Thiết kế và TCTC hồ chứa thạch khê

Mục đích, yêu cầu của công tác dẫn dòng thi công  Công trình thủy lợi thường được xây đựng trên các lòng sông , suối ,kênh rạch hoặc bãi bồi,móng nhiều khi sâu đưới mặt đất tự nhiên củ

Gửi tin nhắn qua email huynhnv03@wru.vn or sdt 0986012484 để mình gửi bạn bản cad và

word nha - chúc bạn làm đồ án vui vẻ!

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 5

GIỚI THIỆU CHUNG 5

1.1 V ị TRÍ CÔNG TRÌNH 5

1.2 N HIệM Vụ CÔNG TRÌNH 5

1.3 Q UY MÔ , KếT CấU CÁC HạNG MụC CÔNG TRÌNH 5

1.3.1 Quy mô công trình 5

1.3.2 Kết cấu các hạng mục công trình 5

1.4 Đ IềU KIệN Tự NHIÊN KHU VựC XÂY DựNG CÔNG TRÌNH 6

1.4.1 Điều kiện địa hình 6

1.4.2 Điều kiện khí hậu thủy văn và đặc trưng dòng chảy 7

1.5.Đ IềU KIệN ĐịA CHấT , ĐịA CHấT THủY VĂN 10

1.5.1 Điều kiện địa chất 10

1.5.2 Điều kiện địa chất thủy văn 11

1.6 Đ IềU KIệN DÂN SINH KINH Tế KHU VựC 11

1.7 Đ IềU KIệN GIAO THÔNG 11

1.8 N GUồN CUNG CấP VậT LIệU , ĐIệN NƯớC 12

1.8.1 Vật liệu 12

1.8.2 Điện 12

1.8.3 Nước 12

1.9 Đ IềU KIệN CUNG CấP VậT TƯ , THIếT Bị NHÂN LựC 13

1.9.1 Vấn đề cung cấp vật từ thiết bị cho thi công 13

1.9.2 Vấn đề nhân lực 13

1.10 T HờI GIAN THI CÔNG ĐƯợC PHÊ DUYệT 13

1.11 N HữNG KHÓ KHĂN VÀ THUậN LợI TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG 13

1.11.1 Những khó khăn 13

1.11.2 Những thuận lợi 13

CHƯƠNG 2 14

CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 14

2.1 D ẫN DÒNG THI CÔNG 14

2.1.1 Mục đích, yêu cầu của công tác dẫn dòng thi công 14

2.1.2 Phân tích các điều kiện cụ thể của công trình ảnh hưởng đến công tác dẫn dòng thi công 14

2.2 Đ ề XUấT PHƯƠNG ÁN DẫN DÒNG THI CÔNG 15

2.2.1 Phân tích phương án dẫn dòng 15

2.2.2 So sánh lựa chọn phương án dẫn dòng 17

2.3 X ÁC ĐịNH LƯU LƯợNG DẫN DÒNG THI CÔNG 18

2.3.1 Chọn tần suất dẫn dòng thi công 18

2.3.2 Chọn thời đoạn dẫn dòng 18

2.3.3 Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng 18

2.3.4 Tính toán thủy lực qua lòng sông thiên nhiên 18

2.3.5 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống ngầm và kênh sau cống 20

2.4 T ÍNH TOÁN ĐIềU TIếT LŨ 24

2.5 T HIếT Kế KÍCH THƯớC CÔNG TRÌNH DẫN DÒNG 29

2.5.1 Thiết kế đê quai 29

2.5.2 Tính thấm qua đê quai 31

2.5.3.Tính toán khối lượng đê quai 32

2.5.4 Công trình tháo nước 34

2.6 N GĂN DÒNG THI CÔNG 34

2.6.1 Tác dụng và mục đích 34

2.6.2 Chọn tần xuất lưu lượng thiết kế ngăn dòng 34

2.6.3 Chọn ngày tháng ngăn dòng 34

2.6.4 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng 34

2.6.5 Xác định bề rộng ngăn dòng 34

2.6.6 Phương pháp ngăn dòng 35

2.6.7 Tính toán thủy lực ngăn dòng cho phương pháp lấp đứng 35

CHƯƠNG 3 37

THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN 37

3.1 C ÔNG TÁC Hố MÓNG 37

3.1.1 Thiết kế tiêu nước hố móng 37

3.1.1.3 Lựa chọn thiết bị và bố trí hệ thống tiêu nước hố móng 40

3.1.2 Thiết kế tổ chức đào móng 41

3.2 T HIếT Kế Tổ CHứC ĐắP ĐậP 50

3.2.1 Phân chia các giai đoạn đắp đập 50

3.2.2 Tính khối lượng đắp đập từng giai đoạn 51

3.2.4 Quy hoạch sử dụng bãi vật liệu 53

3.2.4 Chọn máy và thiết bị đắp đập cho từng giai đoạn 54

3.2.6 Tổ chức thi công mặt đập 63

CHƯƠNG 4 69

KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THI CÔNG 69

4.1 N ộI DUNG VÀ TRÌNH Tự LậP Kế HOạCH TIếN Độ THI CÔNG CÔNG TRÌNH ĐƠN Vị 69

4.2 P HƯƠNG PHÁP LậP TIếN Độ 69

4.3 C ÁC TÀI LIệU CầN THIếT 69

4.4 K Ê KHAI CÁC HạNG MụC VÀ THốNG KÊ KHốI LƯợNG 69

4.5 L ậP BIểU Đồ CUNG ứNG NHÂN LựC 70

CHƯƠNG 5 71

BỐ TRÍ MẶT BẰNG 71

5.1 T RÌNH Tự THIếT Kế 71

5.2 C ÔNG TÁC KHO BÃI 71

5.2.1 Xác dịnh lượng vật liệu dự trữ trong kho 71

5.2.2 Xác định diện tích kho 71

5.3 T ổ CHứC CUNG CấP ĐIệN – NƯớC TRÊN CÔNG TRƯờNG 74

5.3.1 Tổ chức cung cấp nước 74

5.3.2 Tổ chức cung cấp điện 76

5.4 B ố TRÍ QUY HOạCH NHÀ TạM THờI TRÊN CÔNG TRƯờNG 77

5.4.1 Xác định số người trong khu nhà ở 77

5.4.2 Xác định diện tích nhà ở và diện tích chiếm chỗ của khu vực xây nhà 78

5.4.3 Sắp xếp bố trí nhà ở và kho bãi 78

5.5 Đ ƯờNG GIAO THÔNG 78

CHƯƠNG 6 79

DỰ TOÁN 79

6.1 M ụC ĐÍCH CủA VIệC LậP Dự TOÁN 79

6.2 Ý NGHĨA CủA VIệC LậP Dự TOÁN 79

6.3 C Ơ Sở CủA LậP Dự TOÁN 79

6.3.1 Chi phí trực tiếp ( T ) : T = VL + NC + M + TT 79

6.3.2 Chi phí chung (C ) 80

6.3.3 Thu nhập chịu thuế tính trước ( TL ) 80

CÁC TÀI LIỆU ĐÃ THAM KHẢO TRONG ĐỒ ÁN NÀY 81

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Vị trí công trình

Công trình thuỷ lợi hồ chứa nước Thạch Khê được tạo bởi một đập dâng nước trên

suối Cây Da là một chi lưu của suối Bến Vách thuộc hệ thống sông Kim Sơn thuộc địa phận

thôn Thạch Long, xã Ân Tường Đông, huyện Hoài Ân, tĩnh Bình Định

Tuyến công trình cách trung tâm thành phố Quy Nhơn khoảng 60 km về phía Tây

Bắc theo đường chim bay, cách thị trấn Hoài Ân khoảng 12 km về phía Đông Nam theo

đường chim bay Từ đường Quốc lộ 1A đến ngã 3 Cầu Dợi đi theo đường tỉnh lộ ĐT 630

đến ngã ba Gò Loi, sau đó đi theo đường ĐT 631 khoảng 8 km là đến đầu mối công trình

Tuyến công trình có tọa độ:

