Đồ án tốt nghiệp thiết kế hồ chứa nước đài xuyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI HỌ VÀ TÊN: PHẠM VĂN HƯNG - LỚP 58C-TL2 ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC ĐÀI XUYÊN– PA3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HÀ NỘI, NĂM 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI THIẾT KẾ HỒ CHỨA NƯỚC ĐÀI XUYÊN – PA3 TỈNH QUẢNG NINH NGÀNH KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY NGƯỜI HƯỚNG DẪN: T.S LÊ VĂN THỊNH Hà Nội, tháng năm 2022 Họ tên SV: Phạm Văn Hưng Lớp: 58C-TL2 Khoa: Cơng Trình Hệ đào tạo: Chính quy Ngành: Kỹ thuật XD cơng trình thủy Chun ngành: KT Cơng trình thủy TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế hồ chứa nước Đài Xuyên - Phương án CÁC TÀI LIỆU CƠ BẢN: - Tài liệu khảo sát địa hình: Các loại bản đờ, bình đờ lòng hồ, bình đồ khu vực xây dựng công trình đầu mối, các mặt cắt dọc và cắt ngang của tuyến đập, tràn xả lũ, cống, - Tài liệu địa chất khu vực cơng trình đầu mới và vật liệu xây dựng: Cấu tạo địa chất, mặt cắt địa chất, địa chất thủy văn, địa chất công trình vùng tuyến, chỉ tiêu lý - Tài liệu khí tượng thủy văn, tính toán thủy nông phục vụ cho thiết kế: Dòng chảy lũ, triều (nếu cần) bùn cát, yêu cầu dùng nước, yêu cầu cao trình tưới tự chảy, tài liệu bốc hơi, thấm - Tài liệu hiện trạng cơng trình đầu mới: Tài liệu tình hình dân sinh kinh tế, giao thông vận tải, phương hướng phát triển kinh tế khu vực tương lai NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN: Phần I: Tài liệu bản - Tài liệu địa hình, địa chất, thủy văn, khí tượng - Điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế, nhiệm vụ công trình Phần II: Tính toán các thông số hồ chứa - Giải pháp và thành phần công trình - Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế Phần III: Thiết kế kỹ thuật các cơng trình đầu mối - Thiết kế đập ngăn nước + Bản vẽ đập - Thiết kế tràn xả lũ + Bản vẽ tràn - Thiết kế cống lấy nước + Bản vẽ cớng Phần IV: Chun đề kỹ thuật - Tính toán kết cấu phận công trình đầu mối - Tính toán khới lượng và dự toán hạng mục công trình đầu mối Tỷ lệ % 5% (1 tuần) 15% (2 tuần) 45% (6 tuần) 35% (5 tuần) BẢN VẼ VÀ BIỂU ĐỒ (ghi rõ tên kích thước vẽ): A1 A1 kéo dài - Bình đồ lòng hồ, khổ A1 (nếu cần thiết) - Mặt tổng thể các công trình đầu mối, khổ A1 - Mặt bằng, mặt cắt thể hiện đập ngăn nước, khổ A1 - Mặt bằng, mặt cắt thể hiện tràn xả lũ, khổ A1 - Mặt bằng, mặt cắt thể hiện cống lấy nước, khổ A1 - Các bản vẽ cấu tạo chi tiết, khổ A1 (nếu cần thiết) - Bản vẽ chuyên đề thể hiện kết cấu phận công trình, khổ A1 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TỪNG PHẦN: Phần Phần I và phần III (50 %) Họ tên giáo viên hướng dẫn TS Lê Văn Thịnh Phần II và phần IV (50 %) NGÀY GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: Ngày 27 tháng năm 2021 Trưởng Bộ môn (Ký ghi rõ họ tên) Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) PGS.TS Hồ Sỹ Tâm TS Lê Văn Thịnh Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp Hội đồng thi tốt nghiệp của Khoa thông qua Ngày……tháng……năm 20…… Chủ tịch Hội đồng (Ký và ghi rõ Họ tên) PGS.TS Nguyễn Ngọc Thắng Sinh viên hoàn thành, nộp đồ án tốt nghiệp cho Hội đồng thi ngày 03 tháng 01 năm 2022 Sinh viên làm Đồ án tốt nghiệp (Ký và ghi rõ Họ tên) Phạm Văn Hưng MỤC LỤC PHẦN I: TÀI LIỆU CƠ BẢN CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH I Vị trí và nhiệm vụ của cơng trình Vị trí địa lý Nhiệm vụ II Các điều kiện tự nhiên Đặc điểm địa hình Địa chất Điều kiện vật liệu xây dựng 10 Đặc điểm khí tượng thủy văn 13 III Điều kiện dân sinh kinh tế 22 Dân số và lao động 22 Kinh tế 23 IV Cấp công trình và chỉ tiêu thiết kế 29 Xác định cấp bậc công trình 29 Xác định chỉ tiêu thiết kế 29 PHẦN II:TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ HỒ CHỨA 31 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THỦY LỢI 32 I Lựa chọn vùng tuyến xây dựng công trình 32 Lựa chọn vùng tuyến 32 Bớ trí tổng thể cơng trình đầu mối 32 II Tính tốn mực nước chết của hồ (MNC) 32 III Xác định mực nước dâng bình thường (MNDBT) 34 Khái niệm 34 Nguyên lý và tài liệu tính toán 34 Trình tự tính tốn 35 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT LŨ 42 I Mục đích tính toán điều tiết lũ 42 II Nguyên lý và phương pháp điều tiết lũ 42 Nguyên lý bản 42 Phương pháp tính toán 43 III Trình tự tính tốn 45 Tài liệu tính toán 45 Các bước tính toán 45 Cách tính bảng điều tiết lũ 45 Xác định hệ số co hẹp bên ε và hệ số lưu lượng m 46 IV Kết quả tính toán 47 Kết quả tính toán điều tiết lũ với P=1% (MNLTK) 47 Kết quả tính toán điều tiết lũ với P=0.2% (MNLKT) 54 Tổng hợp kết quả tính toán 61 PHẦN III: THIẾT KẾ KĨ THUẬT CÁC CƠNG TRÌNH ĐẦU MỐI 62 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT 63 I Cao trình đỉnh đập 63 Tài liệu tính toán 63 Xác định cao trình đỉnh đập 63 Kiểm tra lại cấp công trình 69 II Bề rộng đỉnh đập 69 III Mái đập 69 IV Cơ đập 70 V Bảo vệ mái thượng lưu, hạ lưu 70 Bảo vệ mái thượng lưu 70 Bảo vệ mái hạ lưu 71 VI Thiết bị thoát nước 72 Đoạn lòng sông 72 Đoạn sườn đồi 73 VII Thiết bị chống thấm 73 VIII Nối tiếp đập với và bờ 73 IX Tính thấm qua đập và 73 Mục đích 73 Phương pháp tính toán thấm 75 Các trường hợp tính toán Geoslope 80 Tính tổng lượng nước thấm qua đập đất 85 X Tính ổn định của đập đất 87 Tính toán ổn định mái dốc phần mềm Geoslope 87 Tính toán ổn định phương pháp cung trượt trụ tròn của ghecxevanop 90 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ ĐƯỜNG TRÀN 96 I Bớ trí chung đường tràn 96 1.Vị trí đường tràn 96 Hình thức và quy mơ đường tràn 96 II Tính toán thủy lực tràn xả lũ 97 Mục đích và trường hợp tính tốn 97 Thông số thiết kế 98 Tính toán thủy lực ngưỡng tràn 99 Xác định đường mặt nước dốc nước với bề rộng không đổi 101 Tính chiều cao tường bên và chiều dày bản đáy dốc nước 109 Tính toán thủy lực kênh xả hạ lưu 112 Tính toán tiêu sau dớc 113 III Chọn cấu tạo chi tiết 117 Kênh dẫn thượng lưu và phận cửa vào 117 Ngưỡng tràn 119 Trụ pin 119 Cầu giao thông 119 Dốc nước 119 Tiêu 120 Kênh hạ lưu 120 III Kiểm tra ổn định tràn 120 Mục đích tính toán 120 Thơng sớ tính tốn 121 u cầu tính tốn 121 Trường hợp tính tốn 122 Ngun lý tính tốn 122 Kiểm tra ổn định 123 