Thiết kế TCTC công trình hòa bình 2

Với đề tài “ Thiết kế tổ chức thi công công trình Hòa Bình 2” Thời gian làm đồ án tốt nghiệp là một dịp tốt để em có điều kiện hệ thống lại kiếnthức đã được học trong 5 năm tại trường, g

MỤC LỤC

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG 5

1.1 Vị trí công trình 6

Nhiệm vụ công trình 6

Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình 6

Đập đất 6

Cống lấy nước 6

Đập tràn 7

Cầu qua tràn 7

Kênh và công trình trên kênh 7

Cấp công trình 8

Thời gian thi công 8

Điều kiện tự nhiên khu vực xây công trình 8

Điều kiện dịa hình 8

Khí hậu thuỷ văn 8

Điều kiện địa chất công trình 9

Các đặc trưng thuỷ văn và các yếu tố về dòng chảy vùng công trình đầu mối 10

Động đất 11

Nguồn vật liệu địa phương 11

Vật liệu đất 11

Vật liệu đá 11

Vật liệu cát 11

Giao thông vận tải 12

Điều kiện dân sinh kinh tế 12

Khả năng cung cấp điện nước 12

Cung cấp điện 12

Cung cấp nước 12

Điều kiện thi công 12

Chương 1 CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 12

Mục đích, ý nghĩa, nhiệm vụ dẫn dòng thi công 13

Mục đích 13

Ý nghĩa 13

Nhiệm vụ của dẫn dòng thi công 13

Phương án dẫn dòng thi công 14

Các nguyên tắc khi lựa chọn phương án dẫn dòng 14

Đề xuất các phương án dẫn dòng 14

So sánh lựa chọn phương án dẫn dòng 16

Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công 18

Chọn tần suất dẫn dòng thiết kế 18

Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công 18

Tính toán thủy lực dẫn dòng thi công 18

Tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp 18

1.1.2 Lòng sông thu hẹp 19

Tính toán thủy lực qua cống ngầm 21

Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua tràn 33

Tính toán điều tiết lũ 35

Mục đích của việc tính toán điều tiết lũ 35

Tài liệu tính toán 36

phương pháp tính điều tiết lũ 36

Từ đường quá trình lũ chính vụ  Q1% max = 222 (m3/s), thời gian lũ lên và xuống 36

0 Dựa vào hình vẽ trên ta có công thức tính dung tích phòng lũ của kho nước: 37

Thiết kế đê quai 38

1.1.3 Chọn tuyến đê quai 38

Thiết kế đê quai 38

Ngăn dòng 39

Chương 2 TỔ CHỨC THI CÔNG CỐNG LẤY NƯỚC 40

Công tác hố móng 40

Xác định phạm vi mở móng cống lấy nước 40

Tính toán khối lượng đào móng 41

2.1.2 Xác định cường độ dào móng 42

2.1.3 Đề xuất phương án vận chuyển 42

2.1.4 Tính toán xe máy đào vận chuyển 43

2.2 Công tác thi công bê tông 46

2.2.1 Tính toán khối lượng và dự trù vật liệu 46

2.2.2 Phân đợt đổ, khoảnh đổ 47

2.2.3 Tính toán cấp phối bê tông 49

2.2.4 Tính toán máy trộn Bê tông 54

2.2.5 Tính toán công cụ vận chuyển 57

2.2.6 Công tác đổ, san, đầm và dưỡng hộ bê tông 60

2.3 Công tác ván khuôn 68

2.3.1 Lựa chọn ván khuôn 68

2.3.2 Công tác dựng lắp ván khuôn 71

2.4 Công tác cốt thép và các công tác khác 72

2.4.1 Tính toán khối lượng cốt thép 72

Kiểm tra chất lượng và nghiệm thu trong thi công bê tông 73

Chương 3 TIẾN ĐỘ THI CÔNG CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 74

Mở đầu 74

Ý nghĩa của việc lập tiến độ 74

3.1.1 Nguyên tắc lập tiến độ 74

Lập kế hoạch tổng tiến độ thi công công trình đơn vị 75

Tài liệu phục vụ cho lập tiến độ 75

Nội dung và trình tự tính toán lập kế hoạch tiến độ thi công công trình đơn vị .75 Chương 2 BỐ TRÍ MẶT BẰNG THI CÔNG 76

1.0 Những vấn đề chung 76

1.0.0 Trình tự thiết kế 76

1.0.1 Chọn phương án bố trí mặt bằng 77

1.1 Công tác kho bãi 77

1.1.0 Xác định lượng vật liệu dự trữ trong kho 77

1.1.1 Xác định diện tích kho 78

1.2 Bố trí kế hoạch các công trình tạm phục vụ thi công 78

1.2.0 Tính số người trong khu nhà 78

1.2.1 Xác định diện tích nhà ở và các nhà tạm 79

1.3 Cung cấp nước cho công trường 80

1.3.0 Tổ chức cung cấp nước 80

1.3.1 Tổ chức cung cấp điện 83

1.4 Đường thi công trên công trường 83

Chương 3 DỰ TOÁN HẠNG MỤC CỐNG LẤY NƯỚC 84

Mục đích, ý nghĩa 84

Mục đích 84

Ý nghĩa 84

Các căn cứ để lập dự toán công trình 84

Nghị định 84

Quyết định - Thông tư 84

Khối lượng công trình 85

Dự toán xây lắp hạng mục tràn 85

Chi phí trực tiếp(T) 85

3.1.2 Chi phí chung (C) 86

3.1.3 Thu nhập chịu thuế tính trước (TL) 86

3.1.4 Giá trị dự toán xây dựng trước thuế (G) 86

3.1.5 Thuế giá trị gia tăng (GTGT) 86

3.1.6 Giá trị dự toán xây dựng trước thuế (GXDCPT) 86

3.1.7 Chi phí xây dựng nhà tạm và điều hành thi công 87

KẾT LUẬN 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO 92

LỜI CẢM ƠN

Sau thời gian 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với sự cố gắng của bản thân và được

sự hướng dẫn nhiệt tình, khoa học của GS.TS Vũ Thanh Te – Bộ môn Công nghệ vàQLXD – Trường Đại học Thuỷ lợi, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình Với

