ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐẠP VÀ HỒ CHỨA THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT

ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐẬP VÀ HỒ CHỨA THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT A TÀI LIỆU CHO TRƯỚC I Nhiệm vụ cơng trình: Hồ chứa nước H sơng S đảm nhận các nhiệm vụ sau: Cấp nước tưới cho 2650 ruộng đất canh tác Cấp nước sinh hoạt cho 5000 dân Kết hợp nuôi cá long hồ, tạo cảnh quan môi trường, sinh thái phục vụ du lịch II Các cơng trình chủ yếu khu đầu mối Một đập ngăn sơng Một đường tràn tháo lũ Một cống đặt đập để lấy nước III.Tóm tắt số tài liệu Địa hình: Cho bình đồ vùng tuyến đập Địa chất: Cho mặt cắt địa chất dọc tuyến đập, tiêu lý lớp bồi tích long sơng cho bảng Tầng đá gốc rắn chắc, mức độ nứt nẻ trung bình, lớp phong hóa dày 0,5 �1m Vật liệu xây dựng a, Đất: Xung quanh vị trí đập có các bãi vật liệu A (trữ lượng 800.000m3, cự ly 800m); B (trữ lượng 600.000m3, cự ly 600m); C (trữ lượng 1000.000m 3, cự ly 1km) Chất đất thuộc loại thịt pha cát, thấm nước tương đối mạnh, các tiêu bảng Điều kiện khai thác bình thường Đất sét khai thác vị trí cách đập 4km, trữ lượng đủ để làm thiết bị chống thấm b, Đá: khai thác vị trí cách cơng trình 8km, trữ lượng lớn, chất lượng đảm bảo đắp đập, lát mái Một số tiêu lý:  =320; n=0,35 (của đống đá);  k=2,5 T/m3 (của hon đá) c, Cát, sỏi: Khai thác các bãi dọc sông, cự ly xa 3km, trữ lượng đủ làm tầng lọc Cấp phối bảng Bảng 1- Chỉ tiêu lý đất vật liệu đắp đập Chỉ tiêu Loại HS rỗng n Độ ẩm W% Đất đắp đập (Chế bị) Sét (chế bị) cát Đất 0,35 0,42 0,40 0,39 20 22 18 24 Tự nhiên 23 17 30 26  (độ) Bão hoa 20 13 27 22 C (T/m2) Tự Bão hoa nhiên 3,0 5,0 1,0 2,4 3,0 0,7  K (m/s) k (T/m ) 1,62 1,58 1,60 1,59 10-5 4.10-9 10-4 10-6 Bảng –Cấp phối vật liệu đắp đật d (mm) Loại Đất thịt pha cát Cát Sỏi d10 0,005 0,05 0,50 d50 d60 0,05 0,35 3,00 0,08 0,40 5,00 Đặc trưng hồ chứa Các mực nước hồ mực nước hạ lưu: bảng Tràn tự động có mực nước đỉnh tràn: HTK = 3m HKT = 4,5m - Vận tốc gió tính toán ứng với mức bảo đảm P%: P% 20 30 50 V (m/s) 32 30 26 17 14 12 - Chiều dài truyền sóng ứng với MNDBT: D (bảng 3); ứng với MNLTK: D’= D + 0,3km - Đỉnh đập có đường giao thơng chạy qua Tài liệu thiết kế cống - Lưu lượng lấy nước ứng với MNDBT MNC (Qtk): Bảng - Mực nước khống chế đầu kênh tưới: Bảng - Tài liệu kênh chính: hệ số mái m = 1,5; độ nhám n = 0,025; độ dốc đáy: i = (3-5)x10-4 Bảng 3- Tài liệu thiết kế đập đất cống ngầm Đặc trưng hồ chứa Đề số Sơ đồ D (km) (1) (2) A (3) 2,0 MNC MNDBT (m) (m) (4) 11,0 (5) 42,0 Mực nước hạ lưu (m) Bình Max ứng thường với ứng với MNLKT MNLTK (6) (7) 9,5 11,7 Q cống (m3/s) Khi Khi MNC MNDBT QTK (8) 3,0 (9) 2,6 Mực nước đầu kệnh (10) 10,83 B NỘI DUNG THIẾT KẾ B.1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG I Nhiệm vụ cơng trình: Hồ chứa nước H sông S đảm nhận các nhiệm vụ sau: 1.Cấp nước tưới cho 2650 ruộng đất canh tác 2.Cấp nước sinh hoạt cho 5000 dân 3.Kết hợp nuôi cá long hồ, tạo cảnh quan môi trường, sinh thái phục vụ du lịch II Chọn tuyến đập: Theo quan sát bình đồ đầu A ta thấy hai bên bờ sơng có hai đồi cao 50m thích