Đồ án Thi công2 công trình thủy lợi

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH1.1. VỊ TRÍ CÔNG TRÌNH, ĐỊA HÌNH ĐỊA MẠO. Công trình gồm: + Đập dâng.+ Tràn xả lũ.+ Cống lấy nước tưới.+ Cống lấy nước phát điện.Công trình hồ chứa nước sông Trí được xây dựng trên địa bàn xã Bản Hon, huyện Tam Đường, tỉnh Lai Châu. Huyện Tam Đường là một thung lũng có địa hình tương đối bằng phẳng nằm xen kẹp giữa các dãy núi cao, chạy dài theop hướng Tây Bắc Đông Nam.Lưu vực hồ chứa phát triển trên địa hình đồi núi có độ cao 605 đến 1600 m, diện tích lưu vực 247km2. Khu vực hồ chứa, chỉ hạn chế trong 2 nhánh suối hẹp, diện tích mặt nước khoảng 1 km2, chiều dài hồ khoảng 3.5 km không ảnh hưởng ngập lụt. Độ dốc địa hình lớn, lượng nước thường xuyên dồi dào, phương pháp tạo hồ chứa nâng cao đầu nước rất thuận lợi cho tưới tự chảy và phát điện.1.2. NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH.Công trình hồ chứa nước sông Trí được xây dựng với các nhiệm vụ sau:•Cấp nước tưới lúa 800 ha trồng lúa.•Cấp nước tưới 400 ha chè.•Cấp nước sinh hoạt 2000 dân.•Phát triển chăn nuôi gia súc.•Phát điện. •Cải thiện môi trường sinh thái.•Phát triển du lịch, nuôi trồng thủy sản.

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

1.1 VỊ TRÍ CÔNG TRÌNH, ĐỊA HÌNH ĐỊA MẠO.

Công trình gồm:

+ Đập dâng

+ Tràn xả lũ

+ Cống lấy nước tưới

+ Cống lấy nước phát điện

Công trình hồ chứa nước sông Trí được xây dựng trên địa bàn xã Bản Hon, huyệnTam Đường, tỉnh Lai Châu

Huyện Tam Đường là một thung lũng có địa hình tương đối bằng phẳng nằm xenkẹp giữa các dãy núi cao, chạy dài theop hướng Tây Bắc- Đông Nam

Lưu vực hồ chứa phát triển trên địa hình đồi núi có độ cao 605 đến 1600 m, diệntích lưu vực 247km2 Khu vực hồ chứa, chỉ hạn chế trong 2 nhánh suối hẹp, diện tích mặtnước khoảng 1 km2, chiều dài hồ khoảng 3.5 km không ảnh hưởng ngập lụt Độ dốc địahình lớn, lượng nước thường xuyên dồi dào, phương pháp tạo hồ chứa nâng cao đầu nướcrất thuận lợi cho tưới tự chảy và phát điện

1.2 NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH.

Công trình hồ chứa nước sông Trí được xây dựng với các nhiệm vụ sau:

• Cấp nước tưới lúa 800 ha trồng lúa

• Cấp nước tưới 400 ha chè

• Cấp nước sinh hoạt 2000 dân

• Phát triển chăn nuôi gia súc

• Phát điện

• Cải thiện môi trường sinh thái

• Phát triển du lịch, nuôi trồng thủy sản

1.3 QUY MÔ KẾT CẤU CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH.

Quy mô công trình đầu mối Đông Pao được xây dựng là:

- Cấp công trình hệ thống tưới : Cấp III

- Cấp công trình đập đất : Cấp III

- Tần suất chống lũ thiết kế : P = 1%

- Tần suất chống lũ kiểm tra : P = 0.2%

- Tần suất chống lũ thi công : P% = 10%

- Mực nước dâng bình thường : 642 (m)

- Mái dốc thượng lưu thay đổi : 4; 3,75; 3,5

- Mái dốc hạ lưu thay đổi : 3,25; 3.5; 3,75

+ Tràn xả lũ

Thể hiện trong bảng I-1 sau

Khoảng cách tớiđập (km)

cơ tc (m)

