Một hồ chứa nước được xây dựng trên sông với mục đích tưới là chính và đảm nhận các nhiệm vụ sau 1 cấp nước tưới cho 5000 ha đất canh tác 2 cấp nước sinh hoạt cho 7000 dân

Mục Lục Phần I Giới thiệu chung cơng trình tài liệu .1 I Nhiệm vụ công trình II Các hạng mục cơng trình đầu mối III Tài liệu dùng để thiết kế 1 Tài liệu địa hình Tài liệu vật liệu xây dựng Các đặc trưng hồ chứa Tài liệu phục vụ việc thiết kế cống lấy nước IV Phân tích chọn tuyến đập, cơng trình tràn tuyến cống lấy nước V Phân tích chọn loại đập, hình thức tràn cống lấy nước .4 Phân II Thiết kế đập đất I Cấp cơng trình tiêu thiết kế Cấp cơng trình Các tiêu thiết kế II Các kích thước đập đất Đỉnh đập Mái đập 12 Thiết bị chống thấm 13 Thiết bị thoát nước chân đập 13 III Tính tốn thấm qua đập 16 Nhiệm vụ trường hợp tính tốn 16 Tính thấm cho mặt cắt lịng sơng 16 Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi 18 Đề xuất giải thuật tự động tính thấm phương pháp Thủy lực học 20 Nghiên cứu ứng dụng SEEP/W (GEOSLOPE) tính thấm qua đập 25 IV Tính tốn ổn định mái đập 27 Trường hợp tính tốn 27 Tính tốn ổn định phương pháp cung trượt 28 Áp dụng tính tốn kết 29 Đề xuất Giải thuật tính ổn định 40 Nghiên cứu ứng dụng SLOPE/W (GEOSLOPE) tính ổn định 43 V Cấu tạo chi tiết 45 Đỉnh đập 45 Bảo vệ mái đập 45 Nối tiếp đập với bờ 46 VI Tính tốn khối lượng chủ yếu 46 Khối lượng đất đắp đập 46 Khối lượng vật chống thấm 46 Khối lượng vật thoát nước 46 Khối lượng bảo vệ mái thượng lưu hạ lưu 46 VII KẾT LUẬN 46 Phần III Thiết kế cống ngầm 47 I Những vấn đề chung 47 Nhiệm vụ cống lấy nước 47 Cấp cơng trình 47 Các tiêu thiết kế 47 Chọn tuyến cống hình thức cống 47 II Thiết kế kênh hạ lưu thượng lưu cống 48 Thiết kế mặt cắt kênh 48 Kiểm tra điều kiện khơng lắng khơng xói 49 Tính độ sâu mực nước ứng với cấp lưu lượng 50 III Tính diện cống 50 Trường hợp số liệu tính tốn 50 Tính diện cống 51 Xác định chiều cao cống cao trình đặt cống .53 IV Kiểm tra trạng thái chảy tính tốn tiêu 54 Trường hợp tính toán 54 Xác định độ mở cống 54 Kiểm tra trạng thái chảy cống 55 Tính tốn tiêu 58 V Chọn cấu tạo cống 58 Cửa vào, cửa 58 Thân cống 58 Tháp van 60 VI Tính tốn kết cấu cống 60 Mục đích tính toán 60 Trường hợp tính tốn 60 Xác định sơ đồ tính tải trọng 60 Tính tốn nội lực 61 Tính tốn thép cho mặt cắt đại diện 63 VII KẾT LUẬN 63 Phần I Giới thiệu chung cơng trình tài liệu a Nhiệm vụ cơng trình Một hồ chứa nước xây dựng sông với mục đích tưới đảm nhận nhiệm vụ sau : Cấp nước tưới cho 5000 đất canh tác Cấp nước sinh hoạt cho 7000 dân Kết hợp nuôi trồng thủy sản du lịch sinh thái Kết hợp thủy điện nhỏ với công suất N=1000KW b Các hạng mục cơng trình đầu mối Tại đầu mối có hạng mục cơng trình chủ yếu xây dựng Đập ngăn sơng – chọn phương án đập đất Cơng trình tràn tháo lũ với phương án lựa chọn Đường tràn dọc máng tràn ngang; Tràn hoạt động theo kiểu tràn tự Một cống ngầm lấy nước có tháp đóng mở đặt thân đập đất để lấy nước phục vụ tưới c Tài liệu dùng để thiết kế Tài liệu địa hình - Cho trước bình đồ địa hình vùng tuyến tỷ lệ 1:2000 - Tuyến đập thiết kế chọn trước bình đồ Sinh viên: Phan Thanh Sỹ Tài liệu địa chất : Địa chất tuyến đập tương đối đơn giản, có lớp, từ xuống : o Lớp : - Lớp phủ tàn tích dày từ 0,5-1,2m phân bố bên bờ o Lớp : Lớp bồi tích lịng sơng thấm mạnh, có bề dày từ 1-20m o Lớp : Lớp đá gốc rắn chắc, mức độ nứt nẽ trung bình o Chỉ tiêu lý lớp bồi tích cho bảng Tên lỗ H1 khoan Độ dày lớp đất 0,80 (m) Độ dày lớp đất 0,00 (m) H2 0,9 0,0 H3 0,80 0,00 H4 0,0 4,0 H5 H6 H0 H7 H8 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 6,50 14,5 18,00 15,0 9,00 H9 0,0 4,5 H1 H10 H12 0,80 0,70 1,00 0,00 0,00 0,00 Từ bình đồ địa hình, tuyến đập vẽ mặt cắt dọc địa hình tuyến đập - Sau vào số liệu vị trí lổ khoan bề dày lớp đất lỗ khoan để vẽ mặt cắt địa chất dọc tuyến đập - Tài liệu vật liệu xây dựng Đất đắp đập : Trong khu vực xây dựng có bãi vật liệu, đất thuộc loại thịt pha cát, thấm nước tương đối mạnh, đất bãi vật liệu tương đối đồng nhất, có đủ trữ lượng để đắp đập đồng chất Điều kiện khai thác bình thường Chỉ tiêu lý cho bảng - Đất sét : khai thác cách vị trí xây dựng đập 4km, đủ yêu cầu trữ lượng để làm vật - chống thấm Đá : Có trữ lượng lớn, đủ để xây dựng bảo vệ mái, vật nước tường chắn sóng… Đá - có tiêu lý sau : o Góc ma sát : φ = 30o o Độ rỗng đống đá : n = 0,35 o Dung trọng khô đá : Ϫk = 2,4t/m3 o Hệ số thấm qua đống đá : k = 10-2m/s Cát sỏi : Được khai thác bãi dọc sông, cự ly xa 3km, trữ lượng đủ để xây - dựng tầng lọc (cấp phối hạt cho bảng 2) Chỉ tiêu C ( T/m2) Tự Bão nhiên hòa HS rỗng n Độ ẩm W% 0,35 20 23 20 3,0 0,42 0,40 0,39 22 18 24 17 30 26 13 27 22 5,0 1,0 Loại Đất Đắp đập Sét Cát Lớp bồi tích φ (độ) Tự Bão nhiên hòa γk (T/m3) k (m/s) 2,4 1,62 10-6 3,0 0,7 1,58 1,60 1,59 10-9 10-4 10-5 Sinh viên: Phan Thanh Sỹ d(mm) Loại d10 Đất thịt pha cát 0,005 Cát 0,050 Sỏi 0,500 Các đặc trưng hồ chứa Bình ĐẶC TRƯNG HỒ CHỨA đồ Đề Mặt Số cắt D MNC địa chất 1-B (km) 3,90 (m) 11,00 18 d50 d60 0,005 0,350 3,000 0,080 0,040 5,000 MỰC NƯỚC LƯU LƯỢNG HẠ LƯU QUA CỐNG MNDB MNHL MNHL Qtk Q T BT MAX (MNC) (MNBT) (m) 33,50 (m) 5,30 (m) 9,50 (m3/s) 4,20 (m3/s) 3,70 MNĐK Qtràn (m) 8,70 (m3/s) 390,00 Các số liệu cho bao gồm : D(km) : Chiều dài truyền sóng (cịn gọi đà gió) ứng với MNDBT - D’(km) : Chiều dài truyền sóng ứng với MNLTK D’=D+0,5km - MNC(m) : Cao trình mực nước chết hồ chứa - MNDBT(m) : Cao trình mực nước dâng bình thường hồ chứa - MNLTK (m) : Mực nước lũ thiết kế tính MNDBT cộng thêm cột nước lớn đĩnh tràn tự : MNLTK = MNDBT + Ht max (Ht max cột nước lớn tràn tự xãy lũ thiết kế - cho Ht max = 4m - MNLKT(m) : Mực nước lũ kiểm tra, mực nước lớn hồ xãy lũ kiểm tra Ở cho : MNLKT = MNLTK + 1m - MNHL max (m) : Mực nước hạ lưu lớn Hai mực nước để - MNHL bt (m) : Mực nước hạ lưu bình thường thiết kế vật nước Vận tốc gió tính tốn ứng với tần suất P% - P% 20 30 V(m/s) 32 30 27 26 17 14 Tài liệu phục vụ việc thiết kế cống lấy nước - Lưu lượng qua cống Q cống (m3/s) : cho với trường hợp : o Khi mực nước hồ = MNC : Qtk dùng để tính tốn diện cống Khi mực nước hồ = MNDBT : Qbt dùng để kiểm tra chế độ chảy tính tốn tiêu sau o cống MNđk(m) : Cao trình tối thiểu mực nước đầu kênh (sau cống) để bảo đảm yêu cầu tưới tự chảy cơng trình d Phân tích chọn tuyến đập, cơng trình tràn tuyến cống lấy nước e Phân tích chọn loại đập, hình thức tràn cống lấy nước Căn vào điều kiện địa hình địa chất vật liệu