- 109000’18” : Kinh độ Đông

- 140 16’15” : Vĩ độ Bắc

1.2 Nhiệm vụ công trình

1 Cung cấp nước tưới cho 500 ha diện tích đất canh tác của các thôn Thạch Long,

Diêu Tường, Vĩnh Viễn, thuộc xã Ân Tường Đông và các thôn Khoa Trường, Phú Thuận

thuộc xã Ân Đức, huyện Hoài Ân, tỉnh Bình Định

2 Hạn chế lũ và ngập lụt trong vùng

3 Cải tạo môi trường sinh thái, khí hậu tiểu vùng

1.3 Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình

1.3.1 Quy mô công trình

1 Căn cứ vào diện tích tưới ( F = 500 ha < 2000 ha ), theo TCXDVN 285-2002 công

trình hệ thống kênh tưới hồ chứa nước Thạch Khê thuộc cấp V

2 Theo TCXDVN 285-2002, công trình đầu mối hồ chứa nước Thạch Khê có chiều

cao đập lớn nhất Hmax = 18,50 m; thuộc cấp III

1.3.2 Kết cấu các hạng mục công trình

A Hồ chứa

6 Hình thức tiêu nước hạ lưu Dải lọc cát + Đống đá tiêu nước

1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình

1.4.1 Điều kiện địa hình

 Lưu vực hồ Thạch Khê nằm bên sườn phía Đông của dãy núi Trường Sơn Đường

phân lưu của lưu vực gồm:

- Phía Bắc là khu hưởng lợi của hồ

- Phía Tây là ngọn Núi Hòn Giang có độ cao: 620 m

- Phía Đông là ngọn Núi Gỗ Chai có độ cao: 500 ÷ 424 m

- Phía Nam là ngọn Núi Hòn Gieng có độ cao: 600 m

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

1.4.2.1 Nhiệt độ không khí

 Khí hậu trong vùng chia làm hai mùa rõ rệt:

- Mùa mưa bắt đầu từ tháng: IX ÷ XII

 Chế độ nhiệt độ tỉnh Bình Định nói chung, khu vực hồ Thạch Khê nói riêng là có

một nền nhiệt độ cao, ít biến động

Số giờ nắng trung bình hàng năm 201,7 giờ, sự phân phối trong năm theo bảng 1 - 1

Bảng 1-1: Số giờ nắng trung bình tháng và năm

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

Nắng 165 192 247 245 255 229 251 228 188 170 134 116 201

1.4.2.4 Gió

Hằng năm chi phối hai mùa tương đối rõ rệt: Gió mùa mùa hạ và gió mùa mùa đông

 Về mùa đông: Hướng gió thịnh hành là hướng Tây Bắc đến Bắc

 Về mùa hạ:

- Nửa đầu mùa hạ hướng gió chủ yếu là Đông đến Đông Nam

- Nữa cuối mùa hạ thì hướng gió chủ yếu là hướng Tây đến Tây Bắc

 Hướng gió ảnh hưởng đến công trình có 3 hướng

- Hướng Đông Bắc, Đông, Đông Nam thổi tới thương lưu công trình

Bảng 1- 2: Tài liệu về gió của Hồ Chứa nước Thạch Khê

 Chế độ mưa ở tĩnh Bình Định biến động mạnh từ năm này qua năm khác, lượng

mưa từng năm cụ thể khá chênh lệch với giá trị trung bình nhiều năm tới 500 ÷ 1000 mm và

lượng mưa các tháng X và XI chênh lệch trung bình nhiều năm tới 400 ÷ 500 mm

 Lưu vực hồ Thạch Khê gần trạm Hoài Ân, có diện tích nhỏ, nên lướng mưa trung

bình nhiều năm tại lưu vực lấy theo lượng mưa điểm tại trạm Hoài Ân

- Nhỏ nhất là: 1544 mm (1982)

- Lượng mưa trung bình nhiều năm là: 2240 mm

 Mùa mưa trong khu vực tập trung chủ yếu vào 4 tháng từ tháng IX ÷ XII, Lượng

mưa chiếm khoảng 70 ÷ 75% tổng lượng mưa hàng năm.Lượng mưa lớn nhất thường tập

trung vào 2 tháng X và XI chiếm 45 ÷ 50% lượng mưa năm

 Mùa ít mưa từ tháng I ÷ VIII, lượng mưa nhỏ nhất là các tháng II, III, IV vào mùa

hè khoảng các tháng V và VI thường có mưa tiểu mãn, lượng mưa trung bình khoảng 100

mm trong thời gian này nếu gặp năm có lượng mưa tiểu mãn > 100 mm tập trung vào

khoảng 4 ÷ 5 ngày thì có thể gây lũ tiểu mãn

1.4.2.6 Bốc hơi

 Lưu vực hồ Thạch Khê nằm trong khu vực vùng Duyên hải miền trung, lượng bốc

hơi trung bình năm nằm khoảng 1000 mm, chiếm 30 ÷ 40 % tổng lượng mưa năm Về mùa

ít mưa khả năng bốc hơi lớn, tháng nhiều nhất có thể đến trên 100 mm, lớn hơn lượng mưa

 Độ sâu dòng chảy bình quân năm: y0 = 1269 mm

 Hệ số dòng chảy năm của lưu vực: α0 = 0,57

 Hệ số biến động dòng chảy năm: Cv = 0,36

y0 (mm)

W0 (106m3)

Q0 (m3/s)

M0 (l/skm2) α0

Bảng1-4: Dòng chảy năm theo tần sất thiết kế

Đặc trưng thống kê Dòng chảy năm thiết kế (m3/s)

Bảng1-5: Phân phối dòng chảy các tháng trong năm

tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

Vùng công trình và lưu vực nghiên cứu, có mưa lớn kéo dài ngày do bão, cường độ

mưa cao, lưu vực dốc, sông ngắn Vì vậy lũ có đỉnh cao, xuống nhanh

Lũ chính vụ từ tháng IX đến tháng XII, trong đó có các trận lũ lớn nhất thường tập

trung vào tháng X và XI Ngoài lũ chính vụ có một số năm có lũ sớm vào tháng IX, lũ muộn

vào tháng I, lũ tiểu mãn vào V, VI và có khi xuất hiện dị thường trong các tháng khác

Các đặc trương dòng chảy lũ

- Lượng mưa lớn nhất trong ngày đêm bình quân: X = 206,00 mm

- Hê số biến động: Cv = 0,34

- Hệ số thiên lệch: Cs = 4,0 Cv

3 Lưu lượng lũ và tổng lượng lũ thiết kế

Bảng 1-6: Tần suất lưu lương đỉnh lũ thiết kế Qp%

4 Dòng chảy các tháng mùa kiệt

Bảng 1-8: Tần suất lưu lượng lớn nhất các tháng mùa kiệt (tháng I đến tháng VIII)

Mặt thoáng (ha)

1.5.Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn

1.5.1 Điều kiện địa chất

Vùng thượng lưu là sườn núi đá dốc, vùng sườn đồi trong lưu vực là á sét, trải dài

xuống hạ lưu là đất á sét

Địa tầng vùng tuyến công trình đầu mối trong phạm vi độ sâu khảo sát, theo thứ tự từ

trên xuống gồm các lớp như sau:

1 Lớp thứ nhất: đấp đắp thân đập cũ phần trên, đất á sét nhẹ, á sét trung – á sét nặng

chứa dăm sạn, đất có màu trắng đục phớt vàng, nâu vàng, nâu hồng, nâu đỏ loang lỗ

2 Lớp thứ hai: đất đắp thân đập cũ phần trên, lớp đất đắp thân đập cũ phần tiếp giáp

với nền và chân khay, đất á sét nhẹ, á sét trung – á sét nặng chứa dăm sạn, màu trắng đục

phớt vàng, nâu hồng đỏ loang lỗ

3 Lớp thứ ba: lớp á sét nhẹ pha cát, màu xám vàng, vàng sẫm, xám xanh, xanh đen,

xám nâu, trong đất chứa nhiều tạp chất xen kẹp thấu kính sét, á cát và cuội sỏi nhiều kích cỡ

không liên tục

4 Lớp tứ tư: lớp á sét nhẹ pha cát, màu xám vàng, vàng sẫm, xám xanh, xanh đen,

xám nâu, trong đất chứa nhiều tạp chất xen kẹp thấu kính sét, á cát không liên tục

