Thiết kế thi công hồ chứa nước suối chay

Nếu bạn muốn bản vẽ thì để lại email cho mình, mình sẽ gửi bạn bản cad nha.........................................................................................................................................................................

1.2 Nhiệm vụ của công trình

1.3 Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình

1.3.5 Khối lượng xây lắp chủ yếu

1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình

1.4.1 Điều kiện địa hình8

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

1.4.2.1 Điều kiện khí hậu

1.4.2.2 Điều kiện thủy văn

1.4.2.3 Đặc trưng dòng chảy

1.4.3 Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn 15

1.4.3.1 Địa chất công trình15

1.4.3.2 Địa chất thủy văn15

1.4.4 Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực16

1.5 Điều kiện giao thông16

1.5.1 Đường thi công ngoại tuyến kết hợp quản lý16

1.5.2 Đường thi công nội tuyến16

1.6 Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước:16

SV Trang 1

1.8 Thời gian thi công được phê duyệt19

1.9 Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công19

2.4 Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng 24

2.4.1 Chọn tần suất dẫn dòng thi công24

2.4.2 Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng24

2.4.3 Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng25

2.5 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp 25

2.5.1 Mục đích của việc dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp25

2.5.2 Mức độ thu hẹp của lòng suối

2.5.3 Nội dung tính toán

2.5.3.1 Xây dựng quan hệ

2.5.3.2 Tính lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp

2.5.3.3 Xác định độ chênh cao cột nước

2.5.3.4 Xác định cao trình mức nước thượng lưu

2.6 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống ngầm

2.6.1 Tài liệu cơ bản

2.6.2 Mục đích tính toán

2.6.3 Các bước kiểm tra

2.6.4 Ứng dụng kết quả tính toán

2.7 Tính toán điều tiết 37

2.7.1 Tính toán điều tiết thường xuyên37

2.7.2 Tính toán điều tiết lũ

2.7.2.1 Mục đích

2.7.2.2 Nội dung tính toán

2.8 Thiết kế kích thước công trình dẫn dòng

2.8.1 Đê quai

2.8.1.1 Đê quai hạ lưu

2.8.1.2 Đê quai thượng lưu

2.8.1.3 Tính khối lượng đê quai

2.8.2 Thiết kế sơ bộ mặt cắt kênh giữa hai suối

2.8.3 Ngăn dòng

2.8.3.1 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng

2.8.3.2 Chọn vị trí và độ rộng ngăn dòng

2.8.3.3 Phương án ngăn dòng và tổ chức ngăn dòng

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

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG ĐẬP ĐẦM NÉN

3.1 Công tác hố móng

3.1.1 Thiết kế tiêu nước hố móng

3.1.1.1 Đề xuất và lựa chọn phương án

3.1.1.2 Xác định lượng nước cần tiêu

3.1.1.3 Lựa chọn thiết bị và bố trí hệ thống tiêu nước hố móng

3.1.2 Thiết kế tổ chức đào móng

3.1.2.1 Tính khối lượng và cường độ đào móng

3.1.2.2 Chọn phương án đào móng

SV Trang 3

3.1.2.3 Tính toán xe máy theo phương án chọn

3.2 Thiết kế tổ chức đắp đập

3.2.1.Phân chia các giai đoạn đắp đập

3.2.2 Tính khối lượng đắp đập cho từng giai đoạn

3.2.3.Cường độ đào đất của từng giai đoạn

3.2.4.Quy hoạch sử dụng bãi vật liệu

3.2.4.1 Khối lượng bãi vật liệu chủ yếu

3.2.4.2 Khối lượng bãi vật liệu dự trữ

3.2.4.3 Kế hoạch sử dụng bãi vật liệu cho từng giai đoạn

3.2.5 Chọn máy và thiết bị đắp đập cho từng giai đoạn

3.2.5.1 Tính số lượng máy đào và ô tô

3.2.5.2 Tính số lượng máy san đầm

3.2.6 Tổ chức thi công trên mặt đập

3.2.6.6 Công tác bạt mái và làm bảo vệ mái

CHƯƠNG 4 : TIẾN ĐỘ THI CÔNG

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

4.2 Phương pháp lập tiến độ

4.2.1 Tài liệu cơ bản

4.2.2 Phương pháp lập tiến độ thi công

4.2.3 Các bước lập

4.2.4 Kê khai hạng mục và thống kê khối lượng

4.3 Kiểm tra tính hợp lý của biểu đồ nhân lực

5.2 Công tác kho bãi

5.2.1 Xác định lượng vật liệu dự trữ trong kho

5.3.2.1 Xác định lượng điện dung cần thiết

5.3.2.2 Thiết kế hệ thống cung cấp điện và chọn nguồn điện

5.4 Bố trí quy hoạch nhà tạm thời trên công trình

5.4.1 Xác định số người trong khu nhà ở

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

5.4.3 Sắp xếp bố trí nhà ở và kho bãi

5.5 Đường giao thông:

5.5.1 Đường thi công ngoài công trường

5.5.2 Đường thi công trong công trường

5.5 Công tác an toàn lao động và vệ sinh môi trường

Công trình hồ chứa nước Suối Chay có nhiệm vụ:

Trữ nước tưới cho 400 ha đất canh tác thuộc xã Cát Trinh và xã Cát Tân huyện PhùCát Trong đó:

Nuôi cá nước ngọt và cải tạo một phần khí hậu vùng dự án

1.3 QUY MÔ, KẾT CẤU CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH

1.3.1 Cấp bậc công trình

Công trình hồ chứa nước Suối Chay với yêu cầu cung cấp nước tưới cho khoảng

400 ha đất canh tác, theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam 285-2002 (Tra bảng 2-1 trang 4) ta

có cấp của công trình là cấp IV

Từ tài liệu thủy văn, ta có lượng nước đến khoảng 9.020*106 m3 Để trữ hết lượngnước này thì cần xây dựng một đập có chiều cao khoảng 13,50 m Theo tài liệu địa chất, địahình thì đập lại được xây dựng trên nền đất Từ chiều cao, loại đập và dạng nền theoTCXDVN: 285 - 2002 (Tra bảng 2-1 trang 5) ta được công trình cấp IV

Vậy ta chọn cấp công trình là cấp IV

1.3.3.4 Cống lấy nước

SV Trang 7

Chiều dài cống: L = 87,0 m

Mặt cắt tròn Φ = 600 mm, bọc bê tông cốt thép

1.3.4 Đặc điểm kết cấu công trình

Dựa vào kết quả tính toán trong thiết kế kỹ thuật phần đầu mối hồ chứa nước SuốiChay có các đặc điểm sau:

Thiết bị thoát nước thân đập kiểu lăng trụ kết hợp gối phẳng,cao trình +31,00,cóchiều rộng b = 2 m,hệ số mái m = 2,0

Mái thượng lưu được gia cố bằng đá lát khan dày 25cm nằm trên tầng lọc,lớp lọcphía dưới là cát dày 10 cm, lớp trên là sỏi dày 15 cm

Mặt đập có chiều rộng B = 5 m được rải cấp phối dày 20 cm,hai bên xây đá vữaM100

1.3.4.2 Cống lấy nước

Hình thức cống ngầm dưới thân đập, van đóng mở được đặt ở hạ lưu cống, kết cấucống bằng ống thép đường kính Φ 600 bọc bê tông cốt thép, chiều dài L = 87,0 m Cốngphải thi công xong năm thứ nhất để dẫn dòng thi công

1.3.4.3 Tràn xả lũ

Kết cấu cửa vào dùng đá xây vữa M100,dày 25 cm

Ngưỡng tràn có cao trình là +39,00, chiều rộng 40 m,xây bằng đá chẻ và bọc bê tôngcốt thép dày 50 cm

Ngưỡng tràn dài 6,0 m, bề rộng ngưỡng tràn B= 40m, kết cấu bằng bê tông cốt thépM200

Đoạn dốc nước có chiều rộng b = 28 m, kết cấu bằng bê tông cốt thép

Bể tiêu năng dài 18,5 m, kết cấu bằng bê tông cốt thép M200, dày 40 cm

1.3.5 Khối lương xây lắp chủ yếu

Qua tài liệu thiết kế kỹ thuật có khối lượng xây lắp chủ yếu như sau:

Bảng 1-1: Khối lượng xây lắp chủ yếu

1 Đất đào + phong hoá m3 26.708,30

1.4 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỤC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

1.4.1 Điều kiện địa hình

Hồ Suối Chay được cung cấp nguồn bởi ba suối chính, các suối này xuất phát từnhững dãy núi cao chảy từ hướng đông bắc xuống tây nam, xung quanh bụng hồ là nhữngbụi cây rậm rạp Gần mép nước là rừng cây bạch đàn do tổ chức PAM tài chợ trồng được 6đến 8 năm

Nhìn chung địa hình khu vực đầu mối hồ chứa nước Suối Chay tương đối bằngphẳng, rộng rãi, rất thuận lợi cho việc bố chí mặt bằng và tổ chức thi công

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

1.4.2.1 Điều kiện khí hậu

SV Trang 9

a Gió

Bảng 1-2: Bảng tốc độ gió theo tiêu chuẩn thiết kế

b Mưa

c Bốc hơi

Bảng 1-3: Bảng phân phối lượng tổn thất do bốc hơi hàng tháng

5

12,5

b Phân phối dòng chảy năm theo tần suất thiết kế

Bảng 1-4: Phân phối dòng chảy năm theo tần suất thiết kế

c Dòng chảy lớn nhất các tháng mùa kiệt

Bảng 1-7:Dòng chảy lớn nhất các tháng mùa kiệt

Hình 1-1 : Đồ thị quan hệ Z ~ W.

SV Trang

13

Z ~ W

Hình 1-2 : Đồ thị quan hệ Z ~ F.

