bảo yêu cầu dùng nước cho hạ lưu

Cường độ đắp đập vượt lũ tiểumãn không cần khống chế nhờ đãlàm tràn tạm (cao độ tùy thuộc Btràn tạm)

Thi công được trong cả mùa lũ vàmùa kiệt

Đảm bảo yêu cầu dùng nước cho

hạ lưu

* Nhược điểm

Cường độ đắp đập để vượt lũ tiểu mãn cao

Cường độ ngăn dòng, thi công cao máy

móc và nhân lực không đáp ứng được đầy đủ

Kinh phí dẫn dòng thi công tăng

do phải xây dựng tràn tạm

2.1.3.4 Đánh giá chọn phương án

Trình tự thi công đập đất giữa 2 phương án cơ bản là giống nhau Phương án 1

có ưu điểm nổi bật là khối lượng công trình dẫn dòng nhỏ, nhưng cường độ đắp đậpvượt lũ tiểu mãn khá cao Phương án 2 tuy phải tốn kém kinh phí để xây dựng tràntạm, giá thành công trình có tăng lên nhưng giảm được cường độ đắp đập và tiến độ thicông khá đồng đều và ổn định so với phương án 1

Qua phân tích đánh giá lựa chọn phương án dẫn dòng, ở đây chọn phương án

2 là phương án chọn để làm phương án thiết kế dẫn dòng thi công.

2.1.4 Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng

2.1.4.1 Khái niệm

Lưu lượng thiết kế dẫn dòng là trị số lưu lượng lớn nhất ứng với tần suất và thờiđoạn dẫn dòng thiết kế

Khi xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng phải tiến hành theo các bước sau:

Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công (Chọn theo QCVN 0405:2012).

Với công trình cấp III tần suất lưu lượng mực nước lớn nhất để thiết kế côngtrình phục vụ cho công tác dẫn dòng P = 10%

Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng

Công trình hồ chứa nước Canh Hiển được thi công trong 2 năm, phân tíchđiều kiện thủy văn và chọn theo mùa

Căn cứ vào tài liệu dòng chảy năm thiết kế có:

• Mùa kiệt bắt đầu từ tháng 1 đến tháng 8

• Mùa lũ bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 12

2.1.4.2 Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công

Với tần suất thiết kế dẫn dòng đã chọn (P = 10%) thì việc chọn lưu lượng thiết

kế chủ yếu dựa vào dẫn dòng thiết kế cho từng thời đoạn

• Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công mùa kiệt: Qkiệt

Lưu lượng dẫn dòng thi công.

Điều kiện chống xói của lòng sông và địa chất ở hai bờ

Đặc điểm cấu tạo của công trình

Đặc điểm và khả năng thi công trong các giai đoạn, nhất là giai đoạn công trình

có trọng điểm

Cách tổ chức thi công, bố trí công trường và giá thành công trình

Đắp phần bên phải và bên trái như hình (2-1) như sau:

Hình 2.1- Sơ đồ thu hẹp lòng sông khi đắp hai bên

Mức độ thu hẹp của dòng suối được biểu thị bằng công thức sau:

%100.2

1ω

ω : Tiết diện ướt của lòng suối cũ (m2) → Tính theo ZTL

Ứng với cao trình đáy suối: +38,97

• Tính toán mức độ thu hẹp lòng sông ứng với Q dd = 12,4 (m 3 /s)

Với tần suất P = 10% ta có lưu lượng dẫn dòng về mùa kiệt ứng với Qkiệt

hhl: chiều cao cột nước hạ lưu (m)

Zđs: Cao trình đáy sông xác định được dựa vào mặt cắt dọc đập

2 gt.

