TKTCTC công trình đồng quảng 2

Dẫn dòng thi công là dẫn dòng chảy trong sông theo đường dẫn nhân tạohoặc lòng sông thiên nhiên nhằm mục đích tạo sự cách ly giữa hố móng với dòngchảy để thi công các hạng mục công trình

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Vị trí và nhiệm vụ của công trình

1.1.1 Vị trí địa lí công trình hồ chứa nước Đồng Quảng 2

Công trình hồ chứa Đồng Quảng 2 được xây dựng trên địa phận xã PhúcTrạch, huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình Tọa độ khu vực dự án từ 17030’0’’ vĩ độBắc, 106010’ 30’’kinh độ Đông

1.1.2 Nhiệm vụ của công trình

Công trình hồ chứa Đồng Quảng 2 có nhiệm vụ tưới nước cho diện tích nằmtrên địa bàn, điều tiết nước, cung cấp nước sinh hoạt cho nhân dân trong vùng

Cụ thể như sau:

- Cấp nước sinh hoạt

- Cải thiện môi trường sinh thái

- Kết hơp nuôi trồng thủy sản

1.1.3 Quy mô, kết cấu các hạng mục của công trình

hành lang bê tông, đóng mở bằng cửa van

côn hạ lưu, cửa van sửa chữa trong tháp

1.2 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình

1.2.1 Điều kiện địa hình

▪ Khu vực xây dựng tràn bên phải tuyến đập chính, ở khu vực tương đối dốc, địa hình không thật thuận lợi mở đường thi công

*) Các tại liệu sử dụng từ giai đoạn NCKT:

- Bình đồ khu vực đầu mối có tỷ lệ

- Bình đồ khu vực các công trình trên kênh chính có tỷ lệ

- Khôi phục hệ tọa độ và caođộ của các mốc trên bình đồ khu vực xây dựngcông trình

*) Đánh giá về tài liệu địa hình

Các tài liệu trong giai đoạn NCKT và khảo sát bổ sung đủ độ chính xác đểtiến hành thiết kế công trình

Điều kiện địa hình vùng dự định xây dựng công trình bị chia cắt nên kênhdẫn dài Phai bố tri nhiều công trình tiêu nước trên kênh dẫn để tiêu nước tràn mộtcách hợp lý để bảo vệ kênh dẫn Vì địa hình có độ dốc nhỏ nên các tuyến đập tràntrải rộng

Với các thông tin trên cho thấy công trình xây dựng có hiện trường khá rộngrãi Vì vậy điều kiện thi công tương đối thuận tiện

1.2.2 Điều kiện khí hâu, thủy văn và đặc trưng dòng chảy

a Nhiệt độ không khí

Nhiệt độ không khí trung bình (Tcp)

Nhiệt độ không khí trung bình max (Tcpmax)

Nhiệt độ không khí trung bình min (Tcpmin)

Bảng 1: Bảng phân phối các đặc trưng nhiệt độ không khí.

c Nắng

Tổng số giờ nắng trung bình trong năm là 1510.3 giờ

Bảng phân phối giờ nắng trong năm

d Gió

Tốc độ gió bình quân trong năm từ 2m/s đến 3m/s, phân bố tốc độ gió bình quân trong năm

Bảng tốc độ gió TBNN

Bảng 4

năm

f Lượng mưa gây lũ

Lượng mưa gây lũ thường sảy ra do bão, áp thấp nhiệt đới, hoặc kết hợp cả hai gây nên Lượng mưa gây lũ trong vùng tương đối lớn

Bảng lượng mưa một ngày lớn nhất

• Các đặc trưng thủy văn dòng chảy

+ Dòng suối tại xây dựng có 2 mùa rõ rệt:

160

127

149

1163

a Các lớp địa chất thuộc khu vực đập chính

Địa chất khu vực tuyến công trình có cấu tạo từ trên xuống dưới như sau:Lớp 1:Lớp đất trồng trọt: á sét trung nhẹ màu xám nâu, đất lẩn niều rễ cây

cỏ, trạng thái dẻo mền, kết cấu kém chặt lớp dày từ 0.1-0.2m

Lớp 2: Tầng phủ á sét nhẹ trung chứa nhiều dăm sạn màu xám nâu,nâu đỏ,xám trắng, trạng thái thiên nhiên cứng nửa cứng, đất kết cấu chặt vừa Trong đất lẫn30-505 dăm sạn, tỷ lệ dăm sạn không đều, dăm sạn có kích thước 2-7 mm, nguồngốc pha tàn tích (deQ)

Lớp 3: Đá riolit nâu xám, xám xanh, cấu tạo khối, cấu trúc hạt nhỏ đến vừa.Thành phần phun trào axít yếu đến kiềm thuộc thành hệ núi lửa kreta, hệ tầngDapenren(Kđp)

- Đá Riolit phong hoá vừa, màu xám xám den, đốm trắng Đá cứng chắc nõnkhoan tương đối liền thỏi, nứt lẻ trung bình, khe nứt kín