1.4.3 Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn

1.4.3.1 Địa chất công trình

a Tài liệu khảo sát địa chất

Mặt cắt địa chất dọc, ngang tuyến đập

Địa tầng:

Tuyến đập đất tính từ trên xuống dưới bao gồm các lớp:

Lớp 1: Đất á sét mầu nâu xám, xám trắng loang lổ Đất ẩm, trạng thái nửa cứng chặtvừa Bề dầy lớp (0,5 - 2,0) m Nguồn gốc aQ

Lớp 2: Tầng Laterit hoá có dạng hỗn hợp cát cuội sỏi, dăm được gắn kết bằng đất ásét có mầu thay đổi từ xám vàng, xám trắng, nâu đỏ đến xám đen Đất ẩm, nửa cứng chặtvừa Cấu tạo dạng ổ, dạng vỉa phân lớp xen kẹp nhau Bề dầy lớp từ (5,0 - 9,0) m Nguồngốc eQ Lớp này thấm nước trung bình

Lớp 3: Tầng Laterit hoá là lớp cuội sỏi kết hợp bằng đất bị Laterit hoá kém Đất cómầu vàng nâu đỏ Thành phần của đất là các cuội sỏi, dăm sạn đá khoáng, phần hạt nhỏchiếm tỷ lệ thấp Dăm sạn kém cứng chắc, khi khô trở nên cứng chắc hơn lớp này chỉ phân

bố ở vai đập trái Bề dầy lớp từ (8,0 - 11,0) m Nguồn gốc eQ Lớp này thấm nước mạnh

Lớp 4: Á sét nặng - sét nhẹ xám vàng, nâu vàng loang lổ xám trắng Đất ẩm vừa,chặt vừa, nửa cứng - dẻo cứng Lớp này chỉ nằm dưới lớp 3 Bề dầy chưa xác định Nguồngốc eQ

Đất nền đập : Gồm các lớp 1, 2, 3, 4

Lớp 1: Lớp này có tính thấm nước mạnh: K = 2,0*10-5 m /s

Lớp 2: Lớp này có tính thấm nước trung bình: K = 4,0*10-6 m /s

Lớp 3: Lớp này có tính thấm nước mạnh: K = 2,0*10-5 m /s

Lớp 4: Lớp này có tính thấm nước yếu, phạm vi phân bố sâu

1.4.3.2 Địa chất thủy văn

Trong phạm vi tuyến đập chính của hồ chứa nước Suối Chay hầu như không có tầngngầm Nguồn cung cấp nước cho hồ chứa chủ yếu nước mưa và nước suối

Tuyến cống lấy nước

Địa chất tuyến cống trình từ trên xuống dưới bao gồm các lớp: 1, 2, 4, 6

Đáy cống dự kiến nằm ở cao trình +30,00 là lớp 4

1.4.4 Điều kiện dân sinh kinh tế khu vực

Khu vực hưởng lợi công trình gồm xã Cát Trinh, Cát Tân có:

SV Trang

15

Bình quân sản lượng lương thực đầu người: 380 kg/năm.

Ngoài sản xuất nông nghiệp,một bộ phận nhỏ dân cư trong hai xã sống bằng nghềbuôn bán và tiểu thủ công nghiệp Nhìn chung đời sống nhân dân còn nghèo khổ, cần phải

có kế hoạch cụ thể nhằm phát triển cơ sở hạ tầng, nâng cao từng bước đời sống nhân dânngang với xu thế hiện nay

1.5 ĐIỀU KIỆN GIAO THÔNG

1.5.1 Đường thi công ngoại tuyền kết hợp quản lý

Công trình hồ chứa nước Suối Chay cách thị trấn Phù Cát về phía Đông Bắc 6 km

1.5.2 Đường thi công nội tuyến

Đường giao thông vào công trình tương đối thuận lợi cho việc thi công công trình,cần phải mở rộng mặt đường và có biện pháp gia cố nền đường để vận chuyển thiết bị, vật

tư, vật liệu phục vụ thi công công trình

Công tác thi công đắp đường và sửa chữa cần hoàn thành ngay trong tháng đầu tiên

kể từ khi khởi công để đảm bảo sử dụng vận chuyển vật tư, vật liệu xây dựng công trình

Trong quá trình thi công, đường phải được duy tu sửa chữa thường xuyên

1.6 NGUỒN CUNG CẤP VẬT LIỆU, ĐIỆN, NƯỚC

1.6.1 Vật liệu

1.6.1.1 Vật liệu đắp đập

Qua kết qủa khảo sát địa chất công trình đã tìm kiếm được 04 mỏ vật liệu đất xâydựng gồm các mỏ: mỏ II, mỏ IV, mỏ V ở hạ lưu đập, mỏ III ở trong lòng Hồ, với tổng khốilượng như sau:

Bảng 1-9: Vật liệu đắp đập

KHỐI LƯỢNG

CỰ LY(m)

Diện tích(m2)

Bóc phong hoá(m3)

Khai thác(m3)

Hệ số thấm tính toán: K = 2*10-5÷ 8*10-5cm / s.

