Công trình thủy điện Đam Bri 1

Dẫn dòng thi công là dẫn dòng chảy trong sông theo đường dẫn nhân tạo hoặc lòngsông tự nhiên nhằm mục đích đảm bảo hố móng cách ly với dòng chảy và luôn khô ráo đểthi công các hạng mục c

MỤC LỤC

TRANG

MỞ ĐẦU 1

MỞ ĐẦU

Công trình thủy điện Sử Pán 3 khai thác nguồn thủy năng thuộc thượng nguồn củaNgòi Bo là một nhánh cấp 1 của Sông Hồng, nằm trong địa phận của xã Sử Pán - Huyện Sa

Pa - Tỉnh Lào Cai

Hồ sơ DADT & TKKT công trình được Công ty CP tư vấn Sông Đà lập và Chủ đầu

tư là Công ty CP thủy điện Sử Pán phê duyệt với mục tiêu tạo nguồn phát điện cung cấp cholưới điện 110KV Quốc gia với công suất lắp máy là 34,5MW, sản lượng điện trung bìnhhàng năm 140,77 triệu Kwh Công trình được phê duyệt với tổng mức đầu tư khoảng 587,5

tỷ đồng, thi công trong thời gian 3,5 năm Bao gồm các hạng mục chính:

- Tuyến công trình đầu mối dài 97,05m

- Tuyến đường ống áp lực dài khoảng 1.300m

- Nhà máy thủy điện, lắp đặt 3 tổ máy thủy lực

- Trạm phân phối 110KV

Trên cơ sở Qui định chung về nội dung Hướng dẫn đồ án tốt nghiệp của Bộ môn Thicông – Trường Đại học Thủy lợi Giảng viên – Ths.Đinh Hoàng Quân đã giao nhiệm vụ vàhướng dẫn nội dung Đồ án Thiết kế tổ chức thi công công trình Sử Pán 3 với các nội dungchính tập trung nghiên cứu thiết kế tổ chức thi công hạng mục: Tuyến công trình đầu mối.Qui mô tuyến công trình đầu mối bao gồm:

o Đập dâng bờ trái (dài 9,9m)

o Đập dâng bờ phải (dài 27,15m)

o Đập tràn tự do lòng sông tiêu năng mũi phun (dài 60m)

o Cống dẫn dòng kết hợp cống xả cát

o Cửa nhận nước đặt tại Đập dâng bờ trái

o Kết cấu chính của hạng mục công trình là bê tông M150, M250 và bê tôngcốt thép M250, M300

Sau 14 tuần thực hiện, với sự hướng dẫn tận tình của Giảng viên – Ths Đinh HoàngQuân Em đã thực hiện Đồ án tốt nghiệp của mình với các nội dung chính như sau:

Chương 1: Giới thiệu chung

Chương 2: Dẫn dòng thi công

Chương 3: Thi công công trình chính là Đập bê tông trọng lực

Chương 4: Tiến độ thi công công trình

Chương 5: Bố trí mặt bằng công trình

Chương 6: Dự toán công trình

Chương 7: Kết luận

-oOo -CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG1.1 Vị trí địa lý và nhiệm vụ công trình.

Vùng dự án nằm trong phạm vi có toạ độ địa lý: Từ 22o17’34’’ đến 22o15’52’’ vĩ độBắc từ 103o54’42’’ đến 103o57’49’’ kinh độ Đông Cách thị trấn Sa Pa về phía Đông Namkhoảng 15km

1.2 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình.

1.2.1 Điều kiện địa hình

Lưu vực Ngòi Bo có địa hình là vùng núi cao, có độ dốc sườn núi và độ dốc lòngsuối khá lớn 3÷

12%, hai bên bờ suối lộ nhiều đá gốc Cao độ lòng suối trong vùng biến đổi

từ 415m (khu nhà máy) đến 660m (khu lòng hồ) đường phân lưu ở thượng nguồn đi qua cácđỉnh có cao độ 2800÷

3100m, cao độ giảm dần tới cửa sông Hồng ở mức 100m, địa hình bịchia cắt mạnh, chênh lệch địa hình lớn nên dòng chính và các nhánh suối lớn của Ngòi Bo

có tiềm năng thủy điện rất lớn Công trình có đường giao thông khá thuận lợi

1.2.2 Điều kiện địa chất.

Đặc điểm ĐCCT các đới phong hoá tại tuyến đập chính như sau :

- Lớp đất phủ sườn, tàn tích (edQ) và đới phong hoá mãnh liệt IA1: Chỉ phân bố tại

phần cao, phía trên cao trình +670m Nói chung lớp phủ có chiều dày không lớn, thay đổi từ0,5m đến 14,3m, trung bình 2,71m Bờ trái chiều dày đới thay đổi từ 0,5-4,0m, trung bình1,54m Bờ phải dày hơn, thay đổi từ 0,5-14,3m, trung bình 3,76m Từ cao trình +670m trởxuống, hầu như lớp phủ không có, đới IB hoặc IIA lộ ra ngay trên mặt (SK07, SK03) Thànhphần của đới chủ yếu cát pha, sét pha mầu vàng nhạt, trạng thái nửa cứng, chứa 10-20%dăm cục đá gốc, sạn thạch anh Hệ số thấm K của đới thay đổi từ 0,039m/ngđ đến2,724m/ngđ, trung bình 1,112m/ngđ, thuộc loại thấm nước vừa đến thấm ít Vận tốc truyềnsóng địa chấn dọc V = 500-700m/s trung bình 600m/s Lực dính C trạng thái bão hoà

Cbh=0,20KG/cm2, ϕbh= 150, hệ số nén lún a= 0,071cm2/KG

- Lớp bồi tích, lũ tích thềm suối: Nằm tại lòng suối Lớp này được phát hiện khi tiến

hành khoan các hố khoan lòng suối ở giai đoạn lập dự án đầu tư (SP02, SP04) Lớp này cóchiều dày thay đổi từ 1,7m đến 2,5m, trung bình 2,0m, thành phần chủ yếu cát cuội sỏi,tảng Diện phân bố không liên tục

- Đới đá phong hoá mạnh ( IA2) :

+ Nằm ngay dưới đới (edQ+IA1), đới này chủ yếu là đá gốc bị phong hoá, nứt nẻ mạnhtới trạng thái dăm, cục, tảng, đá mềm bở Do đặc điểm của đá, đới IA2 chỉ xuất hiện tại một

số hố khoan (SP01, SP03, SP08, SK02, SK08) Độ sâu phân bố mặt lớp từ 0,5-14,3m Chiềudày đới thay đổi từ 0,0m tới 10,0m, trung bình 2,86m Tại bờ trái, chiều dày đới thay đổi từ0,0-4,0m, trung bình 1,90m Tại bờ phải, chiều dày lớn hơn, trung bình 4,05m

+ Từ cao trình +670 trở xuống, đới IA2 hầu như không có Điều này là do tác dụngxâm thực, bào mòn của dòng sông, đặc điểm địa hình dốc tại đã bóc bỏ đới này Theo kếtquả thí nghiệm thấm trong hố đào, hệ số thấm của đới thay đổi từ 0,799m/ngđ tới2,724m/ngđ, trung bình 2,14m/ngđ, thuộc loại thấm nước vừa Lực dính Cbh của đới0.50KG/cm2, ϕbh= 300 Vận tốc truyền sóng địa chấn dọc V = 1000 - 1700m/s trung bình1350m/s

- Đới đá phong hoá ( IB) :

+ Nằm ngay dưới đới IA2 Thành phần đới gồm đá gốc nứt nẻ mạnh mầu vàng nhạt,nâu nhạt, xám trắng, đôi chỗ xám sáng dọc theo khe nứt bám lớp mỏng oxyt Fe, Mn Phân

bố hầu nh toàn bộ các hố khoan khu vực tuyến đập ngoại trừ các hố khoan SP02, SP04,SK03 Đá granit cấu tạo khối có kiwns trúc hạt vừa đến thô, thành phần chủ yếu thạch anh,fenspat, biotit phân bố định hớng; fenspat phong hoá mầu trắng đục, biotit phong hoá mầunâu nhạt Trong đá đôi chỗ có mặt thạch anh dạng ổ, tia mạch mầu trắng đục, pyrit phonghoá mầu nâu đỏ Đá của đới IB lộ gần nh liên tục khắp lòng suối và 2 bờ suối, lộ cao lênvách tới cao trình 670m Bề dày của đới IB biến đổi mạnh thay đổi từ 0,0m (SK07-đới IB lộngay trên mặt) đến 21,3m(SK04), trung bình 9,31m