5 Lớp thứ năm: lớp cát cuội sỏi – á sét nhẹ chứa dăm sạn, hỗn hợp cát sạn sỏi á sét

nhẹ, màu nâu vàng, nâu hồng, trắng đục phớt xanh, xanh đen

6 Lớp thứ sáu: đất á sét nhẹ - trung chứa nhiều dăm sạn và đá lăn nhiều kích cỡ, màu

vàng nâu, nâu hồng, nâu đỏ

7 Lớp thứ bảy: đất á sét nhẹ - trung chứa nhiều dăm sạn màu nâu vàng, nâu hồng

trắng đục

8 Lớp thứ tám: đất á sét nhẹ, á sét trung chứa dăm sạn, màu nâu vàng, nâu hông, nâu

đỏ

9 Lớp thứ chín: gốc đá Granit, màu xám, trắng đục có đốm đen, nâu đỏ, đá cứng,

giòn, mặt lớp phong hóa nứt nẻ mãnh liệt thành tảng, dăm xếp chặt khít, khe nứt được lấp

nhét bởi cát sạn sỏi, nhiều chỗ đá phong hóa thành bột dạng cát sạn dăm nhiều kích cỡ Bề

dày đới phong hóa này từ 1m đến > 2m

1.5.2 Điều kiện địa chất thủy văn

Do đặc điểm khí hậu và điều kiện địa hình, thảm phủ thực vật trên lưu vực hồ Thạch

Khê nên chế độ phân bố dòng chảy không đều theo không gian và thời gian Mùa lũ nguồn

nước dư thừa thường sinh lũ lụt, ngập úng Mùa kiệt nguồn nước cạn kiệt chỉ chiếm 30%

lượng nước trong năm, nên không đủ đáp ứng cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt

1.6 Điều kiện dân sinh kinh tế khu vực

Hoài Ân là một huyện của tĩnh Bình Định, là một huyện trung du giáp các huyện

Hoài Nhơn(đông bắc), Phù Mỹ(nam và đông nam), An Lão(tây bắc), Vĩnh thạnh(tây nam)

Huyện Hoài Ân có 1 thị trấn::Tăng Bạt Hổ và 14 xã: Ân Tường Đông, Ân Tường Tây, Ân

Hữu, Ân Nghĩa, Ân Đức, Ân Phong, Ân Thạnh, Ân Tín, Ân Hảo Đông, Ân Hảo Tây, Ân

Mỹ, Bok Tới, Ân Sơn và Đắc Mang Trong đó có 3 xã có người dân tộc Ba-na và H’re sinh

sống đó là Bok Tới, Ân Sơn và Đắc Mang

Đời sống kinh tế - xã hội của địa phương còn gặp nhiều khó khăn do nền kinh tế phụ

thuộc chủ yếu vào nông, lâm nghiệp, phương thức canh tác lạc hậu, năng suất thấp, theo

hướng tự cung tự cấp công nghiệp và dịch vụ chưa phát triển Được sự quan tâm của Đảng

và Nhà nước, trong những năm gần đây cơ sở hạ tầng của địa phương đã được đầu tư xây

dựng, từng bước tạo ra bộ mặt đô thị và nông thôn mới Nhiều công trình thuỷ lợi đã và

đang được xây dựng phát huy hiệu quả góp phần mở rộng diện tích canh tác, tăng vụ, nâng

cao năng suất cây trồng, cải tạo môi trường, từ đó cải thiện đời sống của nhân dân, tạo ra bộ

mặt mới trong sản xuất nông nghiệp và nông thôn theo hướng công nghiệp hoá, hiện đại

hoá

Dự án xây dựng Hệ thống thuỷ lợi hồ chứa nước Thạch Khê với nhiệm vụ trữ và điều

tiết cung cấp nước tưới cho 500 ha canh tác của các thôn Thạch Long, Diêu Tường, Vĩnh

Viễn, thuộc xã Ân Tường Đông và các thôn Khoa Trường, Phú Thuận thuộc xã Ân Đức,

huyện Hoài Ân, tỉnh Bình Định Hạn chế lũ và ngập lụt trong vùng, cải tạo môi trường sinh

thái, khí hậu tiểu vùng

1.7 Điều kiện giao thông

1 Đường thi công ngoại tuyến kết hợp quản lý

Trong địa bàn có tuyến đường ĐT631 đi từ Mỹ Trinh – Phù Mỹ qua khu vực hồ đến Gò Loi,

sau đó đi theo đường ĐT630 về huyện lỵ Hoài Ân đến cầu Dợi nối liền quốc lộ 1A cũ

2 Đường thi công nội tuyến

Đường thi công ngoài công trường tương đối thuận lợi, riêng đoạn đường vào hồ đã

được bê tông hóa, chất lượng bê tông đã bị xuống cấp, bề rộng mặt đường B < 4m, 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

Các tuyến đường này chỉ cần san ủi sơ là được vì khu tưới khá bằng phẳng

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

1.8 Nguồn cung cấp vật liệu, điện nước

1.8.1 Vật liệu

Đất đắp đập gồm có 5 mỏ vật liệu

 Bãi vật liệu số 1: Nằm phía thượng lưu tràn vùng vai trái đập

 Bãi vật liệu số 2: Bãi vật liệu số 2 nằm phía thượng lưu vùng vai phải đập

 Bãi vật liệu số 3: Bãi vật liệu Đồng Nhiêu cách tuyến đập 2.000m

 Bãi vật liệu số 4: Bãi vật liệu Đồng Cạn cách tuyến đập 2.000m

 Bãi vật liệu số 5: Bãi vật liệu Đồng Mán cách trung tâm tuyến đập 500m

 Quanh công trình không có điểm nào để khai thác đá nên sữ dụng đá ở các vùng

Chùa Hang, thôn Hội Khánh, xã Mỹ Hòa, huyện Phù Mỹ cách công trình một khoảng 45 km

về hướng Nam

Cát xây dựng công trình

 Mỏ cát khai thác ở sông Kim Sơn, vùng ngã ba Gò Loi, cát ở đây khá tốt, cách

công trình khoảng 9 km theo hướng Bắc

Sạn sỏi xây dựng công trình

 Dọc lòng suối không có bãi nào, đề nghị mua từ xa ở xí nghiệp 504 cách công trình

60 km thuộc mỏ đá đèo Bình Đê

Xi măng và các vật iệu khác

 Xi măng và các vật liệu khác có thể mua ở các đại lý ở thị trấn hoặc ở quy nhơn

1.8.2 Điện

Tại khu vực đầu mối công trình hiện nay đã có điện, nhưng tại công trường cần bố trí

máy phát điện Diezel để dự phòng

1.8.3 Nước

Quá trình thi công diễn ra trong mùa khô khi lưu lượng trong suối nhỏ không đáp ứng

nhu cầu thi công Nước sử đụng cho sinh hoạt và thi công được sử dụng là nước giếng đào

hay khoan tại chỗ hoặc dung xe tec chở từ khu vực dân cư vào

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

1.9.1 Vấn đề cung cấp vật từ thiết bị cho thi công

Do vị trí công trình gần thị trấn nên vấn đề cung cấp thiết bị vật tư thuận lợi cho thi

công

1.9.2 Vấn đề nhân lực

 Do đây là vùng trung du nên việc tìm kiếm nhân lực có trình độ cao là không có mà

chỉ có nguồn nhân lực phổ thông Do đó khi tiến hành thi công phải tính toán nhân công và

điều động sao cho hợp lý để đảm bảo đúng yêu cầu tiến độ đề ra

1.10 Thời gian thi công được phê duyệt

 Thời gian thi công toàn bộ công trình là 24 tháng (2 năm)

 Thời gian bắt đầu thi công: 01/01/2010 đến 31/12/2011

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

1.11.1 Những khó khăn

Các hạng mục công trình có khối lượng bê tông tương đối lớn, kết cấu tương đối

phức tạp, giao thông khó khăn, nguồn cung cấp vật liệu tuy không phải lấy ở xa nhưng vận

chuyển nguyên vật liệu để thi công phải tiến hành làm đường xá san ủi mặt bằng thi công

nên cũng mất một số thời gian làm ảnh hưởng đến tiến độ thi công

Vào tháng 05 đến tháng 06 thường có lũ tiểu mãn với lưu lượng Q10% 33,3 (m3/s);

Và tổng lượng lũ W10% = 890.103 m3 do vậy trong thi công cần có các kế hoạch phòng tránh

để không làm ảnh hưởng đến tiến độ thi công cũng như làm thiệt hại do lũ tiểu mãn gây ra

Khu vực xây dựng gần khu dân cư, nên khi xây dựng cần phải quan tâm đến biện

pháp bảo vệ môi trường đảm bảo an toàn giao thông trong thời gian thi công để tránh tai nạn

cho nhân dân địa phương

1.11.2 Những thuận lợi

Khí hậu vùng này chia làm hai mùa rõ rệt mùa khô khá dài từ tháng 01 đến tháng 08,

mùa mưa bắt đầu từ tháng 09 đến tháng 12 cho nên việc thi công công trình khá thuận lợi