Dung trọng khô: γc = 1,50 ÷ 1,76 T / m3

Bảng 1-10:Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu đắp đập

1.6.1.2 Các vật liệu khắc phục cho công trình

Vật liệu cát khai thác sông An Hành, cách công trình 8 km trữ lượng rồi dào đáp ứngnhu cầu xây dựng công trình

Các vật liệu khác mua tại thị trấn Phù Cát hoặc ở Quy Nhơn trữ lượng có thể đápứng được nhu cầu tiến độ đề ra

1.6.2 Điện

Công trình Hồ chứa nước Suối Chay cách trung tâm xã Cát Trinh huyện Phù Cát 4

km, vì vậy ta chọn hình thức cấp điện cho công trường bằng cách xây dựng đường dâytrung thế từ trung tâm xã vào công trình Ngoài ra cần bố trí một máy phát điện động cơDIEZEN để đề phòng điện lưới có sự cố

Nước phục vụ cho sinh hoạt được khai thác từ các giếng đào sau đập.

1.7 ĐIỀU KIỆN CUNG CẤP VẬT TƯ, THIẾT BỊ, NHÂN LỰC

1.7.1 Vật tư

Các loại vật tư như xi măng, sắt thép, xăng dầu mua ở Quy Nhơn hoặc ở Phù Cát Đákhai thác ở gần công trình, cát khai thác ở suối An Hành Toàn bộ vật tư dự trù để thi côngcông trình như sau

Bảng 1-12: Xe máy

1.7.3 Nhân lực

Trong khu vực xây dựng công trình lực lượng lao động khá dồi dào Các công tyđóng ở trên địa phương có trình độ, trang thiết bị thi công hiện đại, đội ngũ công nhân kỹ sưlành nghề

1.8 THỜI GIAN THI CÔNG ĐƯỢC PHÊ DUYỆT

Thời gian thi công trong hai năm Bắt đầu từ tháng 1/2011, kết thúc tháng 12/2012

1.9 NHỮNG KHÓ KHĂN VÀ THUẬN LỢI TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG

1.9.1 Khó Khăn

Vì vùng xây dựng công trình hồ chứa nước Suối Chay xây dựng vùng có khí hậukhắc nghiệt mùa khô thì nắng nóng nhiệt độ tăng cao, dẫn đến có khả năng thiếu nước sinhhoạt trong mùa kiệt

1.9.2 Thuận lợi

Cụm công trình đầu mối cách huyện Phù Cát không xa nên viêc sinh hoạt, đi lại muasắm, sửa chữa cũng rất thuận lợi khắc phục nhanh sự cố có thể xảy ra ở công trường Bêncạnh đó trong khu vực xây dựng công trình có lực lượng lao động dồi dào, các công ty đóngtrên địa phương có đội ngũ lãnh đạo, trang thiết bị tiên tiến và đội ngũ công nhân kỹ thuậtlành nghề thúc đẩy nhanh tiến độ thi công

Dẫn dòng thi công nhằm ba mục đích cơ bản sau:

SV Trang

19

- Ngăn chặn những ảnh hưởng không thuận lợi của dòng chảy trong quá trình thi công.

- Dẫn dòng chảy về hạ lưu đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng nước trong quátrình thi công

- Phải đảm bảo các điều kiện thi công nhưng vẫn sử dụng được nguồn nước thiênnhiện để phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt cho nhân dân trong vùng hạ lưu công trình.Dẫn dòng thi công là một công tác có tính chất quan trọng, liên quan và quyết địnhnhiều vấn đề khác Biện pháp dẫn dòng thi công ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch tiến độthi công đến toàn bộ công trình, hình thức, kết cấu, chọn và bố trí công trình đầu mối, chọnphương pháp thi công, bố trí công trường và ảnh hưởng đến giá thành công trình Nếukhông giải quyết đúng đắn và hợp lý khâu dẫn dòng thi công thì quá trình thi công sẽ khôngliên tục, làm đảo lộn kế hoạch tiến độ, kéo dài thời gian thi công và giá thành công trình sẽtăng lên gây lãng phí trong quá trình thi công

Công tác dẫn dòng trong quá trình thi công chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như: thủyvăn, 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 và thời gian thi công

Do đó phải nhất thiết thấy rõ tính chất quan trọng của công tác dẫn dòng thi công đểlàm tốt công tác điều tra, nghiên cứu và giải quyết vấn đề khi đưa ra biện pháp dẫn dòng

2.2 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN DẪN DÒNG

2.2.1 Phương án 1

Bảng 2-1: Tóm tắt phương án dẫn dòng thi công

Nămthicông

dòng

Lưu lượngdẫn dòng

Các công việc phải làm và mốc khống

chế1

Mùa khô từ01/01/÷31/08

Dẫn dòng qua lòngsông thiên nhiên

51,3 (m3/s)