+ Cường độ kháng nén trung bình mẫu đá trạng thái bão hoà 1025kG/cm2, khô gió1060kG/cm2; cường độ kháng kéo mẫu đá bão hoà 83kG/cm2, khô gió 89kG/cm2 Vận tốctruyền sóng địa chấn dọc V = 2100-2300m/s trung bình 2200m/s Lượng mất nước đơn vịthay đổi từ 5,16lu đến 9,41lu, trung bình 7,688lu thuộc loại thấm nước yếu RQD trung bìnhcủa đới 45,0%

- Đới đá nứt nẻ (IIA) : Gặp ở tất cả các hố khoan trong khu vực nghiên cứu Đá granit

biotit nứt nẻ trung bình đến mạnh, cứng chắc, khe nứt hẹp, theo bề mặt khe nứt đôi chỗ bámoxyt Fe, Mn Đá mầu xám, xám sáng, đôi chỗ phớt lục, kiến trúc hạt vừa; thành phần chủyếu thạch anh, fenspat, biotit phân bố định hướng, các khoáng vật hầu như không bị phonghoá Trong đá đôi chỗ (chủ yếu gần đứt gãy bậc V) xuất hiện thạch anh dạng ổ, tia mạchmầu trắng đục hoặc bị ép phiến nhẹ Độ sâu mặt lớp thay đổi từ 0,0m (đới này nằm ngaytrên mặt –SK07) đến 24,0m (SK03) Bề dày đới biến đổi từ 4,9m (SK11) – 36,1m (SP06),trung bình 16,59m Cờng độ kháng nén mẫu đá bão hoà 1350kG/cm2, khô gió 1480kG/cm2;cờng độ kháng kéo mẫu đá bão hoà 106kG/cm2, khô gió 114kG/cm2 Giá trị Lugeon của đớinhỏ, thay đổi từ 1,620-8,720lu, trung bình 4,999lu thuộc loại thấm nớc yếu Vận tốc truyềnsóng địa chấn dọc V = 6000-6400m/s trung bình 6200m/s RQD trung bình 82,0%

- Đới đá tương đối nguyên vẹn ( IIB) : Đá có mầu xám phớt lục, rắn chắc là đá granit

cấu tạo dạng gneis nứt nẻ yếu, khe nứt kín Độ sâu xuất hiện đới thay đổi từ 20,0m (SP02,SK07) đến 40,0m(SP06) Cường độ kháng kéo mẫu đá bão hoà 122kG/cm2, khô gió128kG/cm2, cờng độ kháng nén bão hoà 1670kG/cm2, khô gió 1750kG/cm2 Giá trị Lugeoncủa đới nhỏ, thay đổi từ 0,93-4,44lu, trung bình 2,78lu thuộc loại thấm yếu Vận tốc truyềnsóng địa chấn dọc V > 6400m/s RQD trung bình 90%

1.3 Điều kiện khí hậu, thuỷ văn và đặc trưng dòng chảy.

1.3.1 Về khí hậu.

Lưu vực Ngòi Bo nằm trong khu vực chuyển tiếp từ vùng Đông Bắc sang vùng TâyBắc Do lưu vực nằm ở sườn phía Đông của dãy Hoàng Liên Sơn nên vùng núi cao trên1000m có khí hậu ôn đới, thời tiết ôn hoà mát mẻ, vùng hạ lưu địa hình thấp - khí hậu vùngmang đậm nét của nhiệt đới gió mùa

Đây là vùng mưa lớn của Việt Nam, lượng mưa hàng năm giảm dần theo độ cao địahình Lượng mưa trong mùa mưa chiếm khoảng 70 đến 80% tổng lượng mưa năm Mùa m-

ưa kéo dài 6 tháng: từ tháng V đến tháng X, mùa khô kéo dài 6 tháng: từ tháng XI đến tháng

IV năm sau

1.3.2 Về gió trong khu vực.

Đặc trưng gió tại tuyến công trình được tính toán theo tài liệu biểu gió tốc độ lớnnhất 8 hướng và tần suất tốc độ gió của trạm khí tượng SaPa, thời kỳ quan trắc 1958-2004

và có tham khảo thêm số liệu trạm Lào Cai Kiến nghị sử dụng đặc trưng trạm SaPa

Bảng 1 - 1: Tốc độ gió lớn nhất thiết kế theo 8 hướng (Đơn vị: m/s)

1.3.3 Về nhiệt độ trong khu vực

Nhiệt độ trung bình nhiều năm tại tuyến công trình được tính toán theo tài liệu biểunhiệt độ của trạm khí tượng SaPa, thời kỳ quan trắc 1958-2004

1.3.4 Về điều kiện thủy văn dòng chảy

• Dòng chảy trung bình thời khoảng 5 ngày lớn nhất các tháng mùa kiệt

Bảng 1 - 2: Lưu lượng trung bình lớn nhất thời khoảng 5 ngày tại tuyến công trình

Bảng 1 – 3: Lưu lượng trung bình tháng lớn nhất ứng với tần suất P=10 % tại tuyến công

Hình 1.1 Biểu đồ quan hệ Q~Z h ở hạ lưu tuyến đập

• Dòng chảy lũ thiết kế ứng với tần suất 10% ta có lưu lượng đỉnh lũ 850m3/s, đườngquá trình lũ có dạng tam giác, tổng lượng lũ W10%=44,37*106 m3

• Quan hệ dung tích hồ và cao trình mực nước hồ như sau:

Bảng 1 – 5: Quan hệ dung tích hồ và cao trình mực nước hồ V~Z hồ

V (103 m3) 72,8 246 289 372 532,4 978

Hình 1.2 Biểu đồ quan hệ dung tích hồ và cao trình mực nước hồ V~Z hồ

1.4 Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực và vật liệu xây dựng.

1.4.1 Tình hình phát triển kinh tế của địa phương, đời sống của cư dân …

Khu vực xây dựng thuộc địa phận xã Sử Pán PA3, huyện Sa Pa, tỉnh Lào Cai, cáchtrung tâm SaPa chừng 15km về phía Đông Nam Điều kiện thiên nhiên phức tạp và khắcnghiệt thường xuyên có hiện tượng hạn hán, bão lụt và lũ quét

Dân cư trong vùng chủ yếu sống bằng nghề nông nghiệp làm nương rẫy, phân bốthưa thớt Đây là vùng miền núi xa, hẻo lánh, chủ yếu là tự cung, tự cấp

1.4.2 Điều kiện giao thông.

Khu vực xây dựng công trình nằm trong vùng sâu, vùng xa của tỉnh Lào Cai, vì vậy hầunhư không có cơ sở hạ tầng nào đáng kể có thể tận dụng để phục vụ cho thi công công trình

1.4.3 Nguồn cung cấp điện, nước.

- Điện thi công trong công trường được lấy từ đường dây 35 kV cấp điện cho các phụtải dùng điện tại công trường thông qua các trạm biến áp 35/0,4 kV đặt tại các khu vực cóyêu cầu phụ tải

Số trạm biến áp 35/0.4 kV là 4 trạm

Ngoài hệ thống điện thi công nêu trên, để dự phòng các sự cố mất điện trong thời gianthi công, đặc biệt là thi công bê tông, đã dự kiến bố trí 1 trạm phát điện điezen dự phòng160kVA ngay gần khu quản lý điều hành.

- Tại khu vực xây dựng công trình khả năng khai thác nước ngầm tại các giếng khoankhông thể đáp ứng được toàn bộ nhu cầu sử dụng nước do nguồn nước ngầm không tậptrung Nước sinh hoạt và phục vụ thi công được lấy chủ yếu từ nguồn nước mặt của khe suốinhỏ ở phía thượng lưu tuyến đập, cách tuyến đập khoảng 2km Trên suối này sẽ xây dựngmột đập ngăn nước tạo thành hồ chứa nhỏ ở khoảng cao độ tự nhiên 1030m từ hồ chứa nướcnày sẽ xây dựng đường ống chuyển tải nước về bể chứa ở cao độ 825m tại khu quản lý vậnhành Ngoài ra nước sinh hoạt còn được khai thác bổ sung từ các giếng khoan đến bể xử lý.Nước sau khi được xử lý đảm bảo vệ sinh, an toàn sẽ được cấp tự chảy đến các khu vực bốtrí nhà ở và nhà làm việc của công trường qua hệ thống đường ống phân phối

Hệ thống thoát nước kỹ thuật và sinh hoạt tại công trường sẽ qua hệ thống xử lý theocác quy định hiện hành và được thải xuống suối Mương Hoa Hô

1.4.4 Hệ thống thông tin liên lạc trong thời gian thi công.

Nhu cầu sử dụng, khai thác thông tin hiện nay rất lớn và rất đa dạng Mặt khác sự pháttriển của kỹ thuật thông tin hiện nay rất cao, các dịch vụ cung cấp thông tin hiện nay đềumang tính chuyên nghiệp Vì vậy tại công trường thuỷ điện Sử Pán 3 không bố trí thông tinriêng của toàn công trường Việc đảm bảo thông tin trong nội bộ công trường cũng như từcông trường ra ngoài sẽ do Nhà thầu cung cấp dịch vụ thông tin chuyên nghiệp đảm nhận

1.4.5 Điều kiện cung cấp vật liệu xây dựng, thiết bị, nhân lực.