xây dựng, phân tích để xác định loại đập xây dựng, chọn phương án hợp lý đập đất Sinh viên: Phan Thanh Sỹ Phân II Thiết kế đập đất I Cấp cơng trình tiêu thiết kế Dựa vào tiêu chuẩn QCVN 04-05 : 2012 b Cấp cơng trình Xác định từ điều kiện: a Theo chiều cao cơng trình loại Gia thiêt sơ bô cao trinh đinh đâp: ZĐinh đâp = MNLTK + d = 37,5 + = 40,5 (m) ( chon d = 3m) Chiêu cao đâp : HĐâp = ZĐỉnh đâp - Zđáy = 40,5 - = 40,5 (m) Tra Bảng 1- Phân cấp cơng trình thủy lợi → trình câp II Ứng vơi chiêu cao đâp 40,5 (m) đá suy cấp cơng trình tương ứng cơng b Theo lực phục vụ cơng trình Mục đích cấp nước tưới cho 5000 đất canh tác Tra Bảng 1- Phân cấp cơng trình thủy lợi → Cấp cơng trình tương ứng cơng trình câp III Cấp đập lấy theo trị số quan trọng xác định theo điều kiện →Vậy ta xác định cấp cơng trình cấp II Loại cơng trình lực phục vụ Loại Diện tích tưới diện tích tự nhiên khu tiêu, 103 Hồ chứa nước có dung tích ứng với MNDBT, 106 m3 Cấp cơng trình Đặc biệt - I > 50 >1 000 >200 ÷1000 > 20 >10 ÷ 20 >70 ÷ 100 >25 ÷ 70 >10 ÷ 25 >35÷75 >15 ÷ 35 >8÷15 >60 ÷ 100 >15 ÷ 25 >25 ÷ 60 >5÷15 >10 ÷ 25 >25 ÷ 50 >10 ÷ 25 >5÷10 Cơng trình cấp nguồn nước chưa xử lý cho ngành sử dụng nước khác có lưu lượng, m3/s Đập vật liệu đất, đất - A > 100 đá có chiều cao lớn B - Đập bê tơng, bê tông C A > 100 cốt thép loại B - nhất, m II >10 ÷ 50 III >2÷10 IV ≤2 >20 ÷ 200 ≥3÷20 2÷10 ≤2 - ≤ 10 ≤8 ≤5 ≤ 10 ≤5 Sinh viên: Phan Thanh Sỹ cơng trình thủy lợi chịu áp khác có chiều cao, m Tường chắn có chiều cao, m C - - >10 ÷ 20 >5÷10 ≤5 A - >25 ÷ 40 >15 ÷ 25 >8÷15 ≤8 B C - - >12 ÷ 20 >10 ÷ 15 >5÷12 >4÷10 ≤5 ≤4 CHÚ THÍCH: 1) Đất chia thành nhóm điển hình: - Nhóm A: đá ; - Nhóm B: đất cát, đất hịn thơ, đất sét trạng thái cứng nửa cứng; - Nhóm C: đất sét bão hịa nước trạng thái dẻo; 2) Chiều cao cơng trình tính sau: - Với đập vật liệu đất, đất – đá: chiều cao tính từ mặt thấp sau dọn móng (khơng kể phần chiều cao chân khay) đến đỉnh đập; - Với đập bê tơng loại cơng trình xây đúc chịu áp khác: chiều cao tính từ đáy chân khay thấp đến đỉnh cơng trình c Các tiêu thiết kế Từ cấp cơng trình cấp II xác định được: -Tần suất lưu lượng mực nước lớn tính toán: P = 1% (bang QCVN 04-05:2012/BNNPTNT) -Hệ số tin cậy: Kn = 1,15 (phục lục B2 QCVN 04-05:2012/BNNPTNT) -Hệ số an toàn nhỏ ổn định trượt: K = 1,3 (bảng TCVN10396:2015) -Tân suât gio lơn nhât va gio binh quân lơn nhât, cac mưc đam bao song: Theo bang - Tần suất gió thiết kế TCVN10396:2015 o MNDBT: P = 4% ứng với vận tốc gió V = 27 m/s o MNLTK: P = 50% ứng với vận tốc gió V = 12 m/s -Độ vượt cao đỉnh đập đỉnh sóng: Theo bang - Chiều cao an toàn đập TCVN10396:2015 o Ứng vơi MNDBT : a = 0,7(m) oỨng vơi MNLTK : a = 0,5(m) oỨng vơi MNLKT : a = 0,2(m) d Các kích thước đập đất Dựa vào TCVN10396:2015 TCVN8421:2010 Đỉnh đập b Cao trình đỉnh đập Cao trình đỉnh đập cao trình lớn đảm bảo nước khơng tràn qua đỉnh đập Măt khac đâp không đươc qua cao đê đam bao cac điêu kiên kinh tê Xác định cao trình đỉnh đập sở tính tốn độ vượt cao đỉnh đập mực nước tính tốn hồ gồm mực nước dâng bình thường, mực nước lớn có lũ thiết kế lũ kiểm tra theo công thức sau: Zđ = Zh + h + Rslp + a Trong đó: Zđ cao trình đỉnh đập, m; Sinh viên: Phan Thanh Sỹ