đề tài “ Thiết kế tổ chức thi công công trình Hòa Bình 2”

Thời gian làm đồ án tốt nghiệp là một dịp tốt để em có điều kiện hệ thống lại kiếnthức đã được học trong 5 năm tại trường, giúp em biết cách áp dụng lý thuyết đã đượchọc vào thực tế và làm quen với công việc của một kỹ sư ngành Kỹ thuật Công trình.Những điều đó đã giúp em có thêm hành trang kiến thức chuyên ngành để chuẩn bịcho tương lai và giúp em đỡ bỡ ngỡ khi bước vào nghề với công việc thực tế của một

kỹ sư thuỷ lợi sau này

Đồ án đã đi vào sử dụng tài liệu thực tế công trình thuỷ lợi, (Công trình hồ chứaHòa Bình 2), vận dụng được tổng hợp các kiến thức đã học Mặc dù bản thân đã hếtsức cố gắng nhưng do điều kiện thời gian hạn chế nên trong đồ án em chưa giải quyếtđược đầy đủ và sâu sắc các trường hợp trong thiết kế cần tính, mặt khác do trình độ vàkinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên trong đồ án không tránh khỏi những thiếu sót

Em rất mong được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo giúp cho đồ áncủa em được hoàn chỉnh hơn, chính xác hơn, giúp cho kiến thức chuyên môn của emđược hoàn thiện

Để đạt được kết quả này em đã được các thầy các cô trong trường ĐHTL, từ cácthầy các cô ở các môn học cơ sở đến các thầy các cô ở các môn chuyên nghành dạybảo tận tình, truyền đạt tất cả những tâm huyết của mình cho em được có ngày trởthành một kỹ sư thực thụ Em xin chân thành cảm ơn các thầy các cô

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô giáo trong bộ môn Bộ mônCông nghệ và QLXD, đặc biệt là GS.TS Vũ Thanh Te đã tận tình hướng dẫn, tạo mọiđiều kiện để em hoàn thành đồ án này

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Sinh viên thực hiện:

Trần Nghĩa Bình Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Vị trí công trình

Công trình đầu mối hệ thống thuỷ lợi Hòa Bình 2 dự kiến xây dựng trên suốiBằng thuộc xã Phú Ninh huyện Kỳ Sơn cách thị xã Hoà Bình 20 km về phía Bắc, tạonên hồ Đầm Bài

Nhiệm vụ công trình

Công trình xây dựng với nhiệm vụ tưới cho 563 ha đất canh tác của vùng HòaBình 2 bao gồm 3 xã Hợp Thành, Hợp Thịnh và Phú Ninh, nằm ở bờ phải sông Đà vàchạy dọc theo bờ sông Đà chừng 3 km nằm ở phía Bắc và là hạ lưu của thuỷ điện HoàBình

Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình

1.1.1.1 Dung tích hồ chứa

Ứng với các cao trình mực nước hồ có các dung tích sau:

Mực nước dâng bình thường : 31,62 m ; W = 3,9.106 m3

Mực nước gia cường : 34,21 m ; W = 4,884.106 m3

Mái dốc hạ lưu được trồng cỏ bảo vệ, hệ số mái thay đổi từ m = 2,753,5 có hai

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

Cầu ôtô hạ lưu tràn, chiều rộng B = 3 m, chiều dài cầu L = 30m

Kênh và công trình trên kênh

Kênh chính sau đoạn cống lấy nước đi qua vùng đồi và đầm, đỉnh bờ kênh rộng 2m; cao 1,5 m

Kênh nhánh và kênh cấp I tiết diện nhỏ, khối lượng công tác lớn đi qua khuruộng và bờ đê, công trình trên kênh có kối lượng nhỏ phân tán

Thông số của kênh:

Thời gian thi công

Công trình dự định xây dựng trong khoảng từ 2  3 năm kể từ ngày khởi công

Điều kiện tự nhiên khu vực xây công trình

Điều kiện dịa hình

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

Khí hậu thuỷ văn

Bốc hơi trung bình năm 76.26 mm

1.1.1.4 Các đặc điểm về mưa

Khu vực xây dựng nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4

- Lượng mưa theo bình quân nhiều năm  = 1772 mm

- Lượng mưa theo tần suất P = 50 %  = 1736.6 mm

- Lượng mưa theo tần suất P = 75 %  = 1470.8 mm

- Lượng mưa theo tần suất P = 80 %  = 1417.6 mm

1.1.1.5 Tình hình sông suối trong khu vực

Vùng Hòa Bình 2 có các suối nội địa như: suối Nhạ, suối Bằng, suối Quốc, suốiMon Các suối này có độ dốc lớn bắt nguồn từ dốc núi tạo nên lũ tập trung nhanh gâytình trạng úng ngập khu sản xuất, phá hoại hoa màu và xói mòn đất canh tác Các suốinày chạy theo hướng từ Đông sang Tây đều đổ ra sông Đà Do độ dốc lớn và rừng đầunguồn bị phá hoại do khai thác không hợp lý, vì vậy mùa mưa sinh lũ lớn, mùa khôdòng chảy kiệt nhỏ