- Vật liệu đá cứng : Đã khảo sát 1 mỏ đá granit (mỏ đá Sử Pán 2) cách tuyến đập

1.2km, diện tích mỏ chừng ~74.000m2 Tầng bóc bỏ gồm đất sườn tàn tích và đới phonghoá dày chừng 3-5m Chiều dày tầng khai thác hữu ích khoảng 30m Trữ lượng mỏ (đánhgiá theo cấp B) từ 300.000 đến 500.000 m3 Chất lượng đá tốt, đủ đảm bảo làm cốt liệu bêtông thuỷ công Các mỏ đều có mặt bằng thi công rộng, xa nơi dân cư từ 1-2km

- Vật liệu cát sỏi : Đã tiến hành khảo sát sơ bộ mỏ cát Bến Đền trên sông nhánh Ngòi

Bo Mỏ cát có trữ lượng hơn 100.000m3, chất lượng cát đáp ứng yêu cầu cho bê tông thuỷcông đến mác 300, điều kiện vận chuyển khá thuận lợi, tuy nhiên nằm khá xa tuyến đập(75km)

- Vật liệu đất: Mỏ đất sét nằm bên trái suối Mương Hoa Hô cách tuyến đập chừng

800m về phía Đông Bắc Trữ lượng mỏ 74.000m3, các chỉ tiêu của đất đáp ứng yêu cầu choviệc đắp nền và đập

- Đá, xi măng, sắt, thép

Đá, xi măng, sắt, thép và các vật liệu xây dựng khác mua từ nơi khác về

1.5 Thông số và các đặc trưng cơ bản của công trình

STT Tên thông số Đơn vị Giá trị Ghi chú

4 Lưu lượng trung bình nhiều năm (Qo) m3/s 9,16

III Lưu lượng

1 Lưu lượng đảm bảo Qđb (P=85%) m3/s 2,58

2 Lưu lượng lớn nhất qua nhà máy Qnm m3/s 15,94

3 Lưu lượng đỉnh lũ với tần suất TK QP=1% m3/s 1.285

4 Lưu lượng lũ kiểm tra QP =0.2% m3/s 2.911

1 Mực nước lớn nhất ( lưu lượng lũ 0,2%) m 426,25

1.6 Thời gian thi công được phê duyệt.

Nhà nước đã quyết định công trường thi công trong 3 năm 6 tháng bắt đầu từ tháng2/2011

1.7 Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công.

Công trình được xây dựng trên khu vực có điều kiện tự nhiên không được thuận lợi:Việc xây dựng công trình Sử Pán PA3 sẽ làm ảnh hưởng đến một số hộ dân đang sinhsống tại thôn Bản Dền, xã Bản Hồ gồm 15 hộ/100 nhân khẩu và khả năng phải di dời là 08hộ/56 nhân khẩu

- Mùa mưa kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10

- Đặc điểm lòng hồ hẹp, độ dốc lớn

- Điều kiện thiên nhiên phức tạp và khắc nghiệt thường xuyên có hiện tượng hạnhán, bão lụt và lũ quét

Tuy nhiên vẫn có những thuận lợi như:

- Nhân lực huy động tại địa phương với giá nhân công phù hợp

- Địa hình khu đầu mối khá rộng rãi, độ dốc không lớn, địa hình biến đổi không độtngột rất thuận lợi cho việc bố trí mặt bằng thi công

Đập chính nằm trên nền đá đới IIA, theo hệ thống phân loại RMR thì được xếp vàochất lượng khá đều, tốt

Kết luận: Với những khó khăn và thuận lợi nêu trên công trình đủ điều kiện xây dựng.

-oOo -CHƯƠNG 2 DẪN DÒNG THI CÔNG2.1 Mục đích, ý nghĩa và 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 tạo hoặc lòngsông tự nhiên nhằm mục đích đảm bảo hố móng cách ly với dòng chảy và luôn khô ráo đểthi công các hạng mục công trình

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

- Ngăn chặn những ảnh hưởng bất lợi của dòng chảy đảm bảo hố móng được thicôngtrong điều kiện khô ráo

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

2.1.2 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 kết cấucông trình sẽ bị thay đổi dẫn đến kế hoạch tiến độ thi công cũng thay đổi và cuối cùng làảnh hưởng tới giá thành xây dựng công trình

Phương án dẫn dòng có ảnh hưởng đến tiến độ thi công ( thời gian đạt cao trình đậpchính ngăn sông) ảnh hưởng tới bố trí và kết cấu công trình đầu mối, đến phương án thicông (trên khô hay bằng phương pháp cơ giới thuỷ lực), đến bố trí mặt bằng thi công và giáthành công trình (từ 15%-30%)

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

2.1.3 Nhiệm vụ của dẫn dòng thi công.

Chọn tần suất, lưu lượng và thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công theo quy mô kíchthước, 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 hợp chotừng 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 Sosánh các phương án dẫn dòng để chọn phương án tối ưu nhất thông qua tính toán thuỷ lựcdòng chảy, tính toán kinh tế để so sánh lựa chọn kích thước công trình dẫn dòng

2.2 Phương án dẫn dòng thi công

2.2.1 Các nguyên tắc khi lựa chọn phương án dẫn dòng thi công.

− 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

2.2.2 Tần suất, thời đoạn và lưu lượng thiết kế dẫn dòng.

2.2.2.1 Tần suất thiết kế dẫn dòng thi công.

Căn cứ vào các điều kiện sau:

- Công trình thi công trong 3 năm (> 2 mùa khô)

- Cấp công trình là cấp III

Tra bảng 7, QCVN 04-05: 2012/BNNPTNT ta có tần suất thiết kế dẫn dòng P=10%

2.2.2.2 Chọn thời đoạn và lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công.

• Chọn thời đoạn dẫn dòng thi công

Căn cứ vào đặc điểm khí tượng thủy văn và bố trí công trình đầu mối thời đoạn dẫndòng thi công có thể chọn như sau:

- Mùa kiệt: Từ tháng IX đến tháng IV năm sau

- Mùa lũ: Từ tháng V đến tháng X

• Chọn lưu lượng dẫn dòng như sau:

Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công là lưu lượng lớn nhất trong thời đoạn thiết kếdẫn dòng thi công ứng với tần suất dẫn dòng thi công P =10% đã chọn

Tần suấtdẫn dòng

Lưu lượngdẫn dòng Các công việc phải làm

m3/s

- Làm mặt bằng côngtrường, đường thi công

- Đào móng cống dẫndòng, móng cửa nhận nướcphía bờ tả

- Đào móng 2 vai đập phíatrên mực nước sông

- Thi công 1 phần bê tông

- Cuối mùa khô đắp đê quaidọc vai trái

m3/s

- Thi công cống dẫn dòng

và kênh TL, HL cống, đủđiều kiện dẫn dòng vàomùa kiệt

- Thi công bê tông cửanhận nước

m3/s

- Đắp đê quai chặn dòngchính

- Đào móng, thi công bêtông đập tràn phần lòngsông đến cao trình 670,5m

850,0

m3/s

- Hoàn thiện cống dẫndòng

- Hoàn thiện cửa nhậnnước

- Thi công 2 vai đập dângđến cao trình thiết kế

71,10

m3/s

- Thi công đập tràn phầncòn lại đến cao trình thiếtkế

- Cuối mùa khô thi cônghoàn thành cống xả cát

Mùa lũ

Dẫn dòngqua trànhoàn thành

và tíchnước tronghồ

Tần suấtdẫn dòng

Lưu lượngdẫn dòng Các công việc phải làm

m3/s

- Làm mặt bằng công trường, đường thi công

- Đào móng cống dẫn dòng, móng cửa nhận nướcphía bờ tả

- Đào móng 2 vai đập phía trên mực nước sông

- Cuối mùa khô đắp đê quaidọc 2 vai đập

- Thi công cửa nhận nước

- Đắp đê quai chặn dòng chính

- Đào móng, thi công bê tông đập tràn đến cao trình thiết kế

và tíchnước tronghồ

- Phù hợp với qui mô công trình và điều

kiện địa hình, địa chất công trình đầu mối

- Đảm bảo khả năng tháo nước dẫn dòng

- Phân bố thời gian thi công hợp lý nên

giảm cường độ thi công, cường độ thi công

tương đối đồng đều

- Phù hợp với qui mô công trình và điềukiện địa hình, địa chất công trình đầu mối

