ĐỒ án môn học THI CÔNG 1

- Dẫn nước từ thượng lưu về hạ lưu qua các công trình dẫn dòng đã được xây dựng xong trước khi ngăn dòng.. Theo phương án này thi công công trình trong vòng 2 năm NỘI DUNG PHƯƠNG ÁN Năm

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THI CÔNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN

Chương I GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

1.1 Vị trí và nhiệm vụ công trình

1.1.1 Vị trí công trình

Công trình đầu mối hệ thống thủy lợi X được xây dựng trên suối Y, thuộc

xã PN, huyện K, cách thị xã H 20 km về phía Bắc, ở toạ độ 230 19’ vĩ độ Bắc

và 1050 38’kinh độ Đông

1.1.2 Nhiệm vụ công trình

Theo luận chứng kinh tế kỹ thuật đã được Bộ NN – PTNT phê duyệt,

hồ chứa có nhiệm vụ sau:

- Cung cấp nước tưới cho nông nghiệp khoảng 550ha;

- Phát điện với công suất khoảng 1,5MW;

- Cung cấp nước cho sinh hoạt cho và công nghiệp với lưu lượng 50m3/h;

- Lòng hồ kết hợp nuôi trồng thủy sản;

- Cải tạo môi trường và du lịch

1.2 Quy mô công trình

1.2.1 Đặc trưng hồ chứa

1.2.2 Để đảm bảo cho nhiệm vụ công trình,yêu cầu hồ chứa phải có các

thông số sau:

Mực nước dâng bình thường 31,6m W = 3,9.106 m3

Mực nước dâng gia cường 34,2 m W = 4,884.106 m3

Đồ án môn thi công

-

có hai cơ ở cao trình + 27m rộng 5m và cao trình + 22,5m rộng 15m

1.2.5 Cống lấy nước

Kiểu cống hộp, chảy không áp bằng bê tông cốt thép đặt trên nền đá phiến sét bên vai trái đập đất

Cống có các thông số sau:

Lưu lượng thiết kế QTK = 1m3/s A

1.2.7 Thời gian thi công

Công trình được xây dựng trong khoảng 2 năm kể từ ngày khởi công

1.3 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình

1.3.1 Điều kiện địa hình

Suối Bằng chảy qua vùng đồi thấp, đỉnh đồi có độ cao 50-100m, đỉnh hình tròn, hai bên lòng suối có thềm rộng, thuận tiện cho việc thi công.

1.3.2 Đặc trưng khí tượng, thủy văn

Khu vực xây dựng nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa Mùa mưa từ tháng

Đồ án môn thi công

-

-1.3.4 Động đất

Khu vực xây dựng công trình có động đất cấp 7

1.4 Nguồn vật liệu xây dựng

- Mỏ D nằm ở sau vai trái tuyến đập Mỏ này chủ yếu là đất sét, bề dày trung bình 2,5m cách tuyến đập 800m, trữ lượng 123.103m3

- Mỏ E nằm phía thượng lưu tuyến đập, cách tuyến đập khoảng 1500m, bề dày khoảng 2,4m, gồm đất sét, á sét

Bốn mỏ đất gồm hai loại nguồn gốc chính là Eluvi và Deluvi Đất ở bốn

mỏ này có dung trọng tự nhiên khô γtnk = 1,6T/m3 , đều dùng để đắp đập được

1.5 Giao thông vận tải

Công trình nằm ở huyện K cách quốc lộ 6 khoảng 12km Đường đến công trình thuận tiện cho việc vận chuyển thiết bị thi công và vật liệu xây dựng

1.6 Điều kiện dân sinh kinh tế

Theo phương hướng quy hoạch đây là một huyện có dân số không nhiều nhưng lại có nhiều dân tộc khác nhau Cuộc sống chủ yếu dựa vào nông nghiệp, điều kiện sinh hoạt thấp kém

1.7 Khả năng cung cấp điện nước

Nước cho sinh hoạt cần xử lý bảo đảm vệ sinh cho người dùng

1.8 Điều kiện thi công

+ Khởi công ngày 1/12/2007

+ Công trình đầu mối thủy lợi do Công ty D thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đảm nhận thi công

+ Vật tư thiết bị cung cấp đến chân công trình theo đúng tiến độ

+ Máy móc đảm bảo cho việc thi công

+ Nhà thầu có khả năng tự huy động vốn đáp ứng nhu cầu thi công.+ Thời gian thi công 2 năm

II.CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG

2.1.Mục đích, ý nghĩa,nhiệm vụ của công tác dẫn dòng thi công.

2.1.1.Mục đích, ý nghĩa

- Mục đích: Đảm bảo cho hố móng luôn được khô ráo, mặt khác phải đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp nguồn nước ở hạ lưu trong suốt quá trình thi công ở mức cao nhất

-Ý nghĩa: Biện pháp dẫn dòng ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch tiến độ thi công của toàn bộ công trình, hình thức kết cấu, chọn và bố trí công trình

Đồ án môn thi công

- Đắp đê quai bao quanh hố móng, bơm cạn nước và tiến hành công tác

nạo vét, xử lí nền và xây móng công trình

- Dẫn nước từ thượng lưu về hạ lưu qua các công trình dẫn dòng đã được xây dựng xong trước khi ngăn dòng

2.2 Đề xuất phương án dẫn dòng thi công ( 2 phương án)

Nguyên tắc chọn phương án dẫn dòng:

Thời gian thi công ngắn nhất

Phí tổn về dẫn dòng và giá thành công trình rẻ nhất

Thi công được thuận lợi, liên tục, an toàn và chất lượng cao

Đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp là cao nhất

2.2.1 Phương án 1.

Theo phương án này thi công công trình trong vòng 2 năm

NỘI DUNG PHƯƠNG ÁN

Năm

XD Thời gian

Hình thức dẫn dòng

Lưu lượng dẫn dòng(m3/s)

Các công việc phải làm và các mốc khống chếI

toàn bộ trànMùa mưa

Năm XD Thời gian Hình thức dẫn

dòng

Lưu lượng dẫn dòng (m3/s)

Các công việc phải làm và các mốc khống chế

I Mùa khô từ: 01/12

đến 30/05

Dẫn dòng qua lòng sông tự nhiên

2.55

Đào kênh dẫn của cống lấy nước,thi công cống lấy nước; thi công một phần đập chính

ở bờ trái,mở móng tràn

Mùa lũ từ: 01/06 đến 30/10

Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

188

Hoàn thành cống, thi công đập chính ở bờ phải, tiếp tục thi công phần đập chính ở bờ trái

II

Mùa khô từ: 01/11 đến 30/05

Dẫn dòng qua cống ngầm đã thi công xong

2.55

Xây dựng tràn tháo lũ đến cao trình cần tháo lũ tạm, ngăn dòng,Thi công đập chính đến cao trình vượt lũ thiết kế.Mùa lũ từ: 01/06

đến 30/10

Dẫn dòng qua

Thi công đập chính.III

Mùa khô từ: 01/11 đến 30/05

Dẫn dòng qua

Tiếp tục thi công đập,hoàn thiện tràn xã lũ.Mùa lũ từ: 01/06

Đồ án môn thi công

-

-Phân tích ưu nhược điểm của từng phương án

a Phương án 1 :

Thi công 2 năm từ tháng 12/2007 đến tháng 12/2009

Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp và qua cống

* Ưu điểm :

- Mặt bằng thi công thuận lợi cho thi công cơ giới

- Thời gian thi công ngắn nên tập trung được vốn đầu tư, nhân lực

- Không phải xây dựng tràn tạm

- Sớm đưa công trình vào khai thác và thu hồi vốn đầu tư

* Nhược điểm :

- Các hạng mục công trình có khối lượng lớn nên cường độ thi công cao

- Bố trí mặt bằng và phối hợp thi công giữa các hạng mục gặp khó khăn nên đòi hỏi phải có độ chính xác cao

b Phương án 2 :

Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp, cống ngầm, tràn tạm

* Ưu điểm :

- Mặt bằng thi công thuận lợi cho cơ giới

- Giảm được cường độ thi công ở các hạng mục công trình

* Nhược điểm :

- Không khai thác được khả năng làm việc của xe máy và máy móc

- Tăng chi phí vì phải xây dựng tràn tạm

- Công tác thi công, tổ chức giữa các hạng mục công trình không được nhịp nhàng

Qua việc phân tích sơ bộ về kỹ thuật cũng như về kinh tế thì phương án tốt nhất làm phương án dẫn dòng thiết kế là phương án 2 năm

2.3 Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công.