hợp cho việc bố trí tuyến đập để dâng nước phía thượng lưu làm hồ chứa nước ta lựa chọn tuyến đập đất có tim đập nối liền hai đỉnh đồi có chiều cao 130m này, có tuyến tim đập A-A theo bình đồ vùng tuyến đập cho trước III Chọn loại đập: Theo tài liệu cho ta thấy: Tầng bồi tích long sơng đất tương đối dày ổn định mặt cường độ Về vật liệu địa phương chủ yếu đất bãi vật liệu A (trữ lượng 800.000m3 cự ly 800m), B (trữ lượng 600.000m3, cự ly 600m); C (trữ lượng 1.000.000m3, cự ly 1km) Điều kiện khai thác dễ, thuận tiện cho việc thi cơng Vì ta định chọn loại đập đất đồng chất Do đất đắp đập thấm tương đối mạnh nên ta phải làm thiết bị chống thấm: Từ tài liệu cho ta thấy trữ lượng đất sét bãi vật liệu cách cơng trình khoảng 4km khá nhiều, chất lượng tốt Đủ làm vật liệu chống thấm Do ta chọn đất sét làm vật liệu chống thấm dạng tường nghiêng + chân thượng lưu Các loại vật liệu khác: Đá, cát, cuội sỏi ta dùng làm tầng lọc ngược bảo vệ mái sau làm xong đập đất Ưu điểm đập đất: - Đập đất thi công đơn giản, dễ dàng, nhanh chóng - Tận dụng vật liệu địa phương gần nơi thi cơng (Đất, đá có trữ lượng lớn) - Giá thành rẻ - Đập đất tương đối ổn định chống động đất tốt… Mặt cắt địa chất tuyến đập IV Cấp cơng trình tiêu thiết kế Cấp cơng trình: Xác định từ điều kiện: a, Theo chiều cao cơng trình loại (tra bảng P1-1, phụ lục 1): Sơ chọn cao trình đỉnh đập là: �đỉnh đập = MNLTK + d = MNDBT + HTK + d Chọn d = 2m (lấy khoảng d =1,5 �3m); HTK = 3m � �đỉnh đập = 42,0 + + = +47,0 m Quan sát bình đồ ta thấy: Cao trình đáy đập là: �đáy đập= +0 m (đã trừ 1m đất phong hóa phải bóc bỏ) � Chiều cao đập đất sơ chọn là: Hđ = �đỉnh đập - �đáy đập = 47 – = 47 m � Tra bảng 1- Phân cấp cơng trình Thủy lợi, QCVN 04-05/2012 với Hđ = 47m, loại B, đập vật liệu đất ta có cấp cơng trình cấp I b, Theo lực phục vụ cơng trình (tra bảng P1-2, phụ lục 1): - Cấp nước tưới cho 2650 ruộng đất canh tác - Cấp nước sinh hoạt cho 5000 dân - Kết hợp nuôi cá long hồ, tạo cảnh quan môi trường, sinh thái phục vụ du lịch � Hệ thống thủy nơng có diện tích tưới 2650 thuộc (2 �10x103 ha) nên � Cấp III � Vậy từ điều kiện ta xác định Cơng trình cấp I Các tiêu thiết kế: Từ cấp cơng trình Cấp I ta có được: - Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất, tra bảng – Tần suất lưu lượng, mực nước thiết kế kiểm tra cơng trình Thủy lợi (QCVN 04-05/2012), ta tần suất thiết kế: P = 0,5% - Hệ số tin cậy kn, tra phụ lục B – Tính toán hệ số an tồn chung cơng trình hạng mục cơng trình (QCVN 04-05/2012) ta kn = 1,2 - Tần suất gió lớn gió bình qn lớn tra bảng – Tần suất gió thiết kế (QCVN 04-05/2012) ứng với MNDB MNLTK P = 2% � V= 32 m/s; gió bình qn lớn P = 25% � V = 15,5 m/s - Độ vượt cao đỉnh đập đỉnh sóng: Tra bảng – Chiều cao an toàn đập (TCVN 8216-2009) ta có: ứng với MNDBT là: a = 1,2 m ứng với MNLTK là: a’= m ứng với MNLKT là: a”= 0,3 m B.2 CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐẬP ĐẤT I Đỉnh đập Cao trình đỉnh đập: Xác định từ mực nước: MNDBT MNLTK Z1 = MNDBT +  h + hsl + a (2-1) Z2 = MNLTK +  h’ + hsl’ + a’ (2-2) Z3 = MNLKT + a” (2-3) Trong đó:  h  h’ – độ dềnh gió ứng với gió tính toán lớn