Ngoài các sông suối nội địa trên, khu Hòa Bình 2 còn chịu ảnh hưởng của sôngĐà

Điều kiện địa chất công trình

1.1.1.6 Địa chất công trình

Sự phân bố lớp đất đá ở khu vực đầu mối (bao gồm: đập đất, tràn và cống ) từtrên xuống như sau :

- Lớp 1 : Trầm tích lòng suối gồm bùn á sét, đến bùn sét và cát pha sét có cácchỉ tiêu cơ lý như sau:

Dung trọng tự nhiên n = 1.58 T/m3.Dung trọng khô k = 0.06 T/m3

Tỷ trọng  = 2.65 Lực dính kết C = 0,10 Kg/cm2

Góc ma sát trong  = 60

Hệ số thấm K = 10-6 cm/s Lớp trầm tích lòng suối có bề dày khoảng 1 m

- Lớp 2 : Eluvi thềm bậc 1 đất á sét, á sét nặng lẫn sạn sỏi Các chỉ tiêu cơ lý:

Dung trọng tự nhiên n = 1.7 T/m3.Dung trọng khô k = 1.27 T/m3

Tỷ trọng  = 2.75 Lực dính kết C = 0.18 Kg/cm2

Góc ma sát trong  = 140

- Lớp 3: Eluvi - Deluvi của đá phiến sét, gồm đất sét, á sét trung đến nặng lẫn dăm sạn Các chỉ tiêu:

Sét Á sétDung trọng tự nhiên n ( T/m3 ) 1.62 1.72Dung trọng khô k ( T/m3 ) 1.16 1.30

Tỷ trọng  2.74 2.77 Lực dính kết C ( Kg/cm2 ) 0.11 0.08

Góc ma sát trong  ( độ ) 110 130

Hệ số thấm K ( cm/s ) 10-6 10-5Lớp đá phiến sét: dưới các lớp đất là đá phiến sét màu xám đen, màu xanh Cấutạo phân lớp mỏng, mặt phủ xerisit màu sáng bóng Trong đá phiến sét đôi chỗ có lẫncát bột kết

1.1.1.7 Địa chất thuỷ văn

Tại vùng đầu mối chỉ có hai loại nước: nước mặt suối Đầm Bài và nước ngầm.Nước ngầm gặp hầu hết tại các hố khoan khu vực đầu mối Sự dao động của nướcngầm đi liền với sự dao động của nước sông Nước ngầm và nước mặt đều là loại nướcbicacbônát canxi, natri Nước có tính axit yếu, có biểu hiện ăn mòn cacboniric tự dođối với các loại xi măng không chống sunfat và xi măng sỉ quặng

Các đặc trưng thuỷ văn và các yếu tố về dòng chảy vùng công trình đầu mối

Hồ Đầm Bài dự kiến xây dựng trên suối Bằng Diện tích lưu vực tính đến tuyếnđập đo được 16.6 km2.Lượng mưa bình quân nhiều năm của lưu vực là 1772 mm Lưulượng dòng chảy chuẩn Q0 = 0.48 m3/s; Cv = 0.49; Cs = 2Cv Lưu lượng dòng chảyứng với tần suất 10% của các tháng mùa khô như sau:

Khu vực xây dựng công trình có động đất cấp 7.

Nguồn vật liệu địa phương

Vật liệu đất

- Mỏ A nằm bên vị trí đập tràn, cách tuyến đập 400m gồm chủ yếu là lớp đất sét

và có lớp á sét từ trung đến nặng có lẫn dăm sạn xen kẹp, lớp này có lúc ở dưới, ở giữa

và ở trên lớp đất sét Bề dày khai thác tương đối đồng đều 22.5 m Trữ lượng 134.103

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

mỏ này đều dùng để đắp đập được

Vật liệu đá

Dùng đá vôi ở mỏ Bache, đá ở đó rất tốt dùng trong các công trình xây dựng

Mỏ đá này cách tuyến đập 67 km

Vật liệu cát

Vì sỏi rất ít nên dùng đá dăm ở mỏ Bache để đổ bê tông Cát phân bố dọc sông

Đà dùng làm cốt liệu rất tốt, cự ly vận chuyển khoảng 510 km

Giao thông vận tải

Công trình nằm ở huyện Kỳ Sơn cách quốc lộ 6 khoảng 12 km Đường đến côngtrình chủ yếu sử dụng bờ đê sông Đà Đoạn từ xóm Tân Lập đến quốc lộ 6, đoạn này

đủ rộng để cho xe máy qua lại chở vật liệu vào thi công Đoạn qua Ngòi Mai cần làmngầm tạm cho xe máy vào thi công

Tất cả các con đường trông công trường là đường cấp 3, Chiều rộng đường 6 m,lơi dụng đường đồng mức và đường mòn cũ, kết hợp mở rộng thêm cho đạt yêu cầu đilại

Điều kiện dân sinh kinh tế

Dân sống trong vùng xây dựng công trình gồm dân tộc Kinh và Mường, trong

đó dân tộc Mường chiếm 80% Nghề chính là làm ruộng và đi rừng, điều kiện sinhhoạt thấp kém