2.3.1.Chọn tần suất dẫn dòng thiết kế

Chọn theo TCVN: Bảng 4.6 trang 16 TCVN 285-2002, ứng với công trình cấp IV ta tra được tần suất dẫn dòng thiết kế P = 10%

2.3.2.Chọn thời doạn dẫn dòng thiết kế

Thời đoạn dẫn dòng thiết kế được chọn dựa vào:

- Thời gian thi công: thi công theo từng giai đoạn yêu cầu

- Đặc điểm thủy văn: Khu vực chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, phân mùa rõ rệt làm hai mùa, mùa mưa và mùa khô

Do đó ta chọn thời gian thi công theo từng giai đoạn

2.3.3.Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công

Thời gian thi công theo từng giai đoạn, lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công là lưu lượng lớn nhất trong giai đoạn ứng với tần suất dẫn dòng thi công

2.4 Tính toán thuỷ lực phương án dẫn dòng

2.4.1.Tính toán thuỷ lực phương án dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

2.4.1.1 Mục đích

- Xác định quan hệ Q~ZTL khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp;

- Xác định cao trình đê quai thượng hạ lưu;

- Xác định cao trình đắp đập chống lũ cuối mùa khô;

- Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy;

2.4.1.2 Nội dung tính toán:

ω2 =65,37m2

- Tính lại

g

V g

V

22

2 2

%

ω ω

95,0

Đồ án môn thi công

-

81,9.2

39,181,9.85,0.2

85,

37,65

ZVL= 19,45+0,7 = 20,15m chọn bằng 20,5m cho dễ thi công

- Kiểm tra khả năng xói nền: V≤[V]kxnền;

- Kiểm tra khả năng đầu đập: V≤[V]kxđập;

2.5.2.Nội dung tính toán :

Vào mùa khô năm thứ 2 ta dẫn dòng qua cống lấy nước Nước từ cống còn qua một đoạn kênh dẫn rồi mới đổ ra lòng sông.Dựa vào tài liệu địa hình, địa chất xác định các thông số của kênh

2.5.2.1Chọn kích thước kênh dẫn dòng:

+) Chọn cao trình đáy kênh, tuyến kênh d ựa trên nguyên tắc sau :

-Lợi dụng kênh lâu dài;

-Tránh đào đá;

-Khối lượng đào đắp nhỏ;

-Thuận lợi cho ngăn dòng và đắp đập giai đoạn sau;

+)Chọn chiều rộng đáy kênh cũng cần dựa vào các nguyên tắc sau:

-Phù hợp với lưu lượng dẫn dòng;

-Phù hợp với thiết bị và biện pháp thi công;

Do đó chọn chiều rộng đáy kênh bằng b = 0,8m

Ztl

N1

N1 K

K

K N2

-Giả thiết cấp lưu lượng Q i = 2,45 (m3/s)

-Phương pháp tính: Vẽ đường mặt nước theo phương pháp công trực

tiếp;

Trình tự tính toán:

+ Xác định hk:

) 105 , 0 3 1

Q gb

α

Đồ án môn thi công

-

trong đó α=1,1 ; Q = 2,55(m3/s)

g = 9,81 ; b =0,8 m

=> hkcn = 1,02

8,081,9

55,21,1

02,15,

002,0424,8

=

×Tra bảng phụ lục 8-1 của bảng thuỷ lực n = 0,025 => RLN = 0,51

Ta có : 1,57

51,0

8,0

2

^

*α

BẢNG TÍNH TOÁN ĐƯỜNG MẶT NƯỚC TRONG KÊNH

Các thông số tính toán: Q=2,45m 3 /s; b=0,8m; i=0,002;, m=1,5

0.007 7

-0.0027

0.0089

-0.0008

0.0132

-16.17 27.477

-0.0006

0.0138

-44.19 68.997

-0.0002

0.007 3

-44.62 88.807

-0.0075

111.5 156.157

-

-Từ bảng trên với ∑Li = 90m, nội suy ra được hđk= 0,952m Đoạn đầu kênh tính như đập tràn đỉnh rộng δ = Lđk= 10m, không ngưỡng

Xét tính chất chảy của đập: hn=hđk= 0,952m, hk= 0,76m

76,0

952,

hdk : Cột nước đầu kênh

Ho :là cột nước trong kênh

Tínhgần đúng h=hđk⇒ω = (b+mh)*h = (0,8+1,5*0,952)*0,952=2,121m2

121,2

*93.0

*81.9

*2

45,2952

,0

*

*

2 2

2

2

=+

=ωϕ

g Q

121,

1

ln 6 /

×R n

Ztl=23,4(m); chọn δ=0,5 m

Zd d= 23,4+0,5=23,9(m)

- Xác định cao trình đê quai thượng lưu: Zdq=Zd d=23,9 m

- Kiểm tra khả năng xói nền: Có V<[V]kx

Nhưng trong quá trình thi công kênh cần chú ý :