gió bình qn lớn nhất; hsl hsl’ – chiều cao song leo (có mức bảo đảm 1%) ứng với gió tính toán lớn gió bình qn lớn nhất; a, a’ a” – độ vượt cao an tồn Cao trình đỉnh đập chọn theo trị số lớn các kết tính theo (2-1); (2-2) (2-3) a, Xác định  h hsl: V 2D cos s (m) * Xác định  h: theo công thức  h = 2.10 gH -6 Trong đó: V – vận tốc gió tính toán lớn nhất: V = 32 (m/s); D – đà sóng ứng với MNDBT: D = 2000 (m); g – gia tốc trọng trường: g = 9,81 (m/s) H – chiều sâu nước trước đập: H = 42,0 – = 42,0 (m)  s - góc kẹp trục dọc hồ hướng gió:  s = 00 => cos s = �  h = 2.10-6 322.2000 = 0,01(m) = (cm) 9,81.42 * Xác định hsl: Theo TCVN 8421-2010 – Tải trọng lực tác dụng lên cơng trình sóng tàu, chiều cao sóng leo có mức bảo đảm 1% xác định sau: hsl = K1.K2.K3.K4.K  hs1% Trong đó: hs1% - chiều cao sóng với mức bảo đảm 1%; K1; K2; K3; K4;K  - Các hệ số Theo TCVN 8421-2010, hs1% xác định sau: - Giả thiết trường hợp xét sóng nước sâu:  (H > 0,5  ) - Tính các đại lượng khơng thứ ngun gt gD , , t- thời gian gió thổi liên tục (sec) V V2 Trong trường hợp khơng có tài liệu ta lấy t = = 6.60.60 = 21600(s) gt 9,81.6.3600   6621, 75 V 32 gD 9,81.2000   19,16 V2 322 Tra đồ thị hình P2-1, đồ thị xác định các yếu tố sóng (Đồ án môn học Thủy công) ứng với đường ta xác định cặp giá trị: �gh  0, 071 � gt �V (1)  6621, 75 � � V �g  3, 78 � �V �gh  0, 0082 � gD �V (2)  19, � � V �g  0,96 � �V Từ (1) (2) ta chọn cặp có giá trị nhỏ cặp (2): Ta có: h  0, 0082   0,96 V 0, 0082.322   0,856( m) g 9,81 V 0,96.32   3,13 (s) g 9,81 g 9,81.3,132    15,3(m) 2. 2.3,14 Kiểm tra lại sóng nước sâu: H > 0,5  H = 42(m) > 0,5  = 0,5.15,3 = 7,65(m) � Giả thiết sóng nước sâu đúng - Tính hs1% = K1% hS Trong K1% tra đồ thị hình P2-2 ứng với đại lượng gD  19,16 i% = 1% V2 � K1%  2, 09 � hsl% = 2,09.0,856= 1,79 (m) - Hệ số K1, K2 phụ thuộc vào đặc trưng lớp gia cố mái độ nhám tương đối mái, chọn lớp vật liệu gia cố mái bê tông Tra bảng – Độ nhám tương đối (TCVN 8421-2010) ta có: K1 = 1; K2 = 0,9 - Hệ số K3 tra bảng 7- Giá trị K theo vận tốc (TCVN 8421-2010) Sơ chọn hệ số mái thượng lưu: m1 = 0,05 Hđ + 2,0 = 0,05.47 + 2,0 = 4,35 (m) Sơ chọn hệ số mái hạ lưu: m2 = 0,05 Hđ + 1,5 = 0,05.47 + 1,5 = 3,85 (m) Với m = 4,35 Vgió = 32m/s > 20m/s  K3 = 1,5 - Hệ số K4 tra đồ thị hình P2-3 (Đồ án mơn học thủy cơng)  Ta có: hsl1%  15,3  8,55 sơ chọn mái m = 4,35 � K  0,98 1, 79 - Hệ số K  phụ thuộc vào góc  s , với  s = tra bảng – Giá trị hệ số K  theo góc (TCVN 8421-2010) � K  =1 � Vậy chiều cao sóng leo với mức đảm bảo 1% là: hsl1% = K1.K2.K3.K4.K  hs1% = 1.0,9.1,5.0,98.1.1,79 = 2,37(m) Vậy cao trình đỉnh đập xác định từ MNDBT là: Z1 = MNDBT + h + hsl + a = 42 + 0,01 + 2,37 + 1,2 = 45,58(m) b) Cao trình đỉnh đập ứng với MNLTK: Xác định h ’, hsl’ ứng với gió bình quân lớn V’=15,5 m/s: + Xác định h ’ theo công thức: h '  2.106 V ' D ' cos   ' g H ' Trong đó: V’: Là vận tốc gió bình qn lớn (V’ =15,5m/s) D’: Đà sóng ứng với MNLTK (D’ = 2,0 + 0,3 = 2,3 km = 2300m) g: Gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s2 H’ : Chiều sâu nước trước đập H’ = MNLTK - Z daydap = 42 + - = 45(m)   ' : Góc kẹp trục dọc hồ với hướng gió = 00 15,52.2300 h '  2.10  0, 0025( m) 9,81.45 6 + Xác định hsl’: Chiều cao sóng leo có mức bảo đảm 1% xác định sau: h’sl(1%) = K’1 K’2 K’3 K’4 K’  h’s1% Trong đó; h’s1% - Chiều cao sóng với mức bảo đảm 1% K’1 , K’2, K’3, K’4 K’  - Các hệ số - Xác định h’s1%: - Giả thiết trường hợp xét sóng nước sâu H’ > 0,5 ' - Tính các đại lượng khơng thứ ngun: gt 9,81.6.3600   13670 V' 15,5 (1) gD ' 9,81.2300   93,91 V '2 15,52 (2) Tra đồ thị hình P2-1, đồ thị xác định các yếu tố sóng (Đồ án mơn học Thủy cơng) ứng với đường ta xác định cặp giá trị: �gh '  0, 088 � gt �V '2  13670 � � (1)  V' �g '  4, � �V ' �gh '  0, 0168 � gD ' �V '2 (2)  '2  93,91 � � V �g '  1,52 � �V ' Ta lấy trị số nhỏ (1) (2), ta trị số cặp (2) h '  0, 0168  '  1,52 V 0, 0168.15,52   0, 41( m) g 9,81 V 1,52.15,5   2, (s) g 9,81 g 9,81.2, 42 '   9( m) 2. 2.3,14 Kiểm tra lại điều kiện sóng nước sâu: H’ > 0,5 ' H’ = 45 > 0,5.9 = 4,5 (m) � Đúng giả thiết - Tính h’s1% = K1% h'S Trong đó: Trong K1% tra đồ thị hình P2-2 ứng với đại lượng g D '  93,91 V '2 � K1%  2, 09 � h’s1% = 2,09.0,41 = 0,9 (m) - Hệ số K’1, K’2 tra bảng P2-3, phụ thuộc vào đặc trưng lớp gia cố mái độ nhám tương đối mái Tra bảng - Độ nhám tương đối (TCVN 8421-2010) chọn gia cố mái bê tông với  = 0,02: �  0, 02   0, 022  K’1 = 0,9 ; K’2 = 0,8 h 's1% 0,9 - Hệ số K’3 tra bảng – Giá trị hệ số mái K theo vận tốc (TCVN 8421-2010) Chọn sơ hệ số mái: mt = 4,35 vận tốc gió Vgió = 15,5 m/s > 10 m/s  K’3 = 1,3 - Hệ số K’4 tra đồ thị hình P2-3, phụ thuộc vào hệ số mái mt = 4,35 trị số Ta có: ' h'SL1% '   10 � K '4  1, h 'sl1% 0,9 - Hệ số K’  phụ thuộc vào góc  's , với  's = tra bảng – Giá trị hệ số K  theo góc (TCVN 8421-2010) � K’  =1 h’sl1% = K’1.K’2.K’3.K’4 K’  h’s1% = 0,9.0,8.1,3.1,0.1.0,9 = 0,84 (m) Vậy cao trình đỉnh đập xác định từ MNLTK là: Z2 = MNLTK + h ’ + h’sl + a’ = 45 + 0,0025 + 0,84 + = 46,84 (m) c) Cao trình đỉnh đập ứng với MNLKT: Z3 = MNDBT + HKT + a’’ = 42 + 4,5 + 0,3 = 46,8 (m) Chọn cao trình đỉnh đập: Zđ = max(Z1, Z2, Z3) = max(45,58; 46,84; 46,8) = 46,84 (m) Kiểm tra: Hđ = Zdinhdap - Zđ = 46,84 – = 46,84 (m) Tra QCVN 04-05/2012/BNNPTNT � Cấp công trình cấp I Vậy kích thước sơ tính hợp lí Bề rộng đỉnh đập B: Theo TCVN 8216 – 2009 Mục 6.2.1:Chiều rộng đỉnh đập cần xác định phụ thuộc vào điều kiện thi cơng khai thác, có xét đến cấp cơng trình, không nên nhỏ 5,0 (m), đồng thời cần xét đến trường hợp khơng có u cầu khác, chiều rộng đỉnh đập nên từ (m) đến 10 (m) đập cấp III trở xuống, từ 10 (m) trở lên đập cấp I, II Vậy cơng trình cơng trình cấp I chọn B = 10 (m) (Chưa bao gồm tường nghiêng) II Mái đập đập Mái đập: Sơ định hệ số mái sau: + Mái thượng lưu: m1 = 0,05Hđ + 2,0 = 0,05.46,84 + =4,342 + Mái hạ lưu : m2 = 0,05Hđ + 1,5 = 0,05.46,84 + 1,5 = 3,842 Chọn: m1 = 4,5 m2 = 4,0 Cơ đập: Yêu cầu thi công, kiểm tra sửa chữa đập, đập cao 10 (m) nên bố trí các đập mái hạ lưu, để sử dụng làm đường dẫn nước mưa, làm đường công tác lại, kiếm tra, quản lí Cơ đập có tác dụng làm tăng thêm ổn định cho mái, tập trung thoát nước mưa đồng thời bảo đảm thuận lợi cho quá trình thi cơng, phục vụ tốt cho quá trình quản