- Đá Riolit phong hoá mạnh màu xám, xám trắng, ròn khá cứng, gắn kếttrung bình, nõn khoan vỡ vụn thành các mảnh đá

- Đá rioliot phong hoá nhẹ tươi, màu xám xanh, xám tro đốm trắng, cứngchắc, nứt lẻ rất yếu, nõn khoan liền thỏi

b Địa chất móng tràn

Đáy chân khay đặt hầu hết trên lớp đá gốc phong hoá vừa đến phong hoá

Móng tràn được đặt chủ yếu trên lớp 3.

c Khu vực lòng hồ

Hồ chứa nước có lòng hồ hoàn toàn nằm trong vùng đá Ryolit cùng mộtthành hệ phun trào, không tồn tại các hang động hoặc các hành lang ngầm thôngsang các khu vực khác Xung quanh hồ là các khối cacma đồ sộ của phức hệ Cá Ná(Tản Ngạn) và phức hệ đèo cả (Hữu Ngạn) tạo nên những bức tường chắn nướcvững chắc và kín, trong lòng hồ không có hoạt động kiến tạo như đứt gãy, uốn nếp

Do vậy dựa vào các điều kiện địa hình và địa chất vùng lòng hồ có thể khẳngđịnh hồ có khả năng trữ nước đến cao trình 45 m

Trong khu vực có hai loại nguồn nước chính là nước mặt và nước ngầm

a Nước mặt

Nước mặt tồn tại ở Đồng Quảng và các khe suối nhỏ Về mùa mưa nướcthường đục do lượng phù sa lớn, về mùa khô nước trong suốt, không mùi vị, ít cặnlắng Nước mặt có quan hệ thuỷ lực với nước ngầm trong tầng phủ pha bồi tích, ởkhu vực nghiên cứu về mùa mưa nước mặt là nguồn cung cấp nước chủ yếu chonước ngầm, về mùa khô thì ngược lại nước ngầm cấp nước cho nước mặt

b Nước ngầm

- Trong khu vực nghiên cứu có hai phức hệ chứa nước ngầm chính

- Nước ngầm trong các tích tụ pha bồi tích và trong tầng phủ pha tàn tích của

đá gốc

- Nước ngầm trong khe nứt của đá gốc, đây là loại nước ngầm chủ yếu trongkhu vực nghiên cứu, mực nước ngầm suất hiện ở độ sâu từ 3m-10m

- Nước mặt có quan hệ thuỷ lực với nước ngầm trong tầng phủ pha bồi tích,

ở khu vực nghiên cứu về mùa mưa nước mặt là nguồn cung cấp chủ yếu cho nướcngầm, về mùa kho thì ngược lại nước ngầm cung cấp nước cho nước mặt

1.2.4 Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực

b Tình hình đất đai và sản xuất nông nghiệp

Tổng diện tích tự nhiên gần 7000 ha trong đó đất đai có khả năng canh tác

4200 ha Toàn vùng có 1362 ha đất đã khai phá Ngoài ra trong khu vực trên còn có

381 ha cây lâu năm Diện tích còn lại chưa được khai phá chủ yếu là đất rừng táisinh và mật độ rừng trồng như:bạch đàn, keo…

Toàn bộ dân số trong vùng đều sống bằng nông nghiệp, nhận khoán đất rừng

và chăn nuôi trâu bò

Do chưa có công trình thuỷ lợi cộng với phương thức canh tác lạc hậu nênnăng suất cây trồng rất thấp

Việc nhận rừng khoán trong khu vực hiện nay mới chỉ thực hiện công tácquản lý bảo vệ chưa thực hiện trồng rừng

Về chăn nuôi: chủ yếu chăn nuôi trâu bò, và một số loại gia súc khác

c Hiện trạng thuỷ lợi của khu vực.

- Trong khu vực gồm gần 7000 ha tự nhiên mới chỉ có hai công trình thuỷ lợinhỏ là đảm bảo tưới cho 130 ha lúa trong đó có 60 ha lúa hai vụ Sông suối trongkhu vực chỉ có nước vào mùa mưa bvì vậy mà việc sản xuất đất nông nghiệp gặpnhiều khó khăn

- Trong kế hoạch đầu tư phát triển nông nghiệp của tỉnh công trình thuỷ lợi

là một trong những công trình đầu mối trọng điểm

1.3 Điều kiện thi công

1.3.1 Đường ngoại tuyến

Vùng dự án có Quốc lộ đi qua, đây cũng chính là con đường huyết mạch choviệc giao lưu buôn bán của đồng bào vùng dự án Có thể nói đây là điều kiện hếtsức thuận lợi cho việc thi công công trình

2 Đường nội tuyến

Gồm các tuyến vận chuyển đất đá đến các mỏ đá và nội trong công trường làloại đường hai chiều

3Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước

Đất đắp: Đã tìm kiếm khảo sát đất đắp tại các mỏ nằm trong hạ lưu côngtrình

Đá: cự ly 42km

Cát, sạn, sỏi: cự ly 5km

Xi măng, sắt thép: nhà cung cấp đến chân công trình

Vào thời kỳ mùa khô, tại khu vực xây dựng không có nước Nước dùng chothi công và nước dùng cho sinh hoạt đều phải lấy từ xa

Nước sinh hoạt: Dùng nguồn nước từ hệ thống cấp nước sinh hoạt cách côngtrình khoảng 2 km

5Hệ thống cung cấp điện thi công

Đường dây trung và hạ áp 375 KVA

6Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực

a Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị

Các loại vật tự chủ yếu được khai thác và mua ở trong tỉnh Sơn La

b Điều kiện cung cấp nhân lực, xe máy

Nhà thầu có đủ điều kiện về phương tiện, nhân lực có thể kết hợp sử dụngnhân lực địa phương để thi công công trình

▪ 1.4 Phân tích điều kiện và khả năng thi công

▪ 1.4.1 Thời gian thi công được phê duyệt

▪ Thời gian thi công được duyệt là 3 năm từ năm 2016 - 2019:được tính từ ngày khởi công xây dựng

▪ 1.4.2 Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công

a Khó khăn

Do hạn chế về thời gian, điều kiện thiên nhiên không thuận lợi như mưa, bão

sẽ gây khó khăn cho quá trình thi công

b Thuận lợi

Tại khu vực xậy dựng công trình có thể tận dụng nguồn nhân lực địaphương Khả năng cung cấp vật liệu tương đối dồi dào, bao gồm các bãi vật liệu tạichỗ và vật liệu trong khu vực, đường vận chuyển thuận lợi

CHƯƠNG 2: DẪN DÒNG THI CÔNG

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

2.1.1 Mục đích

Dẫn dòng thi công là dẫn dòng chảy trong sông theo đường dẫn nhân tạohoặc lòng sông thiên nhiên nhằm mục đích tạo sự cách ly giữa hố móng với dòngchảy để thi công các hạng mục công trình trong đó

Những đặc điểm trên cho thấy: Muốn hố móng của công trình được khô ráotrong quá trình thi công mà vẫn đảm bảo được lợi dụng tổng hợp nguồn nước thìphải tiến hành dẫn dòng thi công

2.1.2 Ý nghĩa:

Dẫn dòng thi công có ý nghĩa rất lớn trong quá trình thi công công trình :

- Đảm bảo được tiến độ thi công công trình

- Bảo tồn hệ sinh thái, môi trường hạ du

- Ngoài ra nó còn góp phần hạ giá thành thi công công trình

2.1.3 Nhiệm vụ:

Chọn sơ đồ và thiết kế quy mô kích thước công trình dẫn dòng phải thíchhợp cho từng thời đoạn thi công bảo đảm:

Bảo đảm tiến độ chung

- Chênh lệch về cường độ thi công không quá cao trong suốt quá trình thicông công trình

- Giá thành kinh tế thấp nhất

Đề suất các phương án, các mốc thời gian thi công và tiến độ thi côngkhống chế So sánh các phương án dẫn dòng để chọn phương án tối ưu nhất

2.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến công tác dẫn dòng thi công

2.2.1 Điều kiện địa hình

▪ Khu vực xây dựng tràn bên phải tuyến đập chính, ở khu vực tương đối dốc, địa hình không thật thuận lợi mở đường thi công

2.2.2 Điều kiện địa chất

- Tuyến đập: Địa chất khu vực tuyến công trình có cấu tạo từ trên xuống dướinhư sau:

Lớp 1:Lớp đất trồng trọt: trạng thái dẻo mền, kết cấu kém chặt lớp dày từ 0.1-0.2m.

Lớp 2: Tầng phủ á sét nhẹ trung chứa nhiều dăm sạn màu xám nâu,nâu đỏ, xám trắng, trạng thái thiên nhiên cứng nửa cứng, đất kết cấu chặt vừa

Lớp 3: Đá riolit nâu xám, xám xanh, cấu tạo khối, cấu trúc hạt nhỏ đến vừa

- Tuyến tràn: Đáy chân khay đặt hầu hết trên lớp đá gốc phong hoá vừa đến phong hoá nhẹ, độ sâu lớn hơn 1.0m

Móng tràn được đặt chủ yếu trên lớp 3

- Tuyến cống: nằm trên vị trí địa hình tương đối bằng phẳng Trên mặt là lớp2b có cường độ yếu, khi thi công cần phải bóc bỏ

2.2.3 Điều kiện địa chất thuỷ văn

Nước ngầm trong vùng nằm khá sâu Tại khu vực lòng suối, cao độ chênhlệch với nước mặt khoảng 1 đến 2 m Phần địa hình cào thường không gặp nướcngầm hoặc nước ngầm nằm rất sâu

2.2.4 Cấu tạo và bố trí công trình thuỷ công

- Đập là đập đất đầm nén nên không cho phép nước tràn qua

- Cống lấy nước bố trí bên bờ trái, làm bằng bê tông cốt thép Ta có thể lợidụng cống để dẫn dòng thi công trong mùa khô

