Thiết kế tổ chức thi công công trình sông rác 2 hạng mục “tuynen dẫn dòng”

Bảng 1.1 Bảng thống kê các tuyến đường sử dụng trong thi côngm3/quý Cấpđường Chiều rộngnền đườngm Vị trí 1.6 Điều kiện cung cấp vật liệu,điện nước 1.6.1 Điều kiện cung cấp vật liệu Quanh

LỜI MỞ ĐẦU

Sau thời gian 4,5 năm học tập và phấn đấu tại trường (2008 – 2012), đến nay em

đã vinh dự được nhận đồ án tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế tổ chức thi công công trình Sông Rác 2 Hạng mục: “Tuynen dẫn dòng” từ bộ môn Công nghệ & Quản lý xây dựng, khoa công trình trường Đại học Thuỷ Lợi, dưới sự hướng dẫn trực tiếp của Thầy giáo TS Nguyễn Hữu Huế Nội dung của đồ án bao gồm những phần sau:

- Chương 1: Giới thiệu chung

- Chương 2: Công tác dẫn dòng thi công

- Chương 3: Thi công công trình chính Tuynen dẫn dòng

- Chương 4: Tiến độ thi công

- Chương 5: Bố trí mặt bằng

- Chương 6: Dự toán tuynen Sông Rác

Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp em đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS Nguyễn Hữu Huế và các thầy cô trong bộ môn Công nghệ & Quản lý xây dựng trường Đại học Thuỷ Lợi Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy

cô đã nhiệt tình hết mình giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Vị trí công trình

Công trình được xây dựng trên sông Sông Rác, một trong hai nhánh lớn của SôngHương, thuộc Xã Dương Hòa, huyện Hương Thủy, tỉnh Thừa Thiên Huế, cách thànhphố Huế 18 km về phía Tây-Nam Trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1/50000 tờ Huế mảnh

- Chống lũ tiểu mãn, giảm lũ chính vụ cho hệ thống sông Hương

- Cấp nước cho sinh hoạt và công nghiệp với lưu lượng Q = 2,0 m3/s

- Tạo nguồn nước tưới ổn định cho 34.782 ha đất canh tác thuộc vùng đồngbằng Sông Hương

- Bổ sung nguồn nước ngọt cho hạ lưu Sông Hương để đẩy mặn, cải thiện môitrường, vùng đầm phá, phục vụ nuôi trồng thủy sản với lưu lượng Q = 25.0 m3/s

- Phát điện với công suất lắp máy : N = 18 000 KW

1.3 Quy mô,kết cấu các hạng mục công trình

+ Diện tích tưới S = 34782 ha (trong khoảng 10÷50.103 ha) nên là CT cấp II

- Theo đặc tính kỹ thuật của các hạng mục công trình :

+ Với nền là nền đá đập có chiều cao lớn nhất là 56m nên là CT cấp II

Kết luận: Vậy công trình hồ chứa Sông Rác là công trình cấp II

1.3.1 Quy mô công trình

- Diện tích lưu vực : 717 km2

- Mực nước lũ thiết kế (P = 0,5 %): + 51,05 m

- Mực nước lũ kiểm tra ( P = 0,1%):+ 54,75 m

- Mực nước dâng bình thường (MNDBT): +45,6m.

- Mực nước chết: +23m

- Dung tích phòng lũ : 509,8 106 m3

- Diện tích mất đất vĩnh viễn : 3.262 ha

- Diện tích mất đất tạm thời : 54,5 ha

- Dưới đập phụ 4 bố trí 01 cống lấy nước với lưu lượng Q = 0,77 m3/s để dẫn nước vào

hồ Bến Ván 1 của khu tái định cư Lộc Bổn (thuộc dự án di dân tái định cư do ảnh

hưởng của công trình hồ Sông Rác) Hình thức cống ngầm chảy có áp, kết cấu bằngống thép đường kính D=1000mm, bên ngoài là cống hộp bê tông cốt thép

Cấp công trình cho các đập phụ:

- Cấp IV cho đập phụ 1; 2; 3; cấp II cho đập phụ số 4

1.3.2.3 Tràn xả lũ

+ Vị trí tuyến tràn: Trên vai phải đập chính

+ Hình thức tràn: Tràn mặt có cửa van kết hợp xả sâu

+ Số cửa: 5 cửa

+ Kích thước 1 cửa xả mặt : B × H = (9 × 12.5) m

+ Tổng chiều rộng đường tràn 5× 9m = 45,0m

+ Kích thước cửa xả đáy: 5 cửa (4 x3,2)m

+ Cao trình ngưỡng tràn Zngưỡng = +37,0 m

+ Cao trình lỗ xả sâu +16

+ Hình thức tiêu năng: mũi phun

1.3.2.4 Tuynen dẫn lấy nước, kết hợp xả lũ

+ Vị trí tuynen: Dưới đỉnh đồi giữa đập chính và tràn xả lũ

+ Cao trình cửa vào: +5

+ Công suất lắp máy N = 18.000 KW

+ Điện lượng trung bình hàng năm : 60 × 106 KWh

+ Số giờ làm việc : T = 3.300 giờ

- Đường dây 35 KV: dài 3.5 km

1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình:

1.4.1 Điều kiện địa hình

Tuyến tuynen được xây dựng ở khu vực dưới đỉnh đồi nằm giữa đập chính và tràn

xả lũ Cao trình cửa +5 ,cao trình cửa ra +0,7 nằm trên nề đá.Khu vực bể tiêu năng cócao độ giảm dần từ +48 đến +25 Kênh xả chạy đổi hướng về phía Tây, cao độ mặt đấtgiảm dần từ +25 đến +10 và đoạn cuối kênh cắt qua quả đồi nhỏ với cao độ đỉnhkhoảng +32 Nhìn chung, địa hình khu vực xây dựng tuyến tuynen tương đối thuận lợi,chiều sâu đào lớn nhất khoảng 45m

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

1.4.2.1 Dòng chảy lớn nhất các tháng mùa kiệt

Bảng 1.1 Lưu lượng lớn nhất từng tháng mùa kiệt (m3/s)

a) Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế

Bảng 1.2 Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế tại tuyến công trình

b) Tổng lượng lũ thiết kế

Tổng lượng lũ thiết kế tính theo phương pháp tương quan đỉnh lượng Sử dụng quan

hệ đỉnh - lượng, tổng lượng với tổng lượng

Bảng 1.3 Quan hệ Qm~Wm, Wm~Wm

W1 = 0.0488Qm – 1.3518 W3 = 1.5415W1 + 6.0446 W5 = 1.2155W3 + 1.5881

1.1.1.1 Quan hệ Z~F~V

F(km 2 ) 3,087 6,788 10,44 13,38 16,18 19,89 22,66 28,68 35,74 44,42 V(10 6 m 3 ) 23,71 44,77 90,50 149,31 223,71 313,72 420,03 548,05 708,82 808,84

Hình 1.1 : Biểu đồ quan hệ lưu lượng và mực nước hạ lưu.

Hình 1.2 Biểu đồ quan hệ mực nước thượng lưu hồ và diện tích lòng hồ.