Ngoài ra công trình gần thị trấn nên rất thuận lơi cho sinh hoạt của cán bộ cũng như công

nhân làm việc tại công trường

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

2.1.1 Mục đích, yêu cầu của công tác dẫn dòng thi công

 Công trình thủy lợi thường được xây đựng trên các lòng sông , suối ,kênh rạch hoặc

bãi bồi,móng nhiều khi sâu đưới mặt đất tự nhiên của lòng sông lòng suối, nhất là đưới mực

nước ngầm , nên trong quá trình thi công không tránh khỏi những ảnh hưởng bất lợi của

dòng nước mặt, nước ngầm ,nước mưa v v

 Đối với đập đất thì trong quá trình thi công đòi hỏi hố móng luôn được khô ráo và

phải thi công liên tục Điều đó đòi hỏi trong quá trình thi công chúng ta phải có biện pháp

thi công hố móng cũng như thân công trình, nước không thể tràn vào hố móng cũng như

tràn qua mặt đập

 Dẫn dòng thi công nhằm hai mục đích sau:

- Ngăn chặn những ảnh hưởng không có lợi của dòng chảy đối với quá trình thi công

- Dẫn dòng về hạ lưu đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng nước trong quá trình

thi công

2.1.2 Phân tích các điều kiện cụ thể của công trình ảnh hưởng đến công tác dẫn dòng

thi công

1 Điều kiện thủy văn

 Khu vực hồ chứa nằm trong vùng khí hậu chịu ảnh hưởng trực tiếp gió mùa Hàng

năm khí hậu chia làm hai mùa rõ rệt mùa mưa và mùa khô Chế độ chảy của dòng sông phân

thành mùa lũ và mùa kiệt Lưu lượng 2 mùa chênh lệch rất lớn gây nhiều khó khăn cho việc

dẫn dòng thi công nhất là việc dẫn dòng thi công vào mùa mưa lũ Do vậy cần phải có biện

pháp dẫn dòng thi công theo từng mùa để đảm bảo đồng thời về mặt kinh tế và kỹ thuật

2 Điều kiện địa hình

 Căn cứ theo bình đồ khu vực đầu mối hồ chứa ta thấy mặt bằng công trình tương

đối bằng phẳng Do đó việc bố trí mặt bằng thi công, kho bãi, lán trại và các công xưởng

phụ trợ rất thuận lợi Đối với hệ thống kênh tưới nằm trên một địa bàn khá rộng, bằng phẳng

hoàn toàn thuận lợi cho công tác bố trí mặt bằng các công trường thi công trên toàn khu

vực

3 Điều kiện địa chất và địa chất thủy văn

 Về điều kiện địa chất: Khu vực xây dựng công trình có điều kiện địa chất khá thuận

lợi cho quá trình thi công

4 Đặc điểm kết cấu công trình thủy công:Công trình hồ chứa nước Thạch Khê gồm

có các hạng mục sau

 Đập đất có khối lượng đập không lớn lắm nên khi thi công có khá nhiều thuận lợi

 Tràn xả lũ: Nằm ở vị trí bên trái đập đất, kết cấu bê tông cốt thép

 Cống lấy nước: Nằm ở vị trí bên phải đập đât, kết cấu bê tông cốt thép

5 Điều kiện và khả năng thi công:Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất khu vực

xây dựng hồ chứa nhận thấy:

 Khả năng thi công công trình: Vật liệu đắp đập ở các mỏ lân cận công trình có trữ

lượng phong phú thõa mãn yêu cầu xây dựng đập, khối lượng bê tông cốt thép không lớn

lắm, cự ly vận chuyển không quá xa có thể thực hiện được theo đúng yêu cầu tiến độ đề ra

 Với những điều đã phân tích ở trên ta thấy cần có phương pháp dẫn dòng thi công

cụ thể để đảm bảo việc thi công công trình được an toàn về kỹ thuật và kinh tế trong quá

trình xây dựng

2.2 Đề xuất phương án dẫn dòng thi công

2.2.1 Phân tích phương án dẫn dòng

Qua việc phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến việc dẫn dòng thi công và phân tích

những đặc điểm địa chất, địa hình, địa chất thuỷ văn công trình của tuyến đập cho thấy

Ngoài phương án dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên thì việc tiếp theo có thể là các công

trình tạm như cống dẫn dòng, kết hợp cống lấy nước, tràn tạm hoặc kênh dẫn dòng Từ đó ta

đưa ra các phương án dẫn dòng thi công cho công trình hồ chứa nước Thạch Khê như sau:

1 Phương án 1

- Dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên năm thứ I

- Dẫn dòng qua cống lấy nước kết hợp cống dẫn dòng và tràn xã lũ năm thứ II

Bảng 2-1: Nội dung phương án 1

Lưu lượng dẫn dòng (m3/s)

Các công việc phải làm

Dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên

- Xin các loại giấy phép về xây dựng: nổ mìn, khai thác đất, cát

- Tập kết thiết bị, vật tư, nhân lức trên công trường

- Bóc phong hóa bãi vật liệu và nền đập từ bờ phải đến bờ trái

- Đào móng chân khay từ bờ trái đến lòng sông thiên nhiên

- Đắp một phần thân đập bên thềm

bờ trái đến lòng sông thiên nhiên

- Gia cố một phần mái thượng lưu

và thi công xong đống đá tiêu nước bên thềm bờ trái

- Đào móng thi công cống lấy nước

- Đào móng đổ một phần bê tông tràn xả lũ

Mùa mưa:

Từ 01/09 đến 31/ 12

Dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên

- Tiếp tục thi công tràn xả lũ

Năm

thứ hai

Mùa khô:

Từ 01/01/đến 31/08

Dẫn dòng qua cống lấy nước

và một phần tích lại trong

- Thi công phần bảo vệ mái thượng lưu của các phần đập đã hoàn thành trước đó

- Hoàn chỉnh hạng mục tràn xả lũ

Mùa mưa:

Từ 01/09 đến 31/ 12

Dẫn dòng qua cống lấy nước

- Dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên và lòng sông thu hẹp năm thứ I

- Dẫn dòng qua kênh dẫn dòng năm thứ II

Bảng 2-2: Nội dung phương án 2

Năm thi

công Thời gian

Công trình dẫn dòng

Lưu lượng dẫn dòng (m3/s)

Các công việc phải làm

Dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên

9,82

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

- Xác định tim các công trình, mốc cao độ khống chế

- Xin các loại giấy phép về xây dựng: nổ mìn, khai thác đất, cát

- Tập kết thiết bị, vật tư, nhân lức trên công trường

- Bóc phong hóa từ bờ phải đến bờ trái nền đập

- Đào kênh đẫn dòng bờ trái

Mùa mưa:

Từ 01/09 đến 31/ 12

Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

Năm

thứ hai

Mùa khô:

Từ 01/01/đến 31/08

Dẫn dòng qua kênh dẫn dòng

ở bờ phải

9,82

- Đắp đê quai ngăn dòng

- Tiến hành đắp đập bên bờ trái và phần giữa lòng sông

- Hoàn thành việc đắp đập và phần bảo vệ mái thượng lưu

- Hoàn chỉnh tràn xả lũ

- Hoàn thành cống lấy nước

Mùa mưa:

Từ 01/09 đến 31/12

Dẫn dòng qua cống dẫn dòng

và tràn

xả lũ

128

- Đắp đê quai chặn kênh dẫn dòng ở

bờ trái, dòng chảy một phần tích lại trong hồ một phần xã qua tràn xã lũ

- Chỉ ngăn dòng một lần nên khối lượng đắp đê quai ít, ngăn dòng dễ dàng vốn đầu

tư cho công tác dẫn dòng là nhỏ nhất

- Dễ bố trí mặt bằng thi công, thi công nhiều hạng mục cùng một lúc

- Lượng nước phục vụ thi công và ở khu vực hạ lưu không bị gián đoạn

- Chủ động được tiến độ thi công công trình

 Nhược điểm

- Thời gian thi công đập rất ngắn chỉ có hai năm mà khối lượng đất đắp đập là rất lớn

nên đòi hỏi công tác chỉ đạo thi công rất chặt chẽ yêu cầu lớn về xe máy và nhân lực, thiết

bị cả về thời gian và chất lượng công trình

- Khối lượng đê quai lớn cho nên vốn đầu tư cho công tác dẫn dòng lớn

- Phải tiến hành công tác thi công kênh đẫn dòng nên chi phí tăng thêm

- Cường độ đắp đập lớn không đảm bảo yêu cầu về thời gian cố kết của đất

3 Phân tích đánh giá phương án đã chọn:

 Các nguyên tắc lựa chọn phương án

- Thời gian thi công ngắn nhất

- Phí tổn về dẫn dòng nhỏ nhất

- Thi công được thuận lợi an toàn và chất lượng cao

- Đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp cao nhất

 Phân tích đánh giá: So với phương án 2 thì phương án 1 thuận lợi về nhiều mặt

- Khối lượng đê quai ít

- Giá thành công trình giảm

- Chủ động được tiến độ thi công, đập đất thi công an toàn

 So sánh với phương án 2 thì phương án 1 thời gian thi công ngắn hơn

 Từ mức so sánh trên ta nhận thấy phương án 1 là phương án có lợi hơn về cả hai

mặt kinh tế và kỹ thuật nên ta chọn phương án này để thiết kế kỹ thuật thi công hệ thống

công trình hồ chứa nước Thạch Khê

2.3 Xác định lưu lượng dẫn dòng thi công

2.3.1 Chọn tần suất dẫn dòng thi công

Tần suất dẫn dòng thi công được chon theo TCXDVN 285: 2002 Hệ thống công

trình đầu mối hồ chứa nước Thạch Khê là công trình cấp III Theo TCXDVN 285:2002

chọn tần suất dẫn dòng để tính toán thiết kế như sau:

Bảng 2-3: Tần suất dẫn dòng thi công:

Công trình hồ chứa nước Thạch Khê đựợc thi công trong 2 năm nên thời đoạn dẫn

dòng thiết kế được chọn là 1 năm

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

 Mùa kiệt bắt đầu từ tháng I đến tháng VIII

 Mùa lũ bắt đầu từ tháng IX đến tháng XII

2.3.3 Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng

Theo tài liệu thuỷ văn xác định được lưu lượng dẫn dòng ứng với các tần suất thiết kế như

- Xác định quan hệ Q~Ztl khi dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên

- Xác định hình thức cấu tạo và cách bố trí đê quai

- Xác định cao trình đỉnh đê quai thượng lưu

- Xác định cao trình đắp đập chống lũ mùa khô

- Kiểm tra xói khi dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên

- Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp

- Kiểm tra khả năng đẫn dòng của lòng sông thiên nhiên có ảnh hưởng đến việc thi

công các công trình chính

b Thông số của lòng sông thiên nhiên

- Để tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên ta xem sông có mặt cắt

ngang dạng hình thang cân và dòng chảy như dòng chảy ổn định trong kênh hở hình thang

Theo tài liệu thiết kế kỹ thuật ta có các thông số sau:

- Độ dốc bình quân đáy sông: i = 0,001

- Lưu lượng thiết kế mùa lũ ứng với P = 10%: Q = 128 (m3/s)

 Do đó khi lũ lớn nhất thì cột nước trong lòng sông thiên nhiên được tính toán theo

bài toán dòng chảy đều trong kênh hở, với lưu lượng chảy qua kênh được tính theo công

thức sau:

Q = ω*C* R * i

 Tính thử dần các giá trị hs ta có các giá trị Q tương ứng kết quả thể hiện ở bảng sau:

Bảng 2- 5 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên

+ Cột 2: Cột nước tại lòng sông (giả thiết)

+ Cột 3: Diện tích mặt cắt ướt của lòng sông: ω = (b + m*h)*h

+ Cột 7: Cao trình mực nước hạ lưu: Zhl = Zđs + h

+ Cột 8: Lưu lượng lũ lớn nhất: Q = ω*C* R * i

 Từ các giá trị Zhl và Q ta xây dựng được đường quan hệ Q và Zhl

Vậy ứng với cột nước h = 2,96 (m), có lưu lượng tương ứng Q = 128 (m3/s)

 Do đó cao trình mực nước tương ứng với Q = 128 (m3/s)

ZS = Zđay sông + h = 42 + 2,96 = 44,96 (m)

Trong đó:

+ ZS : Mực nước trong sông

+ Zđáy sông = 42,0 : Cao trình đáy sông

Vì vậy khi lũ về ảnh hưởng đến các công trình đầu mối do đó mặt cắt lòng sông

không đảm bảo điều kiện dẫn dòng, vì vậy trong quá trình thi công ta phải tiến hành mở

rộng lòng sông và hạ thấp cao trình đáy sông

 Kiểm tra khả năng xói của nền

- Lưu tốc tại mặt cắt lòng sông được xác định theo công thức sau:

126 , 66

128



Q

1,94 m3/s

- Căn cứ vào điều kiện địa chất của lòng sông xác định được lưu tốc bình quân cho

phép không xói [Vc]đất nền Theo TCVN4118-85( bảng 13/Tr44) ta có:

[Vc]đất nền = K.Q0,1 = 0,57 x 1280,1 = 0,93 < Vc = 1,94

Vậy bờ sông và đê quai bị xói lỡ trong quá trình dẫn dòng vì vậy trong quá thình dẫn

dòng qua lòng sông tự nhiên phải tiến hành gia cố hai bên mái sông

 Tính toán cao trình mực nước thượng lưu

Ztl = Zđs + H0 = 42 + 2,96 = 44,96 Trong đó:

+ Zđs : Cao trình đáy sông

+ H0 : Cột nước trước đâp

 Xác định cao trình đắp đập vượt lũ năm thứ nhất:

Zvl = Ztl + δ = 44,96 + 0,7 = 45,66 m

Vậy cao trình đắp đập vượt lũ năm thứ nhất: Zvl = 45,66 m

2.3.5 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống ngầm và kênh sau cống

a Mục đích

- Xác định Q~Ztl ứng với các trạng thái chảy của cống dẫn dòng

- Xác định cao trình đỉnh đê quai, cao trình đắp đập vượt lũ

b Thông số của cống lấy nước kết hợp cống dẫn dòng, và kênh sau cống

 Cống dẫn dòng

- Cống tròn, kết cấu ống thép Ø 1000mm dày 10 mm, bọc bê tông cốt thép

- Chiều dài cống : L = 122,00 m ( Đoạn ống tròn 76 m)

- Lưu lượng thiết kế: QTKmax = 0,99 m3/s

- Lưu lượng yêu cầu tưới: Q = 0,827 m3/2

2.3.5.1 Tính thủy lực kênh sau cống

- Mục đích: xác định cao trình mực nước đầu kênh ứng với các cấp lưu lượng

- Xác định độ sâu dòng chảy đều trong kênh: Áp dụng phương pháp mặt cắt lợi nhất

về thủy lực I I Agrôt xkin

 Giả thiết các cấp Lưu lượng: Q = 0,10; 0,25; 0,40; 0,55; 0,70; 0,827; 0,99 (m3/s)

 Tính với lưu lượng Q = 0,100 (m3/s)

001 , 0 0 , 8

= 2,53 (2-1) Trong đó:

+ 4mo = 8,0 tra phụ lục 8-1 trang 24 bảng tra thủy lực ứng với m = 0

Với f(Rln) = 2,53 Tra bảng tra thủy lực phụ lục 8-1 trang 24 với n = 0,017 ta

1 , 1

Làm tương tự với các lưu lương còn lại được kết quả như bảng (2-6)

Bảng 2-6: Bảng tính toán thủy lực kênh sau cống

ho(m) 0,188 0,339 0,481 0,601 0,723 0,824 0,950

hk(m) 0,098 0,180 0,246 0,304 0,346 0,386 0,450

Zđk(m) 43,188 43,339 43,481 43,601 43,723 43,824 43,950

 Tính toán độ sâu phân giới hk

Độ sâu phân giới hk được xác định theo công thưc sau: hk = 3

+ α = 1,1

+ q = Q/b: Lưu lượng đơn vị

+ g = 9,81

Từ bảng tính (2-6) thấy ứng với các cấp lưu lượng thì ho > hk Giả thiết dòng chảy ơ’

trong kênh là dòng đều Nên ta chọn hđk = ho

2.3.5.2 Tính thủy lực dẫn dòng qua cống ngầm

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

 Căn cứ vào phương án dẫn dòng thi công đã chọn ta thấy công trình tham gia vào

quá trình dẫn dòng mùa kiệt Khi đó ta coi cửa cống mở hoàn toàn, lưu lượng qua cống

thay đổi từ 0 ÷ 0,99 (m3/s), để phục vụ cho tính toán điều tiết thường xuyên sau khi đắp