- Tràn xả lũ làm bằng bê tông cốt thép, bố trí bên vai phải đập Có thể dùng đểdẫn dòng thi công trong mùa lũ

2.3 Các phương án dẫn dòng thi công

2.3.1.Phương án 1 ( Hai năm rưỡi )

- Công tác chuẩn bị

- Thi công cống lấy nước

- Đắp đập đợt I vai trái đến cao trình vượtlũ

Mùa lũ từ

tháng 5 đến

tháng 10

Dẫn dòngqua lòngsông thu hẹp

- Thi công xong cống lấy nước

- Đắp đập đợt II bờ trái đến cao độ chốnglũ

- Đắp đê quai thượng, hạ lưu, ngăn dòng

- Xử lý lòng suối, đào móng đập bờ phải

- Đắp đắp đập đợt III bờ phải và phần lòngsông đến cao độ chống lũ

- Thi công xong tràn xả lũMùa lũ từ

tháng 5 đến

tháng 10

Dẫn dòngqua trànchính

- Đắp đập đợt IV từ cao trình chống lũ lêncao trình thiết kế

- Nghiệm thu bàn giao công trình

2.3.2.Phương án 2 ( Ba năm )

Năm

xây

Hình thứcdẫn dòng

Lưulượngdẫn dòng

Công việc phải làm và các mốc

 - Xây dựng lắn trại và các công trình phụ trợ

phía Đông, Tây và Tràn xã lũ

2.3.3 So sánh lựa chọn phương án dẫn dòng thi công

+ Phần đập lòng sông và bờphải chủ yếu được thi côngtrong mùa khô năm thứ hai

Do đó:- cường độ thi cônglớn

-Đòi hỏi phải tập trung tối

đa nhân lực, thiết bị

- Phải làm kênh dẫn dòng

và đắp đê quai thượng và hạlưu trong suốt thời gian thicông

Lựa chọn phương án dẫn dòng: các nguyên tắc để lựa chọn

Thứ nhất là đảm bảo thời gian thi công

Thứ hai là phí tổn về công tác dẫn dòng và giá thành thi công ít

Thứ ba là thi công an toàn, liên tục, thuận tiện và chất lượng công trình đảmbảo

Qua việc phân tích ưu nhược điểm của từng phương án ta thấy cả hai phương

án đều hoàn thành công việc trong thời gian cho phép khối lượng, phương pháp thicông, cự ly vận chuyển vật liệu, đất cũng như nhau Nhưng trong thực tế có nhiềuphương án dẫn dòng thi công khác và ta cần phải phân tích so sánh để lựa chọnphương án dân dòng tối ưu Phương án dẫn dòng tối ưu là phương án đảm bảo về kĩthuật và kinh tế phải thông qua tính toán các phương án để lựa chọn

Nhưng do điều kiện không cho phép và được sự phân công của thầy giáo hướng dẫn ,em tính toán thiết kế dẫn dòng thi công cho phương án thứ II thời gian thi công là 3 năm

2.4.2 Xác định thời đoạn dẫn dòng thi công.

Do công trình là đập đất có khối lượng lớn, thời gian thi công dài, đồng thờitrong quá trình thi công không cho phép nước tràn qua Vì vậy, thời đoạn thiết kếdẫn

dòng được chọn là một năm

Mặt khác, do chênh lệch lưu lượng giữa hai mùa là khá lớn nên để giảm giáthành của công trình dẫn dòng, dựa vào sự phân phối dòng chảy trong năm thiết kế,chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng cho từng mùa với từng thời đoạn như sau:

- Mùa khô: Từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau

- Mùa lũ: Bắt đầu từ tháng 5 đến hết tháng 10

2.4.3 Xác định lưu lượng dẫn dòng thi công

Lưu lượng dẫn dòng thiết kế (Qdd

TK) được chọn ở đây là lưu lượng lớn nhấttrong các mùa (Qmax ) ứng với tần suất và thời đoạn dẫn dòng thiết kế đã cho

Ta có: Trong mùa khô: Qdd

- Xác định cao trình đê quai thượng lưu

- Xác định cao trình đắp đập chống lũ cuối muà khô

- Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy

b Trình tự tính toán.

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

Mức độ thu hẹp của lòng sông thể hiện qua công thức sau đây:

%100

: tiết diện ướt của sông cũ

- Căn cứ vào lưu lượng dẫn dòng về mùa lũ và quan hệ Q~Zhl ta xác định được

V

2 2

22

Vc: lưu tốc bình quan tại mặt cắt co hẹp của lòng sông, (m/s)

1 Nội dung tính toán

- Với Q = 20 (m3/s) tra quan hệ (Q~ZHL) ta được ZHL= 26,72990 (m)

Bảng 2.1: Tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp vào mùa khôBảng 2 - Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp mùa kiệt 20 m3/s

190.5600

191.6800

192.6400

194.3200

194.4800

195.9200

196.5600

(m) ) ) ) s) )