- Không phải tính toán dẫn dòng qua trànxây dở

- Đảm bảo khả năng tháo nước dẫn dòng

Nhược điểm

- Phải tính toán cường độ thi công tràn xả

lũ hợp lý để đảm bảo dẫn dòng qua tràn

xây dở vào mùa lũ năm thứ 2

- Cường độ thi công phải tập trung ngay từ

mùa khô năm thứ 1

- Khối lượng đê quai lớn do phải đắp 2 đêquai dọc 2 bên vai đập dâng

- Cường độ thi công mùa khô năm thứ 3tương đối căng thẳng

* Chọn phương án: Qua phân tích ưu nhược điểm của từng phương án Tính đến tận

dụng tối đa điều kiện địa hình và điều kiện thủy văn, an toàn tiết kiệm, quản lý thi công

thuận lợi Ta chọn Phương án 1 làm phương án tổ chức thi công dẫn dòng cho công trình.

2.3 Tớnh toỏn thủy lực dẫn dũng

2.3.1 Đặt vấn đề:

Trờn cơ sở lựa chọn phương ỏn dẫn dũng và thời đoạn dẫn dũng như trờn Cho thấy: Cần phải tớnh toỏn thủy lực cho cỏc giai đoạn thi cụng cụ thể như sau:

+ Mựa khụ năm thứ nhất: Dẫn dũng qua lũng sụng tự nhiờn

+ Mựa lũ năm thứ nhất: Dẫn dũng qua lũng sụng thu hẹp

+ Mựa khụ năm thứ hai: Dẫn dũng qua cống dẫn dũng

+ Mựa lũ năm thứ hai: Dẫn dũng qua tràn xõy dở

+ Mựa khụ năm thứ ba: Dẫn dũng qua cống dẫn dũng

2.3.2 Tớnh toỏn thuỷ lực phương ỏn dẫn dũng mựa khụ năm thứ nhất

(Dẫn dũng qua lũng sụng tự nhiờn)

2.3.2.1 Mục đớch:

- Xỏc định mực nước dẫn dũng thiết kế qua suối

- Xỏc định phạm vi và cao trỡnh thi cụng

- Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dũng chảy

2.3.2.2 Nội dung tớnh toỏn:

- Căn cứ vào lưu lượng thiết kế dẫn dũng về mựa kiệt: QTK

Bao tải đất

Một lớ p vải nhựa chống thấm

- Xỏc định mực nước, dẫn dũng thiết kế qua lũng sụng thu hẹp

- Xỏc định phạm vi và cao trỡnh đắp đờ quai

2.3.3.2 Nội dung tớnh toỏn:

- Sơ đồ tớnh toỏn:

15.0 5.0

Bao tải đất

Một lớ p vải nhựa chống thấm

Hỡnh 2.3 Mặt cắt dọc (dẫn dũng qua lũng sụng thu hẹp trong mựa lũ năm 1)

• Xỏc định mức độ thu hẹp lũng sụng:

- Theo TCN 57-88 mức độ thu hẹp của lũng sụng đựơc xỏc định theo cụng thức sau:

1 2

ω1: Diện tớch của lũng sụng mà múng và đờ quai chiếm chỗ (m2)

ω2: Diện tớch của lũng sụng cũ (m2)

ω1, ω2: Được xỏc định bằng cỏch đo diện tớch trờn mặt cắt dọc tuyến đập

- Dựa vào quan quan hệ (Q-ZHL) với QddML=850,0 m3/s =>ZHL=659,40 m.

- Đo trực tiếp trờn mặt cắt dọc tuyến đập ta được:

ω1 =69,40 (m2), ω1 =200,30(m2)

1 2

Như vậy việc thu hẹp lũng sụng như vậy là hợp lý (K=(30%ữ

60%))

• Xác định lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp

- Lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp được tính theo công thức sau:

1

dd c

2

Q V

• Kiểm tra độ xói của lòng sông và chân đê quai theo TCVN9160-2012:

Từ tài liệu địa chất khu vực lòng sông cho thấy tại phạm vi 2 bờ sông là tầng địachất IB, IIA là đá nứt nẻ rắn chắc vì vậy không phải gia cố lòng dẫn Để đảm bảo an toàncho đê quai, tại chân đê quai phía sông gia cố 1 lớp rọ đá loại (2x1x1)m

• Xác định cao độ mực nước dâng khi thu hẹp lòng sông:

- Sau khi thu hẹp lòng sông chiều sâu dòng chảy ở thượng lưu dâng cao, độ dâng cao củachiều sâu dòng chảy được tính theo công thức:

0 2

: Độ cao nước dâng

φ: Hệ số lưu tốc, đê quai bố trí theo hình thang nên chọn φ=0,95

Với δ = (0,5÷0,7) m là độ vượt cao an toàn.

- Xác định đỉnh đê quai dọc: Đỉnh đê quai dọc giảm dần từ cao trình đỉnh đê quai thượng lưu xuống cao trình đê quai hạ lưu (Từ cao trình 662,2m xuống cao trình 660,0m)

2.3.4 Tính toán thuỷ lực phương án dẫn dòng mùa khô năm thứ hai:

(Dẫn dòng qua cống, nối tiếp là kênh dẫn dòng)

bo

bII

cII

Hình 2.4 Sơ đồ tính toán thủy lực qua cống và kênh dẫn dòng

2.3.4.3 Nội dung tính toán:

* Để tính toán thủy lực qua cống và kênh dẫn dòng, trước hết ta tính toán định dạngđường mặt nước trong cống và kênh ứng với từng đoạn công trình Theo hồ sơ thiết kế kĩthuật: Các thông số của cống & kênh dẫn thiết kế như sau:

+ Lưu lượng thiết kế: Q = 71,1 m3/s.

+ Hệ số mái kênh phía giáp núi m=0,5, phía sông m=0,0

* Tính toán định dạng đường mặt nước trong cống và kênh

Để định dạng được dạng đường mực nước trong cống và kênh, ta tính toán độ sâudòng đều ho và độ sâu phân giới hk trong các đoạn công trình Từ đó căn cứ vào các điềukiện xác định đường mặt nước trong Giáo trình thủy lực tập 2 của Trường Đại học thủy lợi

Hà Nội ta xác định được dạng đường mặt nước trong cống và kênh

- Xác định độ sâu mực nước trong cống & kênh: h o

Vì dẫn dòng qua cống hộp và kênh hoàn thành có 1 bên là mái m=0,5, một bên là mái

có m=0 Coi dòng chảy trong cống và kênh có mặt cắt hình chữ nhật, ta tính toán ho theophương pháp đối chiếu với mặt cắt lợi nhất về thủy lực theo trình tự sau:

+ Với m = 0 tra Phụ lục 8-1 Bảng tra thủy lực => 4m0= 8,0

+ Tính ln

k

b R

và m =0 Tra bảng thuỷ lực PL8-3 => ln

h R

=> ho =

ln ln

* h

R R

- Xác định độ sâu phân giới trong kênh (h k ) theo công thức: hk =

3 2

2gbαQ

Bảng 2.2: Kết quả tính toán độ sâu h o và độ sâu h k , từ đó xác định dạng đường mực nước

tại các đoạn kênh được tổng hợp theo bảng sau:

Đoạn

công trình Q(m³/s) B(m) i ho(m) hk(m) Điều kiện

Dạngđường MN

- Đề xác định mực nước trước cống ta chỉ việc tính toán thủy lực qua đoạn 1 có độ dốci=0 Khi đó ta tính toán như qua Đập tràn đỉnh rộng.