lí, vận hành phong chống lũ sau - Đập cao 46,84 (m) > 10 (m) nên bố trí mái hạ lưu - Khoảng cách theo chiều cao chọn từ 10-20 (m) Bố trí cao trình 30 (m) - Bề rộng chọn theo yêu cầu giao thông lấy không nhỏ 2m Chọn Bcơ = 3m III Thiết bị chống thấm Theo tài liệu cho thấy, đất đắp đập đất có hệ số thấm khá lớn nên cần có thiết bị chống thấm cho thân đập cho Theo tài liệu mặt cắt địa chất tuyến đập ta có chiều dày tầng thấm T = (m) < (m) Do chiều dày tầng thấm tương đối mỏng nên ta chọn thiết bị chống thấm kiểu tường nghiêng chân Chọn sơ kích thước ban đầu: a) Chiều dày tường nghiêng: - Trên đỉnh: 1 �3 m Chọn 1  3(m) - Dưới đáy:  � H đ Trong đó: H đ - Là chiều cao đập ۳ 2 46,84  9, 4( m) � Chọn  = 9,4 (m) � Chiều dày trung bình tường nghiêng là:    9,  6, (m) b) Cao trình đỉnh tường nghiêng: Chọn khơng thấp MNLTK thượng lưu xác định theo cấp cơng trình Chọn cao trình đỉnh tường nghiêng  cao trình đỉnh đập đất c) Chiều dày chân răng: Chọn đáy tường nghiêng Ngoài đảm bảo điều kiện nối tiếp đặn tường nghiêng với chân 10 TT dải b Ln ho h1 h2 h3 h4 Wn Gn Nn Tn hn Cn Cn.ln  tg  (Nn-Wn) tg  (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) 13.77 17.21 3.81 0.00 0.00 0.00 0.00 101.99 81.59 61.19 51.64 23 0.42 34.63 13.77 15.90 9.46 0.00 0.00 0.00 0.00 253.23 219.31 126.62 47.70 23 0.42 93.09 13.77 15.02 12.97 0.00 0.00 0.00 0.00 347.19 318.21 138.88 45.07 23 0.42 135.07 13.77 14.43 14.68 0.00 0.00 0.00 0.00 392.97 374.87 117.89 43.30 23 0.42 159.12 13.77 14.05 15.55 0.00 0.00 0.00 0.00 416.26 407.85 83.25 42.16 23 0.42 173.12 13.77 13.84 14.01 0.18 0.00 0.00 0.00 379.91 378.01 37.99 2.4 33.21 20 0.36 136.68 13.77 13.77 10.92 0.53 0.00 0.00 0.00 306.69 306.69 2.4 33.05 20 0.36 108.97 -1 13.77 13.84 7.55 0.00 0.00 0.00 0.00 202.11 201.09 -20.21 41.52 23 0.42 85.36 -2 12.05 12.30 2.77 0.00 0.00 0.00 0.00 64.89 36.90 23 0.42 26.99 Tổng 130.37 0.00 63.58 -12.98 532.63 374.55 953.03 K1=2,49 27 2.2 Bảng tính cung trượt tâm O2: (R = 126,45 m) � b=12,65 m 28 TT dải b Ln ho h1 h2 h3 h4 Wn Gn Nn Tn (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) 11.36 15.91 4.24 0 0 93.64 66.87 65.54 12.65 15.81 11.55 0 0 284.03 227.23 170.42 12.65 14.61 16.74 0 0 411.66 12.65 13.80 19.96 0 0 12.65 13.26 21.49 0 0 12.65 12.91 18.97 2.94 0 12.65 12.71 16.52 4.53 0 12.65 12.65 13.66 4.9 -1 12.65 12.71 -2 12.65 -3 11.93 Tổng Cn.ln  tg  (Nn-Wn) tg  (15) (16) (17) (18) 47.72 23 0.42 28.38 47.44 23 0.42 96.45 356.51 205.83 43.82 23 0.42 151.33 490.85 449.87 196.34 41.41 23 0.42 190.96 528.47 504.13 158.54 39.78 23 0.42 213.99 38 539.77 528.86 107.95 2.4 30.99 20 0.36 178.67 0 58 519.14 516.54 51.91 2.4 30.51 20 0.36 167.04 0 62 458.03 458.03 0.00 2.4 30.36 20 0.36 144.15 10.82 3.97 0 50 365.02 363.19 -36.50 2.4 30.51 20 0.36 113.82 12.91 7.99 1.69 0 22 238.60 233.78 -47.72 2.4 30.99 20 0.36 77.15 12.51 3.51 0 0 81.40 77.65 37.52 23 0.42 32.96 149.79 -24.42 847.90 hn Cn (13) (14) 411.05 1394.9 K2 = 2,13 29 2.3 Bảng tính cung trượt tâm O3: (R = 116,43 m) � b = 11,64 m 30 TT dải b Ln ho h1 h2 h3 h4 Wn Gn Nn Tn hn Cn Cn.ln  tg  (Nn-Wn) tg  (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) 