5

490.100

238.200

0.48

0.0126043

5

496.800

239.600

0.48

0.0114202

5

502.360

240.800

0.47

0.0105172

5

508.200

242.900

0.47

0.0099802

5

510.420

243.100

0.47

0.0095333

5

512.120

244.900

0.47

0.0098804

5

513.260

245.700

0.47

0.0099415

Từ bảng trên ta có

: Z(m)=0,011(m)

⇒

ZTL= ∆Z + ZHL=0,026+30,1775= 30,1885 m

-Tương tự làm với các Q khác nhau

Với Q = 127 (m3/s) tra quan hệ (Q~ZHL) ta được ZHL= 27.07 (m)

∆Z(m)=0,0065(m) ⇒

ZTL= ∆Z + ZHL= 0,0065+27,07=29,0765 (m)Với Q = 149 (m3/s) tra quan hệ (Q~ZHL) ta được ZHL=29,715 (m)

26.1475

26,72995

29.0765

29.9815

30.1885

- Xác định phạm vi hố móng cho giai đoạn thi công đầu; phạm vi phía trong của đêquai.

- Xác định mức độ thu hẹp lòng sông ;

%100

Với δ = (0.5 ÷ 0.7) m là độ cao an toàn ( công trình cấp 2)

• Kiểm tra khả năng xói nền lòng sông về mùa lũ :

Với Qddml = 160(m3/s)

Vc = 0.65 ( m/s) > [V]kx = 1.52 ÷1.85(m/s) Chọn [V]kx =1.7(m/s)

Nền là cuội nhỏ, chiều sâu dòng chảy H=4.588m

([V]kx Tra phụ lục I tiêu chuẩn (14TCN 57-88) (trang 24)

Vậy lòng suối cũ bị xói Trong quá trình thi công ta phải thi công chống xóibằng phương pháp lát rọ đá ở mái ta luy

a. Tính toán thuỷ lực qua dẫn dòng qua cống ngầmĐặc điểm cống ngầm:

Cống ngầm được xây dựng phía bờ trái dưới chân đập chính, các thông số kỹthuật sau:

Cống ngầm hình hộp BTCT

Kích thước cống b x h: (3 X 3)m

Cao trình đáy cửa vào : 27

Chiều dài của cống ngầm: L = 151.7 m

- Lợi dụng công trình lâu dài để dẫn dòng.

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

- Kiểm tra sự an toàn của cống khi dẫn dòng

c Trình tự tính toán.

Tính với cấp lưu lượng

Giả thiết trạng thái chảy trong cống, áp dụng công thức tính lưu lượng ứng vớitrạng thái chảy đã giả thiết để tính cột nước trước cống H, sau đó kiểm tra lạitrạng thái chảy theo điều kiện: Theo Hứa Hạnh Đào hoặc Van Te Chow thìtrạng thái chảy qua cống có thể tóm tắt như sau:

Nếu H > 1,4D thì trạng thái dòng chảy trong kênh là chảy có áp

Nếu 1,2D < H ≤ 1,4D thì trạng thái dòng chảy trong kênh là chảy bán áp

Nếu H ≤ 1,2D thì trạng thái dòng chảy trong kênh là chảy không áp

Với D là chiều cao cống (Theo giáo trình thuỷ lực)

d. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua cống ngầm.

- Tính toán thuỷ lực qua cống với các cấp lưu lượng giả thiết:

Tính toán độ sâu chảy ngập.

dòng mùa kiệt:

hkcn =

3 2

2b

* g

Q

* α

==1,65 mTrong đó:

Q : Lưu lượng trong cống Q=20 (m

; Hệ số sửa chữa động năng

Xác định độ sâu nước đầu cống với trường hợp chảy tự do:

Ứng với các cấp lưu lượng Q và chiều dài cống Lcống = 151.7m, với giả thiết dòng chảy trong cống là dòng không áp ta có thể xác định quan hệ lưu lượng Q và độ sâu

Để xác định đường mặt nước trong cống ta tiến hành vẽ đường mặt nước từ hạ lưu

về thượng lưu theo phương pháp cộng trực tiếp

- Về mặt định tính, ta thấy L =151.7 m > Lc = (8 ÷10)H= (8÷10)*2.7 nên có thể coi cống làm việc như một đập tràn đỉnh rộng Nghĩa là phải xét đến ảnh hưởng của độ dốc và độ nhám của lòng cống

- Mục đích để xác định cột nước tính toán đầu cống hx từ đó biết được chế độ chảy trong cống

- Xuất phát từ dòng chảy cuối cống hr ta tính ngược lên trên đầu cống xác địnhđược cột nước hx.

hr = hx khi hk > hn

hr = hn khi hk < hn.Trong đó: hx: Độ sâu cột nước gần cửa vào (xuất phát từ mặt cắt co hẹp C-C vẽ về cuối cống)

- Ta dùng phương pháp cộng trực tiếp để vẽ đường mặt nước Theo phương pháp này khoảng cách giữa hai mặt cắt có độ sâu h1 và h2 đã biết sẽ là:

2

; J2 =  C R  

V

2 2

(m/s); Hệ số SêZi: C =

R

n 6

1 1 (theo công thức Maning)

- Ứng với từng cấp lưu lượng Qi và chiều dài cống L = 151.7 m tiến hành vẽ đường mặt nước chúng ta xác định được hX

Bảng Tính toán đường mặt nước trong cống ngầm với Qk10% = 20m³/s

h(m) ω(m²) Ҳ(m) R(m) V(m/s) V²/2g Э CR½ J Jtb ∆Э ∆L(m) L(m) 1.875 5.625 6.750 0.833 3.556 0.644 2.519 44.277 0.006 0

0.006

0.026

4 6.378

2.15 6.450 7.300 0.884 3.101 0.490 2.640

46.03

0.004 0.057 25.083 2.25 6.750 7.500 0.900 2.963 0.447 2.697

46.60

0.004 0.063 34.258 2.35 7.050 7.700 0.916 2.837 0.410 2.760 47.145 0.004 95.368

0.003 0.067 46.638 2.45 7.350 7.900 0.930 2.721 0.377 2.827

85 , 0 7 , 0

.

.

g k

n k n

g o

n o n

h

h h h

H

h H h

(theo giáo trình thuỷ lực tậpII)

- Ta lấy gần đúng hn = hđk rồi xét chỉ tiêu chảy ngập

.> vậy cống chảy ngập

- Nếu chảy ngập công thức tính lưu lượng là:

Q = φn*ω*

)(

*

2g H o−hZ

Trong đó: hz = hn – Z2 =2.467-0 =2.467 m

Z2: Độ cao hồi phục khi mở sau đập tràn đỉnh rộng.( hay sau cống Z2 =0)

φn: Hệ số lưu tốc khi chảy ngập Theo bảng (14-4) Bảng tra thuỷ lực trang 58(BTTL) với hệ số lưu lượng m = 0.33 ta có φn = 0.87 Trong tính toán gần đúng ta coi Z2 ≈ 0 vậy ta có:

Q = φn*b*hn

h H

Vậy cao trình Ztl = 27 + 2.49 = 29.49 m

Suy ra cao trình đắp đê quai mùa kiệt năm thi công thứ ba (GĐ IV) là:

+) Xác định cao trình đỉnh đê quai thượng lưu:

∇đqtl = ZTL + δ = 29.49+ 0,6= 30.09(m)

+) Xác định cao trình đê quai hạ lưu:

∇đqhl = ZHL + δ = 26,7299+ 0,6 = 27,3299 (m)

Với δ=0,5÷0,7m là độ cao an toàn Chọn δ =0,6m

Để thuận tiện thi công ta chọn là ∇đqtl =30.1 (m) và ∇đqhl =27,4(m)

Tính toán thủy lực qua tràn tạm

Nhằm xác định mối quan hệ giữa lưu lượng xả qua tràn tạm và cao trìnhmực nước trong hồ chứa (Qxả~Zhồ) Từ đó xác định được cao trình đắpđập khống chế vượt lũ

a.Các thông số của tràn

Cao trình ngưỡng tràn: 38.5(m)

Chiều rộng tràn: b = 26(m)

Số cửa tràn: n=1

b Nội dung tính toán

Từ đường quan hệ Q~Zhl, ứng với Q= 160 m3/s ta có Zhl= 30.12 m như vậy

Zhl <Znttạm =38.5 m Vậy chế độ chảy qua tràn là chảy tự do

2

Trong đó : coi cửa vào rất thuận, chọn m =0,37 (tra bảng 14-12 sách giáotrình thủy lực tập II)

thượng lưu tương ứng như bảng sau:

Tính toán điều tiết lũ

a Mục đích tính toán

Nhằm xác định cao trình mực nước trong hồ lớn nhất (ZTLmax) ứng với lưu lượng lũ lớn nhất (Qmax 10%) trong mùa lũ của năm thi công thứ hai, từ đó xác định cao trình đắp đập vượt lũ trong mùa lũ năm thi công thứ hai

b Nội dung tính toán

Từ tài liệu thủy văn ta tính điều tiết lũ theo kotrerin

Cao trình ngưỡng tràn tạm Znttạm= + 38.5 m

Bề rộng tràn B = 26 (m)

Lưu lượng đỉnh lũ: Qmax = 160 (m3/s)

Với thời gian lũ là T=9 h

Ta có tổng lượng lũ đến là

Wlũ = 2

maxT Q

= = 2.592*106 (m3)

o

Wm qmax

Qmax Q

Qmax: lưu lượng đỉnh lũ đến ứng với tấn suất P=10%, Q10%

Từ phương trình (*) và (**) ta tính thử dần như sau:

- Ta giả thiết các đại lượng qi

xả max , từ đó tìm ra cao trình mực nước Zi tương ứng từ quan hệ (Q~ Ztl), có Zi ta lại tra trên quan hệ (W~Zhồ) ta tìm được Wi từ đó xác định dung tích trữ lại trong hồ Wm theo công thức: Wm = Wi - Wbđ ,