Hình 1.3 Biểu đồ quan hệ mực nước thượng lưu hồ và dung tích hồ.

1.4.3 Điều kiện địa chất,địa chất thủy văn

1.4.3.1 Điều kiện địa chất

Các lớp đất đá nền khu vực tuyến tràn gồm có lớp pha tàn tích (3b, 3b1), đới đáphong hoá hoàn toàn (5a, 5b), đới đá phong hoá mạnh (6), phong hoá vừa (7) và đới đáphong hoá nhẹ (8) Các lớp 3b, 3b1 nằm ở ngay trên bề mặt đất, chiều dày thay đổi từ0.6-11.8m Lớp 5a, 5b phân bố chủ yếu ỏ hai bên vai của tràn khu vực đập tràn và khuvực cuối thân tràn, chiều dày thay đổi từ 4-11.0m Lớp 6 gặp ở hầu hết các hố khoantuyến tràn, chiều dày thay đổi rất mạnh, mỏng ở khu vực của vào và ngưỡng tràn vàcàng về đuôi tràn chiều dày của lớp càng tăng, có chỗ khoan đến 55m vẫn nằm trongđới đá phong hoá mạnh Lớp 7 chỉ gặp ở khu vực từ cửa vào đến hết thân tràn, chiềudày thay đổi từ 2.1-21.9m Tại vị trí hố khoan PA2-17 bị kẹp 1 lớp phong hoá vừatrong đới đá phong hoá nhẹ do đá bị nứt nẻ, đá cứng chắc Lớp 8 gặp ở các hố khoan

từ ngưỡng tràn đến thân tràn, chiều dày thăm dò lớn nhất là 35.4m ở khu vực ngưỡngtràn Khu vực tuyến tràn có các đứt gẫy IV-5, V-4 cắt qua Đứt gẫy IV-5 cắt qua khuvực bên trái tràn Đứt gẫy V-4 cắt qua khu vực ngưỡng tràn bên phải Do ảnh hưởngcủa các đứt gẫy kiến tạo, các đới phá huỷ phát triển mạnh ở khu vực cửa vào (ĐM49,ĐM51, ĐM52), khu vực ngưỡng tràn (PA2-2, PA2-3), và khu vực bên trái tràn

1.4.3.2 Địa chất thuỷ văn

Nước ngầm có tính ăn mòn Bicarbonat yếu đến trung bình và ăn mònCacbonic tự do yếu

1.4.3.3 Đánh giá

Dựa vào cao trình đáy móng tràn thiết kế và đặc điểm địa chất cho thấy, khu vựcđầu kênh dẫn vào dài khoảng 35m đáy móng công trình nằm trên các lớp 6, 7 Phần cònlại của kênh dẫn dài khoảng 70m đáy kênh nằm hoàn toàn trong đới đá phong hóa nhẹ Khu vực ngưỡng tràn và thân tràn dài khoảng 120m, đáy móng tràn nằm hoàntoàn trong đới đá phong hoá nhẹ Phần cuối thân tràn dài khoảng 76m, từ hố PA2-17,đáy móng tràn nằm trong tầng phong hoá vừa và nhẹ xen kẹp Đá phong hoá vừa bịnứt nẻ nhiều nhưng tương đối cứng chắc Khu vực bể tiêu năng và kênh xả đáy móng

bể nằm hoàn toàn trong đới đá phong hóa mạnh Đứt gẫy cắt qua đáy móng tràn chỉ cóđứt gẫy V-4, tại khu vực ngưỡng tràn Các đới phá huỷ cắt qua phần đáy móng trànchủ yếu ở khu vực cửa vào, ngưỡng tràn và ở khu vực bể tiêu năng Như vậy, tuyếntràn nằm trong điều kiện địa chất hết sức phức tạp

1.4.4 Điều kiện dân sinh kinh tế khu vực

Xã Dương Hòa là xã miền núi, ở thượng nguồn nhánh Sông Rác sông Hương, là

xã nghèo, đặc biệt khó khăn của huyện Hương Thủy, được tiếp tục hưởng các dự ánthuộc chương trình 135 giai đoạn 2006 – 2010 Đời sống nhân dân chủ yếu sống bằngnghề nông nghiệp, diện tích cây ăn quả là 56 ha, trong đó cây thanh trà chiếm 45ha.Ngoài việc sản xuất cây ngắn ngày, thế mạnh phát triển kinh tế ở địa phương là chănnuôi trâu bò, trồng cây thanh trà, trồng rừng

1.5 Điều kiện giao thông

1.5.1 Đường vào khu đập chính:

Là tỉnh lộ số 7 của Thừa Thiên Huế, nối với quốc lộ 1A tại điểm cách thànhphố Huế khoảng 7 km về phía Nam Sửa chữa, nâng cấp đoạn nối vào khu đậpchính dài khoảng 10,36 km để phục vụ thi công và kết hợp quản lý sau này

1.5.2 Đường vào khu đập phụ:

Trên cơ sở tuyến của tỉnh lộ 15 hiện có (từ ngoài vào cụng trình dài 22km),sửa chữa nâng cấp để phục vụ thi công, kết hợp quản lý và đáp ứng nhu cầu dânsinh trong khu vực

1.5.3 Hệ thống đường thi công kết hợp quản lý trong khu vực công trình

Gồm mạng lưới các tuyến đường phục vụ thi công và kết hợp quản lý saunày trong nội bộ khu đầu mối đập chính, khu đập phụ và nối giữa hai khu vực

Đê quai thượng lưu được sử dụng để làm đường thi công tuynen

Giao thông đi lại giữa hai bờ sông phía hạ lưu (khu mặt bằng thi công) sử dụngcầu số 1 và cầu số 2 phía hạ lưu, cầu được thiết kế với tải trọng H30-XB60

Các tuyến đường sử dụng trong quá trình thi công được tổng hợp ở bảng sau

Bảng 1.1 Bảng thống kê các tuyến đường sử dụng trong thi công

(m3/quý)

Cấpđường

Chiều rộngnền đường(m)

Vị trí

1.6 Điều kiện cung cấp vật liệu,điện nước

1.6.1 Điều kiện cung cấp vật liệu

Quanh khu vực xây dựng công trình có các mỏ vật liệu với trữ lượng tương đốilớn.Khối lượng của mỏ vật liệu và các bãi trữ được thống kê trong các bảng sau

Bảng 1.2 Bảng thống kê khối lượng vật liệu cát sỏi

TT

Tênmỏ

Diệntích

Khối lượng(m3)

Khối lượng từng mỏ

(m3)Bóc bỏ Lớp 1a Lớp 1b

TT Tênmỏ Diện tích(m2)

Khối lượng Khối lượng từng mỏ

(m3)Bóc bỏ Lớp 7 Lớp 8

lượng từng mỏ (m3) Bóc bỏ Lớp 2b Lớp 3b Lớp 5 Lớp 6

Đá phht mạnh (lớp 5)

446243 6

384912 2

1092429

2 2868336 24190743

Bảng 1.5Bảng tổng hợp khối lượng bãi trữ

Tên bãi trữ Vị trí bãi trữ Khối lượng trữ (m3)

Bãi trữ số 10 Hạ lưu bờ trái 232076

Tính tất cả các mỏ đất (VĐ1, VĐ2, VĐ6, VĐ7, BS1), đất đá đào móng tràn vàcác mỏ đá phiến (MĐP1đến MĐP4), khối lượng vật liệu tổng cộng khoảng 26 324139m3, đạt hệ số 3.1 so với khối lượng thiết kế yêu cầu (8 499 087m3 )

+Điều kiện khai thác, vận chuyển

Các mỏ đất VLXD nằm ở gần tuyến đập nên việc vận chuyển khai thác tương đốithuận lợi, khoảng cách vận chuyển xa nhất là 4.5km.