Khả năng cung cấp điện nước

Gần khu vực xây dựng có nước suối Bằng và hồ Đầm Bài, có đủ chất lượng và

số lượng theo yêu cầu, nên sử dụng nguồn nước này để cung cấp nước cho xây dựng

và thi công

Điều kiện thi công

Công trình đầu mối hệ thống thuỷ lợi do công ty dịch vụ và hợp tác nước ngoàithuộc Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn đảm nhận

Vật tư thiết bị được cung cấp đến chân công trình theo đúng tiến độ Máy mócđảm bảo cho việc thi công

Chương 1 CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG

Mục đích, ý nghĩa, nhiệm vụ dẫn dòng thi công

Mục đích

Dẫn dòng thi công là dẫn dòng chảy trong sông theo đường dẫn nhân tạo hoặclòng sông tự nhiên nhằm mục đích đảm bảo hố móng cách ly với dòng chảy và luônkhô ráo để thi công các hạng mục công trình

Thực tế cho thấy những công trình có khối lượng nhỏ nằm trên các suối nhỏ cókhả năng cho phép thi công trong 1 mùa khô thì không cần phải xây dựng công trìnhdẫn dòng.Nhưng nhìn chung việc dẫn dòng là công tác tất yếu.Do đó dẫn dòng thicông nhằm 2 mục đích chính:

1.Ngăn chặn những ảnh hưởng bất lợi của dòng chảy đảm bảo hố móng được thicông

trong điều kiện khô ráo

2.Dẫn dòng chảy về hạ lưu nhằm đảm bảo việc lợi dụng tổng hợp nguồn nướctrong suốt quá trình thi công như sinh hoạt,giao thông,tưới nước phục vụ cho côngnghiệp và nông nghiệp

Ý nghĩa

Trong quá trình thi công nếu nước tràn vào hố móng sẽ ảnh hưởng rất xấu đến chấtlượng công trình,gây khó khăn cho việc chọn phương án thi công.Do vậy hình thức kếtcấu công trình sẽ bị thay đổi dẫn đến kế hoạch tiến độ thi công cũng thay đổi và cuốicùng là ảnh hưởng tới giá thành xây dựng công trình

Phương án dẫn dòng có ảnh hưởng đến tiến độ thi công ( thời gian đạt cao trìnhđập chính ngăn sông) ảnh hưởng tới bố trí và kết cấu công trình đầu mối, đến phương

án thi công (trên khô hay bằng phương pháp cơ giới thuỷ lực), đến bố trí mặt bằng thicông và giá thành công trình (từ 15%-30%)

Do vậy phải nghiên cứu kỹ để đưa ra phương án dẫn dòng hợp lý để đưa raphương án dẫn dòng hợp lý đảm bảo yêu cầu kinh tế,kỹ thuật và lợi dụng tổng hợp

Nhiệm vụ của dẫn dòng thi công

Chọn tần suất, lưu lượng và thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công theo quy môkích thước, nhiệm vụ công trình và các tài liệu có liên quan

Chọn sơ đồ và thiết kế quy mô kích thước công trình dẫn dòng phải thích hợpcho 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 thi côngcông trình

Giá thành kinh tế thấp nhất

Đề suất các phương án, các mốc thời gian thi công và tiến độ khống chế thi công

So sánh các phương án dẫn dòng để chọn phương án tối ưu nhất

Tính toán thuỷ lực dòng chảy, tính toán kinh tế để so sánh lựa chọn kích thướccông trình dẫn dòng

Phương án dẫn dòng thi công

Các nguyên tắc khi lựa chọn phương án dẫn dòng

Thời gian thi công là ngắn nhất

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

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

Đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp nguồn nước ở mức cao nhất

Đề xuất các phương án dẫn dòng

Lưulượngdẫndòng

Các công việc phải làm và các mốc

tự nhiên 10%

2,10

-Tiến hành san ủi mặt bằng thi công:lán,kho,trại và đường giao thông

-Đào móng và thi công xong cống ngầm phía bờ trái

-Xử lý nền, đào móng và đắp đập phía bờ phải đến cao trình +27,0m

2,10

-Đào móng xử lý nền và đắp đập bờ phải đến cao trình +27,0m

-Đắp đập chính toàn tuyến đến cao trình thiết kế +40,3m

-Hoàn thiện nghiệm thu và bàn giao công trình

0

1 Phương án 2

Công trình được thi công trong vòng 2,5 năm

Nội dung phương án được thể hiện trong bảng sau:

tự nhiên

10% 2,10

+ Chuẩn bị mặt bằng, lán trại+ Đào bóc phần móng đập phía bờ trái+ Đào móng cống và thi công phần thân cống

+ Làm thi công kết hợp quản lý+ Đắp đập phía bờ trái đến cao trình 27,0và gia cố mái thượng lưu vượt lũ 1% (đắp đập giai đoạn I)

+ Đào móng tràn xả lũMùa mưa từ

năm 1:

T5/2017-T10-2017

Dẫn qualòng sôngthu hẹp

+ Làm đường thi công-Đắp đập phía bờ phải đến cao trình vượt lũ +40,3m

+ Gia cố mái đập thượng hạ lưu+ Thi công tràn xả lũ

+ Lấp dòng, đắp đê quai thượng hạ lưu+ Đào bóc phần móng đập phía bờ phải+ Đắp đập bờ phải đến cao trình vượt lũ+ Thi công và hoàn thiện tràn xả lũMùa mưa từ

năm 2:

T5/2018-T10-2018

Dẫn quatràn tạm 10% 222

+ Hoàn thiện đường quản lý+ Tiếp tục thi công phần đập, cống lấy nước+ Thi công và hoàn thiện khu quản lý+ Thi công xong tràn xả lũ

- Thi công đập chính đến cao trình thiết kế

- Hoàn thiện và bàn giao công trình

So sánh lựa chọn phương án dẫn dòng

Phương án 1.