6.79 11.32 5.19 0 0 68.51 41.10 54.81 33.95 23 0.42 17.45 11.64 16.30 15.48 0 0 350.28 250.15 245.20 48.90 23 0.42 106.18 11.64 14.55 22.89 0 0 517.96 414.37 310.78 43.65 23 0.42 175.89 11.64 13.44 27.65 0 0 625.67 541.84 312.83 40.32 23 0.42 230.00 11.64 12.70 26.59 4.03 0 51 694.09 636.15 277.64 2.4 30.48 20 0.36 212.91 11.64 12.20 23.95 8.07 0 98 727.00 693.51 218.10 2.4 29.28 20 0.36 216.58 11.64 11.88 21.31 10.83 0 129 730.55 715.79 146.11 11 2.4 28.51 20 0.36 213.70 11.64 11.70 18.97 10.96 1.34 0 128 711.46 707.89 71.15 11 0.7 8.19 22 0.40 234.20 11.64 11.64 16.79 10.7 1.92 0 125 669.54 669.54 0.00 11 0.7 8.15 22 0.40 220.19 -1 11.64 11.70 14.16 10.48 1.34 0 123 591.61 588.65 -59.16 10 0.7 8.19 22 0.40 188.29 -2 11.64 11.88 11.54 9.71 0 115 483.79 474.01 -96.76 10 2.4 28.51 20 0.36 130.54 -3 11.64 12.20 8.93 6.4 0 78 348.83 332.76 -104.65 2.4 29.28 20 0.36 92.69 -4 11.64 12.70 6.32 1.78 0 23 183.83 168.48 -73.53 2.4 30.48 20 0.36 53.09 -5 4.99 5.76 1.99 0 0 19.30 -9.65 17.29 23 0.42 7.10 Tổng 169.97 16.72 1292.86 385.19 2098.8 K3 = 1,92 31 2.4 Bảng tính cung trượt tâm O4: (R = 106,60 m) � b = 10,66 m 32 TT dải b Ln ho h1 h2 h3 h4 Wn Gn Nn Tn (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) 7.10 11.83 3.86 0.00 0 0 53.28 31.97 42.62 35.50 23 0.42 13.57 10.66 14.93 11.56 0.00 0 0 239.56 171.08 167.69 44.78 23 0.42 72.62 10.66 13.33 18.05 0.00 0 0 374.05 299.24 224.43 39.98 23 0.42 127.02 10.66 12.31 22.42 0.00 0 0 464.61 402.36 232.31 36.93 23 0.42 170.79 10.66 11.63 23.78 1.30 0 15 520.09 476.67 208.04 2.4 27.91 20 0.36 167.99 10.66 11.17 21.36 5.03 0 56 548.28 523.02 164.48 2.4 26.82 20 0.36 169.91 10.66 10.88 18.95 7.60 0 83 552.30 541.14 110.46 2.4 26.11 20 0.36 166.86 10.66 10.71 17.29 8.91 0 95 545.41 542.68 54.54 2.4 25.71 20 0.36 162.77 10.66 10.66 14.88 9.18 0 98 501.14 501.14 0.00 2.4 25.58 20 0.36 146.78 -1 10.66 10.71 12.47 8.41 0 90 435.03 432.85 -43.50 2.4 25.71 20 0.36 124.75 -2 10.66 10.88 10.08 6.56 0 71 346.65 339.65 -69.33 2.4 26.11 20 0.36 97.64 -3 10.66 11.17 7.70 3.48 0 39 232.65 221.93 -69.79 2.4 26.82 20 0.36 66.62 -4 10.66 11.63 4.57 0 0 94.70 34.89 23 0.42 36.84 Tổng 151.85 86.80 -37.88 984.06 hn Cn (13) (14) Cn.ln (15) 402.86  tg  (16) (17) (Nn-Wn) tg  (18) 1524.2 K4 = 1,96 33 2.5 Bảng tính cung trượt tâm O5: (R = 119,39 m) � b = 11,94 m 34 TT dải b Ln ho h1 h2 h3 h4 Wn Gn Nn Tn (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) 6.13 10.22 4.61 0 0 54.94 32.96 43.95 30.65 23 0.42 13.99 11.94 16.72 15.63 0 0 362.76 259.06 253.93 50.15 23 0.42 109.97 11.94 14.92 24.37 0 0 565.61 452.49 339.37 44.77 23 0.42 192.07 11.94 13.79 29.27 0 0 679.34 588.33 339.67 41.36 23 0.42 249.73 11.94 13.03 27.45 4.78 0 62 749.52 686.95 299.81 2.4 31.26 20 0.36 227.37 11.94 12.52 24.73 8.99 0 113 785.41 749.24 235.62 2.4 30.04 20 0.36 231.75 11.94 12.19 22.01 11.38 0.5 0 139 790.31 774.35 158.06 11 0.7 8.53 22 0.40 256.83 11.94 12.00 19.31 11.04 2.32 0 132 762.68 758.85 76.27 11 0.7 8.40 22 0.40 253.07 11.94 11.94 17.36 10.74 2.92 0 128 724.54 724.54 0.00 11 0.7 8.36 22 0.40 240.93 -1 11.94 12.00 14.66 10.45 