- Công thức tính lưu lượng theo đập tràn đỉnh rộng chảy không ngập:

Bảng 2.3 Kết quả tính các thông số cho quan hệ Q~Z TLC

Với δ = (0,5-0,7) m là độ vượt cao an toàn

2.3.5 Tính thủy lực cho mùa lũ năm thi công thứ 2:

- Xác định phạm vi và cao trình thi công vượt lũ

a Nội dung tính toán:

- Sơ đồ tính toán:

Hình 2.6 Sơ đồ tính toán thủy lực qua tràn xây dở

- Thiết kế kỹ thuật cho ta biết tràn tự do, mặt tràn thực dụng không chân không

- Chọn cao trình tràn đang xây dở: 670,20 m

Bảng 2.6 Kết quả tính các thông số cho quan hệ Q~Z TLTr

• Tính toán điều tiết lũ qua tràn xây dở.

 Nội dung tính toán:

− Vì lũ có dạng tam giác nên ta tính toán điều tiết lũ theo phương pháp Kôtrêrin

− Tiến hành tính toán với trận lũ có tần suất P = 10% và có lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất

là Qmax P=10% = 850m3/s

−

Txuong Tlen

o

Wmax qmax

Qmax Q

Hình 2.7 Sơ đồ tính toán điều tiết lũ qua tràn xây rở

Từ sơ đồ Hình 2.7 ta có:

max2

q

Q W

qmax: Là lưu lượng xả max qua tràn (m3/s)

Qmax: Là lưu lượng đỉnh lũ đến, Qmax = 850(m3/s)

- Tính thử dần ta sẽ được qmax và Vm:

+ Trước hết giả thiết

gt ax

(m3/s)

ZTL(m)

Vhồ

m3

Vbđ(m3)

- Với qmax = 848,60 m3/s nội suy từ (Q~ZTLtr) => ZTL= 674,45m

- Xác định cao trình thi công đập vượt lũ:

Tần suấtdẫn dòng

Lưu lượngdẫn dòng Các công việc phải làm

m3/s

- Làm mặt bằng côngtrường, lán trại, đường thicông

- Đào, xử lý móng côngtrình giai đoạn 1 Bao gồm:Móng cống dẫn dòng, cửanhận nước, đập dâng 2 vai,

10%

850,0

m3/s

- Thi công cống dẫn dòng đủđiều kiện dẫn dòng vào mùakiệt, đến cao trình 680,0m

- Thi công đập dâng và cửanhận nước đến cao trình680,0m

tháng V

đến tháng

X

Dẫn dòngqua đậptràn xây dở 10%

850,0

m3/s

- Hoàn thiện cống dẫn dòng

- Hoàn thiện cửa nhận nước

- Thi công đập dâng 2 vaiđến cao trình thiết kế(688,8m)

m3/s

- Thi công đập tràn phần cònlại đến cao trình thiết kế(Cao trình 680,0)

và tíchnước tronghồ

1%

1.978,2

m3/s Hoàn thiện, bàn giao công

trình, đưa vào sử dụng

2.5 Thiết kế đê quai và công trình ngăn dòng

Đê quai là bộ phận trực tiếp chặn nước không cho nước và hố móng Vì vậy việc thiết

kế đê quai là rất quan trọng trong công tác dẫn dòng thi công Khi thiết kế đê quai không chỉđúng về kĩ thuật mà còn phải hợp lí về kinh tế Khi thiết kế đê quai cần phải đảm bảo được các yêu cầu sau:

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

- Cấu tạo đơn giản, dễ thi công đảm bảo công việc thi công và tháo dỡ là nhanh chóngnhất

- Phải liên kết chặt với 2 bên bờ sông, nếu lưu tốc dòng nước lớn phải có biện phápchống xói cho đê quai

- Thuận dòng chảy

- Khối lượng vật liệu xây dựng là ít nhất tận dụng vật liệu tại chỗ, thi công hoàn thànhtrong thời gian ngắn

2.5.1 Thiết kế đê quai cho mùa lũ năm thứ 1 (dd qua lòng sông thu hẹp).

2.5.1.1 Kết cấu đê quai:

Ta đắp đê quai TL, HL và dọc thu hẹp lòng sông để mở móng và thi công cống vàkênh dẫn dòng Đê quai được đắp bằng bao tải chứa đất tận dụng từ công tác bạt mái và làmđường thi công, chân mái đê quai mặt giáp nước được thiết 1 lớp rọ đá loại (2x1x1)m, dướiđáy và cách mái đê quai mặt giáp nước 1m lắp đặt 1 lớp vải nhựa chống thấm để đảm bảo

ổn định và chống xói cho đê quai

2.5.1.2 Kớch thước mặt cắt đờ quai:

- Cao trỡnh đỉnh đờ quai thượng lưu:

ZĐQTLML = ZTL + δ = 661,6+0,6 = 662,2m

- Cao trỡnh đỉnh đờ quai hạ lưu:

ZĐQHLML = ZHL + δ = 659,4+0,6 = 660,0m

Với δ = (0,5ữ0,7) m là độ vượt cao an toàn

- Cao trỡnh đỉnh đờ quai dọc: Đỉnh đờ quai dọc giảm dần từ cao trỡnh đỉnh đờ quai thượng lưu xuống cao trỡnh đỉnh đờ quai hạ lưu (Từ cao trỡnh 662,2m xuống cao trỡnh 660,0m)

- Bề rộng mặt đờ quai: Do khụng yờu cầu làm đường giao thụng vỡ vậy ta chỉ cần xỏcđịnh bề rộng đờ quai theo cấu tạo, và biện phỏp thi cụng đờ quai Ta chọn bề rộng

đờ quai: Bđq = 2,0 (m)

- Hệ số mỏi: mTL= mHL = 0,5

200

Bao tải đất

Một lớ p vải nhựa chống thấm

Hỡnh 2.8 Mặt cắt ngang đờ quõy mựa lũ năm thứ 1 2.5.1.3 Biện phỏp thi cụng:

Do thiết kế đờ quai bằng bao tải đất, vải nhựa và rọ đỏ nờn biện phỏp thi cụng đờ quaichủ yếu bằng thủ cụng

2.5.2 Thiết kế đờ quai cho mựa khụ năm thứ 2, phục vụ cụng tỏc ngăn dũng (dd qua

cống dẫn dũng).

2.5.2.1 Kết cấu đờ quai:

Ta đắp đờ quai TL và đờ quai HL để mở múng và thi cụng phần tràn chớnh Đờ quaiđược đắp bằng đỏ quỏ cỡ đào từ hố múng, mỏi thượng lưu được chống thấm bằng đất, phớatrong tiếp giỏp với đỏ đắp là lớp vải địa kỹ thuật để đảm bảo ổn định và chống xúi cho đờquai

2.5.2.2 Kớch thước mặt cắt đờ quai:

- Cao trỡnh đỉnh đờ quai thượng lưu:

ZĐQTLMK = ZTL + δ = 661,6+0,6 = 662,2m

- Cao trỡnh đỉnh đờ quai hạ lưu:

ZĐQHLMK = ZHL + δ = 652,4+0,6 = 653,0m

Với δ = (0,5ữ0,7) m là độ vượt cao an toàn

- Bề rộng mặt đờ quai: Do yờu cầu làm đường giao thụng trờn mặt đờ quai và biện phỏp thi cụng đờ quai Ta chọn bề rộng đờ quai: Bđq = 5,0 (m)

- Hệ số mỏi: mTL= 1,5; mHL = 2,0

M¸ i h¹ l u M¸ i th î ng l u

Hình 2.9 Mặt cắt ngang đê quây mùa khô năm thứ 2 2.5.2.3 Biện pháp thi công:

Thi công đê quai bằng cơ giới, dùng ô tô chở vật liệu đến vị trí đắp đê quai, sau đódùng máy ủi để ủi từng lớp rồi dùng máy đầm, đầm từng lớp đảm bảo dung trọng thiết kế.Kết hợp với thủ công để thi công tầng lọc bằng lớp vải địa kỹ thuật

2.6 Ngăn dòng.

2.6.1 Chọn thời đoạn ngăn dòng:

Thời đoạn ngăn dòng cần đảm bảo các nguyên tắc sau:

- Là thời kỳ sông kiệt nước để có lưu lương tính toán nhỏ, ngăn dòng thuận lợi nhanh chóng, an toàn, giá thành hạ, ảnh hưởng đến việc lợi dụng dòng chảy là ít nhất

- Đảm bảo trước khi ngăn dòng có đủ thời gian cho công tác chuẩn bị

- Sau khi ngăn dòng nâng đê quai lên đến cao trình thiết kế, đảm bảo thời gian thi công công trình chính tới cao trình chống lũ