-Làm đường, lán trại và các công trình phụ trợ phục vụ cho công trình chính

-Đào móng tràn,móng đập,cống lấy nước.Thi công xong cống lấy nước

-Thi công đập bờ phía trái đến caotrình vượt lũ tiểu mãn qua lòng sôngthiên nhiên Thi công xong tràn xả lũ

Mùa mưa từ

01/09÷31/12

Dẫn dòng qua lòngsông thu hẹp

240(m3/s)

-Thi công tiếp phần đập phía bên tráiđến công trình vượt lũ chính vụ qualòng sông thu hẹp

-Thi công bản đáy, bể tiêu năng, tườngbên tràn

(m3/s)

-Ngay đầu mùa kiệt đào kênh dẫndòng giữa hai suối tự nhiên để thôngnước

-Công tác hố móng.Đắp đê quaithượng lưu

-Đắp đập bờ phải đến cao trình mựcnước tính dẫn dòng trước lũ tiểu mãn,sau đó tiếp tục thi công đến công trìnhvượt lũ chính vụ

Mùa mưa từ

01/09 ÷31/12

Dẫn dòng qua cốnglấy nước kết hợp cống dẫn dòng và tràn xả lũ

240(m3/s)

- Hoàn thiện, trồng cỏ bảo vệ mái hạlưu

51,3 (m3/s)

-Làm đường, lán trại, kho bãi

và các công trình phụ trợ phục vụ cho công trình chính

-Bóc phong hóa bãi vật liệu, đào móng tràn, cống lấy nước, đào móng đập bờ phải tận dụng đất đá đào móng để đắp đê quai thượng lưu

-Thi công xong cống lấy nước Thi công tràn xả lũ Đắp đập phần bên trái lòng sông đến công trình vượt lũ

Mùa mưa từ

01/09 ÷31/12

Dẫn dòng qua lòng sôngthu hẹp

240(m3/s)

Đầu tháng 2: Chặn dòng,dòng chảy được tích lại trong hồ đến cao trình +29,00(bằng cao trình ngưỡng cống

) được dẫn qua cống lấy nước

Dòng chảy lũ tiểu mãn

51,3 (m3/s) -Đầu tháng 1 đào tràn tạm

tận dụng đắp đê quai thượnglưu, đầu tháng 2 chặn dòng.Sau khi chặn dòng xử lý nềnđập đoạn lòng sông

-Đào móng đập phía bờ trái.Đắp đập đến cao trình vượt

lũ tiểu mãn trước 30/4 Đắpđập đến cao trình thiết kếtrước lũ chính vụ

-Hoàn thiện đập và tràn xả lũ

một phần dẫn quacống,một phần được tíchlại trong hồ và đến caotrình ngưỡng tràn tạm vàbắt đầu chảy qua tràn tạm.

Không ảnh hưởng đến nhu cầu dùng nước ở hạ lưu đập

Ngay mùa khô năm thứ nhất đã thi công xong tràn xả lũ không cần phải làm tràn tạm

Chiều cao đê quai thấp vì vậy có thể đắp rộng thêm để kết hợp làm đường thi công

Nhược điểm:

Phải đào kênh để thông nước hai suối tự nhiên vào mùa khô năm thứ hai

2.3.2 Phương án 2

Ưu điểm:

Khối lượng đào đắp đê quai dẫn dòng nhỏ

Không ảnh hưởng đến nhu cầu dùng nước ở hạ lưu đập

SV Trang

23

Chiều cao đê quai thấp vì vậy có thể đắp rộng thêm để kết hợp làm đường thi công.

Nhược điểm:

Dùng tràn chính chưa thi công phần ngưỡng để làm tràn tạm

Phải đào kênh để thông hai suối

Cường độ và khối lượng thi công năm thứ nhất và thứ hai không đồng đều

2.3.3 Kết luận

Qua những phần tích trên cho ta thấy rằng phương án 1 có nhiều ưu điểm :

Không phải làm tràn tạm mà dùng tràn chính đã thi công xong vào mùa khô năm thứ nhất

Tận dụng được đất đào tràn để đắp đê quai ở cự ly vận chuyển rất gần

Thuận lợi cho công tác thi công khác và phù hợp với điều kiện địa hình phức tạp của công trình hồ chứa nước suối Chay

Qua những ưu điểm trên ta chọn phương án 1 làm phương án dẫn dòng

2.4 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG THIẾT KẾ DẪN DÒNG

2.4.1 Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng

Với công trình cấp IV, theo điều kiện 4.2.7 TCXDVN 285-2002 trang 14, tần suất lưu lượng mực nước lớn nhất để thiết kế các công trình tạm thời phục vụ cho công tác dẫn dòng đê quai, kênh dẫn được xác định theo bảng 4-7 là P = 10%

2.4.2 Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng

Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng là một vấn đề phức tạp vì nó liên qua đến rất nhiềuvấn đề như: Đặc điểm thủy văn, khí tượng, đặc điểm kết cấu công trình, phương pháp dẫn dòng, điều kiện vật liệu và khả năng thi công…