2.32 0 125 640.88 637.66 -64.09 10 0.7 8.40 22 0.40 206.97 -2 11.94 12.19 11.97 10.16 0.48 0 124 528.13 517.45 -105.63 10 0.7 8.53 22 0.40 159.05 -3 11.94 12.52 9.30 7.30 0 91 387.54 369.69 -116.26 2.4 30.04 20 0.36 101.30 -4 11.94 13.03 6.63 2.54 0 33 213.62 195.78 -85.45 2.4 31.26 20 0.36 59.22 -5 6.18 7.14 2.50 0 0 30.03 -15.02 21.41 23 0.42 11.04 Tổng 174.17 26.01 1360.24 hn Cn (13) (14) Cn.ln (15) 353.16  tg  (16) (17) (Nn-Wn) tg  (18) 2313.3 K5 = 1,96 35 2.6 Bảng tính cung trượt tâm O6: (R = 116,43 m) � b = 11,64 m 36 TT dải b Ln ho h1 h2 h3 h4 Wn Gn Nn Tn hn Cn Cn.ln (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) 6.79 11.32 5.19 0 0 68.51 41.10 54.81 33.95 23 0.42 17.45 11.6 16.30 15.48 0 0 350.28 250.15 245.20 48.90 23 0.42 106.18 11.6 14.55 22.89 0 0 517.96 414.37 310.78 43.65 23 0.42 175.89 11.6 13.44 27.25 0.39 0 625.56 541.75 312.78 2.4 32.26 20 0.36 195.27 11.6 12.70 24.57 5.99 0 76 693.33 635.45 277.33 2.4 30.48 20 0.36 203.59 11.6 12.20 21.92 10.09 0 123 727.38 693.88 218.21 10 2.4 29.28 20 0.36 207.74 11.6 11.88 19.26 12.84 0 153 730.25 715.50 146.05 13 2.4 28.51 20 0.36 204.90 11.6 11.70 16.89 13.05 1.34 0 153 712.32 708.75 71.23 13 0.7 8.19 22 0.40 224.67 11.6 11.64 14.69 12.86 1.92 0 150 671.55 671.55 0.00 13 0.7 8.15 22 0.40 210.84 -1 11.6 11.70 12.03 12.61 1.32 0 148 591.80 588.83 -59.18 13 0.7 8.19 22 0.40 178.30 -2 11.6 11.88 9.37 11.86 0 141 483.99 474.21 -96.80 12 2.4 28.51 20 0.36 121.31 -3 11.6 12.20 6.72 8.6 0 105 349.27 333.18 -104.78 2.4 29.28 20 0.36 83.07 -4 11.6 12.70 4.05 4.05 0 51 184.51 169.11 -73.81 2.4 30.48 20 0.36 42.83 -5 4.99 5.76 1.99 0 0 19.30 -9.65 17.29 23 0.42 7.10 Tổng 169.97 16.72 1292.17 377.12  tg  (16) (17) (Nn-Wn) tg  (18) 1979.2 K6 = 1,82 37 Tổng hợp kết tính ổn định đập đất cho cung trượt, ứng với trường hợp đập đất thi cơng xong làm việc bình thường sau: (Tải trọng bản) STT Hệ số Kmin O1 2,49 O2 2,13 Tâm trượt O3 1,92 O4 1,96 O5 1,96 Trong trường hợp ổn định cho cung nguy hiểm ứng với MNLKT tâm O6 là: K = 1,82 (Tải trọng đặc biệt) Đánh giá tính hợp lý mái Kmin = K3 = 1,92 - Mái dập đảm bảo an toàn trượt thỏa mãn điều kiện: Kmin �[K] Trong [K] phụ thuộc cấp cơng trình tổ hợp tải trọng; Tra bảng – Hệ số an toàn ổn định nhỏ mái đập (QCVN 8216 – 2009) với cơng trình cấp I tổ hợp tải trọng ta được: Đối với tải trọng tác dụng bản: [K] = 1,5 Kmin = 1,92 > [K] = 1,5 (thỏa mãn) Đối với tải trọng tác dụng đặc biệt: [K] = 1,2 K6 = 1,82 > [K] = 1,2 (thỏa mãn) - Để đảm bảo kinh tế, cần khống chế : [K] �Kmin �1,15[K] So sánh kết tính toán cung trượt cho ta thấy K 1; K2; K3; K4; K5 lớn 1.15[K] = 1,15.1,5 = 1,725 � Chưa thỏa mãn điều kiện � Phải giảm hệ số mái hạ lưu xuống, giảm khối lượng thi công giúp tiết kiệm chi phí: m2=3,5 B.5 CẤU TẠO CHI TIẾT I Đỉnh đập Vì đỉnh đập khơng làm đường giao thông nên cần phủ lớp dăm sỏi dày 20 (cm) để bảo vệ, mặt đỉnh đập làm dốc hai phía với độ dốc i = 3% để thoát nước mưa II Bảo vệ mái đập Mái thượng lưu Hình thức bảo vệ mái thượng lưu chủ yếu phụ thuộc vào các yếu tố sóng khả cung cấp vật liệu Khi tính toán lớp bảo vệ mái cần dựa vào chiều cao sóng lớn (theo tần suất gió mức đảm bảo sóng lớn quy định quy phạm) Ta có hs1% = 1,79 (m) > 1,25 (m), dùng đá đổ hay đá lát khan kích thước trọng lượng hon đá phải lớn (G > 80kg), điều gây khó khăn cho việc chọn vật liệu(khơng tận dụng hết đá khai thác ra) khó khăn cho thi cơng Do ta chọn hình thức bảo vệ mái thượng lưu đá xây, bê tông hay bê tông cốt thép Chiều dày xác định theo điều kiện ổn định chống đẩy lật Sơ chọn chiều dày theo công thức Anđrâytruc: 38 � �B � � K  n hs � hb   � �� ( đ   n ).cos  � �Ls �� � � Trong đó: B : Bề rộng tấm;  : Góc nghiêng mái với mặt nằm ngang; cotg  = 4,5 => cos  = 0,976 K : Hệ số, đặt tầng lớp lọc liên tục hạt lớn lấy K = 0,23; n , đ : Dung trọng nước hon đá (1T/m3 2,5T/m3); hs : Chiều cao sóng; Ls : Chiều dài sóng; Ls =  = 15,3 (m) 0, 23.1.1,79 � � �� hb  1 � �� 0, 28 (m) (2,5  1).0,976 � � �15,3 �� Chọn bê tơng M200 kích thước 250x250x30cm Dưới lớp gia cố bảo vệ mái cần bố trí tầng đệm có tác dụng nối tiếp lớp gia cố với thân đập có tác dụng tầng lọc ngược để phong chống xói trơi đất sóng nước hồ hạ thấp đột ngột Ta chọn làm tầng đệm gồm lớp: lớp cuội sỏi dày 15 (cm) lớp cát dày 15 (cm) Khi dùng bê tông, bê tông cốt thép, bê tông nhựa đường đổ chỗ đá xây vữa để bảo vệ mái cần bố trí lỗ thoát nước để giảm áp lực nước bên mực nước hồ rút nhanh các nguyên nhân khác Với lớp gia cố bê tông, bê tông nhựa đường bảo vệ kết hợp nhiệm vụ chống thấm cho thân đập khơng bố trí lỗ thoát nước 39 Mái hạ lưu: Mái hạ lưu cần bảo vệ chống xói nước mưa gây Ta dùng hình thức trồng cỏ Trên mái hạ lưu ta đào các rãnh nhỏ nghiêng với trục đập 45 Trong rãnh bỏ đá dăm để tập trung nước mưa vào mương ngang bố trí đập, mương ngang có độ dốc bên bờ để nối với mương dọc dẫn nước hạ lưu III Nối tiếp đập với bờ Nối tiếp đập với Ta bóc lớp dày 0,5 (m) mặt lớp phong hóa thấm nước mạnh Do đất đắp đập đất khác nên ta làm các chân cắm sâu vào đất tạo ổn định cho cơng trình, đồng thời dùng chân đất sét cắm sâu vào đá tốt để giảm thấm Nối tiếp đập với bờ 40 - Tại chỗ nối tiếp với bờ, thiết bị chống thấm phải nằm cắm sâu vào đá tốt đá phong hóa, tầng khơng thấm nằm sâu bờ phải cắm thiết bị chống thấm vào khoảng định - Mặt nối tiếp thân đập với bờ không đánh cấp, không làm quá dốc, không cho phép làm dốc ngược B.6 KẾT LUẬN Tóm tắt nội dung làm: Xác định chiều cao đập: Hđ = 46,84 m; bề rộng đỉnh đập B = 10 m; MNDBT = 42 m Hệ số mái: - Thượng lưu: m1 = 4,5 - Hạ lưu : m2 = 3,5 Chống thấm thượng lưu dạng: Tường nghiền + chân (tầng thấm dày m) Bố trí thiết bị thoát nước phía hạ lưu dạng lăng trụ: - Chiều cao: Hthoát nước = 13,2 m - Xung quanh thiết bị thoát nước bố trí tầng lọc ngược Bố trí đập mái hạ lưu: - Cao trình cách đáy đập: Hcơ = 30 m - Chiều rộng đập: Bcơ = m Bảo vệ mái thượng lưu: sử dụng các bê tông dày 28 cm Bảo vệ mái hạ lưu trồng cỏ Thoát nước phía hạ lưu (sườn đồi) dạng áp mái, cao điểm đường bão hoa 1m Bóc lớp đất phong hóa dày m 10 Nối tiếp với làm chân cắm sâu vào Em xin chân thành cảm ơn thầy TS.Lê Thanh Hùng tận tình hướng dẫn Em hướng dẫn Em để Em có thể hồn thành tốt đồ án ! Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hoàng Dũng – 57LTC 41