1.6.2 Điều kiện cung cấp điện nước

Đường dây cao thế và trạm biến áp: Xây dựng tuyến đường dây 22 KV nối từlưới điện quốc gia vào khu vực xây dựng công trìnhvà các trạm biến áp (02 trạm côngsuất 560KVA-22/0,4KV và 01 trạm 320KVA-22/0,4KV) để cấp điện phục vụ thi công

và vận hành khai thác sau này (bổ sung thêm trạm T4)

- Trạm phát điện dự phòng: Máy phát điện diezen 250 kVA – 0,4 kV

- Điện hạ thế: Cấp điện vận hành các cửa van tràn xả lũ và tuy nen, hệ thốngđiều khiển giám sát, hệ thống chiếu sáng

-Điện dùng để sinh hoạt và thi công lấy từ các trạm hạ thế đã bố trí trong côngtrường theo đường dây 35kV

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

-Các vật tư như:Xi măng ,thép tròn, ống chèn, ống lọc, đai,ốc vít ,bê tông, bê tông cốtthép…

-Các thiết bị

+ Quan trắc như :mốc đo lún mặt, mốc chuyển vị ngang, thiết bị đo lún sâu,thiết bị quan trắc thấm, thiết bị đo mực nước thượng hạ lưu, thiết bị đo đường bão hòa,thiết bị đo áp lực nước thấm

+Cơ khí như: Cửa van, lưới chắn rác, phai thượng hạ lưu, gầu vớt rác vàgiá đỡ gầu vớt rác, dầm cạp cửa sủa chữa và giá đỡ dầm cạp cửa sửa chữa, cửa chặndòng và khe cửa chặn dòng

Tất cả các thiết bị,vật tư, nhân lực được cung cấp đầy đủ kịp thời đến tận châncông trình

1.8 Thời gian thi công được phê duyệt

Báo cáo Nghiên cứu khả thi công trình Hồ Sông Rác đã được Thủ tướng Chínhphủ phê duyệt theo quyết định số 790/QĐ-TTg ngày 28 tháng 6 năm 2001

Công trình chính thức được khởi công xây dựng vào năm 2007

Công trình dự kiến hoàn thành vào năm 2012

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

Khu đập chính có mặt bằng rộng thuận lợi cho việc bố trí công trình Đã cóđường vào tận chân công trình Tuy nhiên bờ trái dốc và thềm sông bờ trái hẹp, khó thicông, thềm sông bờ phải bị phân cắt bởi các khe suối nhỏ

Địa chất Khu vực đập chính có điều kiện địa chất rất phức tạp với sự có mặt của các loại đá gốc có nguồn gốc khác nhau Các hoạt động kiến tạo làm đất đá bị vò nhàu,uốn nếp và giảm cường độ

Các đứt gẫy từ bậc III đến V cắt qua khu đập chính tạo nên các đới phá huỷ, đá phong hoá mạnh phát triển sâu và chia cắt đập chính thành các vùng khác nhau

Có thể có hiện tượng thấm mất nước qua vai trái đập Cần xử lý thấm mất nước qua nền đập trên toàn tuyến đập, xử lý thấm qua vai trái đập

Hiện tượng sạt trượt tại ở mái hố móng và khu vực vai đập và vấn đề nước chảyvào hố móng có thể xảy ra

Tràn xả lũnằm ở khu vực yên ngựa có đặc điểm địa hình tương đối thuận lợi,chiều sâu đào lớn nhất khoảng 45m

Khu vực tuyến tràn có điều kiện địa chất rất phức tạp, ngay trong các đới phonghoá vừa, phong hoá nhẹ có thể còn có các đới mềm yếu, trong đới đá phong hoá mạnhcòn có các khối tảng cứng chắc, vì vậy cần dự trù khối lượng xử lý phát sinh

Ngoài ra cùng với các điều kiện như :

+Vật liệu xây dựng (khối lượng VL tổng cộng đạt hệ số 3,1 so với khốilượng thiết kế yêu cầu)

+ Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực đều được cung cấp đầy đủ,kịp thời đến tận chân công trình

Điều này đã tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thi công

CHƯƠNG 2 CÔNG TÁC DẪN DÒNG 2.1 Dẫn dòng

2.1.1 Mục đích, ý nghĩa , nhiệm vụ của việc dẫn dòng thi công

2.1.1.1 Mục đích

Dẫn dòng thi công là công tác dẫn dòng chảy trong sông theo một phần của

lòng sông thiên nhiên hoặc theo một đường dẫn nhân tạo khác nhằm mục đích tạo hốmóng được cách ly với dòng chảy, và khô ráo để thi công các công trình thuỷ côngtrong đó Ngoài ra dẫn dòng thi công là một cách thức để đảm bảo yêu cầu lợi dùngtổng hợp nguồn nước ở hạ lưu

2.1.1.2 Ý nghiã

Trong quá trình thi công nếu để nước (nước sông, nước suối, nước mưa, nướcngầm ) tràn vào hố móng sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của công trình, gây khó khănkhi chọn phương án thi công Do vậy, hình thức kết cấu công trình có thể bị thay đổi

và tiến độ thi công không đảm bảo, cuối cùng là ảnh hưởng đến giá thành xây dựngcông trình

Và ngược lại trong quá trình thi công nếu chặn ngay hoàn toàn dòng chảy sẽ rấtkhó khăn và tốn kém, và lại không lợi dụng được tổng hợp nguồn nước trong lúc hạlưu rất cần Do đó giá thành xây dựng công trình sẽ tăng

Như vậy, dẫn dòng thi công có ý nghĩa rất lớn trong quá trình thi công côngtrình:

- Đảm bảo chất lượng thi công công trình

- Đảm bảo được tiến độ thi công công trình

Việc chọn phương án dẫn dòng có liên quan rất nhiều đến tiến độ thi công côngtrình

- Bảo đảm tiến độ chung

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

2.1.2.1 Điều kiện thủy văn

Dựa vào điều kiện thuỷ văn của dòng sông như: lưu lượng, lưu tốc, mực nước lớnhay nhỏ, biến đổi nhiều hay ít, mùa lũ hay mùa khô dài hay ngắn đều trực tiếp ảnhhưởng đến việc chọn phương án dẫn dòng