ω + ∆Ζ Β= 120,4+(0,01.18,5)= 120,6(m2)

* Tính lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp (V c )

Z Vc

hc Vo

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

Lưu tốc bình quân tại mặt cắt thu hẹp được tính theo công thức :

Vc = ( 2 1)

% 10 maxωω

Q

(m/s) (2-2)Trong đó :

Vc : Lưu tốc bình quân tại mặt cắt thu hẹp của lòng sông (m/s)

Qmax10% : Lưu lượng thiết kế thi công mùa kiệt (m3/s); Qkiệt

kiet c

Q V

2ω

∆

* 2ω

Tra phục lục 8-1b/263 BTTL I, ta có: [ ]V c = 0,71(m/s)

Ta thấy Vc = 0,3 (m/s) 〈 [ ]V c = 0,71 (m/s) Vậy lòng sông không bị xói lở,nên ta không cần phải gia cố

c Tính lưu tốc lòng sông chưa bị thu hẹp

Sau khi lòng sông bị thu hẹp thì trạng thái chảy của dòng sông thay đổi mực nướcdâng lên

Độ cao cột nước dâng khi lòng sông bị thu hẹp với lưu lượng Qkiệt

max=12,4 (m3/s) được xác định theo công thức sau:

2 2 0 2

V0 - Lưu tốc lòng sông chưa bị thu hẹp

0,85 2.9,81 2.9,81− = 0,01 (m) (2-4)Vậy khi lòng sông bị thu hẹp mực nước dẫn dòng tăng lên ∆Z= 0,01(m)

So sánh (1), và (2) ta có ∆Ζ = ∆Ζ =gt 0,01( )m

Vậy lòng sông bị thu hẹp mực nước dâng lên là 1,0(cm)

Thay các giá trị vào công thức (2-1) ta có:

Từ biểu đồ quan hệ Q-Zhl ta tra được Zhl=41,63m

Với tần suất P = 10% ta có lưu lượng dẫn dòng về mùa lũ ứng với

So sánh ta có: Vc = 1,99 (m/s) > [ ]V c = 0,89(m/s) → Vậy lòng sông và bờ sông bị xói lở, nên ta phải gia cố bằng xếp đá bảo vệ tại khu vực thi công nơi có mái tiếp giáp với lòng sông.

• Biện pháp phòng và chống xói lở:

Bố trí đê quai thuận chiều nước chảy

Nạo vét và mở rộng lòng sông để tăng tiết diện khi thu hẹp

Độ cao cột nước dâng khi lòng sông bị thu hẹp (∆Z):

2 2 0 2

ω

=

.100168,65 = 59,5%

Vậy mức độ thu hẹp là hợp lý K∈(30÷60)%

Vậy cao trình đắp đập phòng lũ chính vụ mùa mưa năm thứ nhất là:

+ Xác định các cao trình đấp đập vượt lũ: Lũ tiểu mãn và lũ chính vụ

Xác định mực nước thượng lưu của cống từ đó xác định cao trình đắp đê quaithi công mùa kiệt năm thứ 2

a Tính với giá trị lưu lượng sau khi chặn dòng

∗ Xác định mực nước trước cống ứng với HTL

+ Với lưu lượng dẫn dòng qua cống ta lấy lưu lượng Qdd = 0,83(m3/s) là lưulượng dẫn dòng mùa kiệt

Trong thực tế khi thi công kênh đoạn hạ lưu cống chừa lại để dẫn dòng quacống Khi dẫn dòng chảy sau cống ta đào một đoạn kênh hạ lưu đến cống xả xuốnglòng sông cũ (Dòng chảy tự do sau cống) để tân dụng được hết khả năng chảy củacống Theo tài liệu thiết kế kỹ thuật có các thông số kỹ thuật của cống như sau:

+ Lưu lượng thiết kế Qtk = 1,45 (m3/s)

Căn cứ vào phương án dẫn dòng thi công đã chọn, ta thấy công trình tham giavào quá trình dẫn dòng của mùa kiệt Khi đó để tính toán ta coi cửa cống mở hoàn toàn(a = D = 0,6 m), lưu lượng qua cống Q = 0,83 (m3/s) Để phục vụ cho tính toán điềutiết thường xuyên sau khi đắp đê quai ngăn dòng chính

Hình 2.3- Sơ đồ tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống.

g H0 iL D

C R

∑ : Hệ số lưu lượng

∑ξ : là hệ số sức cản cục bộ

ξ= 0,5: cửa vào (Phục lục47b/257 bài tập thủy lực tập I)

ξ= 1: cửa ra (Phục lục 47a/256 bài tập thủy lực tập I)

→ ∑ξ= 1+ 0,5 = 1,5

0,60,15

n: Hệ số nhám, (với ống sắt n= 0,015 - 0,017), bảng tra thủy lực

→ µ =

2

1

0,3132

0,01.132 3,952

H - Cột nước trước cống tính từ cao trình đáy cống

D – chiều cao cống ngay sau cửa vào

2.4

∆эi = эi+1 - эi: Biến thiên tỷ năng của dòng chảy giữa 2 mặt cắt (i+1) và i (m)

y= n= = 0,19 (n: hệ số nhám)

2



V

i

ω : Độ dốc thủy lực2

J : Độ dốc thủy lực trung bình

L= ∑∆L: Chiều dài cộng dồn (m)

Bảng 2.3- Bảng kết quả tính toán vẽ đường mặt nước trong cống.

Ta thấy đường nước dâng c0 vẽ đến độ sâu h = d = 0,6 (m) tức là chạm vào trần cống màvẫn nằm trong phạm vi thân cống :

lk = 0,592 (m)

lvào = 1,4 0,6 = 0,84 (m)

Nên:

Lk = 0,592 + 0,84 = 1,43 (m) < L = 132 (m) ⇒ Cống là cống chảy có áp vì khi đó mực nước chạm vào trần cống.

Vậy ta giả thiết cống chảy có áp là đúng

Cột nước trước cống: H = 3,95 (m)

* Xác định cao trình đắp đê quai thượng lưu :

Áp dụng công thức trang 30 (Giáo trình thi công tập I)

Η++

• Tính với giá trị Q max sau khi chặn dòng

Giả thiết cống chảy có áp

→ Công thức tính có áp: QCống = µ.ω 2g(Hcong+iL- )D

C R

∑ : Hệ số lưu lượng

∑ξ : là hệ số sức cản cục bộ

ξ= 0,5: cửa vào (Phục lục 47b/257 Bài tập thủy lực tập I)

ξ= 1: cửa ra (Phục lục 47a/256 Bài tập thủy lực tập I)

→ ∑ξ= 1+ 0,5 = 1,5

0,60,15

1,5 1,5 0,016

y= n = = 0,19 (n: hệ số nhám)n: Hệ số nhám, (với ống sắt n= 0,015 - 0,017), bảng tra thủy lực

→ µ =

2

1

0,3132

• Tính toán thủy lực dẫn dòng đồng thời qua cống và tràn tạm

Hình 2.4- Sơ đồ tính toán thuỷ lực dẫn dòng đồng thời qua tràn tạm và cống

+ ZTC: Cao trình tâm cống (m)+ ZĐầu cống = 44,80 (m): Cao trình ngưỡng cống+ D = 60(cm) = 0,6 (m): Kích thước cống

→Thay các giá trị vào (2-10)ta có:

+ m = 0,32: Gọi là hệ số lưu lượng của đập tràn đỉnh rộng phụ thuộc vào tính chấtthu hẹp của cửa vào lấy theo trị số gần đúng của Cumin.

⇔ 12,4 = 0,084. 19, 62Η +tran 233,868 + 29,766. 32

TranH

⇒ Giải phương trình có được HTràn = 0,52 (m)

⇒ZTL = ZTràn + HTràn = 56,0 + 0,52= 56,52 (m)

Vậy cao trình vượt lũ tiểu mãn là:

Zđắp đập = Ztl + δ = 56,52 + 0,6=57,12 (m) (δ = 0,5 ÷ 0,7m)

Zđê quai = Ztl + δ = 56,52 + 0,4=56,92 (m) (δ = 0,3 ÷ 0,5m)

2.1.6 Thiết kế kích thước công trình dẫn dòng

* Tuyến đê quai

Đê quai là một công trình ngăn nước tạm thời, ngăn cách hố móng với dòng chảy đểtạo điều kiện cho công tác thi công trong hố móng được khô ráo, khi thi công công trìnhchính xong thì đê quai được phá dỡ đi Khi đắp đê quai cần thỏa mãn các yêu cầu cơ bảnsau:

+ Phải đủ cường độ, ổn định, chống thấm và phòng xói tốt

+ Cấu tạo đơn giản, đảm bảo xây dựng, sữa chữa, và tháo dỡ dễ dàng và nhanh chóng

+ Khối lượng đào đắp ít, cần vận dụng vật liệu, thi công với thời gian ngắn và giáthành rẻ.

Để chọn được tuyến đê quai hợp lý đảm bảo được các yêu cầu nêu trên, sau khinghiên cứu kỹ bình đồ mặt bằng tổng thể bố trí cụm công trình đầu mối ta thấy rằng:

+ Vị trí đắp đê quai ở thượng lưu được nối từ bên phải đập chính hướng vào tràn tạmdẫn dòng, nhánh đê quai này có nhiệm vụ ngăn nước từ thượng lưu về không cho tràn vào

hố móng làm ảnh hưởng đến thi công hố móng đập

+ Vị trí đê quai hạ lưu cũng được đắp từ vai phải đập hướng vào kênh dẫn dòng, nhánh

đê quai này có nhiệm vụ ngăn nước từ phía hạ lưu không cho tràn vào hố móng đập

Đê quai thi công bằng phương pháp đầm nén và tận dụng đất đá đào móng tràn chính,chân khay tim đập, móng cống để đắp, để giảm bớt khối lượng và giá thành

* Kích thước mặt cắt đê quai

Đê quai kết hợp làm đường thi công, nên ở đây chọn:

+ Bề rộng đê quai thượng lưu: Btl = 5m

+ Bề rộng đê quai hạ lưu: Bhl = 5m

+ Hệ số mái thượng và hạ lưu: m = 1,5

* Cao trình đỉnh

Đê quai được đắp vào đầu tháng 01 và thời điểm chặn dòng là đầu tháng 02 năm 2015(đầu mùa khô) Nhiệm vụ đê quai chỉ phục vụ cho thi công cho các tháng đầu mùa khô (từtháng 02 đến cuối tháng 06) nên lượng nước trước đê quai không lớn lắm, vì vậy trong tínhtoán đê quai ta bỏ qua độ cao an toàn do sóng

Nhiệm vụ của đê quai là ngăn nước vào hố móng đập chính

2.1.6.1 Thiết kế đê quai thượng lưu

m

2=1 .5

m1=1 5

MNTL

m

2 =1 75

m 1 =

1. 25

Zdq

Hình 2.5- Sơ đồ mặt cắt đê quai thượng lưu

Trong trường hợp tính toán cho đê quai thượng lưu ứng với mực nước lưu lượng như

đã xác định ở phần tính toán dẫn dòng qua cống có cao trình mực nước thượng lưu ZTL =48,75 (m), ứng với lưu lượng dẫn dòng là Qdd = 0,83 (m3/s)

Áp dụng công thức trang 30 GTTC tập 1 ta xác định được cao trình đê quai thượnglưu như sau:

Zđqtl = Ztl + δ (δ = 0,3 ÷ 0,5m) (2-16) Trong đó:

+ Ztl = 48,75 (m): Là cao trình mực nước thượng lưu

+ δ : Độ vượt cao an toàn thượng lưu và hạ lưu của đê quai

Zdq MNHL

Hình 2.6- Sơ đồ mặt cắt đê quai hạ lưu

Đê quai hạ lưu ứng với lưu lượng dẫn dòng lớn nhất trong mùa khô là cong

dd

Q = 12,4(m3/s), tra quan hệ (Q~Zhl) có Zhl = 39,59(m)

Áp dụng công thức trang 30 GTTC tập 1 ta xác định được cao trình đê quai hạ lưunhư sau:

Zđqhl = Zhl + δ (δ = 0,3 ÷ 0,5m) (2-17) Trong đó:

+ Zhl = 39,59 (m): Là cao trình mực nước hạ lưu

→ Thay các giá trị vào công thức (2-17) ta được: Zđqhl = 39,59+ 0,4 = 39,99(m)

2.2 Ngăn dòng

* Tầm quan trọng

Ngăn dòng là một công tác khẩn trương và phức tạp với một thời gian ngắn nhất, đòihỏi tốn ít vật liệu và nhân lực nhưng phải chặn được dòng chảy ở cửa ngăn dòng, dòng chảyđược dẫn qua công trình dẫn dòng hoặc trữ lại trong hồ Nó còn là công tác có tính chất chủyếu mấu chốt trong quá trình thi công các công trình thủy lợi lớn Vì vậy chọn phương ánngăn dòng hợp lý có ý nghĩa to lớn về mặt kinh tế và kỹ thuật

Sau khi tính toán thủy lực cống dẫn dòng, ta xác định được cao trình của đê quai