→ Qua phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến thời gian ngăn dòng, chọn thời gian ngăn

dòng bắt đầu vào đầu tháng 02 mùa kiệt năm xây dựng thứ 3

Chọn ngày ngăn dòng: 02/01/Mùa khô năm thứ 2

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

Theo QCXD 04-05-2012 (Bảng 8 trang 20) công trình cấp III có tần suất lưu lượng thiết

kế ngăn dòng là 10%

2.6.3 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng:

Căn cứ theo QCVN 04-05-2012 và tài liệu thủy văn, lưu lượng thiết kế ngăn dòng là lưu lượng nhỏ nhất mùa khô vào đầu tháng 01 năm thi công thứ 2 có Qnd

20.0 5.0

Để thuận lợi cho công tác vận chuyển vật liệu đến vị trí ngăn dòng, phù hợp với điềukiện địa hình, địa chất, làm đường thi công Vị trí cửa ngăn dòng nằm ở phía bờ trái Sôngđảm bảo thuận dòng chảy, phía bờ trái giáp vách núi tầng phủ mỏng, có khả năng chống xóitốt Do lòng sông nhỏ nên ta chọn bề rộng ngăn dòng tính theo công thức sau: B = Btb + mh

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

Có nhiều phương pháp ngăn dòng như đổ vật liệu vào dòng chảy, nổ mìn định hướng, bồiđắp bằng thuỷ lực, đóng cửa cống Nhưng phổ biến nhất là phương pháp đổ vật liệu vào dòngchảy, thông thường có ba phương pháp sau đây:

- Phương pháp lấp đứng: Dùng vật liệu (đất, cát, đá, khối bê tông, bó cành cây )

đắp từ bờ bên này sang bờ bên kia hoặc đắp từ hai bờ tiến vào giữa cho đến khi dòng chảy

bị chặn lại và dẫn qua nơi khác

Phương pháp này có ưu điểm là không cần cầu công tác, công tác chuẩn bị giản đơn,

rẻ tiền nhanh chóng Nhưng phạm vi hoạt động hẹp, tốc độ thi công chậm, lưu tốc trong giaiđoạn cuối khả năng rất lớn gây cho công tác ngăn dòng thêm khó khăn.Vì lẽ đó nên dùng ởnơi có nền chống xói tốt, còn việc đắp từ bờ này sang bờ kia hay đắp từ hai bờ tiến vào giữacòn tuỳ thuộc vào việc cung cấp, chuyển vật liệu

- Phương pháp lấp bằng:

Đổ vật liệu đắp đập ngăn dòng trên toàn bộ chiều rộng cửa ngăn dòng cho tới khi đậpnhô ra khỏi mặt nước Do đó trong thời gian chuẩn bị phải bắc cầu công tác hoặc cầu nổi đểvận chuyển vật liệu

Phương pháp này tuy tốn vật liệu, nhân lực và thời gian làm cầu công tác nhưng lại

có ưu điểm là diện công tác rộng, tốc độ thi công nhanh, ngăn dòng tương đối dễ dàng vì lưutốc lớn nhất sinh ra trong quá trình ngăn dòng nhỏ hơn so với phương pháp lấp đứng.Phương pháp này có thể thích dụng với cả nền cứng và nền mềm

- Phương pháp lấp hỗn hợp: Lúc đầu lưu tốc còn nhỏ thì dùng phương pháp lấp đứng

để đắp dần từ bờ bên này sang bờ bên kia hoặc hai bờ tiến vào giữa Khi lưu tốc tương đốilớn thì dùng cầu nổi áp dụng phương pháp lấp bằng hoặc vừa lấp bằng vừa lấp đứng đểtrong một thời gian ngắn nhất đập ngăn dòng nhô ra khỏi mặt nước

Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất, đặc điểm thuỷ văn của dòng sông và nguồncung cấp vật liệu ở khu vực xây dựng tuyến đập ta chọn phương pháp lấp đứng, vật liệuđược lấp từ bờ phải qua bờ trái Với lưu lượng chặn dòng là 36,3m3/s, địa hình bờ phảitương đối thuận lợi cho tập kết vật liệu ngăn dòng Dùng xe máy đổ vật liệu xuống dòngchảy từ bờ phải

2.6.5.1 Tính toán thuỷ lực ngăn dòng cho phương pháp lấp đứng:

• Mục đích: Xác định quan hệ Qngd ~ ZTL và đường kính viên đá dùng để chặn dòng khi chobiết các số liệu sau:

- Lưu lượng thiết kế ngăn dòng nhỏ nhất trong các tháng mùa kiệt dựa vào tài liệu thủyvăn tháng 1: Qngd = 36,30 m3/s

- Đường quan hệ Q ~ ZHL

• Nội dung và trình tự tính toán như sau:

Tính toán thuỷ lực ngăn dòng phương pháp lấp đứng theo TCVN9610-2012 Lưulượng ngăn dòng được tính theo công thức sau:

Qngd= ∑Q i = Q

C +Qdd+QThấm +QTích

Trong đó:

- Qngd : Lưu lượng thiết kế ngăn dòng (m3/s)

- QC : Lưu lượng qua cửa ngăn dòng (m3/s)

- Qdd : Lưu lượng chảy qua công trình dẫn dòng (m3/s)

- Qthấm : Lưu lượng thấm qua băng két ngăn dòng (m3/s)

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

Do Qthấm và Qtích nhỏ, để thuận tiện tính toán ta coi Qthấm = 0 và Qtích = 0 Giả thiết này chỉlàm tăng thêm tính an toàn cho công việc ngăn dòng Khi đó ta có: Qngd = QC + Qdd

+ Lưu tốc tại cửa ngăn dòng đạt giá trị lớn nhất khi 2 chân kè gặp nhau khi đó chiều rộng

trung bình của cửa ngăn dòng là: Btb = (H - ∆Z).mtb = mtb

.H.(1-Z H

∆)

Trong đó:

mtb - hệ số mái dốc trung bình mtb = 1,25

Z H

∆ = f( 0

Z H

)

Z H

khi

Z H

Ho: Cột nước thượng lưu khi tính cả lưu tốc tới gần H0 = H + g

2

2α+ Theo TCVN9610-2012: Lưu tốc lớn nhất qua cửa ngăn dòng khi hai chân kè gặp nhau:

1

c

Q V

z BH

Tính lưu lượng ngăn dòng Qngd và vẽ quan hệ lưu lượng ngăn dòng và mực nướcthượng lưu.

Bảng tính toán thủy lực ngăn dòng

Q dd (m 3 /s)

Q ngd (m 3 /s)

V max (m/s)

2.6.5.2 Xác định đường kính viên đá khi ngăn dòng.

Qua việc tính toán thủy lực ngăn dòng ta có vận tốc dòng chảy qua cửa ngăn dòng ứngvới lưu lượng ngăn dòng Q = 36,30 m3/s là V = 5,38 m3/s

D ≥ 1,23.

2 ax

V g

γ : Dung trọng tự nhiên của nước γn= 1,0 (T/m3)

Vmax: Lưu tốc lớn nhất qua cửa ngăn dòng

D: Đường kính viên đá khi ngăn dòng

Vậy đường kính nhỏ nhất của viên đá là 1,13m

2.7 Phương án tổ chức thi công đắp đê quai ngăn dòng.

Công tác ngăn dòng là nhiệm vụ quan trọng hàng đầu ảnh hưởng đến tiến độ và chấtlượng công trình Vì vậy việc tổ chức thi công đắp đê quai ngăn dòng phải hợp lí và nhanhchóng Chúng ta phải dồn tất cả mọi điều kiện cho công tác này:

- Trước khi ngăn dòng phải dự trù được khối lượng vật liệu dùng để đắp đê quai

- Sắp xếp hợp lý vật liệu: Viên đá nhỏ để trước, viên đá to để sau

- Bố trí thuận lợi cho việc vận chuyển vật liệu, chọn ô tô tự đổ để vận chuyển vật liệu

- Do đường thi công rộng 5m nên để xe lùi vào để đổ, sau đó tiến ra xong xe khác mớitiếp tục vào

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH CHÍNH (THIẾT KẾ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC)

- Chiều dầy lớp bảo vệ đáy hố móng (lớp đá): Theo “TCVN 9161-2002’’ chiều dày bảo

vệ lớn hơn 50% đường cản chân tầng ngắn nhất và không nhỏ hơn 1m Nên chia tầng bảo vệlàm 2 tầng: Tầng trên đào bằng nổ mìn với đường kính <=42mm không khoan quá vào lớpdưới, tầng dưới không nhỏ hơn 20cm và được đào bằng thủ công Từ đó ta chọn lớp bảo vệ

là D = 1m ( nền đá tương đối tốt)

- Viền bảo vệ biên không lớn hơn 30cm

3.1.2 Tính khối lượng đào móng

- Khối lượng đào móng được tính theo mặt cắt thiết kế, tính toán cụ thể khối lượngđào cho từng loại đất, cấp đất theo mặt cắt địa chất Phương pháp tính toán: “Phương phápmặt cắt trung bình”

Công thức tính:

i i i

V

21

Vi: Khối lượng đất đào của đoạn thứ i (m3)

Fi, Fi+1: Diện tích mặt cắt mở móng thứ i, i+1 (m2)

Li: Khoảng cách giới hạn giữa 2 mặt cắt (m)

Tổng khối lượng đào móng công trình: V =

∑

=

1 - n

1 i i

V

(m3)

- Theo hồ sơ thiết kế KT, công trình có qui mô tương đối lớn, mặt bằng rộng và phứctạp Trong nội dung Đồ án tốt nghiệp chỉ lựa chọn tính toán khối lượng mở móng trongphạm vi công trình chính Khu vực tính toán là phạm vi Đập chính, bao gồm phần đập dâng

2 vai, Đập tràn, thân cống xả cát, cửa lấy nước Tính trong phạm vi 56,75m dọc theo timtràn (Từ mặt cắt T1 đến mặt cắt T5)

- Ngoài ra, theo tài liệu địa chất, độ sâu mở móng bao gồm 5 lớp chính: EDQ, IE1,IA2, IB, IIA Trong đó lớp EDQ và IA1 là lớp đất sườn đồi, tàn tích và phong hóa mạnhdạng đất cấp 3 3 lớp còn lại IA2, IB, IIA là các lớp đá, để mở móng được cần phải sử dụngbiện pháp nổ mìn Về nguyên tác cần tích toán mở móng cho từng lớp đất đá và lập dự toáncho từng hạng mục công việc Để đơn giản trong công tác tính toán mở móng công trình,trong phạm vi đồ án chỉ tính toán đào 2 loại, bao gồm:

+ Đào đất cấp 3 bao gồm 2 lớp: EDQ và IA1

+ Đào đá cấp 3 bao gồm 3 lớp: IA2, IB, IIA

- Vì phương án dẫn dòng bao gồm 2 giai đoạn Do vậy khối lượng mở móng cũng đượctính toán 2 giai đoạn Kết quả tính toán khối lượng đào móng được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 3.1: Khối lượng đào móng đợt 1

TT Tênmặt

cắt

Khoản

g cách(m)

Diện tích (m2) Diện tích TB (m2) Khối lượng (m3)Đào đất Đào đá Đào đất Đào đá Đào đất Đào đá

Bảng 3.2: Khối lượng đào móng đợt 2

TT Tênmặt

cắt

Khoản

g cách(m)

Diện tích (m2) Diện tích TB (m2) Khối lượng (m3)Đào đất Đào đá Đào đất Đào đá Đào đất Đào đá

3.1.3 Đề xuất phương án đào xúc và vận chuyển

3.1.3.1 Mục đích

Việc chọn phương án đào xúc và vận chuyển rất quan trọng trong việc mở móngcông trình bởi nó quyết định trực tiếp đến tiến độ thi công, đến giá thành của công trình Vìvậy, việc chọn phương án đào hợp lý sẽ làm cho công trình được thi công với tiến độ nhanhnhất, chi phí thấp nhất và đạt hiệu quả cao nhất

Căn cứ vào khối lượng đất, đá ta thấy khối lượng đào móng công trình là tương đốilớn Do đó, để đẩy nhanh tiến độ thi công, giảm bớt sức lao động thủ công nặng nhọc vàgiảm giá thành công trình ta phải đưa ra phương án đào móng đơn giản nhất, mang lại hiệuquả cao nhất

3.1.3.2 Một số phương án đào đất

 Phương án đào thủ công:

+) Ưu điểm: Đơn giản, tổ chức thi công rễ ràng

+) Nhược điểm: Sẽ rất lâu, ảnh hưởng tới tiến độ thi công công trình, thời gian thicông kéo dài dẫn tới giá thành công trình tăng cao

 Phương án đào bằng thuỷ lực:

+) Ưu điểm: Tốc độ thi công nhanh do ứng dụng công nghệ thi công tiên tiến

+) Nhược điểm: Chưa được áp dụng rộng rãi, mới dùng để đào đắp kênh, do vậyphương án này cũng không khả thi

 Phương án đào bóc móng bằng phương pháp nổ mìn:

+) Ưu điểm: Khối lượng 1 lần nổ lớn, có thể định hướng cho vật liệu khi nổ

+) Nhược điểm: Chỉ dùng cho địa hình dốc, vật liệu là đá, phương pháp này nóichung là tốn kém

 Phương án đào và vận chuyển bằng máy cạp:

+) Ưu điểm: Chỉ dùng máy cạp cho tất cả các công đoạn đào - vận chuyển- đổ nên tổchức thi công rễ, quản lí thi công rễ ràng

+) Nhược điểm: Năng suất thấp, rất khó đào và vận chuyển ở các hố sâu, quãngđường vận chuyển tương đối xa Không thể làm việc tốt trong hố sâu và địa hìnhphức tạp nhất là khi gặp nền đá

 Phương án đào bằng máy đào kết hợp ô tô tự đổ và máy ủi:

+) Ưu điểm: Dùng máy đào, máy ủi kết hợp với ôtô tự đổ để vận chuyển đất rất phùhợp với trường hợp làm việc trong điều kiện điạ hình phức tạp nhất là nơi có nhiều

hố sâu Năng suất đào đất cao do chuyên môn hóa các xe máy

+) Nhược điểm: Phải tính toán chính xác số máy đào và ô tô để có sự phối hợp nhịpnhàng, thiết kế khoang đào và đường vận chuyển

3.1.3.3 Lựa chọn phương án hợp lý

Với các phân tích ở trên, căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất và khối lượng đào móngcông trình Ta lựa chọn phương án đào móng công trình như sau:

 Dùng máy ủi để thi công bóc bỏ lớp phong hoá

 Dùng máy đào, máy xúc và ô tô tự đổ để đào đất, xúc đá đổ lên ôtô vận chuyển

 Dùng phương pháp nổ mìn để thi công đào đá

 Dùng thủ công để đào phần tiếp giáp cao trình thiết kế và hoàn thiện hố móng theokích thước và cao độ thiết kế

3.1.4 Xác định cường độ thi công đất đá

3.1.4.1 Thời gian thi công

- Thi công đào móng vào mùa khô để giảm lượng nước trong hố móng

- Số ngày thi công trong 1 tháng: Mùa khô 26 ngày, mùa mưa 18 ngày

- Thi công tối đa 2 ca/ngày

3.1.4.2 Cường độ thi công đào đất hố móng

• Cường độ thi công đào đất hố móng đợt 1

Do khối lượng đất cần bóc nhỏ và chiều dày không vượt quá 3,0m nên ta dùng tổ hợpmáy đào + máy ủi + ô tô tự đổ để thi công

Qđàoxúc đất =

313.853,94

V- Khối lượng đất cần đào móng

T- Số ngày thi công đào móng

n- Số ca thi công trong ngày, n = 2 (ca)

3.1.4.3 Cường độ thi công xúc, vận chuyển đá hố móng

Dùng biện pháp nổ mìn và tổ hợp máy đào + máy ủi + ô tô tự đổ để thi công

• Cường độ thi công bốc xúc đá hố móng đợt 1 được xác định:

V – Khối lượng đá cần đào (m3)

T – Thời gian thi công (ngày)

n – Số ca thi công trong ngày (ca)

3.1.4.4 Chọn loại xe máy phục vụ công tác thi công

- Việc lựa chọn máy đào phục vụ cho thi công dựa vào Bảng 1.2 trang 08 sổ tay máy thi công theo thể tích đào được trên 1 tháng Ở đây thể tích đào được trong 1 tháng thuộc nhóm 2, tức là V1 tháng = (20000÷60000)m3

- Mặt khác dựa vào bảng 1.1 Chọn máy đào mục 1.2 trang 07 sổ tay chọn máy thi

công với cấp đất 3

Vậy ta chọn máy đào có dung tích gầu q=1,6 m3

Với dung tích gầu đào q=1,6m3 và cự li vận chuyển 1km, tra Bảng 16 - Trọng tải hợp

lý của ô tô phục vụ vận chuyển đất phụ thuộc vào dung tích gầu và cự ly vận chuyển ,

TCVN 4447:2012 Công tác đất- thi công và nghiệm thu, ta tra được ô tô hợp lý là loại 10 tấn.

