ĐỒ ÁN THI CÔNG 2 ĐẠI HỌC THỦY LỢI

ĐỒ ÁN THI CÔNG 2 (1.1.Vị trí công trìnhHồ chứa nước Krông Pách nằm ở phía Đông Nam cao nguyên Trung bộ, phía Đông Nam tỉnh ĐăkLăk, cách thành phố Buôn Ma Thuột khoảng 52km theo đường thẳng. Khu vực lòng hồ thuộc khu vực ranh giới giữa 3 huyện Ea Kar, M’Đrăk và Krông Bông. Trên bản đồ, khu vực hồ chứa Krông Pách có toạ độ địa lý là: 12037’30’’ Vĩ độ Bắc; 108039’40’’ Kinh độ Đông.1.2.Nhiệm vụ công trìnhCấp nước tưới tự chảy cho 12.750 ha ruộng đất trồng cây hàng năm, chủ yếu là cây công nghiệp ngắn ngày và màu.Cấp nước sinh hoạt cho 70.060 nhân khẩu và cấp nước 86.750 con gia súc. Chống lũ quét và điều tiết lũ bảo vệ hồ chứa nước Krông Pách.Giữ đất, giữ nước, bảo vệ môi trường sinh thái của khu vực.1.3.Quy mô, kết cấu các hạng mục công trìnhTheo TCVN 2852002 Công trình là công trình cấp IIQuy mô công trình: Quy mô công trình được nêu trong bảng sau:TTNhiệm vụ tướiTrị sốĐơn vị1Diện tích lưu vực:233,6km22Dung tích bùn cát đến hàng năm37328m3năm3Dung tích chết14,49106m34Cao trình MNC480,5M5Diện tích mặt nước ứng MNC3,397km26Dung tích hiệu dụng75,185106m37Dung tích ứng với MNDBT89,675106m38Cao trình MNDBT494,0M9Diện tích mặt nước ứng MNDBT9,917km2TTQui mô công trìnhĐV1Đập đất 2Cao trình đỉnh đậpm+ 499,313Chiều cao đập lớn nhất Hmaxm35,314Chiều rộng đỉnh đậpm125Chiều dài đậpm456,536Hệ số mái đập thượng 3,57Hệ số mái đập hạ3,08Cao trình cơ đập hạ lưu: cơm+485,09Chiều rộng cơ: bcơm62Tràn xả lũ: kết cấu BTCT M2501Cao trình ngưỡngm+ 4872Chiều rộng ngưỡng (Btr)m32,03Chiều dài ngưỡngm204Số khoan trànkhoang86Cột nước tràn TK (Htk)m7,07Chiều dài đoạn dốc nước (Ld)m1508Chiều rộng đoạn dốc nước (Bd)m379Độ dốc nước%510Hình thức trànTràn đỉnh rộng, chảy tự do3Cống ngầm: Hình thức cống hộp, kết cấu BTCT M200Khẩu diện cốngm2bxh=3,3x3,3Chiều dài cốngm126Độ dốc cống (ic)0,00264Cao trình cửa vào m+471,30Cao trình cửa ram+471,05Lưu lượng thiết kế (QTK)m3s141.4.Điều kiện tự nhiên khu vực xây công trình1.4.1. Điều kiện địa hình:Vùng lòng hồ:Khu vực xây dựng dự án hồ chứa nước Krông Pách là vùng núi cao với các đỉnh Chư prông (1108m) ở phía bắc, đỉnh núi Chư pai (941m) ở phía đông nam, đỉnh núi Chư rênh (1311m) ở phía nam, đỉnh núi Chư te (879m) ở phía tây, giữa các đỉnh núi này là một dãy núi thấp hơn, cao trình K(600 800m) tạo thành một giải phân thuỷ bao quanh lưu vực thượng nguồn sông Krông Pách và ngăn cách nó với các lưu vực bên cạnh.Vùng tuyến công trình đầu mối:Công trình Đầu mối Hồ chứa nước Krông Pách nằm trên vùng đồi ở cao độ trung bình 540 : 600m đây là vùng chuyển tiếp giữa hai dạng địa hình khác nhau, về phía thượng lưu của Công trình đầu mối là vùng núi cao, lòng sông hẹp và sâu.

Trang 1

Mục lục

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 Vị trí công trình 1

1.2 Nhiệm vụ công trình 1

1.3 Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình 1

1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây công trình 2

1.5 Nguồn cung cấp nước: 6

1.6 Lưới điện: 6

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

1.8 Thời gian thi công được phê duyệt 8

CHƯƠNG II: CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 9

2.1 Dẫn dòng 9

2.1.1 Mục đích, ý nghĩa : 9

2.1.2 Nhiệm vụ của dẫn dòng thi công: 9

2.1.3 Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến việc chọn phương án dẫn dòng thi công .9

2.1.4 Chọn tần suất thiết kế và lưu lượng thiết kế dẫn dòng : 11

2.1.5 Đề xuất các phương án: 11

2.1.6 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp (mùa lũ năm thứ nhất) 14

2.1.7 Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp mùa khô năm I 15

2.1.8 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống ngầm 18

2.1.9 Thiết kế kích thước công trình dẫn dòng 36

2.2 Ngăn dòng 38

2.2.1 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng 38

2.2.2 Chọn vị trí và độ rộng cửa ngăn dòng 39

2.2.3 Phương án ngăn dòng và tổ chức thi công ngăn dòng: 40

2.2.4 Tính toán thuỷ lực ngăn dòng cho phương pháp lấp đứng: 40

2.2.5 Xác định đường kính viên đá lớn nhất khi ngăn dòng: 43

CHƯƠNG III: Thi công đập đất đầm nén 45

3.1 Phân chia các giai đoạn đắp đập 45

3.1.1 Cường độ đào, đắp đất của từng giai đoạn: 55

3.1.2 Quy hoạch bãi vật liệu cho toàn bộ đập: 57

3.1.3 Kế hoạch sử dung bãi vật liệu cho từng đợt 58

3.2 Tính toán số xe máy và thiết bị phục vũ đắp đập 60

3.2.1.Chọn tổ hợp xe máy để đào và vận chuyển đất đắp đập 60

3.2.2.Chọn loại thiết bị thi công 61

3.2.3.Tính toán số lượng xe máy phục vụ thi công (máy đào + ô tô) 63

3.2.4 Tính số máy ủi và máy đầm : 66

3.3 Tính toán bố trí thi công trên mặt đập 67

3.3.1.Chọn cao trình điển hình 67

3.3.2 Tính toán bố trí thi công trên mặt đập tại cao trình điển hình 68

3.3.3 Thi công trong mùa mưa 69

i

Trang 2

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG

Hồ chứa nước Krông Pách nằm ở phía Đông Nam cao nguyên Trung bộ, phía ĐôngNam tỉnh ĐăkLăk, cách thành phố Buôn Ma Thuột khoảng 52km theo đường thẳng Khuvực lòng hồ thuộc khu vực ranh giới giữa 3 huyện Ea Kar, M’Đrăk và Krông Bông

Trên bản đồ, khu vực hồ chứa Krông Pách có toạ độ địa lý là: 12037’30’’ Vĩ độ Bắc;

108039’40’’ Kinh độ Đông

Cấp nước tưới tự chảy cho 12.750 ha ruộng đất trồng cây hàng năm, chủ yếu là câycông nghiệp ngắn ngày và màu

Cấp nước sinh hoạt cho 70.060 nhân khẩu và cấp nước 86.750 con gia súc

Chống lũ quét và điều tiết lũ bảo vệ hồ chứa nước Krông Pách

Giữ đất, giữ nước, bảo vệ môi trường sinh thái của khu vực

Theo TCVN 285-2002 Công trình là công trình cấp II

Quy mô công trình: Quy mô công trình được nêu trong bảng sau:

Trang 3

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tổ chức thi công công trình Krông Pách 4

1.4.1 Điều kiện địa hình:

- Vùng lòng hồ:

Khu vực xây dựng dự án hồ chứa nước Krông Pách là vùng núi cao với các đỉnh Chưprông (1108m) ở phía bắc, đỉnh núi Chư pai (941m) ở phía đông nam, đỉnh núi Chư rênh(1311m) ở phía nam, đỉnh núi Chư te (879m) ở phía tây, giữa các đỉnh núi này là một dãynúi thấp hơn, cao trình K(600 - 800m) tạo thành một giải phân thuỷ bao quanh lưu vựcthượng nguồn sông Krông Pách và ngăn cách nó với các lưu vực bên cạnh

- Vùng tuyến công trình đầu mối:

Công trình Đầu mối Hồ chứa nước Krông Pách nằm trên vùng đồi ở cao độ trung bình

540 -:- 600m đây là vùng chuyển tiếp giữa hai dạng địa hình khác nhau, về phía thượng lưucủa Công trình đầu mối là vùng núi cao, lòng sông hẹp và sâu

GVHD:PGS.TS Đồng Kim Hạnh SVTH:Trần Thúy Quỳnh –

58QLXD2

2

Trang 4

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

- Dòng chảy năm thiết kế

Bảng 1-3:Kết quả thực đo các đặc trưng thủy văn.

(Đơn vị: m 3/s)

25% 9.69 19.7 17.5 11.6 4.29 1.56 1.1 1.44 3.09 5.90 5.07 8.68 7.4650% 14.1 16.2 13.8 5.82 2.45 1.08 0.662 1.35 2.50 3.29 2.76 4.92 5.7475% 10.4 10.4 11.8 8.20 2.28 1.14 0.666 0.367 0.925 1.05 1.31 3.11 4.3085% 8.76 8.76 10.0 6.94 1.93 0.964 0.564 0.311 0.783 0.886 1.11 2.64 3.6495% 6.48 6.48 7.41 5.13 1.43 0.712 0.417 0.230 0.579 0.654 0.819 1.95 2.69

*) Tổn thất bốc hơi hồ chứa nước

Bảng 1-4: Phân bố tổn thất bốc hơi hồ chứa hằng năm.

Z (mm) 22.8 26.9 39.8 41.6 38.3 42.2 47.6 47.2 28.0 18.3 15.8 16.7 385Đường Q = f(z) hạ lưu:

Trong năm chế độ dòng chảy trên sông Krông Pach được phân ra làm hai mùa rõ rệt:

- Mùa lũ bắt đầu từ tháng VII nhưng kết thúc vào tháng XII

- Mùa kiệt bắt đầu từ tháng I và kết thúc vào tháng VI năm sau

Bảng lưu lượng theo mùa kiệt ứng với lưu lượng P=10%

Trang 5

Về kiến tạo: Cấu tạo chung của đá gốc trong vùng các công trình đầu mối là một đơn

tà có phượng Đông Tây đến Đông Bắc Tây Nam Các lớp đá có góc dốc 70- 850 về phíaNam

Đá phiến thạch anh – mica uốn nếp mạnh tạo thành các nếp uốn nhỏ từ vài chục cmđến vài mét trong khi đó đá cát kết ít bị uốn nếp, thế nằm ổn định

Về địa tầng:

Cột địa tầng đặc trưng của vùng đầu mối được mô tả và đánh giá :

58QLXD2

4

Trang 6

Dưới cùng là các lớp đá phiến thuộc hệ tầng Khâm Đức, chủ yếu đá phiến thạch anhmica và đá phiến mica thạch anh phân bố từ vai phải tuyến đập chính đến tuyến đập phụ,phía trên là các lớp đá cuội kết, cát kết và phiến sét loạt Bản Đôn bao gồm hệ tầng ĐăkBùng, Đray Linh và La Ngà, các lớp này gặp ở vai trái tuyến I và ở cả hai vai tuyến III Đácát kết và bột kết có sản trạng 150- 180 < 70 – 85, phủ trên các lớp đá gốc là các trầm tích

đệ tứ bao gồm các lớp eluvi, deluvi, và các aluvi thềm sông, lòng sông

1.4.3.2 Địa chất thủy văn

1.Nước mặt:

Sông Krông Pách là một con sông lớn, có lưu lượng thay đổi rất lớn tuỳ theo mùa,theo các quan sát tại thực địa, mực nước sông vào mùa khô rất thấp, khoảng +467 đến +468,trong khi vào mùa mưa nước lũ dâng lên đến cao trình +481 đến +482 Các số liệu về dòngchảy của sông Krông Pách được đề cập ở phần trên Nước sông không màu, không mùi,không vị, loại hình hoá học của nước là Sunphat kali natri

2 Nước ngầm:

Trong khu vực các công trình đầu mối nước ngầm gặp ở độ sâu 10-15m Nước ngầmchứa trong các khe nứt của đá phong hoá, càng xuống sâu mức độ phong hoá, nứt nẻ của đácàng giảm do vậy nước ngầm càng hiếm Có thể xem giới hạn dưới của tầng chứa nướctrùng với giới hạn ranh giới giữa đới phong hóa vừa và đới phong hoá nhẹ trong đá gốc Đádưới gồm các loại cát kết, sét kết, đá phiến ít nứt nẻ thuộc loại không chứa nước và thấmkhông mùi, không vị, loại hình hóa học của nước là Bicacbonat sunphat kali natri vàSunphat bicacbonat kali natri

Theo QTXD số 59-73 thì nước mặt và nước ngầm không có tính ăn mòn với các loạiximăng Pooc lăng, xi măng Pooc lăng chống sunphat và Pooc lăng xỉ quặng

1.4.4 Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực

1.4.4.1 Dân số và lao động:

Theo số liệu điều tra tại các xã, số dân trong vùng dự án có đến ngày 31/12/2003 là :9.545 hộ, 45510 khẩu (vùng tưới 9.159 hộ, 43.581 khẩu) gồm nhiều dân tộc cư trú : kinhchiếm 50,78%, dân tộc thiểu số chiếm 49,22% (trong đó dân tộc thiểu số tại chỗ 363 hộ,1.543 khẩu) Dân tộc thiểu số trong vùng ngoại trừ dân tộc thiểu số tại chỗ còn lại là dân tộc

Trang 7

ít người: Hmông, Tày, Nùng, và Thái,…di cư từ các tỉnh miền núi phía bắc tới sau ngày giảiphóng

1.4.4.2 Tình hình sản xuất nông nghiệp:

Nhìn chung sản xuất nông nghiệp là ngành mũi nhọn trong cơ cấu phát triển kinh tếcủa khu vực Tỷ trọng nông nghiệp thường xuyên chiếm trên 70% trong nền kinh tế

1.5 Nguồn cung cấp nước:

Lấy từ Sông Krông Pach và nước giếng khoan

Do công trình ở xa đường điện lưới quốc gia nên việc cấp điện cho công trường trướcmắt phải dùng máy phát (cấp điện cho máy trộn, máy đầm bê tông, xưởng sắt, xưởng mộc,thắp sáng bảo vệ và sinh hoạt…)

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

Cung cấp vật tư, vật liệu xây dựng:

Đã khảo sát 4 mỏ vật liệu đất, tại các mỏ vật liệu này đã khảo sát đến cấp B và cấp A

Mỏ vật liệu số một

Nằm bên bờ trái sông Krông Pách Một phần ba diện tích của mỏ vật liệu này là mộtbậc thềm có cao trình +473 đến +475, tạo thành một dải đất bằng phẳng, bề ngang rộng 50-100m, kéo dài khoảng 600m dọc theo bờ sông Hai phần ba diện tích còn lại là địa hình đồi

có độ dốc thoải, từ độ cao +475 trở lên

Mỏ vật liệu số hai.

Mỏ vật liệu số 2 nằm tại khu đồi hạ lưu vai trái đập phụ Khu vực khảo sát làm vậtliệu xây dựng có địa hình đồi dốc thoải với góc dốc 10 – 150, cao độ trung bình về mặt địahình +475 đến +490

Chỉ tiêu cơ lý và trữ lượng của các mỏ được thống kê trong bảng sau:

Bảng 1-5: Gía trị thí nghiệm trung bình các lớp đất chế bị

58QLXD2

6

Trang 8

Các thông số Đơn vị Mỏ vật liệu số 1 Mỏ VL

Trang 9

Vật liệu cát sỏi còn thiếu nhiều, các mỏ đã được khảo sát cũng bị thay đổi theo thờigian dưới tác dụng của dòng chảy sông Krông Pách Do đó trong quá trình thực hiện dự áncần khảo sát, tìm kiếm thêm các mỏ vật liệu cát sỏi mới

Thời gian thi công trình là 2 năm (hai năm) kể từ ngày khởi công

58QLXD2

8

Trang 10

CHƯƠNG II: CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 2.1 Dẫn dòng

Phương án dẫn dòng từng thời đoạn trong năm thi công Chọn lưu lượng và tần suấtthiết kế dẫn dòng

2.1.1 Mục đích, ý nghĩa :

Việc lựa chọn phương án dẫn dòng thi công quyết định đến việc tổ chức thi công, tốc

độ thi cộng, kỹ thuật, an toàn của công trình, phù hợp với kinh tế, thời gian Đưa ra phương

án dẫn dòng sao cho quá trình thi công một mặt đảm bảo hố móng được khô ráo, một mặtđảm bảo yêu cầu dùng nước ở hạ lưu công trình tới mức cao nhất

2.1.2 Nhiệm vụ của dẫn dòng thi công:

Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công và lưu lượng thiết kế cho từng thời đoạn dẫndòng theo quy mô kích thước, nhiệm vụ của công trình và các tài liệu có liên quan

Chọn tuyến và sơ đồ thích hợp cho từng thời đoạn thi công đảm bảo tiến độ chung vàgiá thành công trình thấp nhất

Tính toán thuỷ lực dòng chảy, so sánh phương án để chọn kích thước dẫn dòng

Đề xuất các phương án, các mốc thời gian thi công và tiến độ khống chế So sánh cácphương án dẫn dòng để chọn phương án tối ưu

Dẫn dòng chảy về hạ lưu đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp nguồn nước trong suốtquá trình thi công: nước phục vụ sinh hoạt, tưới tiêu, giao thông, nuôi trồng thủy sản

2.1.3 Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến việc chọn phương án dẫn dòng thi công.

Phương án dẫn dòng thi công có ảnh hưởng trực tiếp đến giá thành công trình Đểchọn được phương án hợp lý, ta cần phải phân tích một cách khách quan và toàn diện đếncác nhân tố có liên quan

2.1.3.1 Điều kiện thuỷ văn dòng chảy:

Sông Krông Pách là một con sông lớn, có lưu lượng thay đổi rất lớn tuỳ theo mùa,theo các quan sát tại thực địa, mực nước sông vào mùa khô rất thấp, khoảng +467 đến +468,trong khi vào mùa mưa nước lũ dâng lên đến cao trình +481 đến +482 Các số liệu về dòngchảy của sông Krông Pách được đề cập ở phần trên Nước sông không màu, không mùi,không vị, loại hình hoá học của nước là Sunphat kali natri

Khí hậu ở đây chia làm 2 mùa rõ rệt

Trang 11

- Mùa lũ bắt đầu từ tháng VII nhưng kết thúc vào tháng XII

- Mùa kiệt bắt đầu từ tháng I và kết thúc vào tháng VI năm sau

Lưu lượng dòng chảy giữa mùa khô và mùa mưa chênh lệch lớn Vì vậy biện pháp thicông mùa mưa và mùa khô phải rõ ràng, cụ thể Tận dụng mùa khô để thi công, nhất là đắpđập và các hạng mục công việc trực tiếp với lòng sông, dòng chảy để giảm phí tổn dẫndòng

2.1.3.2 Điều kiện địa hình :

Vị trí xây dựng công trình Đập đất của Hồ chứa nước Krông Pách nằm trên vùng đồi

ở cao độ trung bình 540 -:- 600m đây là vùng chuyển tiếp giữa hai dạng địa hình khác nhau,

về phía thượng lưu của Công trình đầu mối là vùng núi cao, lòng sông hẹp và sâu Quanhkhu vực không có yên ngựa nào Do đó, việc bố trí cống, tràn, đặc biệt là việc thiết kế dẫndòng thi công tương đối khó khăn

2.1.3.3 Điều kiện địa chất:

Dưới cùng là các lớp đá phiến thuộc hệ tầng Khâm Đức, chủ yếu đá phiến thạch anhmica và đá phiến mica thạch anh phân bố từ vai phải tuyến đập chính đến tuyến đập phụ,phía trên là các lớp đá cuội kết, cát kết và phiến sét loạt Bản Đôn bao gồm hệ tầng ĐăkBùng, Đray Linh và La Ngà, các lớp này gặp ở vai trái tuyến I và ở cả hai vai tuyến III Đácát kết và bột kết có sản trạng 150- 180 < 70 – 85, phủ trên các lớp đá gốc là các trầm tích

đệ tứ bao gồm các lớp eluvi, deluvi, và các aluvi thềm sông, lòng sông

Lòng suối tương đối rộng, có hệ số thấm K lớn nên việc xử lý tiêu nước hố móng là tương đối khó khăn Cần chú ý biện pháp chặn dòng thấm và chuẩn bị đủ thiết bị bơm

2.1.3.4 Điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy.

Trong thời gian thi cụng, cần phải đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng chảy tớimức cao nhất như : tưới ruộng, vận tải thuỷ, cung cấp nước cho sinh hoạt, nông nghiệp,cụng nghiệp…Tuy việc đó khó khăn cho thi công nhưng đem lại hiệu quả kinh tế cao

2.1.3.5 Điều kiện và khả năng thi công:

- Thời gian xây dựng công trình : 2.0 năm

- Vật liệu xây dựng : Đất đắp được lấy tại hai bãi đất bồi bờ tả phía hạ lưu công trình,cách tuyến đập khoảng 2,0 km Đảm bảo đủ yêu cầu về số lượng và chất lượng

- Điều kiện dân sinh kinh tế và giao thông: Thuận lợi và đảm bảo nhân lực để thi côngcông trình

2.1.3.6 Nêu các phương án dẫn dòng thi công.

Khi đưa ra các phương án dẫn dòng thi công cần phải dựa trên các nguyên tắc sau:

- Thời gian thi công ngắn nhất

58QLXD2

10

Trang 12

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

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

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

2.1.4 Chọn tần suất thiết kế và lưu lượng thiết kế dẫn dòng :

- Chọn tần suất thiết kế ứng với công trình cấp II ,ta có tần suất thiết kế P =10% (traQCVN 04-05/2012 )

- Chọn lưu lượng dẫn dòng thiết kế theo đặc điểm thủy văn (theo mùa):

+ Thời gian thi công mùa khô ,ta chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công là lớn nhấtmùa khô ứng với tần suất thiết kế P=10% là Q= 51,8 m3/s, tần suất thiết kế P=5% là Q=56,9 m3/s

+ Thời gian thi công mùa lũ ,ta chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công là lớn nhấtmùa lũ với tần suất thiết kế P=10% là Q=1450 m3/s, tần suất thiết kế P=5% là Q=1740m3/s

Các công việc phải làm và các mốc khống chế

- Chuẩn bị mặt bằng thi công

- Đắp đê quai, ngăn dòng

- Đào hố móng đợt I + II bờ trái

- Thi công tràn

- Tiếp tục đắp đập bờ trái đếncao trình tính toán + 492,5

Trang 13

II

Mùa khô từ:

1/1 đến 30/6

Dẫn dòng qua kênh và cống

- Đắp đê quai

- Ngăn dòng

- Đào móng bờ phải

- Thi công đập phần lòng sông

và bên phải đến cao trình tính toán +490,6 đến 492,5

-Hoàn thiện tràn

Mùa lũ từ:

1/7 đến 30/12

Dẫn dòng qua tràn chính 1740

- Đắp hoàn thiện đập chính đến cao trình +499,3

Lưu lượngdẫn dòng(m3/s)

Các công việc phải làm

51,80

-Thi công cống ngầm -Đào móng tràn -Thi công đập bờ tráiđến cao trình +479,95

Mùa lũ từ:

1/9 đến 30/12

Dẫn dòng qualòng sông thu hẹp 1450

-Thi công tràn-Tiếp tục đắp đập bờphải đến cao trình+499,31

II

Mùa khô từ:

1/1 đến 30/8

Dẫn dòng qua qua cống ngầm 51,80

-Ngăn dòng -Thi công đập phầnlòng sông và bên phảicao trình +490,6 đếncao trình 492,5

-Hoàn thiện tràn Mùa lũ từ:

1/9 đến 30/12

Dẫn dòng quatràn chính 1740

Tiếp tục thi công đậpchính và hoàn thiệncông trình

58QLXD2

12

Trang 14

2.1.5.3 Phân tích ưu nhược điểm của từng phương án.

Phương án dẫn dòng thứ nhất:

Ưu điểm: + Cường độ thi công giai đoạn sau đỡ căng thẳng

+ Khối lượng đào đắp ít

+ Kỹ thuật thi công công trình tạm đơn giản

+ Sử dụng kênh để dẫn dòng tiết kiệm được khối lượng đào đắp đê quaiNhược điểm:

+ Cường độ thi công giai đoạn đầu tương đối căng thẳng

+ Việc bố trí mặt bằng rất phức tạp và khó khăn

Phương án dẫn dòng thứ hai:

Ưu điểm:

+ Mặt bằng bố trí công trìng thuận lợi

+ Thời gian hoàn thành công trình có thể sớm hơn kế hoạch

+ Kỹ thuật thi công công trình tạm đơn giản

Nhược điểm:

+ Khối lượng công trình dẫn dòng lớn

+ Sử dụng cống đế dẫn dòng thì khối lượng đào đắp đê quai rất lớn + Cường độ thi công cao,liên tục;thời gian thi công ngắn Vì vậy việc bố trí phù hợp thi công giữa các hạng mục công trình phải chính xác, đồng bộ

+ Do tại nơi thi công, địa hình phức tạp nên phương án này ảnh hưởng lớn đếntiến độ thi công

2.1.5.4 Lựa chọn phương án dẫn dòng.

Việc chọn phương án phải tuân theo các nguyên tắc sau:

 Lựa chọn phương án: Thời gian thi công ngắn nhất

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

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

Qua việc phân tích ưu nhược điểm của từng phương án ta thấy cả hai phương án đềuhoàn thành công việc trong thời gian cho phép khối lượng, phương pháp thi công, cự ly vậnchuyển vật liệu, đất cũng như nhau nhưng phương án 1 có cường độ đều hơn có lợi về mặtkinh tế

Trang 15

Vì vậy để đảm bảo các yêu cầu đối với lựa chọn phương án dẫn dòng và căn cứ vàođiều kiện thực tế của khu vực xây dựng, đặc biệt là điều kiện và khả năng của đơn vị thicông có thể đáp ứng được Lựa chọn phương án 1có ưu thế hơn

2.1.5.5 Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công:

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

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

 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

2.1.6.2 Nội dung tính toán.

Trang 16

Từ biểu đồ quan hệ Q~Zhl ta tra được các Zhl ứng với các cấp lưu lượng

Theo tài liệu về địa hình về mặt cắt ngang lòng sông ta thấy rằng cao trình đáy sông là464,2m

Ứng với cấp lưu lượng mùa kiệt Qk = 51,8 m3/s thì Zhl = 465,19 m

Ứng với cấp lưu lượng mùa lũ Qlũ = 1450 m3/s thì Zhl = 473,55 m

V

22

Z: Độ dâng cao mực nước chênh cao mực nước thượng hạ lưu

; với - hệ số thu hẹp;  =0,95 (do thu hẹp một bên);

ω1: diện tích ướt mà công trình và đê quai chiếm chỗ tại mặt cắt hạ lưu

ω2: diện tích ướt của lòng sông tự nhiên tại mặt cắt hạ lưu

V0 :Lưu tốc bình quân ở thượng lưu

0

Q V





ω0: diện tích ướt của lòng sông tự nhiên tại mặt cắt thượng lưu

Q -lưu lượng dẫn dòng,

NếuZgt Zttthì dừng lại nếu không thỏa mãn thì tiếp tục tính

2.1.7 Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp mùa khô năm I

86 , 15

 = 35,8 %Trong đó:

K là mức độ thu hẹp của lòng sông

ω1: diện tích ướt mà công trình và đê quai chiếm chỗ tại mặt cắt hạ lưu

ω2: diện tích ướt của lòng sông tự nhiên tại mặt cắt hạ lưu

Vậy K = 35,8 % thoả mãn điều kiện hợp lý là: 30% < K < 60%

-Ta có bảng tính toán ΔZ tương ứng Qmk

dd = 51,8 (m3/s)

Trang 17

Bảng 1 - Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp mùa khô năm thứ I

Như vậy từ bảng ta có ΔZ =0,25 m thoả mãn điều kiện ZgtZtt

Ta có cao trình mực nước thượng lưu ở mùa khô năm thứ nhất :

→ Vc < [ V ]kx → Chân đê quai không bị xói

58QLXD2

16

Trang 18

2.1.7.1 Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp mùa lũ năm I

84 , 284

473,4 473,6 473,8 474 474,2 474,4 474,6 474,8 475 475,2

Trang 19

Vc ≤ [ V ]kx

Ta có Vc =0,95.(6941450,87 284,84) =3,72 m/s

Dựa vào TCVN 4118-85 (bảng 1 phụ lục 8) cho loại đất cuội sỏi lớn ứng với mựcnước trung bình htb= 1 m ta có : [ V ]kx= 2,8 m/s

→ Vc < [ V ]kx → Cần có biện pháp gia cố chân đập

Gia cố mái phía lòng sông bằng rọ đá

2.1.7.2 Ứng dụng kết quả tính toán

a.Xác định cao trình đê quai mùa kiệt năm thứ nhất

+ Cao trình đê quai mùa khô

- Cao trình đê quai hạ lưu : Zdq

TL= ZTL +  = 465,19 + 0,61 = 465,80 (m)

- Cao trình đê quai thượng lưu : Zdq

HL = ZHL +  = 465,44 + 0,66 = 464,10 (m)Với:  - Độ vượt cao của đê quai,  = (0,5  0,7)m

b Xác định cao trình đắp đập vượt lũ

Zdd = ZTLlũ +  = 474,25 +0,7 = 474,95 (m)

2.1.8 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống ngầm

a 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 có các thông số như sau:

 Chiều rộng của đáy kênh: b = 4,4m

 Cao trình cửa vào kênh: ▼cvk = ▼cr cống = 471,05m

 Cao trình cửa ra kênh: ▼crk =▼cvk – iLk = 471,05 –0.0017*110,0 = 470,86m

 Tính toán thuỷ lực qua kênh:

- Mục đích: Lập quan hệ (Q ~ ZKTL)

 Xác định độ sâu mực nước cuối kênh hCK (m):

- Muốn xác định độ sâu mực nước cuối kênh (hCK), ta phải xác phải xác định được cao trình mực nước cuối kênh ZCK (m)

- Tính độ sâu dòng đều h0 và độ sâu phân giới hK để xác định đường mặt nước trong kênh:

58QLXD2

18

Trang 20

- Xác định độ sâu dòng đều h0: Độ sâu dòng đều được xác định theo phương pháp đối chiếu với mặt cắt lợi nhất về thuỷ lực:

- Cấp lưu lượng tính thuỷ lực kênh: Qk = Qddmk = 51,8m3/s

4 , 4

Với : hkcn = 3

2 2

51,8

*1

Q k k

k 2

2 2

Trong đó: Q = 51,8m3/s

ωk = (b + mhk)hk = (4,4 + 1.5*1,925)*1,925 = 14,028m2

Trang 21

028 , 14



44 , 41 237 , 1 025 , 0

* 44 , 41

* 028 , 14

8 , 51 2 2

Hình: Sơ đồ đường mặt nước trong kênh

- Tính và vẽ đường mặt nước: Ứng với mỗi cấp lưu lượng, dùng phương pháp cộng trực tiếp xuất phát từ h = hk ở cuối kênh, Vẽ đường mặt nước trong kênh đến đầu kênh tađược hx

hk: Độ sâu phân giới trong kênh ứng với lưu lượng Qi

được xác định qua công thức:

2 n

m.hb

 

2 3

kn 2

.Qh

Trang 22

+ Từ đó tính được vận tốc dòng chảy trong kênh: Vi =

i i

Q

+ Bán kính thuỷ lực:

Ci = 1 1 / 6

R n

+ Độ dốc thuỷ lực:

ji =

R C

V

2

2  j i = 1

Trang 23

Đồ án Thiết kế tổ chức thi công công trình Krông Pách 4

BẢNG TÍNH ĐƯỜNG MẶT NƯỚC TRONG KÊNH VỚI Q = 51,8 m³/s

h(m) ω c C R C²R V J Jtb V²/2g Э i-Jtb L Э ΔLiLi L

1,98 14,541 11,52 41,58 1,26 2182,4 3,56 0,0058 0,0061 0,65 2,62 -0,004 -0,002 0,43 0,42,03 15,061 11,70 41,72 1,29 2240,2 3,44 0,0053 0,0055 0,60 2,63 -0,004 -0,006 1,59 2,02,08 15,588 11,88 41,85 1,31 2298,1 3,32 0,0048 0,0050 0,56 2,64 -0,003 -0,010 2,96 5,02,13 16,123 12,06 41,98 1,34 2356,0 3,21 0,0044 0,0046 0,53 2,65 -0,003 -0,013 4,59 9,62,18 16,666 12,24 42,11 1,36 2414,1 3,11 0,0040 0,0042 0,49 2,67 -0,002 -0,016 6,55 16,12,23 17,216 12,42 42,24 1,39 2472,2 3,01 0,0037 0,0038 0,46 2,69 -0,002 -0,019 8,93 25,02,28 17,773 12,60 42,36 1,41 2530,5 2,91 0,0034 0,0035 0,43 2,71 -0,002 -0,022 11,89 36,92,33 18,338 12,78 42,48 1,43 2588,8 2,82 0,0031 0,0032 0,41 2,73 -0,002 -0,024 15,62 52,52,38 18,911 12,96 42,60 1,46 2647,2 2,74 0,0028 0,0030 0,38 2,76 -0,001 -0,026 20,47 73,02,44 19,666 13,20 42,75 1,49 2723,3 2,63 0,0025 0,0027 0,35 2,79 -0,001 -0,036 36,52 109,52,49 20,256 13,38 42,86 1,51 2781,9 2,56 0,0024 0,0024 0,33 2,82 -0,001 -0,030 39,66 149,22,54 20,853 13,56 42,98 1,54 2840,7 2,48 0,0022 0,0023 0,31 2,85 -0,001 -0,031 55,54 204,72,59 21,458 13,74 43,09 1,56 2899,5 2,41 0,0020 0,0021 0,30 2,89 0,000 -0,033 83,19 287,92,69 22,690 14,10 43,30 1,61 3017,6 2,28 0,0017 0,0019 0,27 2,96 0,000 -0,069 407,35 695,3

GVHD:PGS.TS Đồng Kim Hạnh SVTH: Nguyễn Mạnh Cường – 57QLXD1

22

Trang 24

- Ứng với chiều dài kênh Lk= 110,0 m ta có hx 2,44m

Từ đó ta lập được các bảng tính đường mặt nước ứng với từng cấp lưu lượng ta xácđịnh được ho ở đầu kênh và từ đó ta lập được bảng tổng hợp như sau:

x h

b

Q x

n 2  2  2  2

Q mb g H

Trong đó: Q : Là lưu lượng qua cống (m3/s)

bể tiêu năng cống ngầm có ngưỡng vuông cạnh

Vậy theo Cumin có m=0,32, Chọn:  = 0,956 và φn = 0,84 n = 0,84

Trang 25

2 3 0

2

Q H

Từ kết quả có đường quan hệ:

BIỂU ĐỒ QUAN HỆ Q-Z ĐÁY KÊNH

35

45 51,8

b Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua cống ngầm.

Sơ đồ tính toán thủy lực cống :

24

Trang 26

h MNTL

- Lập quan hệ giữa lưu lượng qua cống và mực nước thượng lưu cống: (Q ~ ZTLC)

- Lợi dụng công trình lâu dài để dẫn dòng

- Xác định mực nước trước cống để xác định cao trình đỉnh đê quai thượng lưu, cao trình đắp đập vượt lũ

- Kiểm tra sự an toàn của cống khi dẫn dòng

Cao trình đáy cửa vào cống + 471,30 (m)

Hệ số ma sát f=0,03 ;

hệ số bán áp φn = 0,84 ba = 0,85

Trình tự tính toán thuỷ lực như sau:

Khi tính toán thuỷ lực cho cống ngầm quan trọng nhất là xác định được chế độ chảyqua cống Ta có thể áp dụng chỉ tiêu kinh nghiệm sau:

- H  (1,2  1,4)D và hn < D thì cống chảy không áp

Trang 27

- H > (1,2  1,4)D có thể xảy ra chảy có áp hoặc chảy bán áp phụ thuộc vào mực nước hạlưu và độ dài của cống xả

Trong đó : H - là cột nước trước cống

D - chiều cao cống ngay sau cửa vào

Các bước tính toán như sau:

- Giả thiết các cấp lưu lượng chảy qua cống, giả thiết chế độ chảy qua cống

- Áp dụng các công thức trong thủy lực để tính ra cột nước trước cống H

- So sánh H với độ cao cống D Từ đó xác định chế độ chảy trong cống theo chỉ tiêukinh nghiệm ở trên

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

- Tính mực nước thượng lưu trước cống ZTL= Zđáy cống +H

- Vẽ quan hệ Q~ ZTL

Tính độ sâu phân giới, độ sâu dòng đều Tính với các cấp lưu lượng Qi( m3/s)

+ Thông số cống dẫn dòng :

Giả thiết cống làm việc ở trạng thái không áp :

+ Độ sâu phân giới hk:

8 , 51 1

= 2,928 (m)+ Độ sâu dòng đều h0:

26

Trang 28

002 , 0 8

3 , 3

-Giả thiết các cột nước hcống từ hi = hk đến ho

-Xác định diện tích mặt cắt ướt của cống :i= b.hi=3,3 hi

-Chu vi ướt của cống : i= b+2hi=3,3+2.hi

-Tính vận tốc dòng chảy trong cống : Vi =

i i

i

R n

-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 +

Trang 29

-Khoảng cánh giữa hai mặt cắt :

tb

i i

Q mb g H Trong đó: Q : Là lưu lượng qua cống (m3/s)

Q

- iL + hn (m) Với :

L g

2 1

1

Trong đó

+  c : Là tổng các hệ số tổn thất cục bộ (Quy về lưu tốc trong cống ) Theo bảng tra thuỷ lực ta lấy  c = 0,65

28

Trang 30

BẢNG TÍNH ĐƯỜNG MẶT NƯỚC TRONG CỐNG VỚI Q = 51,8 m³/s

Trang 31

Với chiều dài cống L = 126 m Xác định được cao trình mực nước trước cống:

hX = 3,91 m

- Dòng chảy trong cống là chảy ngập khi:

) 4 1 2 1 ( 

h

pg k

x

33 , 1 928 , 2

91 , 3

h

pg k

- n : Là hệ số lưu tốc chảy ngập được lấy theo hệ số lưu lượng của đập tràn đỉnh rộng Tra phụ lục (14 - 12 ) bảng tra thuỷ lực với m = 0,35 (Cửa vào tương đối thuận ) ta có n = 0,93

-hx : Cột nước đầu cống hx = 3,91 (m )

Ho =

g h

Ta có H = 4,61 (m ) < 1,4 d = 1,4  3,3 = 4,62 (m)

Vậy giả thiết cống làm việc ở chế độ chảy không áp là đúng

+ Xác định cao trình mực nước đầu cống

Zc = Zđầu cống + H (m)

Trong đó :

- Z c :Cao trình mực nước đầu cống

- Zđầu cống : Cao trình ngưỡng cống : Zđầu cống = 471,3 (m)

Trang 32

Từ kết quả ta vẽ được đường quan hệ Q~Ztl :

BIỂU ĐỒ QUAN HỆ Q - ZTL

475,13

475,72 476,16

Ứng dụng kết quả tính toán.

- Xác định được cao trình đắp đê quai thượng lưu:

Lập quan hệ giữa lưu lượng tháo qua tràn và mực nước thượng lưu tràn: (Q ~ Ztltr)

c Tính toán thuỷ lực qua tràn:

Cấp công trình chính là công trình cấp II, thi công trong 2 năm (2 mùa khô) nên theo QCVN 04-05 ( bảng 7 trang 20), ta có công trình tạm phục vu dẫn dòng có tần suất

thiết kế công trình dẫn dòng là P = 5% Vậy Q 10% = 1740 m 3 /s

Trang 33

- Hình thức dòng chảy qua tràn là chảy qua đập tràn đỉnh rộng, chảy tự do, có ngưỡng

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:

i Q

2

3

 (*) (coi lưu tốc tới gần Vo = 0)

- Hệ số lưu lượng m: theo bảng 14-3 bảng tra thuỷ lực ứng với hình thức cửa vàotương đối thuận m = 0,35

- Xác định hệ số co hẹp bên: Hệ số co hẹp bên xác định theo công thức

εtt = 1 – 0,2

b

H n

 ( 1)

(**)Trong đó:

*45,0

*)14(7,02,01)

1

b

H n

- Tính gần đúng: + ta giả thiết các giá trị εgt

+ Thay εgt vào công thức (*) tính được Ho + Có H0 thay vào công thức (**) tính được εtt + Kiểm tra lại nếu εtt ≈ εgt thì lấy H0, nếu εtt ≠ εgt thi giả thiết lại εgt tính lại H0

- Tính cao trình mực nước thượng lưu tràn:

ZTRTL = ZN.Tr+ Ho Với: ZN.Tr = +487,0 m

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

BẢNG TÍNH TOÁN THỦY LỰC TRÀN ỨNG VỚI Qi

Trang 34

- Xác định mực nước lũ trong hồ ZTLmax và lưu lượng xả qxả max của tràn khi xả lũ;

- Xác định cao trình đắp đập vượt lũ, các cao trình phòng lũ;

b Nội dung tính toán:

- Vì không có đủ tài liệu thuỷ văn nên ta tính toán điều tiết lũ theo phương phápKôtrêrin Lưu vực tính toán có diện tích tập trung nước nhỏ, lũ tập trung nhanh Coi lũ códạng tam giác

Trang 35

- Tiến hành tính toán với trận lũ có tần suất P = 5% và có lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất

là Qmax p=5% = 1740 m3/s

- Các thông số cơ bản của tràn xả lũ:

+ Chiều rộng tràn: Bt = 32,0 m

+ Cao trình ngưỡng tràn: Zngt = 487 m

- Quá trình lũ đến dạng tam giác, mực nước trước lũ bằng cao trình ngưỡng tràn: sơ

đồ tính toán như sau:

TT

o

Wmax qmax

Qmax Q

q

Q W

* 1740

=46980(103m3)T: là thời gian trận lũ = 15(giờ)

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

Qmax: là lưu lượng đỉnh lũ đến Qmax = 1740 (m3/s)

 Vậy giải hệ phương trình (1) ta được 2 giá trị cần tìm là qmax và Wm

34

Trang 36

- Tính thử dần ta sẽ được qmax và Wm : Trước hết giả thiết gt

- Thay H vào công thức tính lưu lượng xả qua tràn ta được:

(coi lưu tốc tới gần Vo = 0) vậy H = H0

q tt xa= 32

0 .m b 2 g H

Trong đó: ε = 0.847; m = 0.35; b 32m :là hệ số co hẹp bên, hệ số lưu lượng, và tổng bềrộng tràn nước

- Nếu qmgtax≈ q tt xa thì qgtmax là đúng

- Ta lập bảng tính điều thiết ứng với các qmaxgt như sau:

TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ

TT qgtmax

(m³/s)

Wm(10³m³)

W(10³m³)

Ztl(m)

H(m)

qtt(m³/s)

Định dạng
Số trang	72
Dung lượng	5,2 MB