Thời đoạn thiết kế dẫn dòng là vào mùa khô từ tháng 01 đến tháng 08

2.4.3 Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng

Sau khi xác định được tần suất thiết kế dẫn dòng thì việc chọn lưu lượng thiết kế dẫndòng phụ thuộc vào thời đoạn dẫn dòng thi công Phải chọn lưu lượng dẫn dòng thi côngứng với mỗi thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công Đối với công trình tạm tần suất dẫn dòng10% lưu lượng thiết kế dẫn dòng được chọn như sau:

Công trình chính tham gia dẫn dòng thì chọn lưu lượng lớn nhất trong năm ứng vớitần suất công trình là P =1% ; Q = 264 m3/s

Nhận xét : Từ các giai đoạn dẫn dòng cho ta thấy lưu lượng mùa kiệt rất nhỏ so với

mùa lũ vì vậy trong quá trình thi công ta phải tập kết vật liệu và thi công khẩn trương trong thời gian mùa kiệt nhằm giảm khối lượng công trình dẫn dòng

2.5 TÍNH TOÁN THỦY LỰC DẪN DÒNG QUA LÒNG SÔNG THU HẸP

2.5.1 Mục đích của việc dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

Xác định quan hệ Q ∼ ZTL khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

Xác định cao trình đê quai thượng và hạ lưu

Xác định cao trình đắp đập chống lũ cuối mùa khô

Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy

2.5.2 Mức độ thu hẹp của lòng suối

Do những yếu tố sau:

Lưu lượng dẫn dòng thi công

Điều kiện không xói của sông và địa chất hai bờ

Đặc điểm cấu tạo của công trình

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

Hình thức cấu tạo và cách bố trí đê quai

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

Hình 2.1 Sơ đồ mặt cắt lòng sông bị thu hẹp

SV Trang

25

2.5.3 Nội dung tính toán

Mức độ thu hẹp của dòng sông được biểu thị bằng công thức sau: (GT thi công tậpI)

K = 2

1ω

Xây dựng quan hệ ( Q~Zhl) dòng chảy trong sông tự nhiên:

Căn cứ vào trắc dọc đập xác định được diện tích ướt (ω) và (χ) ứng với từng cao

Chu vi ướt: χ = b + 2*h* 1 m+ 2

Diện tích mặt cắt ướt của lòng sông: ω = (b+m*h)*h

Bề rộng của đoạn lòng sông co hẹp: b = 10 m

Cột nước lòng sông giả thiết: h

Hệ số mái: m = 4

Độ dốc lòng sông chính: i = 0,05 %

Lưu lượng qua mặt cắt xác định theo công thức Sê-Di: Q = ϖ*C* R.i (m)

Hệ số Sê-Di xác định theo công thức: C =

Số mũ thủy lực y xác định theo công thức: y = 1,5* n

Giả thiết nhiều giá trị cao trình mực nước hạ lưu (Zhl) tính giá trị Q tương ứng, ta xác định được quan hệ ( Q~hhl)

Bảng 2-3: Bảng tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp

Hình 2-2: Biểu đồ đường quan hệ giữa lưu lượng và mực nước hạ lưu

Với tần suất P = 10% ta có lưu lượng dẫn dòng về mùa lũ ứng với Q = 240 m3/s

Từ quan hệ Q~Zhl được Zha= 27,76 m Ta xác định được cao trình hạ lưu : Zhl= 27,76 m

→ hhl = Zhl – Zđs = 27,76 -25,00 = 2,76 (m)Trong đó hhl: chiều cao cột nước hạ lưu (m)

Zđs: Chiều cao đáy sông xác định được dựa vào mặt cắt dọc đập Ứng với cao trình mức nước hạ lưu Zhl =27,76 đo trên cắt dọc đập xác định được:

2

ω = (10+2*6,35)*6,35 = 144,15 m2 1

Hình 2-3: Sơ đồ tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp.

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

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

% 10 max

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

Qmax10% : Lưu lượng thiết kế thi công mùa lũ (m3/s); Qmax10% = 240 (m3/s)

ε : hệ số thu hẹp, thu hẹp một bên; ε = 0,95

Tính được Vc:

Vc = 2,5 (m/s) (2-3)

Sau khi sơ bộ xác định hệ số thu hẹp k và tính được lưu tốc bình quân tại mặt cắt thu hẹp Vc Căn cứ vào địa chất của đoạn sông thu hẹp sẽ xác định được lưu tốc bình quân cho phép không xói [ ]V c So sánh nếu Vc>[ ]V c lòng sông bị xói lở cần gia cố lòng sông

Nếu Vc<[ ]V c lòng sông không bị xói lở:

Qmax – lưu lượng lớn nhất trong lòng sông.