đê quai ngăn dòng chính Vì cống ngầm tham gia dẫn dòng là công trình lâu dài, có cấu

tạo là ống thép bọc bê tông cốt thép Nên ta áp dụng 14TCN 197-2006 ban hành ngày 29

tháng 12 năm 2006 ( Công trình thủy lợi- cống lấy nước bằng thép bọc bê tông, bê tông

cốt thép) để tính toán

Hình 2-1 : hình minh họa trường hợp chảy có áp

 Công thức tính và trường hợp tính

Trường hợp tính toán là: Cống ngầm chảy có áp ổn định

Công thức tính lưu lượng qua cống là:

0

*

Q  (2-2) Trong đó:

+Q : Lưu lượng qua cống ( m3/s)

+ ω : Diện tích mặt cắt ướt lấy theo mặt cắt tròn phía trước cửa van (m2)

+  : Hệ số lưu lượng, tính từ mặt cắt thượng lưu đến mặt cắt hạ lưu

Ở đây cống có mặt cắt không đổi trên toàn chiều dài nên hệ số lưu lượng được tính

l g

.

2 1

l g

.

2

2

R n

+ ω: Diện tích mặt cắt ướt của cống

76 81 , 9 2

2

2

R C

l g

Bảng 2- 7: Bảng tính toán thủy lực qua cống ngầm

Bảng 2-8: Bảng tính lưu lượng qua cống ngầm

Từ quan hệ (Qc~Ztl) ứng với lưu lượng qua cống vào tháng 2 và tháng 3 năm

2011(dẫn dòng thi công năm thứ 2) ta có các giá trị sau:

Qdd = 0,99(m3/s) => Ztl = 45,0(m)

- Xác định cao trình đỉnh đê quai thượng lưu

Zđqtl = ZTL + δ = 45,0 + 0,7 = 45,70 m

Với δ = (0,5 - 0,7)m

- Ta chọn cao trình đỉnh đê quai thượng lưu là: Zđqtl = 46 m

2.4 Tính toán điều tiết lũ

1 Mục đích

Xác định được quá trình nước dâng lên ở thượng lưu theo thời gian tương ứng với

lưu lượng đến, lưu lượng xả và lượng tích nước trong hồ Từ đó xác định được được mực

nước cũng như lưu lượng tháo về hạ lưu ở thời điểm tính toán

2 Tài liệu tính toán

 Tài liệu thủy văn dòng chảy lũ ứng với tần suất là: P = 10 %

 Hai quan hệ này được gọi là quan hệ phụ trợ để tính toán điều tiết lũ Thế công thức

(2-7) vào vào công thức (2-6) ta có

1

f   (2-7)

 Xây dựng quan hệ phụ trợ

- Chọn bước thời gian tính toán t = 2.160,00 (s)

- Giả thiết các mực nước ZK trong hồ Để thiên về an toàn thì coi mực nước trước lũ

bằng cao trình ngưỡng tràn là 57,3 m

- Xác định lưu lượng xả qua tràn:

q= 3 / 2

2

+ Ứng với ZK ta tính đước q (m3/s) qua tràn

- Với V (m3) và lưu lượng xả qua tràn q (m3/s) ta xác định được f1, f2 như sau

b Lập bảng tính toán điều tiết lũ

Biết lưu lượng xả đầu thời đoạn là q1 = Qo Tra quan hệ q ~ f1 xác định được f1, tính

f2=f1+Qtb Có f2, tra quan hệ q~f2 được lưu lượng xả cuối thời đoạn q2

Tiếp tục quá trình trên với q2 của thời đoạn trước tương ứng là q1 của thời đọan sau

cho đến khi kết thúc

Kết quả tính toán điều tiết lũ được thể hiện trong bảng (2-12)

Bảng 2-12: Tính toán điều tiết lũ

Từ kết quả trên xác định được: qxảmax = 121,761 (m3/s) và Htràn = 2 m

Từ qxảmax =121.761 (m3/s) xác định được ZTlmax = 59,26(m)

 Cao trình đắp đập vượt lũ năm thứ II

ZVl = ZTlmax +  = 59,26 + 0,7 = 59,96 (m)

2.5 Thiết kế kích thước công trình dẫn dòng

2.5.1 Thiết kế đê quai

1 Tuyến đê quai

Đê quai là một công trình ngăn nước tạm thời, ngăn cách hố móng với dòng chảy để

tạo điều kiện cho công tác thi công ở trong hố móng được khô ráo Khi thi công công trình

chính đạt đến cao trình có khả năng chắn nước thì đê quai được phá dỡ Khi đắp đê quai cần

thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Phải đủ cường độ, ổn định, chống thấm, chống xói tốt

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

- Phải liên kết tốt với hai bở

- Khối lượng đào đắp ít, cần vận dụng vật liệu, thi công với thời gian ngắn và giá

thành rẻ

Để chọn được tuyến đê quai hợp lý và đảm bảo các yêu cầu nêu trên, sau khi nghiên

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 bờ phải đập chính hướng vào đường thi

công nội bộ ở phía bên tràn xả lũ

- Đê quai hạ lưu cũng được nối từ bờ phải đập chính hướng vào đường thi công nội

bộ ở cống ngầm

2 Kích thước mặt cắt đê quai

Đê quai thượng lưu:

- Đê quai này dùng cho mùa kiệt năm thứ II

- Tuyến đê quai cách tuyến đập chính khoảng: L = 90 m

- Chiều dài đỉnh đê quây: l = 413 m

- Cao trính đỉnh đê quây: + 46,0 m

- Khối lượng đắp đê quây: 5979,69 m3

Đê quai hạ lưu

- Đê quai này dùng cho mùa kiệt năm thứ II

- Tuyến đê quai cách tuyến đập chính khoảng: L = 90 m

- Chiều dài đỉnh đê quây: l = 319 m

- Khối lượng đắp đê quai: 3063,24m3

3 Cao trình đỉnh đê quai

- Đê quai được đắp vào đầu tháng 1 và thời điểm chặn dòng là đầu tháng 2 năm 2011

(đầu mùa khô) Nhiệm vụ đê quai chỉ phục vụ thi công các tháng đầu mùa khô (từ tháng 2

đến tháng 8) nên lượng nước trong đê quai không lớn lắm vì vậy trong tính toán đê quai ta

bỏ qua độ cao an toàn do sóng

- Nhiệm vụ của đê quai là ngăn nước vào hố móng đập chính Trong trường hợp tính

toán cho đê quai thượng lưu ứng với lưu lượng tháng mùa cạn ( như đã xác định ở phần tính

toán dẫn dòng qua cống ngần) có cao trình mực nước thượng lưu Ztl = 44,66m ứng với lưu

lượng dẫn dòng là Qdd = 9.82(m3/s)

tra quan hệ (Q~Zhl) có Zhl= 42,78m

- Áp dụng công thức trang 30 giáo trình thi công tập 1 ta xác định được cao trình đê

quai thượng hạ lưu như sau:

Zđqtl = Ztl + δ

Zđqhl = Zhl + δ Trong đó:

+ δ: Độ vượt cao an toàn (chọn δ = 0,7m)

Thay các giá trị vào công thức trên ta có:

Z đqtl = 44,66+0,7= 45,36m

Z đq hl

= 42,78+0,7= 43,48m

Ta chọn cao trình đê quai thượng hạ lưu như sau:

Z đqtl = 46m

Z đqhl = 44m

2.5.2 Tính thấm qua đê quai

- Lưu lượng đơn vị thấm qua đê quai được xác định theo công thức sau:

L

Y T T H K

2

2 2







(m3/h.m) (2-9) Trong đó:

+ K: Hệ số thấm của đất đắp đê quai:

K=1,2.10-4( cm/s ) = 36.1,2.10-4( m/h ) = 0,432.10-2( m/h )

+ T: Chiều dày tầng đất thấm nước ( T = 1m )

+ H: Cột nước trước đê quai(m)

+ L: Khoảng cách từ chân đê quai đến mương tập trung nước(m)

L = L0 + 1- 0,5*m*H

L0 = B + 2m*Hđq

+ B: Bề rộng đê quai

+ m: Hệ số mái đê quai m = 1,5

1.Tính toán lưu lượng thấm qua đê quai thượng lưu

+ Y: Do kênh tập trung nước chưa xác định cho nên khoảng cách y chưa biết Ta

lấy theo kinh nghiệm: Y = 0,3m

Thay các thông số vào công thức trên ta có:

q tđq = 0,432.10-2.   