Thượng lưu sông Rác địa hình tương đối dốc, về mùa khô lưu lượng nhỏ, vềmùa lũ thì lượng nước tập trung nhanh và lớn Ngoài ra, dòng chảy của sông Rác thayđỏi theo mùa và hình thành 2 mùa rõ rệt đó làmùa khô từ tháng 1 đến tháng 8, mùamưa từ tháng 9 đến tháng 12.Do đó cần chọn phương án dẫn dòng hợp lý để điều tiết

lũ trong quá trình thi công công trình

2.1.2.2 Điều kiện địa hình

Địa hình của khu vực công trình đầu mối thuỷ lợi có ảnh hưởng trực tiếp đếnviệc bố trí các công trình ngăn nước và dẫn dòng thi công

2.1.2.3 Điều kiện địa chất và địa chất thủy văn

Địa chất ảnh hưởng đến mức độ thu hẹp của lòng sông, kết cấu công trình dẫnnước, hình thức cấu tạo và phương pháp thi công đê quai

2.1.2.4 Cấu tạo và bố trí công trình thủy công

Giữa các công trình đầu mối và phương án dẫn dòng thi công có mối liên hệtrực tiếp với nhau Khi thiết kế công trình thuỷ lợi đầu tiên phải chọn phương án dẫndòng Ngược lại khi thiết kế tổ chức thi công phải thấy rõ, nắm chắc đặc điểm cấu tạo

và sự bố trí công trình để có kế hoạch khai thác và lợi dụng chúng vào việc dẫn dòng.Chỉ có như vậy thì bản thiết kế mới có khả năng hiện thực và có giá trị cao về kinh tế

2.1.2.5 Yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng chảy hạ lưu

Việc cung cấp nước cho hạ du là yêu cầu bắt buộc không thể ngừng trong thờigian thi công dài được vì sông Rác là nguồn cung cấp nước chính cho đất nông nghiệp,phục vụ dân sinh , công nghiệp, nuôi trồng thủy sản ở hạ du Do đó trong quá trình thi

công phải cấp nước liên tục cho hạ du với lưu lượng tối thiểu đủ đáp ứng yêu cầu nướcdùng, cấp nước cho hệ thống thuỷ nông sông Rác.

Do vậy trong quá trình thiết kế cần chọn phương án dẫn dòng thi công đảm bảocung cấp đủ nước cho hạ du

2.1.2.6 Điều kiện và khả năng thi công

Bao gồm: thời gian thi công, khả năng cung cấp thiết bị, nhân lực, vật liệu, trình

độ tổ chức và quản lý thi công

Tóm lại, có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến việc chọn phương án dẫn dòng Do

đó khi thiết kế dẫn dòng cần phải điều tra cụ thể, nghiên cứu kỹ càng và phân tích toàndiện để chọn phương án dẫn dòng hợp lý, có lợi cả về kỹ thuật và kinh tế

2.1.3 Đề xuất phương án dẫn dòng

Khi đề xuất phương án dẫn dòng thi công cần phải dựa vào các nguyên tắc sau :

- Thời gian thi công ngắn nhất

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

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

- Đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp ở mức tối đa

Em xin đề nghị đưa ra 2 phương án dẫn dòng như sau:

Phương án 1: Nội dung

Năm Thời gian Hình thức

dẫn dòng QddP(m3/s) Nội dung công việc1

Mùa kiệt:

Từ tháng I

đếnthángVIIInăm2007

Lòng sông tựnhiên Q5% = 2813

- Chuẩn bị mặt bằng thi công

- Đào móng trànMùa lũ:

Từ tháng IX

đếnthángXII năm

2007

Lòng sông tựnhiên Q5% = 7550

- Tiếp tục thi công đào móng tràn

- Tiếp tục đào cửa ra của tuynen dẫn dòng

Mùa kiệt:

Từ tháng I

đếntháng

Q5% = 2813 - Đắp đập vai phải đến cao trình

+28

- Đào kênh dẫn thượng lưu tuynen dẫn dòng

Lòng sôngthu hẹp Q5% = 7550

- Đổ bêtông xong toàn bộ tuynen

và hoàn thiện tuynen

- Mở móng, đổ bê tông tràn xả lũđến cao trình +16

- Tiếp tục đào kênh tràn xả lũ

Mùa kiệt:

Từ tháng I

đếntháng

IV năm

2009

Tuynen dẫndòng Q10% = 579

- Đắp đê quai thượng lưu,hạ lưu

- Đào chân khay, xử lý nền đập đoạn lòng sông phần vai trái

- Tiếp tục đắp đập bờ phải

- Lát mái thượng lưu vai phải

- Đổ bêtông lỗ xả sâu và tràn xả

lũ đến cao trình +22

- Hoàn thành đào kênh tràn xả lũ

- Cuối tháng 2 phá bỏ đê quaiMùa kiệt:

Từ tháng V

đếntháng

VIIInăm2009

Lòng sông tựnhiên Q5% = 2813

- Đắp đập bờ phải đến cao trình thiết kế

- Tiếp tục đổ bêtông kênh hạ lưu tràn

- Tiếp tục đổ bê tông hạ lưu tràn

IV năm

2010

Tuynen dẫndòng Q10% = 579

- Đắp đê quai thượng, hạ lưu ngăn toàn bộ lòng sông

- Tiến hành đắp đập vai trái

- Mở móng thi công nhà máy thủy điện

4 Mùa kiệt:

Từ tháng V

đếntháng

VIIInăm2010

Tuynen kếthợp tràn

dở caotrình +16

Q5% = 2813

- Đắp đập chính đến cao trình vượt lũ năm 4

- Tiếp tục thi công nhà máy thủy điện

Mùa lũ:

Từ tháng Tuynen kếthợp tràn Q1% =10000 - Tiếp tục đắp đập chính vai trái lên cao

VIII đến

tháng

XIInăm2010

dở caotrình xả+16

- Tiếp tục thi công nhà máy thủy điện

5 Mùa kiệt:

Từ tháng I

đếntháng

IV năm

2011

Tuynen + xảsâu củatràn Q5% = 858

- Hoàn thành nhà máy thủy điện

• Phương án 2: Nội dung

Năm Thời gian Hình thức

- Thi công công trình tuynen dẫn nước

- Tiến hành khoan phụt , xử lý nền đập chính phía bờ phải đến caotrình vượt lũ

- Hoàn thành thi công công trình tuynen

Tuynen Q5% = 2813 - Thi công phần đập chính phía bờ

phải đến cao trình vượt lũ

Q5% = 7550 - - Tiếp tục đắp nâng cao đập

lũ xây dựng dở

Q1% =

10000 - Tiếp tục thi công nâng cao cao trình đập chính

-Tiếp tục đắp đập chính vai trái

4 Mùa kiệt:

Từ tháng I

đến

Tuynel Q5% = 2813 Đắp đê quai ngăn toàn bộ lòng sông

- Mở móng thi công nhà máy thủy điện

tháng VIII năm 2010Mùa lũ:

Từ tháng IX

đến tháng XII năm 2010

Tuy nen kếthợp trànxâydựng dở

Q1% =10000

- Tiếp tục thi công nhà máy thủy điện

5 Mùa kiệt:

Từ tháng I

đến tháng VIII năm 2010

Tuy nen Q5% = 2813 - Hoàn thiện thi công đập chính,tràn

+ Trong cùng một lúc thi công nhiều hạng mục riêng biệt( tràn xả lũ, đắp đậpchính, thi công nhà máy thủy điện), mặt bằng thi công rộng, việc vận chuyển và bố tríthi công thuận lợi, đảm bảo thi công liên tục đúng tiến độ

+ Việc thi công đập chính sẽ được liên tục không gián đoạn, cường độ thi côngkhông chênh lệch nhiều tạo điều kiện tổ chức kế hoạch thi công thuận lợi

- Nhược điểm:

Việc dẫn dòng qua tràn xây dở cần chú ý đến khả năng an toàn cho công trình,đặc biệt là dẫn dòng vào mùa lũ, lưu lượng lớn Vì vậy, khi thiết kế dẫn dòng cần chú ýtăng tần suất dẫn dòng nhằm đảm bảo an toàn cho công trình

• Phương án 2: Thi công trong 4,5 năm

- Ưu điểm

+ Thi công không đòi hỏi gấp gáp

- Nhược điểm

+Thời gian thii công dài,tốn kinh phí

+ Những năm thi công đầu đòi hỏi cường độ thi công cao

2.2 Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công

2.2.1 Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công

Theo tiêu chuẩn TCVN 285- 2002 công trình thủy lợi sông Rác là công trình cấp II, ta chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công là P= 5%

- Công trình tạm tham gia dẫn dòng: P= 5%

- Trong quá trình thi công công trình, vào mùa lũ năm thứ 3 và năm thứ 4

có dẫn dòng qua tràn xây dựng dở Do để đảm bảo an toàn cho toàn bộ công trình cũng như an toàn cho dân cư và cây trồng hạ lưu, ta đề xuất nâng tần suất thiết kế dẫn dòng lên thành P= 1%

2.2.2 Chọn thời đoạn dẫn dòng thi công

Sau khi xác định được tần suất thiết kế dẫn dòng thì việc chọn lưu lượng thiết kếchủ yếu phụ thuộc vào việc chọn thời đoạn dẫn dòng thiết kế

Với công trình hồ chứa nước Sông Rác do thời gian thi công kéo dài trong nhiềumùa khô do đó ta phải chọn thời đoạn dẫn dòng thiết kế là một năm, mặt khác theođiều kiện thuỷ văn thì Qlũ lớn hơn rất nhiều so với Qkiệt, vì sự chênh lệch lớn này nên tachọn thời đoạn dẫn dòng thi công theo mùa

Mùa kiệt : từ tháng 1 ÷ 8

Mùa kiệt : từ tháng 9 ÷ 12

2.2.3 Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòn thi công

Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công là lưu lượng lớn nhất trong thời đoạn thiết

kế dẫn dòng thi công ứng với tần suất thiết kế dẫn dòng thi công

Căn cứ vào tần suất và thời đoạn dẫn dòng nêu ở trên và theo tài liệu thủy văn tacó:

- Lưu lượng thiết kế dẫn dòng mùa khô: Tất cả mùa khô các năm dẫn dòng đều tínhtoán với cùng giá trị lưu lượng thiết kế Qp=5%max = 2813 m3/s

- Khi dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng tháng 3 và 4 năm thừ 3 và 4, đề xuất giảm tầnsuất dẫn dòng P= 10 %, Q10% = 579 m3/s.

Lưu lượng thiết kế dẫn dòng mùa lũ:

- Khi dẫn dòng qua lòng sông tự nhiên và thu hẹp, lưu lượng thiết kế dẫn dòng làQp=5%max = 7550 m3/s

- Mùa lũ thứ tư khi dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng TN1 và tràn xây dở, lưu lượngthiết kế dẫn dòng là Qp=1%max = 10000 m3/s

Trình tự dẫn dòng thi công theo phương án 1 trong 4,5 năm.Theo phương án nàycông trình tạm có đê quai, kích thước đê quai có liên quan đến khả năng chống xói củanền, cường độ đắp đập… Ngoài ra còn phải đảm bảo giá thành công trình nói chung vàgiá thành công trình dẫn dòng là nhỏ nhất Do đó phải thông qua tính toán thủy lực,thủy văn, so sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án để xác định kích thước đê quai dẫndòng hợp lý nhất

2.3 Tính toán thủy lực dẫn dòng

2.3.1 Tính toán thủy lưc qua lòng sông thu hẹp

2.3.1.1 Mục đích

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

- Xác định cao trình đỉnh đê quai thượng hạ lưu và đê quai dọc

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

- Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy

2.3.1.2 Nội dung tính toán

a, Xác định mức độ thu hẹp lòng sông:

Theo tiêu chuẩn ngành thiết kế dẫn dòng trong xây dựng công trình thuỷ lợi14TCN 57-88 mức độ thu hẹp của lòng sông xác định theo công thức:

% 100

2

1 ×

=ω

:Tiết diện ướt ban đầu của lòng sông (m2)

- Ứng với lưu lượng mùa kiệt Qmax 5% = 2813 m3/s tra quan hệ Q~ZHL ta có: ZHL=9,38 m

- Ứng với lưu lượng mùa lũ dd

tk Q

= 7550 m3/s tra quan hệ Q~ZHL ta có

ML HL Z

=14,41 m từ đó đo trên mặt cắt ngang ta được 1

b, Xác định cao trình mực nước thượng lưu ứng với các cấp lưu lượng

- Để xác định được chính xác cao trình mực nước thượng lưu ta làm theo trình tựsau:

+ Giả thiết các cấp lưu lượng dẫn dòng Qi(m3/s) và từ quan hệ Q ~ ZHL ta xác định được ZHL (m)

+ Tính độ cao nước dâng ∆Z

∆Z=

g

V g

22

2 × −ϕ

(Theo giáo trình “Thi công các công trình thủy lợi” với mặt cắt đê quai dạng hình thang )

Vc : Lưu tốc mặt cắt thu hẹp : 2 1

tk dd c

Q V

Q

ωĐây là phương trình có hai ẩn số là ∆Z và Vo, để tính ∆Z ta phải tính đúng dần Ban đầu ta lấy Vo bằng Vc tính ra ∆Ztt, giả thiết ∆Zgt theo giá trị vừa tính, tính lại Vo ứng vớimực nước thượng lưu (ZTL= ZHL+Z), sau đó tính ra ∆Ztt….Cứ tính toán như vậy cho đến khi ∆Zgt ≈

- + Giả thiết: ∆Z gt

= 0,15 (m), cao trình mực nước thượng lưu là: ZTL= 14,41 +0,15 = 14,56 (m)

- Với ZTL= 14,56 (m) đo trên mặt cắt ngang ta được ω1

= 92 (m2);ω2

= 2913(m2)

- Từ đó ta tính được:

-7550

2,9( / )0,95(2913 92)

c

−-

- V 0 =

7550 2821 = 2,7 (m/s)

= 0,24 (m)