Qmax = k* Qmax10% = 1,2*240= 288 (m3/s) → [ ]V c = 0,68*2400,1 = 1,18 (m/s)

Ta thấy Vc = 2,5 (m/s) >[ ]V c = 1,18 (m/s) Vậy lòng sông và bờ sông bị xói lở, ta phải gia cố bằng xếp đá bảo vệ tại khu vực thi công nơi có mái tiếp giáp với lòng sông

2.5.3.3 Xác định độ chênh cao cột nước (∆Z)

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 Q = 240 (m3/s) được xácđịnh theo công thức sau:

)22(

*

0 2

V g

∆ - Độ cao cột nước dâng khi lòng sông bị thu hẹp

V0 - Lưu tốc lòng sông chưa bị thu hẹp

% 10 maxω

Q

= = 1,66(m/s)

g - Gia tốc trọng trường: g = 9,81 (m/s2)

85 , 0

Vậy khi lòng sông bi thu hẹp mực nước dẫn dòng tăng lên ∆Z = 0,86m

2.5.3.4 Xác định cao trình mực nước thượng lưu (Z tl )

Trong đó:

SV Trang

29

Ztl - Mực nước phía thượng lưu đập.

Zhl - Mực nước phía hạ lưu đập: Zhl = 27,76 m

2.6 TÍNH TOÁN THỦY LỰC DẪN DÒNG QUA CỐNG NGẦM

2.6.1 Tài liệu cơ bản

Theo tài liệu thiết kế kĩ thuật, cống lấy nước công trình hồ chứa nước suối Chay có cácthông số kỹ thuật sau:

Lưu lượng thiết kế : QTK = 1,8 m3/s

Cao trình đáy cống ở cửa vào :ĐC = +29,00m

Thiết kế dẫn dòng hợp lý về kinh tế và kĩ thuật.

Xác định mực nước đầu kênh, từ đó xác định cao trình đê quai, cao trình đắp vượt lũ.Kiểm tra trạng thái chảy trong cống

Kiểm tra điều kiện xói lở hạ lưu cống

2.6.3 Các bước kiểm tra

2.6.3.1 Tính toán thủy lực kênh sau cống

a Tính h h kênh hạ lưu

Để tính toán quan hệ sau cống ta tính quan hệ Q∼hh (kênh hạ lưu)

Theo tài liệu thiết kế kỹ thuật ta có các thông số kỹ thuật của kênh chính như sau:Chiều rộng đáy kênh: bk = 1m

0,0018,424

Q

i4m

(2-5)Tra phụ lục (8-1) BTTL với n = 0,025 ta được Rln = 0,657

→ = = 1,52

Tra phụ lục (8-3) BTTL với = 1,52 và m = 1,5 ta được :

= 1,949 → h = * RLN =1,949 * 0,657 = 1,28

Vậy ứng với mỗi giá trị lưu lượng Qc ta có mỗi giá trị hh theo bảng sau:

Bảng 2-4: Quan hệ Qc và hđk

SV Trang

31

bk - Bề rộng đáy kênh hạ lưu.

hh - Chiều sâu cột nước trong kênh hạ lưu

Với α = 1 là hệ số lưu tốc tới gần

Vb : Vận tốc chảy trong bể tiêu năng

bb - Chiều rộng cuối bể tiêu năng; bb = 1 m

d - Chiều sâu bể tiêu năng: d = 0,5 m

Sau khi tính toán ta có giá tri tương ứng trong bảng2-3:

Bảng 2-5: Quan hệ lưu lượng cống và độ cao sau cống (Q-hsc)

Hình 2-5: Quan hệ lưu lượng cống và độ cao sau cống (Q-hsc)

c Tính toán và vẽ quan hệ lưu lượng qua cống với mực nước thượng lưu

Trường hợp tính : Cống ngầm chảy có áp,hạ lưu chảy tự do (h<d)

Công thức tính toán : Q = µ*ω* 2 *(H0 2)

D

g + −iL

(2-8)Trong đó :

Q : lưu lượng tháo qua cống

ω: Diện tích mặt cắt ướt của cống

α+ ∑ +ξ

(2-9)Trong đó :

∑ξ : tổng tổn thất cục bộ từ đầu đến cuối cống

∑ξ = ξcv + ξcr + ξL + ξKhe van + ξKhe phai + ξCống + ξVan (2-10)

ξcv = 0,2 : tổn thất do cửa vào (tra bảng tra thủy lực mục 2 trang 24)

ξcr = 1,00 : tổn thất do cửa ra (tra bảng tra thủy lực mục 3 trang 24)

ξL = β

3

4

) (

b

s

sinα (2-11) Với các thông số của lưới được chọn như sau:

s = 12 mm = 0,012 m : chiều dày của thanh lưới

b = 50 mm = 0,050 m : khoảng cách giữa các thanh lưới

β =1,79 : hệ số hình dạng

α = 900 : góc nghiêng giữa phương đặt lưới với mặt đất nằm ngang

Thay các số liệu vào công thức (2-11) ta được ξL = 0,27

ξCong = 0,15 : tổn thất qua đoạn cong ( tra bảng thủy lực mục 4c trang 25,với góc cong α = 260)