005 , 14

* 2

3 , 0 1 1 66 ,

=1,99.10-3(m3/h.m)

Chiều dài đê quai thượng lưu tính từ trung điểm của nó: Ltl=206,5m

Vậy lưu lượng thấm qua đê quai thượng lưu là:

Qtđq = qtđq*Ltl = 1,99.10-3 * 206,5 = 0,412(m3/h)

MNT

L

+ 46 Y

X + 44,66

l 0,5.m.H

L

H H/2

Lo

y

2 Tính toán lưu lượng thấm qua đê quai hạ lưu

* 2

3 , 0 1 1 78 ,

=0,6145.10-3(m3/h.m)

Chiều dài đê quai hạ lưu tính từ trung điểm của nó:Lhl = 159,5m

Vậy lưu lượng thấm qua đê quai hạ lưu là:

Qtđq = qtđq*Ltl = 0,6145.10-3 * 159,5 = 0,098(m3/h)

3 Tổng lưu lượng thấm qua đê quai được xác định như sau

Qtđq = Qđqt + Qđqh = 0,412 + 0,098 = 0,51(m3/h)

2.5.3.Tính toán khối lượng đê quai

1 Tính toán khối lượng đê quai thượng lưu

Bảng 2-13: Bảng tính toán khối lượng đê quai thượng lưu

TT Tên mặt cắt Diện tích

(m2)

Diện tích trung bình (m2)

Khoảng cách (m)

Khối lượng (m3)

X + 42,78

l 0,5.m.H

L

H H/2

Lo

y

2 Tính toán khối lượng đê quai hạ lưu

Bảng 2-14: Bảng tính toán khối lượng đê quai hạ lưu

TT Tên mặt cắt Diện tích

(m2)

Diện tích trung bình (m2)

Khoảng cách (m)

Khối lượng (m3)

3 Biện pháp thi công

 Đê quai thi công bằng phương pháp đầm nén dùng đất lấy từ mỏ số 1 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 rẻ

 Đắp đê quai thượng lưu trước, đê quai hạ lưu sau để giảm khối lượng đê quai hạ

lưu vì được đắp trong trạng thái tĩnh, mực nước hạ lưu thấp

2.5.4 Công trình tháo nước

 Tuyến công trinh: Cống ngầm không có áp bố trí tại đập chính hồ chứa Thạch Khê

 Kích thước cống: Cống ngầm Ø1m bằng thép bọc BTCT M200 dày 10cm Cao

trình ngưỡng cống 43,6 m, độ dốc đáy cống i = 0,0026, chiều dài cống 122m ( đoạn ống

thép dài 76 m)

 Biện pháp thi công: Do khối lượng nhỏ, thi công chủ yếu bằng thủ công kết hợp cơ

giới Cống lấy nước được xây dựng để phục vụ cho công tác dẫn dòng, vì vậy cống được thi

công hoàn thành năm thi công thứ nhất

2.6 Ngăn dòng thi công

2.6.1 Tác dụng và mục đích

 Công tác ngăn dòng là một khâu rất quan trọng trong thi công các công trình thủy

lợi.Nó quyết định toàn bộ tiến độ thi công, thời gian hoàn thành cụm công trình đầu mối

 Mục đích công tác ngăn dòng là tìm chênh lệch cột nước, vận tốc ngăn dòng,

đường kính đá ngăn dòng sao cho hợp lí nhất về kinh tế và kỹ thuật

2.6.2 Chọn tần xuất lưu lượng thiết kế ngăn dòng

 Theo tiêu chuẩn TCVN285-2002 (bảng 4.7 tr16), với công trình hồ chứa nước

Thạch Khê là công trình cấp III Tần suất lưu lượng lớn nhất để thiết kế ngăn dòng là

P=10%

2.6.3 Chọn ngày tháng ngăn dòng

 Khi chọn ngày tháng ngăn dòng dựa trên nguyên tắc sau

- Chọn lúc nước kiệt nhất trong mùa khô

- Đảm bảo trước khi ngăn dòng có đủ thời gian làm công tác chuẩn bị như đào hoặc

đắp công trình tháo nước hoặc dẫn nước , chuẩn bị vật liệu, thiết bị

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

xử lí nền xây đắp công trình chính hoặc bộ phận công trình chính đến cao trình vượt lũ

- Ảnh hưởng ít nhất đến lợi dụng tổng hợp dòng chảy

 Dựa trên cơ sở phân tích các nguyên tắc trên, chọn thời điểm ngăn dòng là đầu

2.6.4 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng

 Theo tài liệu đo đạc thủy văn của khu vực công trình đầu mối hồ chứa nước Thạch

Khê thì lưu lượng ngăn dòng vào đầu tháng 02 là: Q = 3,03 (m3/s)

2.6.5 Xác định bề rộng ngăn dòng

 Chiều rộng ngăn dòng quyết định bởi các yếu tố

- Lưu lượng thiết kế ngăn dòng: Lưu lượng ngăn dòng Q = 3,03 (m3/s)

- Điều kiện chống xói của nền: Theo tài liệu địa chất lòng sông thì lòng sông là cát

cuội sỏi tảng lẫn ít bùn sét chiều dày thay đổi từ 0,5  5,0m, kết cấu chặt Tra bảng 1-2 trang

8 giáo trình thi công tập một, với cát cuội sỏi tảng thì lưu tốc bình quân cho phép không xói

[V] = 1,4 ÷ 1,6 (m/s)

- Cường độ thi công

- Yêu cầu về tổng hợp lợi dụng dòng chảy, nhất yêu cầu vận tải thủy

 Trên suối Cây Da không có yêu cầu về vận tải thủy, lưu lượng thiết kế chặn dòng

nhỏ Q = 3,03 (m3/s ) Do đó chọn bề rộng của ngăn dòng b = 3 m

2.6.6 Phương pháp ngăn dòng

 Mặt bằng rộng, giao thông thuận lợi, lòng sông thoải, bãi vật liệu gần về cơ bản

đảm bảo yêu cầu đắp đập ngăn dòng được khẩn trương liên tục với cường độ cao

 Chọn phương pháp lấp đứng để ngăn dòng, lấp từ hai bờ vào

Hình 2.8 Biểu thị phương pháp lấp đứng

 Ngăn đê quây thượng lưu trước, để tạo điều kiện thuận lợi cho việc đắp đê quây hạ

lưu

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

 Phương trình cân bằng nước :

Qđến = Qxả + Qcửa + Qthấm + Qtích (2-10) Trong đó:

+ Qđến = 3,03 (m3/s): là lưu lượng đến hằng ngày khi ngăn dòng (m3/s)

+ Qxả : Lưu lượng xả về hạ lưu (m3/s)

+ Qcửa: Lưu lượng chảy qua cửa lúc ngăn dòng (m3/s)

+ Qthấm: Lưu lượng thấm qua đống vật liệu (m3/s)

Qtích : lưu lượng tích lại ở thượng lưu (m3/s)

Để đơn giản khi tính toán bỏ qua Qthấm và Qtích

 Tính lưu lượng qua cửa ngăn dòng: dòng chảy qua cửa ngăn dòng coi như chảy qua

đập tràn đỉnh rộng chảy không ngập

Qcửa = m B 2 g H o3 (2-11) Trong đó:

+ m: Hệ số lưu lượng được xác định theo công thức sau:

den o

Q V

B H

+ B và H: Bề rộng và độ sâu trung bình dòng chảy tới gần ở thượng lưu cửa ngăn

dòng

 Để tính được Qcửa phải tính đúng dần bằng cách giả thiết ZTL, ứng với một bề rộng

cửa ngăn dòng cho đến khi nào thỏa mãn phương trình cân bằng nước

 Giả thiết một số giá trị Htl > hh ta có kết quả tính trong bảng sau:

Bảng 2-15: Bảng tính toán thủy lực ngăn dòng

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG ĐẬP ĐẤT 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