- Ta có ∆Z

tt≠

gt Z

∆ (sai số lớn [∆

] = 32% > 5%), vậy ta cần phải tính lại với giátrị

gt Z

∆

khác Tiếp tục tính toán với các giá trị

gt Z

∆ khác, từ đó ta lập đượcbảng tính sau:

- Bảng 2.2: Bảng tính toán lòng sông thu hẹp mùa lũ năm 1

∆( sai số [∆

] = 0% < 5%), nên ta dừng lại và có kết quả tínhtoán chiều cao nước dâng: ∆Z

= 0,22 (m)

- Vậy ta có kết quả tính cho mùa lũ ứng với Qmax 5% = 7550 m3/s:

- K% = 3% ; ∆Z

= 0,22 m ; ZTL = +14,63 m ; Vc = 2,8 m/s

- c, Kiểm tra điều kiện chống xói nền

- Trong mùa lũ lưu tốc lớn nhất là : Vc = 2,8 m/s

- Lòng sông là đá cuội sỏi độ sâu bình quân dòng chảy lớn hơn 3m, tra bảng 1-2

giáo trình “ Thi công các công trình thủy lợi” tập I ta lấy [V]kx = 2,1 m/s Ta

có Vc> [V]kx⇒

lòng sông bị xói Như vậy cần phải gia cố chân đê quaidọc( chính là phần đập vai phải)

- Phần lòng sông ta sẽ không gia cố mà để dòng nước tự bào xói lớp cuội sỏi,

vị trí cần thiết phải gia cố là chân đê quai Ta gia cố phần thân đập chính vaiphải bằng loại đá đường kính lớn hoặc rọ đá gia cố mặt ngoài

- Chọn cao trình đắp đập vượt lũ là 15,5 m để dễ thi công

2.3.2 Tính toán thủy lực qua tuy nen dẫn dòng vào mùa kiệt thứ 3

Mùa kiệtnăm thứ 3 công trình dẫn dòng được sử dụng là tuy nen TN2 Ta tiến hành tính toán thuỷ lực dòng chảy dẫn qua tuy nen TN2 Phần cửa vào tuy nen TN2 gồm 2 tầng : tầng 1 có cao trình +5 dùng để dẫn dòng thi công, tầng 2 cao trình +12, sau khi thi công xong hoành triệt bịt kín lại

2.3.2.1 Mục đích tính toán:

Tính toán thuỷ lực qua tuynen nhằm thiết kế tuy nen dẫn dòng hợp lý về kinh tế

và kỹ thuật, xác định cao trình đỉnh đê quai và cao trình đắp đập vượt lũ

Xác định quan hệ Q ~ ZTL khi dẫn dòng qua tuy nen TN2

2.3.2.2 Nội dung tính toán:

- Các thông số chính của tuynen TN2:

Lưu lượng thiết kế : Qtk = Qdd tk =2813 m 3/s

Chiều dài tuynen : L = 336.82 m

Đường kính : D = 7m

Cao độ cửa vào tuynen :∇ = +12

Cao độ tuynen cửa ra : ∇ = 2 – 0,005.270 ≈ +0,7

Độ dốc tuynen : i = 0,005

Hệ số nhám : n = 0,017 (Tra phụ lục 4-3 bảng tra thuỷ lực)

Sơ đồ tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua tuy nen:

K K

H ình 2.3: Sơ đồ thuỷ lực dòng chảy không áp trong tuy nen TN2

* Trình tự tính toán:

Tuy nen gồm 3 đoạn:

+ Đoạn 1: Tính từ đầu cửa vào có chiều dài là l1=29m, có mặt cắt tiết diện hình chữnhật bxh = 7x14 (m)

+ Đoạn 2: là đoạn chuyển tiếp giữa cửa vào và phần đoạn tuy nen nối tiếp, có chiều dàil2= 47,76m, tiết diện vòm ở trên có bán kín R= 3,5m , hình chữ nhật ở dưới có tiết diệnbxh= 7x3 m

+ Đoạn 3: Là đoạn tuynen nối tiếp có chiều dài l3 = 260m, có tiết diện hình tròn đườngkính D = 7,0m

Giả thiết một số trị số lưu lượng Q qua tuy nen, ứng với mỗi trị số lưu lượng Qdùng các công thức tính toán ra được trị số cột nước thượng lưu ZTL, từ đó vẽ đượcquan hệ Q~ZTL Quá trình tính toán ZTL thực hiện qua các bước sau:

- Ứng với mỗi trị số lưu lượng Q giả thiết trạng thái chảy trong tuy nen Đưa bài toán

về các sơ đồ sẵn có để tính toán:

Để việc tính toán được thuận tiện ta tính chung cho đoạn 2 và đoạn 3, coi như làmột đoạn tuy nen có l = l2 + l3 = 307,76m, mặt cắt hình tròn có R= 3,5m (vì đoạn 2tương đối ngắn, ta xem như có mặt cắt hình tròn)

Với trường hợp chảy không áp, ta có chiều dài tuy nen l = 307,76m >(8 ÷

10)D

⇒ tuy nen là dài Theo giáo trình Thuỷ lực tập 3 (trang 44), đưa sơ đồ bài toán thuỷlực qua tuy nen về sơ đồ bài toán đập tràn đỉnh rộng nối tiếp với đoạn kênh để tínhtoán Chiều dài đoạn đập tràn đỉnh rộng l = 29 m

Với trường hợp chảy có áp, sơ đồ bài toán có thể đưa về dạng thủy lực chảy quavòi hoặc qua ống ngắn.

Với trường hợp chảy bán áp, sơ đồ bài toán đưa về bài toán chảy qua lỗ dướicửa cống hở

- Áp dụng các công thức tương ứng với các sơ đồ để tính ra cột nước đầu tuy nen H

- Kiểm tra lại trạng thái chảy: theo Hứa Hạnh Đào ta có

H : Cột nước trước tuy nen tính từ cao trình đáy tuy nen

D : Đường kính tuy nen

Để xác định chính xác trạng thái chảy trong tuy nen phải vẽ đường mặt nướctrong tuy nen Nếu xuất hiện nước nhảy trong tuy nen và chạm trần tuy nen thì trạngthái chảy là có áp Nếu nước nhảy trong tuy nen không tới trần hoặc nước nhảy phóng

xa ra sau tuy nen thì trạng thái chảy là bán áp Nếu trạng thái chảy giả thiết là đúng thìtính tiếp, trường hợp sai thì tính lại

- Từ H tính ZTL = ZĐTN + H

- Vẽ quan hệ Q ~ ZTL

* Tính toán chi tiết:

Ta sẽ tiến hành tính cụ thể cho một số cấp lưu lượng cụ thể, với các cấp lưulượng khác sẽ được tính tương tự Kết quả tính toán cuối cùng sẽ được lập thành bảng,qua đó vẽ được quan hệ Q~ZTL

(1) Tính toán với cấp lưu lượng Q = 100 m3/s

Giả thiết chế độ chảy trong tuy nen là không áp Tính toán vẽ đường mặt nướccho đoạn kênh để xác định cột nước đầu kênh (cũng là cột nước cuối đập tràn đỉnhrộng) Ta có:

Độ sâu phân giới hk,với mặt cắt tròn được tính theo công thức:

hk = Sk×

DTrong đó :

D : Đường kính tuynen D = 7,0 m

Sk : Tra phụ lục 9-2 (Bảng tra thuỷ lực) từ giá trị

2 5

k

Q gD

Cột 1: Giả thiết các giá trị cột nước của hx từ hra với thứ tự tăng dần: hi

Cột 2: Xác định diện tích mặt cắt ướt qua tuynen

Cột 5: Tính giá trị

g

V

2

2

Cột 6: Xác định hệ số Sedi

6 1

1

R n

C =

Cột 7: Trị số độ dốc thuỷ lực i i

i i

R C

V

2

=

Cột 9: Năng lượng đơn vị của dòng chảy ∋i = hi + g

Từ bảng 2.4 ta có cột nước cuối đoạn đập tràn đỉnh rộng là hx = hn = 5,03 m< D

= 7,0m Như vậy đường mặt nước không chạm trần tuy nen So sánh chỉ tiêu chảy ngập phân giới ta có:

h h

= 5,51 m

Kiểm tra lại điều kiện H = 5,51 m < 1,2D = 1,2.7,0 = 8,4 m Vậy giả thiết tuy nen chảy không áp là đúng

Từ đó tính được cao trình mực nước đầu cống ứng với lưu lượng dẫn qua tuy nen Q=100 m3/s là :

ZTL = ZĐTN + H = 5 + 5,51 = 10,51 (m)

(2) Tính toán với cấp lưu lượng Q = 300 m3/s

Giả thiết chế độ chảy trong tuy nen là không áp Tính toán vẽ đường mặt nước cho đoạn kênh để xác định cột nước đầu kênh

Độ sâu phân giới hk,với mặt cắt tròn được tính theo công thức:

hk = Sk×

DTrong đó :

Ta có cao trình cửa ra tuy nen là 0,7m nên cột nước hạ lưu là : hn=3,71 – 0,7 = 3,01m

Ta thấy hn< hk nên tại cửa ra chọn hra = hk = 6,02 m

Tiến hành lập bảng tính toán đường mặt nước (Bảng 2.4-phụ lục)

Từ bảng tính ta nhận thấy đường mặt nước chạm trần tuy nen, như vậy trongtrường hợp này chế độ chảy trong tuy nen phải là chế độ chảy có áp hoặc bán áp Tuynen có chiều dài và độ dốc lớn, kinh nghiệm cho thấy dòng chảy trong tuy nen sẽ làdòng có áp

Ta có sơ đồ bài toán thuỷ lực dòng chảy có áp:

K K

H ình 2.4: Sơ đồ thuỷ lực dòng chảy có áp trong tuy nen TN2 khi h n < D/2

Do đoạn 1 ngắn nên khi tính ta xem toàn bộ tuy nen có mặt cắt không đổi là hình tròn có D= 7m, độ dốc i= 0,5 % để đơn giản bài toán và kết quả ta tính được sẽ gần đúng

Công thức tính toán như trên đã trình bày, áp dụng theo công thức tính thuỷ lực qua vòi hoặc ống ngắn :

)

.(

.2

2 0

D L i g

Q H

c

+

−

= ω ϕ

Trong đó :

i : Độ dốc của tuynen i = 0,005

L : Chiều dài của tuynen L = 336,76(m)

D : Đường kính của tuynen D = 7,0(m)

ω

: Tiết diện của tuynen

238,4654

D

π

(m2)

ϕ

: Hệ số lưu tốc, được tính bằng công thức:

R C

L gc

c

.

2 1

2

+ +

=

∑ ξ α

ϕ

Với:

R : Bán kính thuỷ lực của tuynen R = D/4 = 1,75 (m)

C : Hệ số Sêdi xác định theo công thức Maning

.1,75 0,017

n

= 64,57

kv

ξ

ξ = 0,10

⇒ ∑ξc

= th

ξ + kv

ξ = 0,25

12.9,81.336,76

vẽ được quan hệ Q ~ ZTL của tuy nen như sau:

Bảng 2.5: Bảng quan hệ Q ~ Z TL khi dẫn dòng qua tuy nen TN2

Q(m3/s

Trạng tháichảy

Q(m3/s

Trạng tháichảy

Hình 2.5: Đồ thị quan hệ Q ~ Z TL khi dẫn dòng qua tuy nen TN2

2.3.3 Tính toán thủy lực kết hợp qua tuy nen dẫn dòng và lỗ xả sâu tràn mùa

kiệt năm thứ 4 ( tháng 5,6,7,8) và lũ năm thứ 4

Mùa kiệt năm 3 và thứ 4 dòng chảy được dẫn qua công trình dẫn dòng gồm có tuy nen TN2 và lỗ xả sâu cao trình +16, tràn xây dở cao trình +22 Tính toán thuỷ lực dẫn dòng năm thứ 2 cần phải tính dẫn dòng đồng thời qua cả hai công trình này

- Cao trình mực nước thượng lưu: giả thiết các giá trị ZTL

- Các thông số về hai tuy nen TN2 đã có ở trên

- Thông số về lỗ xả đáy tràn xây dở dùng để dẫn dòng:

+ Lỗ xả đáy có cao trình đáy +16, 5 cửa, mỗi cửa có kích thước bxh= 4x3,3 m

+ Tính toán tràn xây dở dùng để dẫn dòng coi như một đập tràn; cao độ đỉnh tràn xây

dở +22, bề rộng của tràn B = 58m; chiều dài tràn nước L = 52,00m Nhận thấy với lưu lượng lũ thiết kế dẫn dòng Q = 10000 m3/s thì mực nước hạ lưu là ZHL = 17,64 m

Ta xét chỉ tiêu ngập:

hk=

2 3 2

Q

g b

=

2 3

2

100009,81.58

= 14,47 (m)

hn = ZHL−∇ = 17,64 −16,00 = 1,64 (m)

1,64  

14, 47

n k

h

h =

< (

n k

h h

)pg = 1,2 ÷ 1,4

Như vậy trạng thái chảy của đập tràn luôn luôn là trạng thái chảy không ngập qua đập tràn đỉnh rộng

2) Tính toán chi tiết:

• Xác định quan hệ (Q ~ ZTL) khi chỉ có mình đập thực hiện dẫn dòng

Sơ đồ tính toán dẫn dòng qua tràn xây dở:

MNTL

+16

Hình 2.6: Sơ đồ dẫn dòng qua tràn xây dở

* Các bước tính toán như sau:

- Giả thiết các cấp lưu lượng Qi khác nhau

- Tính toán thủy lực cho lỗ xả sâu có nx(bxh) = 5x(4x3,2)m

Lưu lượng tháo qua lỗ xả đáy (giả thiết lỗ xả đáy luôn chảy ngập)

φ

=Trong đó: φc là hệ số lưu lượng được xác định theo công thức

2

1

2 .1

Với:

R : Bán kính thuỷ lực của tuynen R = S/C = 0,89 (m)

C : Hệ số Sêdi xác định theo công thức Maning

.0,89 0,017

n

= 57,7

kv

ξ

ξ = 0,10

⇒ ∑ξc

= th

ξ + kv

ξ = 0,25

12.9,81.52

* Tính toán với cấp lưu lượng Q = 1000 m3/s

- Đối với lỗ xả sâu cao trình +16:

2

1000

19,90,79 5 12,8 2.9,81

ZTL = 16 + 19,9 = 35,9 m

- Đối với tràn dở:

2 3

2

Q H

=

Trong đó:

Q - lưu lượng tràn qua tràn xây dở, Q = 1000 m3/s

m - hệ số lưu lượng, lấy sơ bộ theo kinh nghiệm trong bảng 14-12 (Thủy lực 2- Trường Đại học Thủy Lợi)

m = 0,34

B - bề rộng tràn nước, B = 58 m

Thay số vào công thức ta tính được:

2 3 0

2.

v g

= 5,08 -

2

3,00 2.9,81 = 4,55 m

⇒ ZTL = 4,55 + 22 = 26,55 m

Tính toán tương tự với các cấp lưu lượng giả thiết khác, tổng hợp kết quả ta thành lập được bảng quan hệ Qlổ xả ~ ZTL , Qtràn tạm~ZTL , sau đó kết hợp lại thành kết quả tính khi chỉ mình đập thực hiện dẫn dòng (bảng 2.6), từ đó vẽ được quan hệ Qtràn ~ ZTL trên đồ thị hình 2.7

Bảng 2.6: Bảng quan hệ Q ~ Z TL khi dẫn dòng qua đáy tràn xây dở

Hình 2.7: Đồ thị quan hệ Q ~ ZTL khi dẫn dòng qua đáy tràn đổ xây dở

• Xác định quan hệ (Qxả ~ ZTL) khi TN2 và tràn xây dở làm việc đồng thời

Để tính toán tổng lưu lượng xả khi tuy nen và tràn xây dở làm việc đồng thời ta tiến hành tính toán qua các bước sau:

- Giả thiết các cao trình ZTL khác nhau

- Từ giá trị ZTL giả thiết tra quan hệ ZTL ~ Qtuy nen TN2 ta có được trị số lưu lượng chảyqua tuy nen TN2

- Từ giá trị ZTL giả thiết tra quan hệ ZTL ~ Qtràn có được lưu lượng xả qua tràn

- Tổng lưu lượng xả: Qtổng = Qtràn+ Qtuy nen TN2

Ở đây ta tiến hành tính toán cho một trường hợp cụ thể, các trường hợp khác tính toán tương tự Từ các kết quả tính toán đó ta vẽ được quan hệ Q ~ ZTL khi dẫn dòng đồng thời qua tuy nen TN2 và đáy tràn xây dở trong mùa lũ năm thứ 2

Tính toán với cao trình mực nước thượng lưu là ZTL = +35m

- Tra quan hệ ZTL ~ Qtuy nen TN2 (hình 2.5) ta được lưu lượng chảy qua tuy nen TN2 là:

Hình 2.8: Đồ thị quan hệ Qxả ~ ZTL khi dẫn dòng qua tuy nen TN2

và tràn dở trong mùa lũ năm thứ 2

Như vậy, đầu tháng 4 mùa kiệt năm thứ 4, đập chính cần phải đắp vượt caotrình là + 29m

Cuối mùa kiệt năm thứ 4, đập chính cần phải đắp lên cao trình là +43m

2.4 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ

2.4.1 Mục đích tính toán

Khi đập đã lên cao, hồ có khả năng điều tiết thì phải tính toán điều tiết lũ để xácđịnh lưu lượng xả lớn nhất qua các công trình dẫn dòng qxả max, qua đó đảm bảo khảnăng an toàn công trình trong gia đoạn thi công và xác định được cao trình đắp đậpvượt lũ khi có lũ tràn về Công việc tính toán điều tiết lũ qua các công trình dẫn dòng

là điều tiết lũ chính vụ P = 1% qua tuy nen TN2 và tràn xây dở cao trình +16

2.4.2 Nội dung tính toán

2.4.2.1 Tài liệu tính toán

- Đường quan hệ Q ~Ztràn+ tuynentần suất 1% khi dẫn dòng mùa lũ năm thứ 4 (hình 2.8)

- Đường quan hệ Z~Vhồ ( hình 1.3)

2.4.2.2 Phương pháp tính điều tiết lũ

Do quá trình lũ đến phức tạp nên để đơn giản ta dùng phương pháp Kotrerin chođường quá trình lũ đến dạng tam giác

Nội dung phương pháp:

~ t

q ~ t (m3/s)

Hình 2.9: Đường quá trình lũ dạng tam giác

- Dựa vào hình vẽ trên ta có công thức tính dung tích phòng lũ của kho nước:

Q T

=

10000 84 3600 2

.

= 1512.106 (m3)Qmax : Lưu lượng đỉnh lũ: Qmax 1% = 10000 (m 3/s)

- Trên công thức trên Vm và qmax chưa biết nên ta dùng phương pháp thử dần Tatiến hành giả thiết qmax sau đó thay vào công thức ta tính được Vm

Cách làm như sau:

- Ta có : qxả= qmax + qbđ

Trong đó:

qxả :Là lưu lượng xả qua tuy nen kết hợp tràn tạm

qbđ :Là lưu lượng ban đầu trước khi lũ về , ở trên ta đã tính với trường hợp là khi

lũ về mực nước hồ ngang bằng cao trình ngưỡng tràn.Vậy qbđ = 0

- Giả thiết các giá trị qmax , thay vào (*) xác định Vm

- Tra quan hệ Vhồ~Z (V = Vbđ + Vm), ta tìm được ZTL

- Từ giá trị ZTL, tra quan hệ ZTL~Qtràn+tuynen ta xác định được qxả

- So sánh q xả vừa tính được với qmax giả thiết Nếu giá trị tính được gần bằng giátrị giả thiết (sai số <5%) thì đó là nghiệm bài toán

2.4.2.3 Tính toán chi tiết.

• Tính toán điều tiết lũ chính vụ với các thông số sau:

- Tần suất P = 1%, Qmax = 10000 m3/s

- Cao trình đỉnh tràn tạm: ∇ +16

• Tính toán điều tiết

- Tại thời điểm lũ về, cao trình mực nước thượng lưu là: ZTL = +16

- Tra quan hệ Z ~ Vhồ ( hình 1.3) ta được Vbđ = Vhồ = 28,72.106 (m3)

- Giả thiết giá trị qmax, thay vào (*) ta được Vm

- Từ giá trị Vm, xác định V (V = Vbđ + Vm), sau đó sử dụng quan hệ V ~ ZTL ( hình 1.3) xác định được cột nước ZTL

- Từ giá trị ZTL tra quan hệ ZTL~Qtràn+tuynen (hình 2.8) ta được qxả

- So sánh q xả vừa tính được với qmax giả thiết Nếu giá trị tính được gần bằng giá trịgiả thiết (sai số <5%) thì đó là nghiệm bài toán

Kết quả tính toán điều tiết lũ thể hiện ở hình 2.8, phụ lục