Thời gian thi công là 2 năm.Dẫn dòng qua lòng sông tự nhiên,qua lòng sông thuhẹp,cống ngầm và tràn chính.

a Ưu điểm:

Mặt bằng thi công tương đối thuận lợi cho cơ giới

Thời gian thi công ngắn nên tập trung được vốn đầu tư, nhân lực, thiết bị máymóc Đồng thời lợi dụng tổng hợp dòng chảy khi công trình đã hoàn thành với hiệuquả kinh tế cao

b Nhược điểm:

Khối lượng đào đắp lớn, thi công trong thời gian ngắn nên cường độ thi công yêucầu phải cao.Vì vậy việc bố trí phù hợp thi công giữa các hạng mục công trình phảichính xác, đồng bộ

Do tại nơi thi công, địa hình phức tạp nên phương án này ảnh hưởng lớn đến tiến

Các hạng mục thi công không đồng bộ, đập bị chia cắt làm nhiều đợt,nên phải xử

lý lớp cũ trước khi thi công tiếp.Do đó việc phối hợp giữa các công tác xây dựng khóđảm bảo được sự nhịp nhàng

Lựa chọn phương án

Dựa vào việc Phân tích các ưu nhược điểm như đã nêu ở trên.Căn cứ vào điềukiện lợi dụng tổng hợp nguồn nước đối với dân sinh kinh tế trong vùng và khả năngcủa đơn vị sao cho đáp ứng được yêu cầu về cường độ sự phối hợp thi công giữa cáchạng mục công trình ta thấy Phương án II là tốt hơn

Do đó chọn phương án II là hợp lý :Thi công công trình trong vòng 2,5 năm.

Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công

Chọn tần suất dẫn dòng thiết kế

Theo QCVN 04 -05 : 2012/BNNPTNN theo cấp công trình (cấp III) ta chọn tầnsuất dẫn dòng thiết kế (tần suất lũ thi công) P = 10%

Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công

Thời gian phục vụ của công trình dẫn dòng

Thời gian thi công 2 năm

Đặc điểm thuỷ văn theo mùa và theo từng giai đoạn yêu cầu

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 dẫn dòng thi công đã chọn.(Qdẫn dòngtk = Qmax)

Mùa khô từ tháng XI đến tháng IV năm sau lưu lượng: Qmax = 2,10 m 3 /s.

Mùa lũ từ tháng V đến tháng X lưu lượng Q max = 222 m 3 /s.

Tính toán thủy lực dẫn dòng thi công

Tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp.

e Mục đích:

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

Xác định cao trình đê quây thượng và hạ lưu

Xác định cao trình đắp đập chống lũ cuối mùa khô

Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy

f Nội dung tính toán:

Hình f.1: Sơ đồ tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp

1.1.2 Lòng sông thu hẹp

a Mục đích.

Kiểm tra mức độ thu hẹp của lòng sông

Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy (yêu cầu vận tải v < 2 m/s).Kiểm tra khả năng xói lở lòng sông, mái đê quai dọc

Xác định cao trình đê quai thượng và hạ lưu giai đoạn I

b Nội dung tính toán.

* Sơ đồ tính toán : Tính toán dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp trong mùa lũ năm thứ nhất

Căn cứ vào lưu lượng dẫn dòng về mùa lũ và quan hệ Q~Zhl ta xác định được Zhl:Ứng với Q10% = 222 (m3/s) và quan hệ Q~zhl ta xác định được :Z hl = 19,47 m tatìm được ω1 , ω2, xác định được ω1 =44 m2

; ω2, = 110 m2

Xác định độ thu hẹp lòng sông

Mức độ thu hẹp lòng sông phải hợp lý Một mặt phải bảo đảm yêu cầu về mặtbằng thi công, mặt khác đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp nguồn nước cho hạ du màkhông gây xói lở Theo tiêu chuẩn ngành “ Thiết kế dẫn dòng trong xây dựng côngtrình thuỷ lợi -14 TCVN 57-88 ”, mức độ thu hẹp của lòng sông được xác định theocông thức:

1 2100%

ω

Trong đó: K - Mức dộ thu hẹp của lòng sông, hệ số K thường có K = 30%  60%

Tuy nhiên thì với sông miền núi có lưu lượng lớn nên mức độ thu hẹpsông

nên nhỏ để giảm bớt xói cho lòng sông

Do vậy mức độ thu hẹp lòng sông là hợp lý.

V0 là lưu tốc tới gần trước mặt cắt co hẹp có xét đến độ cao nước dâng

Vc là lưu tốc dòng chảy tại mặt cắt co hẹp (m/s)

%

2 1

P c

Q V

Trong đó: ω1cc là diện tích ướt của sông mà đê quai và hố móng chiếm chỗ ;(m2)

ω2cc là diện tích ướt của sông cũ ;(m2)

Qdd là lưu lượng dẫn dòng theo mùa kiệt ứng với tần suất thiết kế 0

ω - Diện tích mặt cắt trước mặt cắt co hẹp:

0 2 Z B. S m Z.