 Trong quá trình thi công móng đập thì tiêu nước hố móng là một khâu quan trọng

hầu như không thể tránh khỏi vì hố móng nằm sâu dưới nền đất đá khi đào lớp đất, đá thì

nước tập trung vào hố móng mà chủ yếu là nước mưa, nước thấm xung quanh hố móng

 Giải quyết vấn đề này được thì mới đảm bảo công tác thi công, hố móng đúng yêu

cầu kỹ thuật, đảm bảo được tiến độ chung của công trình hồ chứa nước Thạch Khê

Có hai phương pháp tiêu nước hố móng là:

1 Phương pháp tiêu nước trên mặt

2 Phương pháp tháo nước bằng cách hạ thấp mực nước ngầm

 Phương pháp tháo nước trên mặt là bố trí hệ thống kênh mương dẫn nước và tạo

các giếng tập trung nước ở trong phạm vi hố móng sau đó dùng máy bơm bơm nước ra khỏi

hố móng, đây là phương pháp đơn giản và rẻ tiền

 Phương pháp tháo nước bằng cách hạ thấp mực nước ngầm là một phương pháp

tương đối phức tạp, đắt tiền và thường dùng trong một số trường hợp như:

- Hố móng rộng và ở tầng đất có các hạt nhỏ, hệ số thấm nhỏ, như đất cát hạt nhỏ,

vừa, đất phù sa

- Khi yêu cầu thi công đòi hỏi phải hạ thấp mực nước ngầm xuống sâu

- Đáy hố móng phải ở trên nền không thấm tương đối mỏng, dưới là tầng nước có

lực

 Đập đất đầm nén hồ chứa nước Thạch Khê được làm trên nền đá phong hóa, nền

đá gốc nên chọn phương pháp tiêu nước mặt.Vì phương pháp này đơn giản, dễ làm và rất

phù hợp với nền đất đá của công trình

3.1.1.2 Xác định lưu lượng cần tiêu

a) Thời kỳ đầu

 Đây là thời kỳ sau khi đã ngăn dòng và trước khi đào móng Thời kỳ này thường các

loại nước đọng, nước mưa và nước thấm Phần nhiều thời kỳ này là mùa khô nên lượng nước

mưa có thể bỏ qua và lượng nước thấm có thể tính gần đúng theo công thức.Vi chưa định trước

thời gian T( thời gian đã định để hút cạn hố móng ) và có xét tới ổn định các mái hố móng , thì

lưu lượng nước cần tiêu được xác định theo công thức ( Giáo trình thi công tập I –trang 49)

+ Q1: Lưu lượng cần tiêu (m3/h)

+ ω : Diện tích bình quân của mặt hố móng hạ thấp trong ngày đêm (m2)

+ h: Tốc độ hạ thấp mực nước trong ngày đêm mà không gây sạt lở mái hố

b)Thời kỳ đào móng

Sơ đồ bố trí tiêu nước hố móng thời kỳ đào móng

1 Hướng vận chuyển đất 2.3 Mương thoát nước

4 Giếng tập trung nước

5 Máy bơm

 Sau khi hút cạn nước hố móng ta tiến hành đào móng.Thời kỳ này bao gồm các loại

nước như sau: Nước mưa, nước thấm và nước thoát ra từ trong khối đất đào:

Q2=Qm + Qt + Qd (3-2) Trong đó:

+ Qm: Lưu lượng nước mưa đổ vào hố móng (m2):

24

Fh

Q m  + F : Là diện tích hứng nước mưa của hố móng (m2)

+ h : Lượng nước mưa bình quân ngày trong giai đoạn tính toán (m)

+ Q2: Lưu lượng cần tiêu (m3/h)

+ Qt: Tổng lưu lượng thấm (m3/h)

 Qd: Lưu lượng róc từ khối đất đã đào ra (m3/h) (Nước róc từ đất đào móng chỉ tính

cho đất đào lên để trong phạm vi hố móng, còn nếu xúc lên ô tô chở đi ngay thì không cần

tính)

Qđ =

n

m a V

720

.

(3-3) Trong đó:

+ V: Là thể tích khối đất đào dưới mực nước ngầm (m3)

+ Qt1: Lưu lượng thấm qua đê quai thượng lưu

+ Qt2: Lưu lượng thấm qua đê quai hạ lưu

+ Qt3: Lưu lượng thấm từ mái hố móng

+ Qt4: Lưu lượng thấm từ đáy hố móng

 Ở đây ta bỏ qua thấm từ đáy hố móng và mái hố móng, chỉ tính cho thấm qua đê

quai thượng lưu và hạ lưu Ta xét trường hợp đê quai thượng và hạ lưu như đập đất đồng

chất hạ lưu không có nước, không có vật thoát nước, đặt trên nền không thấm nước

 Qt1: Lưu lượng thấm qua đê quai thượng lưu, xác định theo công thức ( 4 – 6 )

trang 51 giáo trình thi công tập I Kết quả tính toán như ở phần tính thấm qua đê quai ta có:

Qtl = 0,412 (m3/h)

 Qt2: Lưu lượng thấm qua đê quai hạ lưu , xác định theo công thức ( 4 – 6 ) trang 51

giáo trình thi công tậpI Kết quả tính toán như ở phần tính thấm qua đê quai ta có:

c) thời kỳ thi công công trình chính

Sơ đồ bố trí hệ thống tiêu nước thường xuyên

1 Đê quai 4 Phạm vi xây dựng

2 Giếng tập trung nước 5 Hướng tập trung nước

+ Qm: Lưu lượng mưa cần tiêu trong phạm vi hố móng, vì thời kỳ này thi công

vào các tháng 1,2,3 trong mùa khô nên lượng nước mưa được tính như trong thời kỳ đào

móng

+ Qth: lượng nước thấm được tính như trong thời kỳ đào móng

Qtc: lượng nước thải thi công thường là nước dùng để nuôi dưỡng bê tông, bảo

dưỡng cọ rửa thiết bị vật liệu … Vì thế ở đây ta bỏ qua, vậy Qtc= 0

 Q3 = Q2 = 19,01 (m3/h)

Vậy ta có lượng nước tiêu lớn nhất cho các thời kỳ thi công công trình là:

Sơ đồ lượng nước cần tiêu trong thời kỳ thi công công trình chính

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

a) Lựa chọn thiết bị

Việc chọn thiết bị tiêu nước (máy bơm) phải dựa vào kết quả tính toán và tiến hành

bơm thử, để điều chỉnh thiết bị cho phù hợp nhằm đảm bảo cho việc tháo nước diễn ra đúng

yêu cầu và tiến độ

Nếu nước bơm rút xuống nhanh, chứng tỏ công suất máy bơm quá lớn, cần bớt một

số máy, hoặc giảm lưu lượng của máy

Nước không rút, hoặc rút chậm, có thể đê quai có nhiều hang hốc, lỗ rỗng lớn thì

phải xử lý triệt để rồi mới bơm

Mực nước rút tới mức độ nào đó rồi dừng lại, chứng tỏ lượng nước vào và ra bằng

nhau Cần phải thêm năng lực thiết bị và sử lý các lỗ rỗng trong đê quai để tiếp tục hạ mực

nước ngầm

Để đảm bảo hố móng luôn khô ráo , quá trình bơm tiêu nước nhanh chóng thì cần

tăng lưu lượng tiêu nước tính tóan khi ta chọn máy bơm

Từ đó : QT Ttiêu = K* Qmaxtiêu

Với K : Hệ số dự trữ khi tiêu nước, theo kinh nghiệm K = 1.2

Vậy : QT Ttiêu = 1.2 *369,075 = 442,89 (m3/h)

 Chọn loại máy bơm

Để chọn được số máy bơm và bố trí hệ thống rãnh tiêu ta dựa vào:

Lưu lượng và cột nước cần bơm

Bố trí phù hợp với địa hình và bố trí chung trong công trình

Căn cứ sổ tay tra cứu máy bơm do Thầy Nguyễn Công Tùng , bộ môn Máy Bơm và

Trạm Bơm Trường Đại Học Thủy Lợi làm chủ biên.Ta chọn như sau:

máy bơm có Qmb = 50(m3/h). số máy bơm : n =

Số liệu kỹ thuật của máy bơm ly tâm của công ty chế tạo bơm Hải Dương

Dùng máy bơm ,bơm nước từ giếng tập trung ra ngoài qua đê quai hạ lưu Do địa

chất đáy móng tốt nên ta đào rãnh tiêu nước thẳng đứng ( hình chữ nhật ) có kích thước

30cm x 50cm

Loại máy bơm Q(m3/h) H(m) [Hck] (m) n(vòng/phut) Nđc(kw) Dh(mm) Dx(mm)