+ Cơ cấu di chuyển bằng xích

+ Thời gian trung bình của 1 chu kì tck = 18,5s

+ Trọng lượng: 38,8 tấn

+ Trọng lượng làm việc: 28 tấn

+ Vận tốc quay di chuyển: 4,2km/h

Hình 3.1 Hình ảnh máy đào 3.1.4.6 Chọn xe ôtô

Dựa vào sổ tay chọn máy thi công ta chọn loai ô tô tự đổ của Hino Motors – Nhật Bản:

- Mã hiệu ZM500D

- Trọng lượng: 9,52 tấn

- Sức chở lớn nhất: 10 tấn

- Kích thước giới hạn, dài × rộng × cao : 7,595 × 2,49 × 2,94 m

- Kích thước thùng xe, dài × rộng × cao : 5,10 × 5,20 × 0,59 m

Hình 3.2 Hình ảnh ô tô tự đổ 3.1.4.7 Chọn máy ủi

Chọn máy ủi: Máy ủi có nhiệm vụ gom đất để xúc đổ lên ô tô theo Định mức dự toánxây dựng công trình của Bộ xây dựng

+ Chọn loại KOMATSU công suất 110CV

+ Mã hiệu D50A-16

+ Trọng lượng 11,65T

+ Cơ cấu di chuyển bằng xích

+ Hệ thống điều khiển : thuỷ lực

+ Kích thước bao : dài × rộng × cao = 4,555 × 2,34 × 2,86 m

+ Kích thước lưỡi ủi : rộng x cao = 3,72×0,875 m

+ Trọng lượng lưỡi ủi 1,65T

Hình 3.3 Hình ảnh máy ủi 3.1.5 Tính toán xe máy phục vụ thi công đào đất đợt 1

Chọn thông số tính toán theo định mức 1776-2007

<1,6m3.ChiÒu réngmãng >

d d

Số máy ủi được tính toán phục vụ cho máy đào Chọn mã hiệu AB.25433:

Năng suất máy ủi Nủi =

100

2222, 2

0, 045 =

(m3/ca)

⇒ Số máy ủi: nủi =

438, 6

0, 20

2222, 2

d ui

Thành phần hao phí

Đơnvị

Cấp đất

AB.4141 Vận

chuyểnđất bằngôtô tự

đổ trongphạm vi

(máy) Chọn 4,0 xeVậy số ô tô phối hợp với 2 máy đào: 10 xe (8 xe hoạt động + 2 xe dự phòng)

3.1.5.4 Kiểm tra điều kiện phối hợp xe máy

 Điều kiện về số gầu xúc đầy một ô tô:

H tn

P K q

K Q m

⋅

⋅

⋅

=γ

(gầu)

Trong đó:

m: Số gầu xúc đầy 1 ô tô (chọn số nguyên)

Q: Tải trọng của ô tô (tấn), Q = 9,52 tấn

q: Dung tích gầu của máy đào (m3), q= 1,6 m3

γtn: Dung trọng của đất tự nhiên ở bãi vật liệu (t/m3), γtn= 1,6 (T/m3)

 Điều kiện ưu tiờn mỏy chủ đạo: Nđào ≤ nụtụ⋅Nụtụ

Trong đú:

N đào: Năng suất thực tế của 1 mỏy đào (m3/ca), Nđào = 438,6 (m3/ca)

n ụtụ: Số ụ tụ phối hợp với 1 mỏy đào, nụtụ= 4 (xe)

N ụtụ : Năng suất thực tế của ụ tụ (m3/ca), Nụtụ= 119,0 (m3/ca)

=> Nđào = 438,60ì1 = 438,60 < nụtụ⋅Nụtụ= 4ì119,0 = 476,0 ⇒ Thỏa món

3.1.6 Tớnh toỏn xe mỏy phục vụ đào đỏ đợt 1.

3.1.6.1 Tớnh số mỏy đào

Chuẩn bị, xỳc đỏ sau nổ mỡn lờn phương tiện vận chuyển hoặc đổ bờn cạnh

Đơn vị tớnh: 100m3 đỏ nguyờn khaiMã

hiệu Công tác xây lắp Thành phầnhao phí Đơnvị Số lượng

AB.52

13

Xúc đá sau nổ mìn lên phương tiện vận chuyển, bằng máy

d d

Số mỏy ủi được tớnh toỏn phục vụ cho mỏy đào Chọn mó hiệu AB.25433:

Năng suất mỏy ủi Nủi =

100

769, 2 0,13 =

đá bằng ôtô tự

đổ trong phạm vi

(mỏy) Chọn 4 mỏyVậy số ụ tụ phối hợp với 2 mỏy đào: 10 xe (8 xe hoạt động + 2 xe dự phũng)

3.1.6.4 Kiểm tra điều kiện phối hợp xe mỏy

 Điều kiện về số gầu xỳc đầy một ụ tụ:

H tn

P K q

K Q m

⋅

⋅

⋅

=γ

(gầu)

Trong đú:

m: Số gầu xỳc đầy 1 ụ tụ (chọn số nguyờn)

Q: Tải trọng của ụ tụ (tấn), Q = 9,52 tấn

q: Dung tớch gầu của mỏy đào (m3), q= 1,6 m3

γtn: Dung trọng của đất tự nhiờn ở bói vật liệu (t/m3), γtn= 1,65 (T/m3)

N đào: Năng suất thực tế của 1 mỏy đào (m3/ca), Nđào = 243,9 (m3/ca)

n ụtụ: Số ụ tụ phối hợp với 1 mỏy đào, nụtụ= 4 (xe)

N ụtụ : Năng suất thực tế của ụ tụ (m3/ca), Nụtụ= 72,46 (m3/ca)

=> Nđào = 243,90ì1 = 243,90 < nụtụ⋅Nụtụ= 4ì72,46 = 289,84 ⇒ Thỏa món

Bảng 3.3 Thống kờ xe mỏy phục vụ thi cụng mở múng đợt 1

Cụng việc Cườngđộ

(m3/ca)

Cự ly(m)

Mỏy đào 1,6m3 Mỏy ủi 110CV ễ tụ 10 tấnLàm

việc

Dựtrữ

Làmviệc

Dựtrữ

Làmviệc

Dựtrữ

Đào xỳc đất 577,25 <1000 2 1 1 1 8 2

3.1.7 Tớnh toỏn xe mỏy phục vụ thi cụng đào đất đợt 2

Chọn thụng số tớnh toỏn theo định mức 1776-2007

3.1.7.1 Tớnh số mỏy đào

Đào đất đổ đúng nơi quy định hoặc đổ lên phương tiện vậnchuyển Hoàn thiện hố móng theo đúng yêu cầu kỹ thuật Chiều rộngmóng > 20m

d d

Số mỏy ủi được tớnh toỏn phục vụ cho mỏy đào Chọn mó hiệu AB.25433:

Năng suất mỏy ủi Nủi =

Công tácxây lắp hao phí

Đơn

chuyểnđất bằngôtô tự đổtrong PV

d N

(máy)

Chọn số ô tô: 5 xe (04 hoạt động + 1 xe dự phòng)

3.1.7.4 Kiểm tra điều kiện phối hợp xe máy

 Điều kiện về số gầu xúc đầy một ô tô:

H tn

P K q

K Q m

⋅

⋅

⋅

=γ

(gầu)

Trong đó:

m: Số gầu xúc đầy 1 ô tô (chọn số nguyên)

Q: Tải trọng của ô tô (tấn), Q = 9,52 tấn

q: Dung tích gầu của máy đào (m3), q= 1,6 m3

γtn: Dung trọng của đất tự nhiên ở bãi vật liệu (t/m3), γtn= 1,6 (T/m3)

N đào: Năng suất thực tế của 1 máy đào (m3/ca), Nđào = 438,6 (m3/ca)

n ôtô: Số ô tô phối hợp với 1 máy đào, nôtô= 4 (xe)

N ôtô : Năng suất thực tế của ô tô (m3/ca), Nôtô= 119,0 (m3/ca)

=> Nđào = 438,60×1 = 438,60 < nôtô⋅Nôtô= 4×119,0 = 476,0 ⇒ Thỏa mãn

3.1.8 Tính toán xe máy phục vụ đào đá đợt 2.

3.1.8.1 Tính số máy đào

Chuẩn bị, xúc đá sau nổ mìn lên phương tiện vận chuyển hoặc đổ bên cạnh