+>Nên tránh việc đào đá để giảm bớt khó khăn , tốn kém, và chậm trễ.+> Bố trí kênh thuận chiều dòng chảy Miệng vào và cửa ra của kênh cần cách đê quai thượng , hạ lưu một khoảng cách nhất định để đề phòng xói lở chân đê quai (thường lấy khoảng 10 m) Bờ kênh nên cách hố móng một khoảng cách nhất định để tránh nước trong kênh thấm vào hố móng (thường bằng 3 lần độ chênh giữa mực nước trong kênh và đáy hố móng )

- Xác định cao độ bờ kênh để nước không tràn vào hố móng:

- Lợi dụng công trình lâu dài để dẫn dòng;

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

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

2.6.2.Nội dung tính toán :

2.6.2.1.Các thông số về cống lấy nước

Kiểu cống hộp, chảy không áp bằng bê tông cốt thép đặt trên nền đá phiến sát bên vai trái đập đất

-

-+> Lấy lưu lượng qua cống bằng lưu lượng dẫn dòng thi công :

+Giả sử chảy không áp: Tính như kênh + đập tràn đỉnh rộng;

Để cho đơn giản ta coi mực nước sau cống hn là độ sâu dòng đều h0 Kênh sau cống có Q=1,55(m3/s); i=0,002 ; m=0,4 ;b=0,8(m) ; n=0,025

55,2

002,0.944,6

Q

i m

( với 4m0=6,944 tra từ bảng thuỷ

Phần đầu cống áp dụng công thức của đập tràn đỉnh rộng

) (

0

55,2

2 2

2

m x

x

x + = .So sánh H0<1,2d thỏa mãn cống chảy không áp ,nên giả thiết đúng Vậy H ≈H0 =1,2(m)

Cao trình mực nước thượng lưu Ztl=Zđáy cống+ H=22,54+1,2=23,74(m)

2.7.2 Nội dung tính toán:

- Sơ bộ xác định các thông số của tràn;

Cao trình ngưỡng tràn : ∇nt = + 31,62m

Chiều rộng ngưỡng tràn : Bnt = 40m

Lưu lượng xả : qxả = 234,45m3/s

Số bậc nước : n=6

-

-Chiều rộng bậc nước :b= 20m

Cột nước ngưỡng tràn :H= 2,38m

- Giả thiết các cấp lưu lượng Qi qua tràn;

- Xác định chế độ chảy qua tràn (tự do, ngập): theo đập tràn đỉnh rộng;

Vì Qlũ = 188(m2 /s) tra quan hệ Q & Zhl => Zhl =19,00(m) mà cao trình ngưỡng tràn là : 31,62m

Vậy chế độ chảy qua tràn là chế độ chảy tự do

Khi đó công thức tính lưu lượng là :

)(

hoặc có thể xác định theo công thức:

3 0

Với các lưu lượng giả thiết Qi khác tính tương tự cho ta các mực nước thượng lưu tương ứng như bảng sau:

Quan hệ Qxả ~ ZTL

2.7.3 Ứng dụng kết quả tính toán:

- Tính toán điều tiết lũ;

- Đề ra biện pháp gia cố, bảo vệ cống;

2.8 Tính toán điều tiết

2.8.1 Tính toán điều tiết thường xuyên:

2.8.1.1.Mục đích:

- Xác định thời gian từ lúc ngăn dòng đến khi nước chảy ổn định qua công trình dẫn dòng t1;

- Xác định thời gian từ khi ngăn dòng đến khi nước dâng đến tràn tạm t2;

- Quyết định cường độ thi công ngăn dòng và đắp đập;

- Xác định mực nước lũ trong hồ và lưu lượng xả của tràn lớn nhất khi lũ về;

2.8.1.2.Nội dung tính toán:

Tính t1: Ứng với ZTL = 23,74 m đã xác định được ở chương tính thủy lực qua công trình cống ngầm, tra quan hệ Z~V được W1 = 665*103 (m3)

,

2

10

W t

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

2.8.2.2.Nội dung tính toán:

- Theo phương pháp Kôtrêrin

- Do không có đủ tài liệu nên tính mực nước trong hồ bằng cao trình ngưỡng công trình tháo;

Theo phương pháp Kotrêrin:

+ Trường hợp mực nước trước lũ cao bằng ngưỡng tràn:

-

L m

W

W Q

q

Q

q W

W

1

max1

max max

max

Trong đó : Tổng lượng lũ thiết kế Wp= 7,5.106 m3

Qmaz : lưu lượng đỉnh lũ Qmax ứng với tần suất 10 % bằng 188 m3/s

Bằng cách tính thử dần ta sẽ tìm được qmax, Wmax và Zmax;

+>Giả sử : qmax = 68 (m3/s) tra quan hệ qxả và ZTL đã thiết lập ở trên ta có:ZTL = 32,47 m.Với giá trị của ZTL đó tra quan hệ Zhồ ~ Vhồ =>

681

4829*103(m3)

So sánh 2 giá trị ta thấy hai giá trị khác nhau =>qmax giả thiết sai

Với cách thử dần như vậy ta có:

+>Giả sử : qmax = 170(m3/s) tra quan hệ qxả ~ ZTL đã thiết lập ở trên ta có:ZTL = 33,169 m.Với giá trị của ZTL đó tra quan hệ Zhồ và Vhồ =>

Vhồ = 3500,968*103(m3) => Wm = Vhồ- Vhôtl =(3500,968- 2747)*103

= 753,968 *103 (m3)

Mặt khác ta có:

max m

1701

824,61*103(m3)

So sánh 2 giá trị ta thấy hai giá trị gần bằng nhau =>qmax giả thiết đúng

Vậy qmax = 170 (m3/s) , Zmax = 33,169 m ; Wmax = 3500,968*103(m3/s)

2.8.2.3 Ứng dụng kết quả tính toán:

Xác định cao trình đắp đập vượt lũ:

Zvl= Ztl max+δ =33,169+0,5=33,669(m)

Để dễ thi công ta chọn Zvl = 34 m

2.9 Thiết kế kích thước công trình dẫn dòng

2.9.1 Thiết kế đê quai:

Tuyến đê quai : bao gồm đê quai dọc và đê quai thượng, hạ lưu (xác định dựa vào diện tích thu hẹp ω2 đã tính ở phần dẫn dòng )

Kích thước mặt đê quai : mặt cắt hình thang bằng đầm đất đầm nén , kích thước như sau : đỉnh b = 4m (kết hợp cả làm đường thi công ), mái thượng m1 =3, mái hạ m2 =2,5 Đê quai dọc có mặt cắt hình thang, làm bằng bê tông , bề rộng 4m

2.9.2 Thiết kế công trình tháo nước:

- Ở đây là cống kênh kết hợp dẫn nước (kênh dẫn nước ở sau cống về hạ lưu ).Kênh dẫn sau cống đảm bảo ngắn nhất , cách chân đê quai ít nhất 10m ,kênh

có các kích thước như sau : cao trình đáy kênh trùng với cống lấy nước

=

∇DK Zcuối cùng=Z-i.Lcống≈ 22,4(m),

Bề rộng bằng bề rộng cống b = 1 m, độ dốc i =0,002hệ số mái m=1,5; độ nhám n = 0,025, chiều dài Lkênh = 100 m

Cao h=Zbk-Zcc=23,85-22,4≈1,5 m ;

Đỉnh rộng; b’= 2mh+b=2*1,5*1,5+1= 5,5 m ;

-Chương 3:

THI CễNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM NẫN

3.1 Phõn chia cỏc đợt đắp đập và xỏc định cường độ đắp đập

3.1.1 Phõn chia cỏc giai đoạn đắp đập

Việc phõn chia cỏc giai đoạn đắp đập cú vai trũ quyết định đến cường độ và tiến độ thi cụng Nếu phõn chia cỏc đợt đắp đập hợp lý thỡ sẽ đảm bảo được cụng tỏc ngăn dũng khụng cho nước tràn qua mặt đập đang thi cụng gõy ảnh hưởng xấu đến chất lượng cụng trỡnh

Vỡ vậy căn cứ theo cỏc mốc cỏc cao trỡnh khống chế đó chỉ ra trong phần tớnh toỏn dẫn dũng mà ta phõn chia cỏc giai đoạn đắp đập được thể hiện trờn cả mặt cắt dọc và mặt cắt ngang như bản vẽ kốm theo

+> Giai đoạn I :mựa khụ năm thứ nhất đắp đến cao trỡnh 24,5 m nội dung thi cụng một phần vai phải đập

+> Giai đoạn II : mựa lũ năm thứ nhất đắp đập vai phải đến cao trỡnh thiết kế

Đất đắp đợt I

Đất đắp đợt II

Đất đắp đợt IV

Đá lát khan dày 30 cm Dăm sỏi dày 15 cm Cát vàng dày 15 cm