Cao trình điển hình

Đợt đắp

Ngày thi

đất

Cự ly vận chuyển (km)

Mùa kiệt

mùa lũ

Ñ vl2

-hạ lưu hạ 1,5m

Theo điều kiện của tự nhiên, kinh tế xã hội, tiến độ thi công, điều kiện thi công,nhiệm vụ, mục đích công trình Ta có phương án dẫn dòng 2 năm như sau

thi công

Thời gian thi công

Công trình dẫn dòng

Lưu lượng dẫn dòng

Các công việc phải làm và các

161 (m

3/s)

+ Thi công vai trái đập trên bãi bồi nhìn từ hạ lưu lên thượng lưu đập là 612.4

+ Đào và thi công xong cống dẫn dòng

+ Đào móng và thi công 1 phầnđập tràn

+ Đắp 1 phần đập chính bên bờ trái

Mùa mưa1-5 đến31-10

Dẫn dòngqua lòngsông tựnhiên 950 (m

3/s)

3/s)

+ Đắp đê quai thượng, hạ lưu.+ Thi công 1 phần đập chính bên bờ phải

+ Đào và thi công hoàn thành cống lấy nước

Mùa mưa

từ 1-5 đến30-10

Dẫn dòngqua trànchính 1150 (m

3/s)

+ Hoàn thành đập chính

+ Hoành triệt cống dẫn dòng.+ Thi công các hạng mục bảo

vệ đập

+ Lắp đặt thiết bị cho tràn và hoàn thiện toàn bộ công trình.+ Nghiệm thu, bàn giao công trình

2.2 LƯU LƯỢNG VÀ TẦN SUẤT THIẾT KẾ DẪN DÒNG

Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng theo QCVN 0405/2012.Ứng với công trình cấp III

có tần suất thiết kế P = 10%

Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công là lưu lượng lớn nhất ứng với tần suất và thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công.

+ Thời gian thi công : Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, mùa mưabắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10

Thời gian thi công đắp đất: 26 ngày/ tháng ( mùa kiệt), 15 ngày/ tháng (mùa lũ)

, Q

ml dd

và quan hệ Q~Zhl ta xác định được Ztl,Quan hệ Q~Zhl

STT

Q (m3/s) Z (m) STT

Q (m3/s) Z (m)

+ Với Q

mk dd

=161 (m3/s) tra quan hệ Q~Zhl ta có :

Zhl=603,598 (m)

+ Với Q

ml dd

=950 (m3/s) tra quan hệ Q~Zhl ta có :

Zhl=606,605 (m)

Do không đắp đê quai dọc nên trong quá trình thi công đập phải có các biện pháp gia

cố đập bằng bê tông lát khan để bảo vệ đập

2.3 CÁC MỨC KHỐNG CHẾ THI CÔNG ĐẬP ĐẤT

Giai đoạn 1:

*Mùa khô năm thi công thứ 1

- Dẫn dòng qua mặt cắt lòng sông tự nhiên

- Cao trình mực nước thượng lưu ở mùa lũ năm thứ nhất :

Ztl = 606,605 (m)

- Mục đích tính toán: Dựa vào cao trình mực nước thượng lưu ở mùa lũ năm thứ 1

có thể xác định được:

• Xác định cao trình đê quai 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

• Cao trình đắp đập vượt lũ năm 1:

ZVL1= Ztl + = 606,605 + 0,7 = 607,305 (m ) ( = 0,5 ÷ 0,7 m )

• Cao trình đắp đập đợt 1:

Zđđ1= ZVL1 + 5 = 607,305 + 5 = 612,4 m

Giai đoạn 2:Mùa lũ năm thi công thứ 1

- Dẫn dòng qua mặt cắt lòng sông thu hẹp

- Đắp đập đến cao trình ZVL2=639m -> Zdđ2 = 640 m

Giai đoạn 3:Mùa khô năm thi công thứ 2

- Dẫn dòng qua công trình cống ngầm

- Mục đích sử dụng: Xác định mực nước trước cống để xác định cao trình đỉnh đê quai thượng lưu, cao trình đắp đập vượt lũ mùa khô năm thi công thứ 2.

- Thi công đập phần lòng sông và bên phải phần thượng lưu thi công đến cao trình đỉnh đập+612,4 m, phía hạ lưu đập +607,305 m

Giai đoạn 4:Mùa lũ năm thi công thứ 2

- Dẫn dòng qua tràn:Cao trình mực nước thượng lưu trước tràn

Qua phân tích tài liệu và dựa vào các cao trình khống chế đã xác định trong dẫndòng thi công ta phân thành 4 đợt đắp đập như sau:

+ Đắp đập đợt I: Đắp đập phía bờ trái lên cao trình +612,4 m Thời gian thi công

mùa khô năm thi công thứ 1

+ Đắp đập đợt II:Đắp đập phía bờ trái từ cao trình +611 m đến cao trình +640 m.

Thời gian thi công mùa mưa năm thi công thứ 1

+ Đắp đập đợt III: Đắp đập phía bờ phải lên cao trình +640 m và +638 m theo mặt

cắt kinh tế Thời gian thi công mùa khô năm thi công thứ 2

+ Đắp đập đợt IV: Đắp đập từ cao trình +640 m đến cao trình +648,37 m và từ cao

trình +638 m đến +640 m theo mặt cắt kinh tế.Thời gian thi công mùa mưa năm thi côngthứ 2

3.1 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG ĐẮP ĐẬP CHO TỪNG GIAI ĐOẠN.

Công thức tổng quát tính khối lượng đắp đập cho mặt cắt bất kỳ:

Trong đó

+ Fi : Diện tích mặt cắt thứ i, (m2)

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

+ ∆hi : Chênh lệch độ cao giữa hai cao trình i và i +1 (m)

Diệntíchtrungbình(m²)

Khốilượngdải Vi(m³)

Tổng Vi(m³)

Khốilượngdải Vi(m³)

Tổng Vi(m³)

Khốilượngdải Vi(m³)

Tổng Vi(m³)

Diệntích Fi(m²)

Diệntíchtrungbình(m²)

Khốilượngdải Vi(m³)

TổngVi(m³)

Tổng 1555549.06

3.2 Cường độ đào cho từng đợt.

Khối lượng cần đào để bảo đảm đủ khối lượng đắp

Vcần= Vđắp

4 3 2

1K K K K

tn

TK

γγ

Trong đó:

V đắp- khối lượng đắp yêu cầu theo thiết kế của toàn bộ đập;

Vcần : khối lượng cần đào để bảo đảm đủ khối lượng đắp của toàn bộ đập;

76 , 1

= 2430585,68 (m3) `

- Khối lượng của từng đợt:

Đợt I : Vcần=133494,23

2 , 1 04 , 1 08 , 1 1 , 1 67 , 1

76 , 1

= 208588,19 (m3)

Đợt II : Vcần= 466674,83

2 , 1 04 , 1 08 , 1 1 , 1 67 , 1

76 , 1

= 729191,51 (m3)

Đợt III : Vcần=900620

2 , 1 04 , 1 08 , 1 1 , 1 67 , 1

76 , 1

= 1407240,069 (m3)

Đợt IV : Vcần=54760

2 , 1 04 , 1 08 , 1 1 , 1 67 , 1

76 , 1

= 85563,92 (m3) Khối lượng đất đào cho từng giai đoạn đắp đập

Q đào : cường độ đào đất theo yêu cầu

V đào : Khối lượng đất đào

n : số ca làm việc trong ngày n= 3 ca

T : số ngày thi công theo tiến độ yêu cầu mùa mưa : T = 15 ngày ;

mùa khô T= 26 ngày

Cường độ đào đất của từng đợt :

TT đoạn Giai Khối lượngđào (m3) Thời gian Cường độ Ghi chú

4 IV 85563.9179 55 518.57 tháng làm 15 ngày , mỗiThi công 6 tháng, mỗi

ngày 3 ca

- Căn cứ vào các giai đoạn đắp đập dự kiến theo tiến độ ta tính toán được cường

độ đắp cho từng đợt Cường độ đắp đập được tính toán theo công thức sau

Q đắp =

dapVn.T Trong đó :

Q đắp : cường độ đắp đất theo yêu cầu

V đào : Khối lượng đất đắp

n : số ca làm việc trong ngày n= 3 ca

T : số ngày thi công theo tiến độ yêu cầu mùa mưa : T = 15 ngày ;

mùa khô : T= 26 ngày

Lập bảng theo dõi cường độ đắp đập như sau:

đoạn

Khối lượng

1 I 133494.23 140 317.84 tháng làm 26 ngày, mỗiThi công 6 tháng, mỗi

Vyc – khối lượng yêu cầu đối với bãi vật liệu.

K4 - hệ số không khai thác hết ở bãi (sót lại) K4= 1,2

Giaiđoạnđàomóng

Khối lượngđào (m3) Vyc(m3)

3.3 QUY HOẠCH SỬ DỤNG BÃI VẬT LIỆU

3.1.1 Khối lượng bãi vật liệu chủ yếu

V chủ yếu =1,5 ∑Vyc =1,5 2916702,82= 4375054,23 (m3)

Trong đó :

V chủ yếu : khối lượng của bãi vật liệu chủ yếu

∑Vyc : khối lượng yêu cầu đối với bãi vật liệu

3.1.2 Khối lượng bãi vật liệu dự trữ.

Vdt = 0,2Vyc=0,2 2912201,189= 583340,56 ( m3 )

Trong đó :

Vdt : khối lượng của bãi vật liệu dự trữ

Lập bảng qui hoạch của bãi vật liệu chủ yếu và bãi vật liệu thứ yếu.

3.1.3 Kế hoạch sử dụng bãi vật liệu cho từng giai đoạn

+ Đất khai thác chỗ thấp thì đắp đập nơi thấp, đất khai thác chỗ cao thì đắp đập nơicao, đất gàn dùng trước, đất xa dùng sau, đất thấp dùng trước, đất cao dùng sau

+ Để tránh ngập lụt đường vận chuyển và bãi vật liệu, nên sử dụng bãi vật liệuthượng lưu trước, hạ lưu sau Hoặc tránh chồng chéo có thể sử dụng cả hai bãi vật liệuthượng và hạ lưu

+ Cao trình các bãi vật liệu phải phối hợp chặt chẽ với cao trình các đoạn thân đập.+ Các bãi vật liệu vận chuyển thuận lợi nên dành tới giai đoạn đắp đập tới caotrình chống lũ

Bảng kế hoạch sử dụng bãi vật liệu cho từng giai đoạn.

TT Tên bãivật liệu

Trữlượng(m3)

Vịtrí

Khoảngcách tớiđập (km)

3.4 CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ ĐẮP ĐẬP CHO TỪNG GIAI ĐOẠN

Nguyên tắc:

+ Phát huy cao nhất năng suất máy chủ đạo ( máy đào đất )

+ Số lượng máy trong dây chuyền được quyết định bởi cường độ thi công yêu cầutheo tiến độ

+ Việc lựa chọn thành phần dây chuyền đồng bộ phải được so sánh các phương ántheo các chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật

Căn cứ để chọn máy đào và vận chuyển :

+ Khối lượng và cường độ thi công

+ Cự li vận chuyển

+ Đặc điểm ở bãi vật liệu : dày, mỏng, nông, sâu…

+ Phân bố chất đất theo dây chuyền

3.4.1 Lựa chọn phương án sử dụng tổ hợp xe máy

a Đề xuất phương án

Để có phương án đắp đập hợp lý thì cần dựa vào khối lượng đào, đắp đập, cường

độ thi công, cự ly vận chuyển, điều kiện địa hình, địa chất, địa chất thuỷ văn và khả năngcung ứng vật tư thiết bị Có thể đưa ra một số phương án sau:

Phương án 1: Máy cáp + máy ủi + ô tô + máy đầm

Phương án 2: Máy đào + ôtô + máy ủi + máy đầm

b Phân tích chọn phương án

+ Phương án 1 : Vì máy cạp có khối lượng vận chuyển lớn, có khả năng làm nhiềucông việc như: đào, vận chuyển, rải và san đất do đó sẽ giảm được số lượng xe máy thicông trên công trường, chi phí cho máy móc nhỏ hơn các phương án khác Tuy nhiên, khidùng máy cạp để đào và vận chuyển đất đòi hỏi đường thi công tương đối bằng phẳng, cự

ly vận chuyển không lớn, mặt bằng phạm vi thi công rộng rãi Mặt khác, phương án nàykhông tận dụng được máy đã chọn khi đào móng đập

+ Phương án 2 : Chi phí cho máy thi công cao hơn phương án 1 số máy hoạt độngtrên công trường nhiều hơn Tuy nhiên, có thể tận dụng máy đã chọn khi đào móng, khả

năng thi công rất linh hoạt khắc phục được các nhược điểm của phương án 1 và có thể rútngắn thời gian thi công

Như vậy từ những phân tích trên ta chọn phương án 2

3.4.2 Tính số lượng máy đào và ô tô

Từ đó căn cứ vào (Sổ tay chọn máy thi công của NXBXD của tác giả Vũ Văn Lộc)

ta chọn được loại xe máy như sau:

Khối lượng đào trong 1 tháng (m3) Dung tích gầu (m3)

+ Trọng lượng 65 T

+ Kích thước : Cao x dài x rộng = 4,91 x 5,81 x 4,14 m

+ Cơ cấu di chuyển : Xích

+ Dung tích thùng xe : 18 m3.

+ Kích thước xe : Dài.rộng.cao = 5020x3475 x- (mm)

+ Khoảng cách giữa hai trục xe: 3750 mm

c) Chọn máy ủi:

Ta chọn máy ủi của hãng Liên Xô cũ ký hiệu DZ-31 có các thông số sau:

- Công suất lý thuyết 110 (CV)

- Cơ cấu di chuyển: Bánh xích

- Loại nhiên liệu sử dụng: Diezel

d) Chọn máy đầm và phương pháp đầm

Công tác đầm nén khi thi công đập đất là một công tác giữ vai trò quan trọng bậcnhất bởi vì có đầm nén đạt tiêu chuẩn thì đập không bị biến dạng nhiều và không bị pháhoại Trước kia do công nghệ thi công còn thấp nên việc thi công đập gặp nhiều khókhăn, tuy nhiên trong vài năm gần đây do áp dụng được công nghệ thi công tiên tiến nênthi công đập đất dễ dàng hơn, đảm bảo chất lượng hơn và rút ngắn thời gian thi công.Công nghệ tiên tiến là việc áp dụng loại máy đầm rung, trọng lượng của máy đầm khilàm việc rất lớn Do đó, đất đắp đập có được dung trọng lớn, độ lún bản thân vật liệu thânđập khi vận hành nhỏ

Từ những phân tích trên ta chọn loại máy đầm để đầm nén đập đất là loại máy đầmrung Tra sổ tay máy chọn máy thi công của Vũ Văn Lộc (chủ biên) do nhà xuất bản xâydựng xuất bản ta chọn được máy đầm rung có đặc tính như sau :

- Hãng : SAKAI HEADVY IND

- Chiều rộng vệt đầm : 1,95 m

- Bán kính quay min 5,8 m

- Con lăn chủ động : rộng 1,45 m , đường kính 0,95 m

- Con lăn dẫn hướng : rộng 1,1 m , đường kính 0,78 m

- Động cơ DIEZEL

- Công suất 64 Cv

3.5 Tính số lượng xe máy phục vụ thi công:

+ Tính toán số lượng xe máy dựa theo năng suất thực tế của máy, sử dụng “Định mức dự toán xây dựng công trình” kèm theo công văn số 1776/BXD-VP Tra định mức dự toán

xây dựng công trình với đất cấp III ta được kết quả như sau :

1 Máy đàogầu sấp AB2416 gầu ≤ 3,6m0,133ca 3

Trong đó: Nđào- năng suất thực tế của máy đào (m3/ca)

Qđào- cường độ đào (m3/ca)

Theo định mức xây dựng cơ bản 1776/BXD mục AB24000 đào xúc đất để đắp hoặc

đổ ra bãi thải,bãi tập kết bằng máy đào Ta có :

Từ bảng trên , với đất cấp III , ta có số ca đào là 0,133 ứng với 100m3

=> Ndao= 100/0,133 = 751.88 (m3/ca)

dao

dao dao

N Q

Lập bảng tính toán như sau :

Nđào và Nôtô là năng suất thực tế của một máy đào và của một ô tô (m3/ca)

nôtô- số ô tô phối hợp với một máy đào trong dây chuyền thi công

Theo định mức xây dựng cơ bản 1776/BXD mục AB.4100 vận chuyển đất bằng ô tô

N N

ĐM 2 : Định mức vận chuyển 1Km tiếp theo cự ly ≤ 2Km

Năng suất thực tế của một ô tô :

Nôtô = = 154,7 (m3/ca)

Số ô tô phối hợp với một má đào trong dây chuyền thi công:

nôtô = 751,88/154,7 = 4,9 => chọn 5 xe phối hợp với 1 máy

Tổng số ô tô làm việc trên công trường :

Σ n ôtô = nđào nôtô = 4.5 = 20(xe)

Số ô tô dự trữ thường chọn thêm (20-30)% : 1 xe =>Σn oto

= 0,2 x 20 = 4,0 vậy số ôtô

dự trữ là 4

3 Kiểm tra điều kiện phối hợp giữa máy đào và ô tô

* Điều kiện 1: Kiểm tra điều kiện ưu tiên máy chủ đạo:

- Tính số lượng máy ủi ứng với 1 máy đào :

Nủi =

100

2222,22 0,045 =

dao dao ui

100

N = = 680,27(m /ca) 0,147

dao dao dam

K3 Hệ số tổn thất do vận chuyển : K3 =1,04

* Điều kiện 2: Kiểm tra sự phối hợp về mặt khối lượng

- Số gàu xúc đầy ôtô :

P

tn H

Q.K

m =q.γ K

Trong đó:

- m: Số gàu xúc đầy một ôtô

- Q: Tải trọng của ôtô Q = 27,2 (tấn)

- q: Dung tích gầu của máy đào , q = 3,6 (m3)

* Điều kiện 3: Kiểm tra sự phối hợp giữa số ô tô với 1 máy đào

Cần đảm bảo số lượng ô tô phục vụ cho 1 máy đào đảm bảo máy đào làm việc liêntục Trong thời gian 1 ô tô chở đầy trên đường tới vị trí đổ và trở lại vị trí chờ lấy đá thì ô

tô khác được máy đào đổ đầy:

(nô tô – 1).Tđào ≥ + tđổ + tđợi

Trong đó:

- n ô tô – số ô tô kết hợp với 1 máy đào (chiếc) : nôtô = 5.

- L – chiều dài trung bình đường vận chuyển, L = 1000 (m)

- V – Vận tốc trung bình của ô tô, V = 36(km/h ) = 10(m/s)

- tđổ - thời gian đổ của ô tô, tđổ = 40s

- tđợi – thời gian chờ đợi vào vị trí đổ đất, tđợi = 60s

- Tđào – thời gian máy đào xúc đầy ô tô

2L

V

Tđào = mđào.TCK + t’

- t’ – thời gian chờ ô tô lùi vào vị trí lấy đất, t’ = 20s

- mđào – số gầu xúc đầy 1 ô tô, m = 6 gầu

- TCK – thời gian một chu kỳ làm việc của máy đào(s)

TCK =

∑q – tổng lượng đất đào trong 1 ca: ∑q = 3,6.8.3600 = 103680 m3

Nđào - năng suất thực tế của máy đào, Nđào = 751,88 (m3/ca)

=> TCK = = 137,89 s

=> Tđào = 6.137,89 + 20 = 827,34 s

Ta có: + tđổ + tđợi = + 40 + 60 = 300s

=> (nô tô – 1).Tđào = (5 – 1).827,34 = 3309,36 s > 300s => điều kiện 3 thỏa mãn

Từ đó ta thống kê được số lượng ôtô máy đào trên công trường là

Bảng: Bảng thống kê số lượng máy móc cho từng đợt

Cự ly(m)

Làmviệc

Dựtrữ

Làmviệc

Dựtrữ

Làmviệc

Dựtrữ

Làmviệc

Dựtrữ

Σ

2L

V