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC 130 I Nhiệm vụ và các thơng sớ tính toán 130 Nhiệm vụ 130 Chọn tuyến cống 130 Sơ bớ trí cớng 130 Thiết kế kênh hạ lưu cống 130 II Tính toán diện cớng 133 Trường hợp tính toán 133 Xác định bề rộng cống 134 Xác định chiều cao cống và cao trình đặt cống 142 III Kiểm tra trạng thái và tính toán tiêu 143 Trường hợp tính toán 143 Xác định độ mở cống 143 Kiểm tra trạng thái chảy cống 145 Xác định vị trí và chiều cao nước nhảy 150 Tính toán tiêu sau cống 154 IV Chọn cấu tạo chi tiết cống 154 Cấu tạo cửa vào,cửa 154 Thân cống 155 Nối tiếp thân cống với và đập 157 Tháp van 157 PHẦN IV: CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT 158 CHƯƠNG 7: TÍNH TỐN KẾT CẤU CỐNG LẤY NƯỚC 159 I Tính toán ngoại lực tác dụng lên cống 159 Mục đích 159 Trường hợp tính toán 159 Các lực tác dụng 159 Số liệu và chỉ tiêu tính toán 160 Xác định vị trí đường bão hòa trần cớng 161 Tính toán ngoại lực tác dụng 163 Sơ đồ lực cuối cùng trường hợp cống không nước 166 II Xác định nội lực của cống 166 Mục đích tính toán 166 Phương pháp tính toán 166 Tính toán nội lực cống phần mềm SAP2000 167 Các bước thực hiện 167 Tính toán chi tiết 168 Kết quả tính tốn 169 III Tính tốn thép 171 Số liệu và mặt cắt tính toán 171 Tính toán và bớ trí cớt thép dọc cớng 173 Tính toán cốt thép ngang(cốt xiên) 180 Kiểm tra nứt 184 CHƯƠNG 8: DỰ TỐN HẠNG MỤC CƠNG TRÌNH 186 I Căn lập dự toán 186 II Dự toán xây lắp hạng mục đập 193 Mục đích 193 Ý nghĩa 193 Cơ sở pháp lý lập dự toán 193 Phần mềm tính toán 194 Đồ án tớt nghiệp Ngành kỹ thuật cơng trình thủy LỜI CAM ĐOAN Sinh viên Phạm Văn Hưng xin cam đoan là Đồ án tốt nghiệp của bản thân.Các kết quả Đồ án tốt nghiệp này là trung thực và không chép từ bất kỳ nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào.Việc tham khảo các ng̀n tài liệu thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Sinh viên thực Phạm Văn Hưng SVTH: Phạm Văn Hưng Trang: Lớp:58CTL-2 Đồ án tốt nghiệp Ngành kỹ thuật cơng trình thủy Bảng 2: Bảng tổng hợp khối lượng đập Tổng chiều dài đập L1 = 108,11 m Hạng mục STT 10 Diễn tốn Bóc phong hóa Trên mặt cắt ngang Đất màu trồng cỏ dày 10cm Trên mặt cắt ngang Bảo vệ mái thượng lưu bê tông Trên mặt cắt ngang Dăm sỏi dày 15cm Trên mặt cắt ngang Cát đệm dày 10cm Trên mặt cắt ngang Đất đắp đầm chặt ( máy) Trên mặt cắt ngang Lăng trụ đá( Đá hộc xếp) Trên mặt cắt ngang Trồng cỏ hạ lưu Trên mặt cắt ngang Chi tiết mặt đập ( Chiều dài đập L1 = 108,11 m) Dăm cấp phối dày 25cm (S1) L1*S1=108,11*1,28m2 Cát đệm dày 10cm (S2) L1*S2=108,11*0,52m2 Mố bê tông bên đường (M200)(Đổ tại chỗ) (S3) L1*S3=108,11*0,26m2 Chi tiết đập ( Chiều dài L2 = 73,6 m) Rãnh thoát nước bê tông M200 (S4) L2*S4=73,6 *0,18m2 Bê tơng lót 10cm (S5) L2*S5=73,6 *0,06m2 SVTH: Phạm Văn Hưng Trang: 191 Khối lượng 62056,71 1450,54 2783,65 1830,71 2321,91 231811,9 8351,2 6896,07 Đơn vị m3 m3 m3 m3 m3 m3 m3 m2 138,38 56,22 28,11 m3 m3 m3 213,25 4,42 m3 m3 Lớp:58CTL-2 Đồ án tốt nghiệp 11 Ngành kỹ thuật cơng trình thủy Đá cấp phới mặt 25cm (S6) Cuội sỏi đệm dày 15cm (S7) Chân tựa bê tông (L3= 66,33 m) (S8) (M200) SVTH: Phạm Văn Hưng Trang: 192 L2*S6=73,6 *0,70m2 L2*S7=73,6 *0,52m2 L3*S8=66,33 *0,24m2 51,52 38,27 15,92 m3 m3 m3 Lớp:58CTL-2 Đồ án tốt nghiệp Ngành kỹ thuật cơng trình thủy II Dự toán xây lắp hạng mục đập chính Mục đích Dự tốn cơng trình văn kiện dùng tiền tệ biểu diễn phí tổn xây dựng cơng trình theo nội dung thiết kế cấp phê duyệt Dự toán lập dùng để so sánh tính tốn hợp lí mặt kinh tế của các phương án xây dựng cơng trình làm sớ liệu để khớng chế tài khoản chi phí của nhà nước đới với cơng trình xây dựng Ý nghĩa Dự tốn phận hồ sơ thiết kế kỹ thuật thiết kế tổ chức thi công, chỗ dựa kinh tế để nhà nước đầu tư tài khoản thực hiện chế độ hợp đồng giao nhận thầu, đồng thời yếu tố quan trọng để thực hành củng cớ chế độ hoạch tốn kinh tế Dự toán mục tiêu cho đơn vị xây dựng tiết kiệm phấn đấu hạ giá thành, để đánh giá công trình làm xong giá thành hạ hay tăng, đánh giá trình độ tổ chức quản lí của đơn vị thi cơng Cũng là thước đo để khớng chế tình hình hồn thành kế hoạch xây dựng bản, đẩy mạnh tốc độ thi công cơng trình Cơ sở pháp lý lập dự toán - Thông tư số 11/2019/TT-BXD ngày 26/12/2019 hướng dẫn phương pháp xây dựng giá ca máy thiết bị thi công - Thông tư số 129/2008/TT-BTC ngày 26/12/2008 hướng dẫn thi hành số điều của Luật thuế giá trị gia tăng và hướng dẫn thi hành Nghị định số 123/2008/NĐ-CP ngày 08 tháng 12 năm 2008 của Chính phủ quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành số Luật Thuế GTGT - Quyết định số 79QĐ-BXD ngày 15/2/2017 của Bộ Xây dựng v/v công bố Định mức chi phí quản lý dự án và tư vấn đầu tư xây dựng cơng trình - Thơng tư sớ 09/2019/TT-BXD ngày 26/12/2019 của Bộ Xây dựng Hướng dẫn xác định quản lý chi phí đầu tư xây dựng -Định mức dự tốn xây dựng cơng trình phần xây dựng công bố kèm theo văn bản số 24/2005/QĐ-BXD ngày 29/07/2005 của Bộ xây dựng - Định mức dự toán xây dựng cơng trình phần xây dựng cơng bớ kèm theo văn bản số 1776/BXD-VP ngày 16/08/2007 của Bộ xây dựng - Định mức dự tốn xây dựng cơng trình phần xây dựng công bố kèm theo văn bản số 1091/QĐ-BXD ngày 26/12/2011 của Bộ xây dựng SVTH: Phạm Văn Hưng Trang: 193 Lớp:58CTL-2 Đồ án tốt nghiệp Ngành kỹ thuật cơng trình thủy - Định mức dự tốn xây dựng cơng trình phần xây dựng cơng bớ kèm theo văn bản số 1172/QĐ-BXD ngày 26/12/2012 của Bộ xây dựng - Định mức vật tư xây dựng cơng trình phần lắp đặt công bố kèm theo văn bản số 33/2005/QĐ-BXD ngày 04/10/2005 của Bộ xây dựng - Định mức vật tư xây dựng cơng trình phần lắp đặt cơng bố kèm theo văn bản số 1777/BXD-VP ngày 16/8/2007 của Bộ xây dựng - Định mức vật tư xây dựng cơng trình phần lắp đặt cơng bớ kèm theo văn bản số 1173/QĐ-BXD ngày 26/12/2012 của Bộ xây dựng Phần mềm tính toán -Dự toán lập theo phương pháp đơn giá địa phương, bù chênh lệch vật tư - Phần mềm tính tốn: Sử dụng phần mềm tính tốn dự tốn F1 SVTH: Phạm Văn Hưng Trang: 194 Lớp:58CTL-2 Đồ án tốt nghiệp Ngành kỹ thuật công trình thủy BẢNG CHI TIẾT KHỐI LƯỢNG CƠNG TÁC XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH: HỒ CHỨA ĐÀI XUN HẠNG MỤC: ĐẬP STT Ký hiệu vẽ Mã hiệu công tác AB.21133 AB.42113 AB.34110 AB.21133 AF.12513 AK.96120 AK.96110 AK.21133 AB.42113 10 11 12 AB.34110 AB.21133 AB.41433 13 14 AE.12120 AL.17111 15 16 17 AK.96120 AK.96110 AF.15413 18 AF.11111 19 AF.11122 20 21 22 AK.96120 AK.96110 AF.11213 THM SVTH: Phạm Văn Hưng Khối lượng tồn Đơn giá Danh mục cơng tác Đơn vị Đào san đất máy đào 1,25m3-đất cấp III Vận chuyển đất 1km ô tô tự đổ 5T, phạm vi ≤5km-đất cấp III San đất bãi thải, máy ủi 110CV Đào san đất máy đào 1,25m3-đất cấp III Bê tông lanh tô, lanh tô liền mái hắt, máng nước, tấm đan, ô văng, bê tông M200, đá 1x2 Thi công tầng lọc dá cấp phối dmax ≤6 Thi công tầng lọc cát Trát tường ngoài dày 2cm, vữa XM M50 Vận chuyển đất 1km ô tô tự đổ 5T, phạm vi ≤5km-đất cấp III San đất bãi thải, máy ủi 110CV Đào san đất máy đào 1,25m3-đất cấp III Vận chuyển đất, ô tô 10T tự đổ, phạm vi ≤1000m-đất cấp III Xếp đá khan khơng chít mạch mái dớc thẳng Trồng vầng cỏ mái kênh mương, đê, đập, mái taluy đường Thi công tầng lọc dá cấp phối dmax ≤6 Thi công tầng lọc cát Bê tông sản xuất máy trộn và đổ băng thủ công, bê tông mặt đường dày mặt đường ≤25cm, bê tông M200, đá 1x2 Bê tơng lót móng SX máy trộn, đổ thủ công, rộng ≤250cm, M100, đá 4x6 Bê tơng lót móng SX máy trộn, đổ thủ công, rộng >250cm, M150, đá 4x6 Thi công tầng lọc dá cấp phối dmax ≤6 Thi công tầng lọc cát Bê tơng móng SX máy trộn, đổ thủ công, rộng ≤250cm, M200, đá 1x2 100m3 100m3 620.5700 620.5700 100m3 100m3 m3 620.5700 14.5100 2,783.6500 100m3 100m3 m2 100m3 18.3100 23.2200 620.5700 620.5700 100m3 100m3 100m3 620.5700 2,318.1200 2,318.1200 m3 100m2 83.5100 68.9600 101,545 329,000 1,354,500 100m3 100m3 m3 1.3800 0.5600 28.1100 11,730,000 10,480,000 609,708 1,849,000 1,262,050 321,950 m3 213.2500 424,358 m3 4.4200 100m3 100m3 m3 0.5152 0.3830 15.9200 TỔNG HẠNG MỤC Trang: 195 Vật liệu Nhân công 133,300 519,743 133,300 625,100 11,730,000 10,480,000 8,632 1,849,000 1,262,050 75,200 133,300 Thành tiền Máy thi công Vật liệu 783,636 828,373 Nhân công Máy thi công 82,721,981 486,300,993 514,063,433 135,732 783,636 1,934,183 98,879 1,446,782,602 1,740,059,615 84,231,207 11,370,558 275,244,528 994,476 848,706 832 828,373 18,208,856 19,706,953 516,314 514,063,433 214,776,300 243,345,600 5,356,760 135,732 783,636 1,486,162 33,855,190 29,304,801 46,666,864 309,005,396 84,231,207 1,816,562,284 3,445,101,855 8,480,023 27,474,790 93,406,320 994,476 848,706 76,149 16,187,400 5,868,800 17,138,892 2,551,620 706,748 9,050,015 1,372,377 475,275 2,140,548 230,050 51,555 90,494,344 49,058,163 10,994,104 434,249 191,350 51,555 1,919,381 845,767 227,873 11,730,000 10,480,000 519,743 1,849,000 1,262,050 264,450 994,476 848,706 51,870 6,043,296 4,013,840 8,274,309 952,605 483,365 4,210,044 512,354 325,054 825,770 2,068,681,547 2,432,287,467 7,286,474,976 Lớp:58CTL-2 Đồ án tốt nghiệp Ngành kỹ thuật cơng trình thủy BẢNG TỔNG HỢP VẬT LIỆU CƠNG TRÌNH: HỒ CHỨA ĐÀI XUN HẠNG MỤC: ĐẬP Đơn vị: đồng STT 10 11 12 13 14 Mã hiệu V00103 V00107 V00112 V05209 V42271 V00811 V00813 V00823 V00395 V00492 V00494 V02470 V08770 V00750 Tên vật tư Cát Cát mịn ML=0,7-1,4 Cát vàng Đá 4x6 Đá cấp phối dmax