Trong đó:

Wbđ : dung tích nước có trong hồ trước khi có lũ, ở đây ta coi như trước khi

lũ về thì cao trình mực nước trong hồ bằng cao trình ngưỡng tràn (+38,5 m), tra trong quan hệ (W~Zhồ) ta được Wbđ =242*106 (m3) Có Wm ta lại thay trở lại công

Kết quả tính toán được cho ở bảng sau:

Kết quả tính toán điều tiết lũ

(δ là độ vượt cao an toàn chọn δ = 0,6 m)

2.5.1.Thiết kế đê quai:

2.5.1.1.Thiết kế đê quai thượng lưu:

a Tuyến đê quai : Căn cứ vào mặt bằng tổng thể công trình ta chon tuyến đê

quai cách thượng lưu 50 m

Căn cứ theo 14TCN 57-88: tuyến đê quây được chọn đảm bảo các yêu cầu sau:Chiều dài đê quây là nhỏ nhất

Diện tích hố móng được đê quây bảo vệ phải đủ rộng để đảm bảo thi công hố móng được tiến hành trong điều kiện khô ráo rộng rãi và tiện lợi

Bố trí hệ thống thoát nước, đường lên xuống hố móng và đường thi công và phải đảm bảo thi công công trình chính được an toàn

Tận dụng điều kiện thuận lợi của địa hình, đặc điểm kết cấu công trình thuỷ lợi để đắp đê quai có khối lượng ít, giá thành thấp

Thuận dòng chảy, khả năng xả nước lớn mà lòng sông và đê quai không bị xói lở

b Kết cấu đê quây:

Đê quây thượng lưu được đắp bằng đất Đê quây thượng lưu từ cao độ 180m trở xuống đắp bằng phương pháp đổ đất trong nước Từ cao độ 180m trở nên thi công bằng phương pháp đắp đất đầm nén

Kích thước mặt cắt đê quai:

Bề rộng đỉnh đê quây thượng lưu không có yêu cầu về giao thông ta chọn Bt = 3m

Cao trình đỉnh đê quây thượng lưu:

Zđqtl = ZTL sông+ δ

Trong đó:

δ: độ vượt cao của đê quai δ = 0.5m ÷ 0.7m → Chọn δ = 0.51m

Ztlsông: cao trình mực nước sông vào mùa khô (ZTLsông = ZTLcống = 26.7299m)Cao trình đỉnh đê quai năm thi công thứ III:

ZI đqtl =

công TL

Z

+ δ = 29.49+ 0.6 = 30.1 mMái đê quai xác định theo 14TCN 55 - 88: Hệ số mái thượng lưu m = 2.5, mái hạ m =2

Hình 2-5-1 Mặt cắt ngang đê quai thượng lưu

a Tuyến đê quai : căn cứ vào mặt bằng tổng thể công trình ta chọn tuyến đê

quai cách chân đập 50m về phía thượng lưu

b Kết cấu đê quai:

Đê quai hạ lưu được đắp bằng đất tận dụng từ đất đào cống lấy nước và móng tràn

Đê quây hạ lưu đắp bằng phương pháp đầm nén

c Kích thước mặt cắt đê quai:

Bề rộng đỉnh: đê quai hạ lưu kết hợp làm đường giao thông nên chọn bề rộng của đê quai hạ lưu là B = 6m

Mái đê quai xác định theo 14TCN 57 - 88: Hệ số mái thượng lưu m = 2.5 hệ

số mái hạ lưu m = 2

Cao trình đê quai hạ lưu: Q= 20 m3/s tra Q~ Zhl → Zhlk=26.76 m

Cao trình đỉnh đê quai hạ lưu thi công năm thứ 3:

Zđqhl = Zhl + δ = 26.76 + 0.64 = 27.40 m (với δ = 0.5m ÷ 0.7m là độ cao an toàn)

Biện pháp thi công: thi công đê quai hạ lưu bằng cơ giới, dùng ôtô chở vật liệu đến vị trí đắp đê quai, sau đó dùng máy ủi để ủi đất đắp lấn dần

2.6.1.2 Chọn tần suất, lưu lượng thiết kế ngăn dòng:

Theo TCXD VN 285-2002, với công trình cấp 1, cấp 2 tần suất lưu lượng lớn nhất để thiết kế chặn dòng P = 5%, công trình hồ chúa nước Đồng Quảng 2 thuộc công trình cấp II tần suất lưu lượng thiết kế chặn dòng là 5%

2.6.1.3 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng:

Căn cứ theo TCVN 285-2002 và tài liệu thủy văn, lưu lượng thiết kế ngăn dòng

là lưu lượng nhỏ nhất vào ngày 15 tháng 12 năm thi công thứ 2 có Qcdmkn = 8 (m3/s)