∆Z – Độ dâng mực nước thượng lưu: (m)

BS – Chiều rộng lòng sông trước đê quai vào mùa kiệt:

BS = 80 m

m - Hệ số mái dốc trung bình của bờ sông: m = 4,0

Để tính toán độ dâng mực nước thượng lưu ta sử dụng phương pháp tính thử dầnđầu tiên ta giả thiết ∆Zgt để tính ZTL sau đó tính V0 rồi suy ra ∆Z ttđến khi Tính thủylực qua lòng sông thu hẹp

Như vậy :Vc<VKX → Không có khả năng gây xói lở.

Tuy nhiên để đểm bảo an toàn trong quá trình thi công ta cần phải có các biệnpháp gia cố, bảo vệ nền như:

+ Bố trí đê quai thuận chiều nước chảy

+ Trường hợp cần thiết, phải làm tường hướng dòng

+ Nạo vét và mở rộng lòng sông để tăng tiết diện khi thu hẹp, tức là giảm Vc+ Thu hẹp phạm vi hố móng và mặt cắt đê quai dọc trong giai đoạn đầu

+ Trường hợp cần thiết có thể dùng đá để bảo vệ đê quai, lòng sông và bờ sông)

Tính toán thủy lực qua cống ngầm

d Mục đích

- Lợi dụng công trình lâu dài để đẫn dòng

- Xác định mực nước trước cống để xác định mực nước thượng lưu, từ đó ta xácđịnh cao trình đê quai thượng lưu

- Kiểm tra sự an toàn của cống

e Cống dẫn dòng

Do điều kiện địa hình bên bờ trái bằng phẳng và giao thông thuận lợi, cống dẫndòng có thể bố trí bờ trái

Các thông số của cống ngầm:

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

f Tính toán thuỷ lực qua kênh dẫn sau cống:

Căn cứ vào địa hình vùng xây dựng công trình, sơ bộ thiết kế kênh dẫn dòng cócác thông số như sau:

- Hệ số mái: m = 1,5

- Độ nhám lòng kênh: n = 0,017

- Độ dốc: i = 0,002

- Lưu lượng lớn nhất thiết kế: Q = 2,10(m3/s)

- Mực nước hạ lưu ứng với Q = 2,10(m3/s) là Zhl = 18,26 m

- Chiều dài kênh: Lkênh = 100m

- Cao trình cửa vào kênh: ∇cửa vào =∇ cửa ra cống = 22,40 (m)

- Chọn trước bề rộng đáy kênh b = 1,2 (m)

Tính toán thiết kế mặt cắt kênh theo phương pháp mặt cắt lợi nhất về thuỷ lực

+ Mục đích: Xác định cột nước trước kênh nhằm mục đích xác định hn để tínhthuỷ lực qua cống

+ Nội dung: Dùng phương pháp cộng trực tiếp tính toán đường mặt nước trongkênh ứng với các cấp lưu lượng cho trước để tính cột nước đầu kênh

+ Xác định độ sâu dòng đều trong kênh h0 ứng với các lưu lượng theo công thứclợi nhất về bán kính thủy lực:

Trong đó: h0- là độ sâu dòng đều trong kênh

+ Tính độ sâu phân giới hk:

Độ sâu phân giới kênh hình thang: hkt = 

2

g b

4,194 4,182 4,175 4,169 4,163 4,157 4,151 4,145 4,138

h ra (m) 0,058 0,091 0,119 0,145 0,169 0,192 0,214 0,235 0,256 0,277 0,287

Trong đó :

Q(m3/s) : là các cấp lưu lượng tính toán

hkcn(m) : độ sâu phân giới của kênh hình chữ nhật

hkt(m) : độ sâu phân giới của kênh hình thang

h0(m): độ sâu dòng đều trong kênh

So sánh ta thấy ho >hk , i = 0,002 > 0

Vậy đường mặt nước trong kênh là đường nước đổ b1

Sơ đồ hình vẽ đường mặt nước trong kênh

+ Mục đích là xác định được cột nước đầu kênh H0 từ đó giả thiết chính xác đượcchế độ chảy đầu kênh cũng như trạng thái làm việc của kênh

Tính vận tốc dòng chảy trong cống: Vi =

i i

Xác định hệ số Sezi: Ci= 6

1 1

i

R n

Độ nhám lòng kênh: n = 0,017

Tính trị số độ dốc thuỷ lực: Ji =

i i

i

R C

V

2 2

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

Bảng kết quả tính được thể hiện ở bảng dưới đây

Q = 1,8 (m 3 /s)

Q = 2,0 (m 3 /s)

Q = 2,10 (m 3 /s)

Ở đây ta tính H0 theo công thức đập trànđỉnh rộng

+ Nếu áp dụng công thức chảy ngập qua đập trànđỉnh rộng:

n k

n

h

h h h

Từ các bảng tính đường mặt nước, ta được bảng tổng hợp sau:

Bảng xác định chế độ chảy trong kênh.

Hình f.2: Biểu đồ quan hệ Q – Z kênh

m 1 m2

Hình f.3: Sơ đồ tính toán thuỷ lực công ngầm

Tính toán thuỷ lực.

+ Trình tự tính toán thuỷ lực như sau:

Dòng chảy qua cống diễn ra ở một trong 3 trạng thái: có áp, bán áp và không áp.Muốn xác định lưu lượng qua cống trước hết phải xác định trạng thái chảy qua cống

H ≤ 1,2D và hn<D thì cống chảy không áp

H > 1,2D có thể xảy ra chảy có áp hoặc bán áp còn tùy thuộc độ dài của cống vàmực nước hạ lưu cống; (Kết quả tính toán theo 2 chế độ chảy không chênh lệch nhaunhiều nên để đơn giản ta tính theo 1 trường hợp là cống chảy có áp)

Trong đó:

H - Cột nước trước cống tính từ cao trình đáy cống

D - Chiều cao cống ngay sau cửa vào.

Kiểm chứng lại chế độ chảy ở trên với chế độ chảy đã giả thiết, nếu thấy điềukiện giả thiết thoả mãn thì kết quả tính cột nước H là đúng nếu không đúng thì phải giảthiết lại

Khi hn≥D thì ta giả thiết ngay cống chảy có áp để tính toán ra được H

So sánh H với điều kiện của Hứa Hạnh Đào hay Van Te Chow để khảng định lạichế độ chảy của cống mà ta đã giả thiết, nếu đúng thì kết quả tính toán trên là đúng.Còn nếu sai thì tính lại theo chế độ cống chảy tự do (kênh + đập trànđỉnh rộng) cũng rađược H, lại kiểm tra lại như trên

0 Tính Z cống= Zđáy công +H

0 Vẽ quan hệ Q~ Zcống

Tính độ sâu phân giới, độ sâu dòng đều Tính với các cấp lưu lượng Q i ( m 3 /s)

+ Độ sâu phân giới hk: hk= 3

2

2

ln

Trong đó: mo=2 1 m− 2 - m (với m=0)

i - là độ dốc của cống i=0,002Tính với các cấp lưu lượng ta được kết quả như bảng sau:

Bảng xác định độ sâu dòng đều và độ sâu phân giới.

+ Mục đích là xác định được cột nước đầu cống hx từ đó giả thiết chính xác đượcchế độ chảy đầu cống cũng như trạng thái làm việc của cống

Xác định hệ số Sezi: Ci= 6

1 1

i

R n

Độ nhám lòng kênh: n = 0,017

Tính trị số độ dốc thuỷ lực: Ji =

i i

i

R C

V

2 2

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

Với Qi(m3/s), giả thiết cống làm việc ở trạng thái không áp

+ Áp dụng công thức chảy ngập qua đập trànđỉnh rộng:

+ Kiểm tra trạng thái chảy

+ Xác định cao trình cột nước đầu cống

0 Zcống = Zđáy cống + H+ Ta có bảng kết quả tính H0 :

Bảng xác định cao trình mực nước trước cống.

+ Xác định cao trình đê quai thượng lưu:

Zđđ=ZTL+δ = 24,03 + 0,67 = 24,70 (m)+ Xác định cao trình đê quai hạ lưu:

Các thông số của tràn chính

Tràn tự do bố trí tại eo yên ngựa bên phải đập đất kiểu máng tràn ngang nối tiếpbằng bậc nước nhiều cấp Kết cấu đập tràn bằng đá xây có bọc bê tông cốt thép M200dày 10 cm

Tính toán thuỷ lực qua tràn

- Hình thức dòng chảy qua tràn là chảy qua đập tràn đỉnh rộng, chảy tự do, cóngưỡng Khi tính toán lấy lưu lượng đỉnh lũ Qp=10% = 222 m3/s

Các bước tính toán:

- Giả thiết các cấp lưu lượng chảy qua tràn Qi (m3/s)

- Tính toán cột nước tràn ứng với các cấp lưu lượng theo công thức:

Q = mε∑b 2 g Ho3/2Coi lưu tốc tới gần Vo ≈ 0 ta có:

ξmt: Là hệ số hình dạng của mố trụ.(đập có 1 khoang nên ξmt = 0).

ε = 1 - 0,2

b

H n

Ho = Hott. Hệ số lưu lượng qua tràn lấy m = 0,493

- Tính cao trình mực nước thượng lưu tràn:

Ztrtl= Zngưỡng tràn+ H0

- Tính với các cấp lưu lượng khác nhau ta được bảng tính sau:

Tính toán thủy lực qua tràn

Q(m³/s) Ho(m) Ztltràn(m) Q(m³/s) Ho(m) Ztltràn(m)0.00 0.00 31.62 121.09 1.61 33.2320.18 0.64 32.26 141.27 1.81 33.4340.36 0.84 32.46 161.45 2.00 33.6260.55 1.03 32.65 181.64 2.20 33.8280.73 1.23 32.85 201.82 2.39 34.01100.91 1.42 33.04 222.00 2.58 34.20

Hình f.4: Biểu đồ quan hệ Q~Z tl khi dẫn dòng qua đập tràn

Tính toán điều tiết lũ.

Mục đích của việc tính toán điều tiết lũ

Tính toán điều tiết lũ nhằm xác định lưu lượng xả lớn nhất qua tràn hoặc tínhdung tích phòng lũ để từ đó xác định cao trình mực nước lũ trước tràn khi lũ về Qua

đó xác định được cao trình vượt lũ của đập

Tài liệu tính toán

Đường quá trình lũ chính vụ tần suất 1%

Cao trình đỉnh tràn ∇+31,62(m)

Hệ số lưu lượng m = 0,493

Bề rộng tràn B = 40(m)

Lưu lượng đỉnh lũ tần suất 1% ; Qmax = 222(m3/s)

Hình thức chảy chảy tự do qua tràn không cửa do đó công thức tính lưu lượng xả

Xả qua tràn : q x = m.B. 2.g H3/2

phương pháp tính điều tiết lũ

*) Mục đích tính toán điều tiết lũ:

Nhằm xác định lưu lượng xả lớn nhất qua tràn tạm để từ đó xác định được caotrình đắp đập vượt lũ chính vụ năm thi công thứ hai

*) Trường hợp tính toán:

Tính toán cho trường hợp khi lũ về thì mực nước hồ cao bằng ngưỡng tràn

*) Phương pháp tính toán : Theo tài liệu ứng với tần suất lũ thiết kế thì đường quátrình

lũ thiết kế có dạng tam giác Do đó ta có thể dùng phương pháp tính toán điều tiết lũcủa Kôtrêgin Nội dung của phương pháp này như sau :

Đường quá trình lũ ứng với tần suất 1%

6,4 3,2

o

Wmax qmax

Tổng lượng lũ Wmax = 7.265.106 (m3)

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

max2

q

Q W

Qmax : Lưu lượng đỉnh lũ tần suất 1%: Qmax =222 (m3/s)

1 Trên công thức (*)Wm 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 Wm

0 Ta có tổng lượng nước trong hồ lúc này là :

111 33.14 3549641.24 2680500.00 869141.24 195.44133.2 33.35 3599771.44 2680500.00 919271.44 193.91155.4 33.56 3649901.65 2680500.00 969401.65 192.38177.6 33.78 3700031.85 2680500.00 1019531.85 190.85

2680500.0

3

212.190701 34.11 3778141.71 2680500.00 1097641.71 188.46

0 Ứng dụng kết quả tính toán theo bảng trên:

Xác định cao trình đắp đập vượt lũ :

Xác định cao trình đắp đập vượt lũ :

ZVL = Ztlmax + δ = 33,90 + 0,5 = 34,40 m (với δ = 0,50 m là độ cao an toàn)

Thiết kế đê quai

Đê quai có tác dụng bảo vệ hố móng được khô ráo, tạo điều kiện thuận lợi khi thicông công trình

1.1.3 Chọn tuyến đê quai

Khi chọn tuyến đê quai cần tuân theo các nguyên tắc cơ bản sau :

- Đảm bảo mọi công việc thực hiện trong hố móng luôn ở trạng thái khô ráo,rộng rãi, tiện lợi

- Dòng chảy trong sông luôn xuôi thuận, tháo được lượng nước lớn nhất màkhông làm xói lở lòng sông và đê quai

- Tận dụng điều kiện có lợi của địa hình, kết cấu các công trình thủy công, vậtliệu địa phương nhằm đem lại hiệu ích kinh tế cao nhất, kết hợp đê quai làm đườngvận chuyển vật liệu lên đập

- Quá trình thi công thuận lợi đảm bảo phải thi công được trong thời gian ngắnnhất, và công tác phá bỏ dễ dàng

Thiết kế đê quai.

Mặt cắt đê quai được thiết kế là mặt cắt hình thang để đơn giản trong thi công vàđảm bảo điều kiện ổn định

a Cao trình đỉnh đê quai hạ lưu :

Cao trình đỉnh đê quai hạ lưu chủ yếu phụ thuộc vào lưu lượng thiết kế dẫn dòng

và đặc trưng thuỷ văn của dũng sông núi được xác định như sau :

Theo kết quả tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp cho mùa lũ năm thứ nhất Ta đã xác định được cao trình đỉnh đê quai là:

+Đê quây hạ lưu:Z đqhl = ZHL +δ = 19,47 + 0,63 = 20,10 m Chọn Z đqtl = 20,10 m

Theo kết quả tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống ngầm cho mùa khô năm thứ nhất Ta đã xác định được cao trình đỉnh đê quai là:

+ Xác định cao trình đê quai hạ lưu:

Zđđ=ZTL+δ = 18,26 + 0,64 = 18,90 (m)

b Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu :

Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu chủ yếu phụ thuộc vào lưu lượng thiết kế dẫndòng , khả năng xả của các công trình dẫn dòng

* Theo kết quả tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sô thu hẹp cho mùa lũ năm thứ nhất Ta đã xác định được cao trình đỉnh đê quai là:

+Đê quây thượng lưu: Z đqtl = ZTL +δ (δ=0,5÷0,7)

Z đqtl = 20,39+ 0,61 = 21,00 m, Chọn Z đqtl = 21,00m

* Theo kết quả tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống dẫn dòng cho mùa kiệt năm thứ hai Ta đã xác định được cao trình đỉnh đê quai là:

Zđqtl2= ZTL+δ = 24,03 + 0,67 = 24,70(m)Chiều rộng đỉnh đê quai: 3 (m) (do yêu cầu không có đường thi công)

Hệ số mái đê quây thượng lưu: m1 = 2; m2 = 1,5

Hệ số mái đê quây hạ lưu: m1 = 2; m2 = 1,5

Hệ số mái đê quây dọc: m1 = 2; m2 = 1,5

Chương 2 TỔ CHỨC THI CÔNG CỐNG LẤY NƯỚC Công tác hố móng

d Nguyên tắc mở móng

Công việc dựa trên những nguyên tắc chủ yếu sau:

Khối lượng đào đất là ít nhất

f Hệ số mở móng:

Mái dốc hố móng phụ thuộc vào loại đất đá và phương pháp mở móng cống.Theo thiết kế ta mở móng :