ξKhe van : tổn thất khe van,phụ thuộc vào độ rỗng tương đối của khe van

Với :

bn = 0,1 m : chiều rộng khe van

b = 1,0 m : chiều rộng của cống trên phần bố trí khe van

ξVan : tổn thất qua van,phụ thuộc vào độ mở cửa van ta chọn ξVan = 0,2

Thay tổn thất vào công thức (2-10) ta được tổng tổn thất cục bộ là :

ω : diện tích mặt cắt ướt cửa cống vì cửa cống tròn nên ta có công thức :

*D2π

χ : chu vi ướt : χ =

R : bán kính thủy lực : R =

n : hệ số nhám

Cao trình đáy cống : ZTL = Đáy cống + H0

Giả thiết các giá trị H0 thay vào công thức (2-8) ta có kết quả trong bảng tính sau :

Zbk = Zđk + h0 + δ (δ = 0,5 ÷ 0,7m) = 29,00 + 1,28 + 0,6 = 30,88 m

2.7 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT

2.7.1 Tính toán điều tiết thường xuyên

a Mục đích

Xác định được quá trình nước dâng lên ở thượng lưu theo thời gian ứng với lưu lượng đến, lưu lượng xả và lượng nước tích lại trong hồ

b Nội dung tính toán

Đối với công trình hồ chứa nước Suối Chay theo phương án thi công đã chọn thì côngtrình sẽ thi công trong hai năm Năm thứ nhất dẫn dòng qua sông thiên nhiên như vậy năm

Z TL (m)

QC ~ ZTL

Q (m 3 /s)

thứ nhất ta không cần điều tiết dòng chảy, mà chỉ tính điều tiết cho năm thứ hai dẫn dòngqua cống lấy nước kết hợp đẫn dòng.

Xác định thời điểm mực nước trong hồ đạt cao trình đáy cống

Căn cứ vào lượng nước dẫn trong năm, chọn ngày 15/01 ngăn dòng thì lưu lượng Qt1=

240 m3/s

Wtich = Wđến – Wxả (2-12)Trong đó:

Wđến - Tổng lượng nước đến trong thời gian tính toán (m3)

Wxả - Lượng nước xả về hạ lưu (m3)

Wtích - Lượng nước được tích lại trong hồ (m3)

Theo tài liệu thiết kế ta có cao trình đáy cống lấy nước là +29,00 m

Tra biểu đồ quan hệ lòng hồ WHồ∼ Zt1

= 225 806 s ⇒∆t = 2 ngày 6h 30’

Vậy nếu đúng 7 giờ ngày 15/01/2011 ngăn dòng thì đến 13 giờ 30’ ngày 17/01/2011mực nước trong hồ sẽ dâng đến cao trình +29,00m và cống sẽ bắt đầu tham gia điều tiết Dựa vào tài liệu thủy văn đã có, ta xác định được đường tích lũy nước đến trong hồ

Bảng 2-7 : Kết quả tính đường tích luỹ trong hồ

Vn - là dung tích tính từ cao trình đặt cống (29,00) đến cao trình mựcnước trong hồ tại thời điểm tính toán.

Để tìm Qm ta phải tính thử dần:

Giả thiết Qmax là lưu lượng xả qua cống

Từ Qmax tra biểu đồ quan hệ Qc∼ ZTL ta có được ZTL

Từ ZTL tra đường đặc tính lòng hồ ta có được WHồ

Xác định mực nước lũ trong hồ ZTLmax và lưu lượng qxả max

Xác định cao trình đắp đập vượt lũ, các cao trình chống lũ

2.7.2.2 Nội dung tính toán

Sử dụng phương pháp tính toán đơn giản của Côsêrin có đường quá trình lũ dạng tam giác để tính toán xác định lưu lượng xả lũ thiết kế (qm).Phương pháp này xem đường quá trình lũ là một đường thẳng

a Tài liệu tính toán

Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế : Qmp = 240 m3/s

Tổng lượng lũ thiết kế: Wp = 3400 106m3

b Nội dung tính toán

)1(

*

*

*2

1

*2

m m

Q

q T

Q T

q T Q

m

W

V Q

(2-15)

Kết hợp với việc xả lũ qua tràn theo phương trình sau:

2 3 0

*2

c Tính toán điều tiết xác định mực nước dâng gia cường

Tài liệu tính toán:

Mực nước dâng bình thường: 40,00 m

Hình 2-8: Sơ đồ tính toán điều tiết lũ

Bảng 2-9 :Tính toán điều tiết xác định mực nước dâng gia cường

Hgt

(m)

MNDGC(m)

F(ha)

Vh

(10³ m³)

WL (10³ m³)

ZTlmax được xác định bằng cách tra quan hệ Qxả∼ ZTL ứng với qxả max

ZTL = 41,88 m: Cao trình thượng lưu ứng với qxả max = 159,16m, Lấy δ = 0,50m