Btb

B = Btb + m.hbt

Hình 2-5-2 Sơ đồ bố trí cửa ngăn dòng

Vị trí cửa ngăn dòng nằm ở giữa sông để đảm bảo thuận dòng chảy, giữa dòngsông tầng phủ mỏng bên dưới là đá có khả năng chống xói tốt Do lòng sông nhỏnên ta chọn bề rộng ngăn dòng tính theo công thức sau: B = Btb + mhtn

2.6.1.5 Phương án ngăn dòng và tổ chức thi công ngăn dòng:

Do lưu lượng thiết kế ngăn dòng không lớn và nền có khả năng chống xói tốt,địa hình bờ phải chật hẹp nên ta chọn sơ đồ ngăn dòng theo phương pháp lấp đứng

từ 1 phía từ bờ trái lấp dần sang bờ phải Dùng ôtô tự đổ chở vật liệu tới cửa ngăndòng, sau đó dùng máy ủi vật liệu dần ra phía ngoài ngăn dòng

2.6.1.5 Tính toán thuỷ lực ngăn dòng cho phương pháp lấp đứng;

Theo lưu lượng thiết kế ngăn dòng Qddmkn = 8(m3/s) đã chọn ở trên tra quan hệ (Q ~

ZHLC) ta được cao trình mực nước sông ở hạ lưu là ZHL = 25.95 m.Tra quan hệ (Q ~

ZTLC) ta được cao trình mực nước sông thượng lưu là ZTL = 26.06 m

(Theo hình 10-66 sổ tay tính toán thuỷ lực của P.G.Kixelep)

Phương pháp tính: Ta thấy lưu tốc qua cửa ngăn dòng lớn nhất khi hai chân

kè gặp nhau khi đó

Chiều rộng trung bình của đường thoát nước là:

Btb = (H - ∆Z)*mtb = mtb*H*(1 -

Z H

∆

)Trong đó

)*

Z H

khi

Z H

< 0.35

m = 0.385 khi

Z

H ≥

0.35

Z : Độ dâng mực nước thượng hạ lưu, Z = ZTL - ZHL

Btb: Bề rộng trung bình của cửa ngăn dòng Coi lưu tốc tới gần Vo ≈ 0 ta có: H0

≈

H = ZTL – Zđáysông Trước hết ta giả thiết các ZTL để tính thử dần cho đến khi :

Qđến = QCửa + Qxả = QTK = 11(m3/s)Trong đó: QCống được tra với ZTL tương ứng (ZTL= 181.09m)Trong tính toán lấy mái dốc chân kè: mtb = 1.25 để tính Btb = mtb*H*(1 -

Z H

∆

) Kết quả tính thể hiện trong bảng sau:

Bảng tính lưu lượng qua cửa ngăn dòngZtl(m

)

Qxả(m³/s

)

Ho(m)

Zhl(m)

Z(m)

Z/Ho

0.385

0.433125

0.413875

0.394625

0.375375

0.356125

2.6.1.6 Xác định đường kính viên đá lớn nhất khi ngăn dòng

- Đường kính viên đá lớn nhất dùng để ngăn dòng được xác định theo:

D =

2

*2

*86

g

V

γ

γγ

Trong đó :

d

γ : Dung trọng tự nhiên của đá γd=2.6(t/m3)

n

γ : Dung trọng tự nhiên của nước γn=1(t/m3)

V: Lưu tốc lớn nhất qua chân kè

D: Đường kính viên đá lớn nhất

- Theo Izbas lưu tốc lớn nhất qua cửa ngăn dòng khi 2 chân kè gặp nhau Khi đó lưu tốc được xác định theo công thức:

) 1 (

*

*

H

z H

B

Q V

42 8 1 (

* 09 9

* 8.75

16.2.81.9

*2

*86.0

88.1

CHƯƠNG 3:

THI CÔNG CÔNG TRÌNH CHÍNH

3.1 Công tác hố móng:

3.1.1.Thiết kế tiêu nước hố móng:

Trong quá trình thi công công trình thuỷ lợi, việc tiêu nước hố móng là một côngtác quan trọng Hố móng của công trình thuỷ lợi thường được xây dựng ở lòng suối,sông và thường xuyên phải chịu tác động của các loại nước mặt, nước ngầm, khi thicông nước thường đổ dồn vào gây khó khăn cho công tác hố móng Chính vì thế,mục tiêu của việc tháo nước hố móng là đảm bảo cho hố móng được khô ráo tạođiều kiện thuận lợi cho việc thi công công trình

Nhiệm vụ của tiêu nước hố móng là:

- Xác định lượng nước, cột nước cần tiêu từ đó chọn các thiết bị để tiêu nước

- Bố trí hệ thống tiêu nước và thiết bị thích hợp với từng thời kỳ thi công

3.1.1.1 Đề xuất và lựa chọn phương án tiêu nước hố móng:

Để tiêu nước hố móng trong quá trình thi công nguời ta thường dùng 2 phương pháp cơ bản sau:

phương pháp hạ thấp mực nước ngầm thì phức tạp, đắt tiền , yêu cầ kỹ thuậtcao

3.1.1.2.Xác định lưu lượng nước cần tiêu.

Giai đoạn tiêu nước lần một: