Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 1 Ngành Công trình thủy lợi LỜI CẢM ƠN Sau 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với sự nỗ lực phấn đấu của bản thân và được sự dạy dỗ, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo trong[.]
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành: Công trình thủy lợi LỜI CẢM ƠN Sau 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với nỗ lực phấn đấu thân dạy dỗ, bảo tận tình thầy giáo mơn thủy cơng tồn thể thầy giáo trường dạy dỗ bảo em suốt năm học vừa qua, đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy giáo Ts Lê Xuân Khâm, em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Với đề tài: ’’ Thiết kế hồ chứa nước Suối Nức – Phương án 1’’ Thời gian làm đồ án tốt nghiệp khoảng thời gian có ích để em có điều kiện hệ thống lại kiến thức học giúp em biết cách áp dụng lí thuyết vào thực tế, làm quen với cơng việc kỹ sư thiết kế cơng trình thủy lợi Đây đồ án tốt nghiệp sử dụng tài liệu thực tế cơng trình thủy lợi vận dụng tổng hợp kiến thức học Dù thân cố gắng điều kiện thời gian hạn chế nên đồ án em chưa giải hết trường hợp xảy Mặt khác kinh nghiệm thân trình độ cịn hạn chế nên đồ không tránh khỏi thiếu sót Em kính mong bảo, hướng dẫn, giúp đỡ thầy cô giáo giúp cho đồ án em hồn chỉnh hơn, từ kiến thức chun mơn hồn thiện nâng cao Em xin chân thành cảm ơn thầy cô đặc biệt thầy giáo Ts Lê Xuân Khâm bảo, hướng dẫn tận tình, tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đồ án Hà Nội, ngày 17 tháng năm 2011 Sinh viên thực Nguyễn Thị Hoa Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành: Cơng trình thủy lợi MỤC LỤC PHẦN I THIẾT KẾ CƠ SỞ CHƯƠNG I ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.1.VỊ TRÍ ĐỊA LÍ, ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH, ĐỊA MẠO KHU VỰC XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH 1.2.ĐIỀU KIỆN KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN 1.3.ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT 10 1.4.VẬT LIỆU XÂY DỰNG .14 1.5.ĐỊA CHẤT THỦY VĂN .17 1.6.ĐỊA CHẤT KHOÁNG SẢN .17 CHƯƠNG II ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ 18 2.1.TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ 18 2.2.HIỆN TRẠNG THỦY LỢI VÀ ĐIỀU KIỆN CẦN THIẾT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH – TÌNH HÌNH QUY HOẠCH NGUỒN NƯỚC TRONG VÙNG 20 2.3.PHƯƠNG PHÁP PHÁT TRIỂN KINH TẾ 20 2.4.CÁC PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC VÀ NHIỆM VỤ CƠNG TRÌNH 21 2.5.CẤP CƠNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ 23 CHƯƠNG III TÍNH TỐN THỦY LỢI .24 3.1.TÍNH TỐN MỰC NƯỚC CHẾT CỦA HỒ (MNC) 24 3.2.XÁC ĐỊNH MNDBT VÀ DUNG TÍCH HỒ .26 CHƯƠNG IV TÍNH TỐN CHỌN PHƯƠNG ÁN 33 4.1.TRÀN XẢ LŨ 33 4.2.TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT LŨ .33 4.3.THIẾT KẾ SƠ BỘ ĐẬP DÂNG 40 4.4.THIẾT KẾ SƠ BỘ ĐƯỜNG TRÀN 45 4.5 THIẾT KẾ KÊNH DẪN NƯỚC RA LỊNG SƠNG CŨ 56 4.6.TÍNH KHỐI LƯỢNG VÀ GIÁ THÀNH CÁC PHƯƠNG ÁN 57 4.7.KIỂM TRA KHẢ NĂNG THÁO CỦA TRÀN 60 Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành: Công trình thủy lợi PHẦN II 63 THIẾT KẾ KĨ THUẬT 63 CHƯƠNG V THIẾT KẾ ĐẬP CHÍNH 63 5.1.KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐẬP 63 5.2.TÍNH THẤM QUA ĐẬP VÀ NỀN 66 5.3 TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH MÁI ĐẬP 76 5.4 CHỌN CẤU TẠO ĐẬP .81 CHƯƠNGVI THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ .83 6.1 VỊ TRÍ, HÌNH THỨC VÀ QUY MƠ CƠNG TRÌNH 83 6.2.TÍNH TỐN THỦY LỰC DỐC NƯỚC 84 6.3.TÍNH TỐN THỦY LỰC KÊNH THÁO HẠ LƯU 89 6.4.CHỌN CÁC BỘ PHẬN CẤU TẠO CỦA TRÀN 97 6.5.TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH TƯỜNG BÊN NGƯỠNG TRÀN 99 CHƯƠNG VII THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC .106 7.1 BỐ TRÍ CỐNG 106 7.2 THIẾT KẾ KÊNH HẠ LƯU CỐNG .107 7.3 TÍNH TỐN KHẨU DIỆN CỐNG .109 7.4 KIỂM TRA TRẠNG THÁI CHẢY VÀ TÍNH TỐN TIÊU NĂNG 114 7.5 CHỌN CẤU TẠO CỐNG 121 PHẦN III 124 CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT 124 CHƯƠNG VIII TÍNH TỐN KẾT CẤU CỐNG NGẦM 125 8.1 MỤC ĐÍCH VÀ TRƯỜNG HỢP TÍNH TỐN 125 8.2 TÀI LIỆU CƠ BẢN VÀ YÊU CẦU THIẾT KẾ 125 8.3 XÁC ĐỊNH CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN CỐNG 127 Ta chọn mặt cắt tính thấm cao trình +45,44 m 128 Tính tốn tương tự tính thấm cho đập mặt cắt sườn đồi ta kết tính tốn sau: .128 8.4 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CỐNG NGẦM .133 8.5.TÍNH TỐN CỐT THÉP 138 Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành: Cơng trình thủy lợi Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giúp đỡ em hoàn thành đồ án 149 TÀI LIỆU THAM KHẢO 149 PHỤ LỤC 150 PHẦN I THIẾT KẾ CƠ SỞ Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành: Cơng trình thủy lợi CHƯƠNG I ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.1.VỊ TRÍ ĐỊA LÍ, ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH, ĐỊA MẠO KHU VỰC XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH 1.1.1 Vị trí địa lý Dự án xây dựng Hệ thống thuỷ lợi Suối Nức nằm địa bàn xã Canh Hiệp huyện Vân Canh - tỉnh Bình Định Vùng dự án nằm hồn tồn phía Tây Bắc tuyến đường tỉnh lộ 638 đường sắt Thống Cơng trình đầu mối xây dựng Suối Nức vị trí có diện tích lưu vực khoảng 6,55 km 2, cách đường tỉnh lộ khoảng 2km, cách trung tâm huyện lỵ Vân Canh 3km có toạ độ địa lý: 130 18’30” vĩ độ Bắc 109059’00” kinh độ Đơng Lưu vực Suối Nức đến vị trí cơng trình có diện tích khoảng 6,55 km 2, giới hạn bởi: - Phía Bắc giáp lưu vực hồ Núi Một (An Nhơn) - Phía Tây Nam giáp lưu vực suối Một - Phía Tây bắc giáp lưu vực suối Khe Khu tưới dự án bao gồm diện tích canh tác xã Canh Hiệp, giới hạn bởi: - Phía Tây Bắc giáp đầu mối hồ chứa - Phía Bắc giáp với Suối Nức - Phía Đơng giáp với đường sắt Bắc Nam - Phía Tây Nam giáp với lưu vực khu tưới suối Một - Phía Nam giáp với khu dân cư thị trấn Vân Canh Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành: Cơng trình thủy lợi Tồn khu tưới có chiều dài từ Tây Bắc xuống Đông Nam khoảng 2km chiều rộng từ Đông Bắc xuống Tây Nam khoảng 0,6km (chỗ hẹp nhất) 2,5km (chỗ rộng - dọc theo đường sắt) Diện tích tồn khu tưới 190 1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo 1.1.2.1 Đặc điểm địa hình khu đầu mối Suối Nức bắt nguồn từ dãy núi cao phía Bắc nơi cao cao trình (+700.00 ÷ +800.00) chảy kẹp hai sườn núi theo hướng Bắc - Nam Vùng thượng lưu lịng hồ địa hình dốc, lòng suối nhỏ hẹp, hai bên rừng thưa, bụi diện tích rừng trồng công nghiệp nhân dân gieo trồng Dọc bờ phải suối có đường mịn nhỏ, sau bị ngập lịng hồ Đến vị trí đầu mối, suối chảy theo hướng Tây - Đơng, cao trình lịng suối khoảng (+40.00 ÷ +38.00), lịng suối thoải mở rộng dần, xuất nhiều đá tảng đá lăn hịn lớn Phía Nam đầu tuyến đập sườn đồi thoải có cao trình (+65.00 ÷ +50.00), địa hình trống trải, phần lớn rừng điều bạch đàn Tuyến cống hai phương án bố trí phía Nam, nơi có cao trình (+45.00 ÷ +50.00) Phía Bắc nơi cuối tuyến đập xuất đồi thấp (+49.00), địa hình rậm rạp Phía cao trình +50.00 địa hình thoải dốc dần chân núi cao phía Bắc Tuyến tràn bố trí phía theo hướng Tây - Đơng kết thúc suối Bãi vật liệu đất đắp nằm sát phía Tây Nam đập, khu ruộng mía, địa hình phẳng Nhận xét: - Địa hình khu đầu mối thích hợp cho việc xây dựng hồ chứa Trong lịng hồ phía thượng lưu khơng có cơng trình hạ tầng nào, ngồi đường mịn nêu, chủ yếu rừng thưa diện tích rừng trồng, mía, điều ruộng lúa dân, thuận lợi việc bố trí cơng trình đền bù giải phóng mặt - Tuyến đập có chiều dài ngắn với cơng trình có đỉnh đập thấp +50.00 Tuy nhiên đỉnh đập tăng lên từ +50.00 ÷ +55.00 hai vai đập nằm vùng địa hình thoải tuyến đập dài thêm đáng kể 1.1.2.2 Đặc điểm địa hình khu tưới Khu tưới nằm phạm vi nghiên cứu Hệ thống thuỷ lợi Suối Nức có địa hình tương đối phẳng, hướng dốc chủ yếu từ Tây Bắc (cao độ lớn Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành: Cơng trình thủy lợi +52.00 phía sau đập) xuống Đơng Nam (thấp +27.50 bờ tả Suối Nức phía Đơng Bắc) Nếu lấy trục đường giao thông qua trung tâm khu tưới (từ đường sắt vào đầu mối cơng trình) thấy khu tưới có dạng sống trâu: Phía Bắc đường có hướng dốc dần phía Đơng Bắc; phía Nam đường có hướng dốc dần phía Tây Nam Đây điều kiện thuận lợi để bố trí kênh tưới dọc theo trục đường Địa mạo khu vực bao gồm dạng địa mạo bào trụi vùng đồi phía Tây Bắc Tây Nam rừng thưa bụi lúp xúp, nằm khu có cao trình +48.00, chiếm khoảng 10% diện tích Dạng địa mạo thứ hai tích tụ dạng bồi tích vùng đồng trung tâm dọc theo bờ hữu Suối Nức, có cao trình thấp +48.00, phần lớn nhân dân trồng mía (phía trung tâm khu tưới), cơng nghiệp (điều, keo, bạch đàn phía Tây Nam) diện tích trồng lúa nước dọc theo bờ suối đường sắt Trong khu khơng có đất thổ cư xen kẹp, có thơn Hiệp Hà nằm riêng biệt phía Tây Nam, thuận lợi cho việc bố trí hệ thống kênh mương tưới, tiêu 1.1.3 Quan hệ F-Z,W-Z Bảng 1-1: Quan hệ F-Z,W-Z Z(m) 38 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa F(ha) 0,00 0,28 0,94 1,80 3,04 4,77 6,23 8,11 9,73 11,30 12,83 14,49 16,80 18,90 20,46 22,11 24,31 W(103m3) 0,00 1,44 7,21 20,89 45,04 84,70 140,28 212,44 302,70 409,04 530,37 667,92 825,25 1006,97 1206,31 1422,39 1657,26 Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 56 26,60 57 28,60 58 30,87 1.2.ĐIỀU KIỆN KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Ngành: Cơng trình thủy lợi 1915,92 2195,51 2496,13 1.2.1 Khí tượng Lưu vực nằm vùng duyên hải tỉnh miền Nam Trung bộ, vừa chịu ảnh hưởng luồng khơng khí tín phong tiêu biểu cho tồn lưu vực khu vực nội chí tuyến theo hướng Đơng Bắc phía xích đạo lại vừa chịu chi phối ưu khơng khí gió mùa khu vực Đơng Nam Á Trong mùa Đơng, gió mùa Đơng bắc lạnh từ miền Bắc lục địa Trung Hoa tràn xuống đợt gây thời tiết dễ chịu có mưa phía Bắc tỉnh Trong mùa hè, gió mùa mùa hạ từ biển tràn vào theo hướng: hướng từ vịnh Bengalet thổi tới qua dãy núi Campuchia hạ Lào; hướng từ phía Nam Đơng Nam thổi tới từ Thái Bình Dương biển Đơng, luồng khơng khí thịnh thành vào mùa hạ, đem lại cho khu vực khí hậu mát mẻ; cịn luồng khơng khí từ vịnh Bengalet thổi tới gây mưa nhiều sường núi phía Tây dãy Trường Sơn, lúc sang phía Đơng Trường Sơn khí hậu trở nên khơ nóng gay gắt, luồng khơng khí thường xuất vào mùa hạ Khi bắt đầu gió mùa mùa hạ thổi thời kỳ mùa mưa xuất , khu vực cản trở dãy Trường Sơn luồng khơng khí phía Tây thổi tới thời kì khơ nóng kéo dài đến mùa hạ, trái lại thời kỳ đầu mùa gió mùa Đơng Bắc liên quan với hoạt động bão xoáy thuận nhiệt đới, đồng thời tác dụng dãy Trường Sơn nên khu vực có mưa lớn, mùa mưa thường xuất từ tháng đến tháng 12 có năm đến tháng năm sau; cịn mùa khơ cạn từ tháng đến tháng 1.2.2 Thuỷ văn cơng trình Đặc trưng lưu vực: - Diện tích lưu vực :F = 6,55 km2 - Chiều dài suối : L = 4,2 km - Độ rộng bình quân lưu vực: Btb = 1,56 km - Chiều dài bình quân sườn dốc lưu vực : Ltb = 780 m - Độ dốc bình qn lịng suối: Js-tb = 0,094 Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành: Cơng trình thủy lợi - Độ dốc bình quân sườn dốc lưu vực : Jsd = 0,515 - Mật độ lưới sông lưu vực: D = 0,64 - Hệ số hình dạng lưu vực : Kd = 0.37 - Tỉ lệ rừng che phủ (rừng thưa): fr = 0,80 Dòng chảy năm: - XF = 2.177 mm - M0 = l/s/km2 - Q0 = 0,25 m3/s - W0 = 7.885.106 m3 - Độ sâu dịng bình qn: hR = 1.204 mm - Hệ số dòng chảy: α = 0,55 - Hệ số biến động dòng chảy: Cv= 0,54 - Hệ số thiên lệch: Cs= 2Cv Bảng 1-2: Bảng phân phối dòng chảy tháng năm Tháng I II III IV Yếu tố K% 6.81 4.16 - Q75% 0.123 0.075 - W75%(106) 0.329 0.181 - Dòng chảy lũ: V VI - 3.51 - 0.063 - 0.163 VII VIII IX - - X XI XII Năm 5.02 22.9736.8820.65100% 0.0900.4130.6640.372 0.150 0.2331.1071.7220.996 4.731 Lưu vực ảnh hưởng lũ lụt khu vực miền Trung Trung Bộ Mùa lũ bắt đầu cuối tháng IX kết thúc vào tháng XII, có năm cá biệt lũ xuất muộn tháng I năm sau, phần nhiều lũ xuất tháng XI Đặc trưng mưa gây lũ vụ: - Lương mưa ngày đêm lớn bình quân nhiều năm: Xnn = 224 mm - Hệ số biến động: CV = 0.35 - Hệ số thiên lệch: CS = Cv Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 10 Ngành: Cơng trình thủy lợi Bảng 1-3: Đường trình lũ P=1 % Ti (h) Qi (m3/s) 0,00 0,00 0,32 0,73 0,64 50,69 0,96 162,76 1,28 242,59 1,60 266,00 1,92 250,16 2,24 215,50 2,56 175,74 2,88 138,18 3,20 105,90 3,52 79,66 3,84 59,09 4,16 43,37 4,48 31,56 4,80 22,81 5,12 16,40 5,44 11,74 5,76 8,37 6,08 5,95 6,40 4,22 6,72 2,98 7,04 2,10 7,36 1,48 7,68 1,04 8,00 0,73 P=0,2% Ti (h) Qi (m3/s) 0,00 0,00 0,30 0,91 0,60 63,26 0,90 203,14 1,20 302,79 1,50 332,00 1,80 312,23 2,10 268,97 2,40 219,35 2,70 172,46 3,00 132,17 3,30 99,43 3,60 73,76 3,90 54,13 4,20 39,39 4,50 28,48 4,80 20,47 5,10 14,65 5,40 10,45 5,70 7,42 6,00 5,26 6,30 3,72 6,60 2,63 6,90 1,85 7,20 1,30 7,50 0,91 Dòng chảy phù sa: Ở dùng tài liệu bùn cát trung bình nhiều năm trạm Bình Tường (sơng Cơn): Lượng ngậm cát bình quân: ρ0 = 106 g/m3 1.3.ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT 1.3.1 Điều kiện địa chất vùng lòng hồ Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 76 Ngành: Cơng trình thủy lợi Vt = Qt ∆t - Vt max ứng với: Thượng lưu MNDBT, hạ lưu khơng có nước: Vt max = 672,2 10-6 31 24 3600 = 1800,46 (m3) - Lượng thấm nước cho phép tháng tính theo điều tiết hồ là: [V] = K VHồ = 0,01 1,284.106 = 12840 (m3) Nhận xét: Kết cho thấy lượng thấm nước thực tế nhỏ so với lượng thấm nước cho phép Như loại đập hình thức xử lý chống thấm thiết kế hợp lý 5.3 TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH MÁI ĐẬP 5.3.1 Mục đích tính tốn Đập đất loại cơng trình chắn nước có mặt cắt ngang dạng hình thang, mái dốc tương đối thoải, trọng lượng đập lớn, khó bị nước đẩy trượt theo phương ngang Sự ổn định trượt đập trượt mái mái trượt với phần Với đập đất mái dốc có hệ số mái lớn độ ổn định cao khối lượng vật liệu xây dựng đập lại lớn nên giá thành xây dựng đập cao Vì mục đích việc tính tốn ổn định sở tính tốn mà xác định mặt cắt ngang đập hợp lý nhất, nghĩa đập vừa đảm bảo điều kiện ổn định, giá thành xây dựng đập khơng cao 5.3.2 Trường hợp tính tốn 5.3.2.1 Đối với mái hạ lưu + Khi thượng lưu MNDBT, hạ lưu chiều sâu nước lớn xảy ra, thiết bị chống thấm thoát nước làm việc bình thường - Tổ hợp lực + Khi thượng lưu MNLTK, hạ lưu chiều sâu nước lớn xảy ra, thiết bị làm việc bình thường - Tổ hợp lực + Khi thượng lưu MNLKT, hạ lưu mực nước tương ứng - Tổ hợp lực đăc biệt + Khi thượng lưu MNLTK, viêc bình thường thiết bị thoát nước bị phá hoại - Tổ hợp lực đặc biệt 5.3.2.2 Đối với mái thượng lưu + Khi mực nước hồ rút nhanh từ MNDBT đến mực nước thấp xảy – Tổ hợp + Khi mực nước thượng lưu cao trình thấp ( khơng nhỏ 0,2H đập) - Tổ hợp Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 77 Ngành: Cơng trình thủy lợi + Khi mực nước hồ rút nhanh từ MNLTK đến mực nước thấp xảy - Tổ hợp đặc biệt Trong phạm vi đồ án kiểm tra cho mái hạ lưu, cho trường hợp bất lợi: Thượng lưu MNLTK, hạ lưu có nước, thiết bị làm việc bình thường ( tổ hợp ) kiểm tra cho cung có K với trường hợp thượng lưu MNLKT 5.3.3 Phương pháp số liệu tính tốn Tính tốn ổn định theo phương pháp cung trượt Giả thiết cung trượt tâm O bán kính R, để đảm bảo ổn định mái đập hệ số ổn định phải thoả mãn bất đẳng thức: K= ∑M ∑M C ≥[ K] T Trong đó: ∑MC: Tổng mơ men chống trượt tâm O ∑MT: Tổng mô men gây trượt tâm O [K] : Hệ số an toàn chống trượt cho phép, phụ thuộc cấp cơng trình Với cơng trình cấp III: [K] = 1,3: Tổ hợp lực [K] = 1,1: Tổ hợp lực đặc biệt 5.3.4 Tính tốn ổn định mái đập theo phương pháp cung trượt 5.3.4.1.Tìm vùng chứa tâm cung trượt nguy hiểm( Sử dụng hai phương pháp) Phương pháp Filenit: Tâm trượt nguy hiểm nằm lân cận đường MM 1, điểm M, M1 xác định (hình 5.5) Với: Hđ = 18,88 m ; 4,5.Hđ = 4,5 18,88 = 84,96 (m) ' α , β phụ thuộc độ dốc mái đập với m = m =2,625.Tra bảng 6-5 (trang 146) giáo trình Thuỷ Cơng T1 ta có α = 350, β = 250 Phương pháp Fandeep: Tâm cung trượt nguy hiểm nằm lân cận hình thang cong bcde ( Hình vẽ 5.5 ) Trong đó: - Tia ad theo phương thẳng đứng - R, r phụ thuộc hệ số mái chiều cao đập Với m = 2,625 Tra bảng (6-6) Tia ac theo phương tạo với mặt nghiêng trung bình mái đập góc 850 (Trang 147) G.T Thuỷ công tập I ta R R = 2,094⇒ R = Hđ = 39,54 (m) Hd Hd Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 78 Ngành: Cơng trình thủy lợi r r = 0,906⇒ r = Hđ = 17,11 (m) Hd Hd - Tâm đường trịn bán kính R r điểm mái đập F d c E Kminmin f b r 56.88 35° 56.01 R M Hd 25 ° Hd 85° O2 38 4.5 Hd M1 Hình 5-5: Xác định vùng tâm trượt nguy hiểm Kết hợp phương pháp, xác định phạm vi có khả chứa tâm cung trượt nguy hiểm đoạn EF Trên EF giả định tâm O 1, O2, O3, vạch cung trượt qua B1 đầu lăng trụ nước, tiến hành tính hệ số an toàn ổn định K 1, K2, K3, cho cung trượt tương ứng Vẽ biểu đồ quan hệ K i vị trí tâm Oi xác định Kmin tương ứng với tâm O đường MM Từ vị trí tâm O ứng với Kmin đó, kẻ đường NN1 vng góc với MM1, sau lấy tâm Oi khác vạch cung trượt qua B đỉnh đống đá tiêu nước Vẽ biểu đồ K với tâm xác định Kmin Với điểm Bi khác hạ lưu đập làm tương tự, từ tìm Kmin khác Vẽ biểu đồ quan hệ K tìm Kminmin cho mái đập Trong đồ án thời gian có hạn nên tính tốn cho điểm B đỉnh lăng trụ tiêu nước Khi tính Kmin so sánh với [K] 5.3.4.2 Xác định hệ số an tồn K cho cung trượt Có nhiều cơng thức để xác định hệ số an tồn K cho cung trượt Ở ta dùng công thức N.M.Ghécxêvanốp với giả thiết xem khối trượt vật thể rắn, áp lực thấm chuyển thành áp lực thuỷ tĩnh tác dụng lên mặt trượt hướng vào tâm (như hình vẽ) Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 79 Ngành: Cơng trình thủy lợi Chia khối trượt thành dải có chiều rộng b, b = R/m (R – Bán kính cung trượt) Ta có cơng thức tính hệ số ổn định: K= ∑(N n − Wn )tgϕn + ∑ C n l n ∑ Tn Trong đó: + ϕn , Cn – Góc ma sát lực dính đơn vị dải thứ n + ln – Chiều dài đáy dải thứ n ln = b cos α n + Wn - áp lực thấm đáy dải thứ n Wn = γn*hn*ln h1 + hn – Chiều cao cột nước, từ đường bão hoà đến đáy dải h2 O Wn Nn Tn 56.01 Cn.Ln Gn 56.88 38 -1 -2 Hình 5-6: Sơ đồ tính ổn định mái đập theo Ghecxêvanôp - Nn , Tn – Thành phần pháp tuyến tiếp tuyến trọng lượng dải Gn Gn = b.(Σγi hi)n ; Nn = Gn cos αn ; Tn = Gn sin αn Với: - hi : Chiều cao phần dải tương ứng có dung trọng γi Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 80 Ngành: Cơng trình thủy lợi - γi: Đối với đất đường bão hoà lấy dung trọng tự nhiên, đất đường bão hoà lấy dung trọng bão hoà - Sin αn = n n ; Cos αn = − ÷ Chọn m=10 m m - αn: Là góc hợp phương thẳng đứng đường thẳng nối tâm đáy dải thứ n với tâm cung trượt Từ kết tính tốn cho năm cung trượt trường hợp thượng lưu MNLTK kiểm tra cho cung có K với trường hợp thượng lưu MNLKT ta có: Kmin = 1,41 Kết tính tốn thể phụ lục 5.3.4.3 Đánh giá tính hợp lý mái Mái đập đảm bảo an toàn trượt thoả mãn hai điều kiện sau: - Điều kiện ổn định trượt Kmin ≥ [K]cp - Điều kiện kinh tế Kmin ≤ 1,15.[K]cp Trong đó: [K]cp – Hệ số an toàn cho phép ổn định mái đập Theo “Tiêu Chuẩn thiết kế đập đất đầm nén – 14 TCN 157 – 2005”, với cơng trình cấp III ta có: [K]cp = 1,30 Vậy ta thấy 1,3 = [K]cp < Kmin min< 1,15.[K]cp = 1,495 Kết luận: Công trình đảm bảo ổn định, kích thước đập chọn hợp lý Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 81 Ngành: Cơng trình thủy lợi Bảng 5-5: Tính hệ số an tồn ổn định cho cung trượt tâm O3 R = m = TT Dải (1) -1 -2 -3 Tổng (T/m3) (T/m3) Tn Nn (T) (T) (7) (8) 27.21 20.41 48.32 49.30 53.16 70.88 49.12 85.09 40.83 93.55 30.51 97.01 19.39 95.00 9.83 97.83 0.00 87.54 -7.25 72.13 -10.63 52.08 -12.39 39.39 248.12 Kết K2 = 1.41 38.5 (m) γ1 = 2.17 10 γ2 = 2.28 h1 h2 Gn Sinαn Cosαn (m) (m) (T) (2) (3) (4) (5) (6) 2.84 34.02 0.8 0.60 7.23 69.03 0.7 0.71 9.28 88.61 0.6 0.80 10.29 98.25 0.5 0.87 10.69 102.07 0.4 0.92 9.39 1.2 101.69 0.3 0.95 7.99 2.06 96.95 0.2 0.98 7.66 2.51 98.32 0.1 0.99 6.51 2.53 87.54 1.00 5.25 2.23 72.50 -0.1 0.99 3.98 1.51 53.15 -0.2 0.98 2.72 0.38 41.29 -0.3 0.95 Cbh = 2.0 (T/m2) Cω = 2.4 (T/m2) Wn CnLn tgφn (Nn-Wn)tgφn (T) (T/m) (9) (10) (11) (12) 22.08 0.306 6.25 14.79 0.306 15.09 13.20 0.306 21.69 12.19 0.306 26.04 0.00 11.52 0.306 28.63 5.53 9.22 0.231 21.13 9.25 8.98 0.231 19.81 11.10 8.84 0.231 20.03 11.13 8.80 0.231 17.65 9.86 8.84 0.231 14.39 6.78 8.98 0.231 10.46 2.43 12.79 0.231 8.54 140.25 209.69 O3 +56.88 +38 -1 -2 -3 Hình 5-7: Sơ đồ tính tốn hệ số thấm K cho tâm O3 5.4 CHỌN CẤU TẠO ĐẬP 5.4.1 Đỉnh đập − Bề rộng đỉnh đập phải đảm bảo yêu cầu thi công quản lý Ta chọn B=5m Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 82 Ngành: Cơng trình thủy lợi − Đỉnh đập làm dốc hai phía với độ dốc i = 2% để thoát nước mưa Bề mặt đỉnh đập gia cố lớp gia cố dăm sỏi dày 20 cm Dưới lớp gia cố tầng đệm làm cát dày 15 cm 5.4.2 Thiết bị bảo vệ mái 5.4.2.1 Bảo vệ mái thượng lưu Mái dốc thượng lưu chịu tác dụng nhiều loại lực phức tạp : áp lực nước thượng lưu, sóng nhiệt độ, lực thấm thuỷ động nước hồ rút đột ngột Do ta phải gia cố cẩn thận để đề phòng phá hoại loại lực Tính tốn lớp gia cố mà bảo đảm ổn định tác dụng sóng đồng thời loại trừ nguy hiểm khác, hình thức bảo vệ mái thượng lưu chủ yếu phụ thuộc vào yếu sóng khả cung cấp vật liệu Phạm vi bảo vệ mái thượng lưu kể từ đỉnh đập xuống mực nước chết (MNC) khoảng Z = 2,5m (Theo 14TCN-157-2005) Do hs ik; ho< h1 < hk 0.21 0.70 0.21 0.00231 0.13 0.13 id > ik; ho< h1 < hk 0.32 1.12 0.33 0.00206 0.13 id > ik; ho< h1 < hk 0.40 1.47 0.45 0.00194 0.13 id > ik; ho< h1 < hk 0.49 1.80 0.57 0.00187 0.13 id > ik; ho< h1 < hk 0.56 2.11 0.69 0.00182 Ứng với cấp lưu lượng khác dịng chảy dốc có: hk (m) h1(m) id So sánh i > ik ; h0 < h < hk nên đường mặt nước đoạn không đổi đường nước đổ bII b Tính đường mặt nước đoạn dốc nước khơng đổi: Kết tính tốn phụ lục Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 87 Ngành: Cơng trình thủy lợi Bảng 6-5: Đường mực nước đoạn thu hẹp với Qxả = 50 (m3/s) hđ = 0,63 (m) ; hc = 0,26 (m) MC B h ω V V2/2g ∋ χ R C J 1-1 35 0.63 22.02 2.27 0.26 0.89 36.26 0.61 65.73 0.00197 Jtb 33 0.32 10.45 4.79 1.17 1.48 33.63 0.31 58.78 31 0.28 8.63 5.79 1.71 1.99 31.56 0.27 57.55 29 0.27 7.69 6.50 2.16 2.42 29.53 0.26 57.08 27 0.26 7.09 7.05 2.53 2.80 27.53 0.26 56.98 5.00 0.1008 0.50 5.00 0.0866 0.43 5.00 0.04986 15.00 0.05948 Bảng 6-6: Đường mực nước đoạn không đổi với Qxả = 50 (m3/s) Lớp: 48C4 0.59 10.00 Tải FULL (181 trang): https://bit.ly/3fQM1u2 Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa 0.1184 0.03701 0.05467 5-5 L 5.00 0.04343 4-4 ∆L 0.02133 0.02917 3-3 ∆∋ 0.01165 2-2 i-Jtb 0.0753 0.38 5.00 20.00 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 88 Ngành: Cơng trình thủy lợi hđ = 0,26 (m) ; hc = 0,21 (m); ho=0,21 m; hk=0,7 m MC 6-6 7-7 B 27 27 h V ω 0.26 7.09 7.05 0.25 6.75 7.41 V2/2g 2.53 2.80 ∋ 2.80 3.05 χ 27.53 27.50 R 0.26 0.25 C 56.98 56.52 J 0.05948 Jtb i-Jtb ∆∋ ∆L 0.06473 0.0653 0.25 3.82 0.06998 23.82 0.07504 8-8 27 0.24 6.48 7.72 3.03 3.27 27.48 0.24 56.14 27 0.23 6.21 8.05 3.30 3.53 27.46 0.23 55.75 27 0.22 5.94 8.42 3.61 3.83 27.44 0.22 55.35 27 0.21 5.67 8.82 3.96 4.17 27.42 0.21 54.93 27 0.21 5.64 8.86 4.00 4.21 27.42 0.21 54.88 27 0.21 5.63 8.87 Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa 4.01 4.22 27.42 0.21 54.87 0.26 5.92 0.0305 0.30 9.75 0.10684 43.64 0.0143 0.34 24.00 0.12465 67.64 0.0044 0.04 8.49 0.12663 76.13 0.12695 13-13 0.0438 33.89 0.12564 12-12 4.15 0.09222 0.11575 11-11 0.23 27.96 0.09953 10-10 0.0550 0.08010 0.08616 9-9 0.12727 Lớp: 48C4 L 20 0.0030 0.01 3.87 80.00 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 89 Ngành: Công trình thủy lợi 6.2.4.4 Kiểm tra điều kiện khơng xói cuối dốc Với mặt cắt cuối dốc ứng với cấp lưu lượng ta có kết sau: Bảng 6-7: Kết tổng hợp tính đường mặt nước dốc Q (m3/s) hcd (m) 50 0,21 100 0,33 150 0,45 203,8 0,57 258,82 0,69 Vmax (m/s) 8,87 11,17 12,4 13,25 13,83 Kiểm tra điều kiện khơng xói cuối dốc: Theo bảng trang 91 TCVN4118-85(hệ thống kênh tưới tiêu chuẩn thiết kế) với kênh làm bê tông M200 vận tốc khơng xói cho phép [Vk x ] =18,65 m/s Vậy với phương án vận tốc dốc nước đảm bảo yêu cầu chống xói 6.3.TÍNH TỐN THỦY LỰC KÊNH THÁO HẠ LƯU Kênh có tác dụng nối tiếp, đưa dịng chảy từ hố xói lịng suối tự nhiên Kênh hạ lưu có thơng số sau: i = 0,001; mặt cắt hình thang; m = 2; n = 0,0275; Bk = Bd Lập quan hệ lưu lượng Q cao trình mực nước kênh Ta giả thiết cấp lưu lượng Q: 50; 100; 150; 203,8; 258,82 (m3/s) Xác định độ sâu dòng chảy h kênh theo phương pháp lợi thuỷ lực Tính f ( Rln ) = 4m o i Q Tra bảng phụ lục 8-1 (Bảng tra thuỷ lực) →Rln Ta có b h ⇒ tra bảng phụ lục 8-3 Ta Rln Rln h → h = Rln Rln Tải FULL (181 trang): https://bit.ly/3fQM1u2 Dự phịng: fb.com/KhoTaiLieuAZ Tổng hợp kết tính toán cột nước kênh hạ lưu ứng với cấp lưu lượng: Bảng 6-8: Bảng tính độ sâu hạ lưu ứng với cấp lưu lượng Q(m /s) ho(m) 50 100 BK=32 150 1.19 1.79 2.27 203.80 258.82 2.72 3.12 6.3.1 Tính tốn tiêu mũi phun Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 90 Ngành: Cơng trình thủy lợi 6.3.1.1 Mục đích Để tránh trường hợp lượng nước xả qua tràn lớn, đổ hạ lưu gây xói lở, trơi chân cơng trình dẫn đến hư hỏng cơng trình Ta phải áp dụng biện pháp tiêu dịng chảy để đảm bảo cho hạ lưu cơng trình an tồn 6.3.1.2 Phương pháp tính Do địa chất tuyến tràn hạ lưu đá gốc nên công trình phương pháp tiêu thích hợp tiêu mũi phun Chọn phương pháp tính tốn mũi phun theo “ Quy trình tính tốn thuỷ lực cơng trình xả kiểu hở xói lịng dẫn đá dòng phun ” (14TCN 81- 90) 6.3.1.3 Trường hợp nội dung tính tốn a Tính tốn với cấp lưu lượng Q: 50; 100; 150; 203,8; 258,82 (m3/s) Mũi phun tiêu với độ dốc ngược có tác dụng phóng dịng nước lên cao, làm tiêu hao bớt lượng dịng chảy khơng khí trước đổ xuống hạ lưu Vì cần tìm góc α hợp lý, góc α thường chọn theo kinh nghiệm α = (10÷15)0 - Chọn độ dốc mũi phun: im = - 0,27 → α = 150 - Chọn chiều dài mũi phun: Lm = (m) - Lấy gần độ sâu dòng chảy mũi phun độ sâu cuối dốc: hH = hcd Tương ứng ta có VH = Vcd (m/s) - Kênh hạ lưu có thơng số sau: + Cao trình đáy: Zđ = 36 (m) + Mái dốc: m = + BK = 32m + Độ nhám lịng sơng: n = 0,0275 + Độ dốc lịng kênh: i = 0,001 - Cao trình mực nước hạ lưu (Zh) tương ứng với cấp lưu lượng - Chiều dài phóng xa luồng chảy khỏi mũi phun đến mực nước hạ lưu: Z L = Ka.Z H ϕ sin 2α 1 + + ( o −1) ZH ϕ sin α Trong đó: Ka: Hệ số xét đến ảnh hưởng hàm khí tách dịng phóng xa; FrH > 35 Ka = 0,8 ÷ 0,9; FrH < (30-35) Ka = Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 48C4 3818546 ... tự tháng xếp theo năm thủy lợi Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 30 Ngành: Cơng trình thủy lợi Cột 2: Tổng lượng nước đến tháng Cột 3: Tổng lượng nước dùng tháng... Nguyễn Thị Hoa Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Sinh viên: Nguyễn Thị Hoa Trang 16 Ngành: Cơng trình thủy lợi Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 17 Ngành: Công trình thủy lợi Bảng 1-7: Các tiêu... Hoa Lớp: 48C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 32 Ngành: Công trình thủy lợi Bảng 3-5:Bảng tính lại dung tích hiệu dụng hồ chứa có kể đến tổn thất hồ chứa ΔV Tổng lượng nước = WQ- Wq Tháng WQ Wq Wtt