Giáo trình Thủy Công tâp 2 part 4 pps

www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 27 Trờng hợp địa chất nền tơng đối đồng đều, cống không lớn lắm, bản đáy cả cống có thể liền một khối. Nếu nền xấu, cống rộng để tránh những bất lợi do hiện tợng lún không đều gây ra, thờng bố trí khe lún tại các trụ cống. Khe lún tách bản đáy thnh một số đoạn (hay mảng, khoang). Mỗi đoạn gồm một, hay hai, ba cửa cống (hình 14-33). Tại khe lún phải bố trí thiết bị chống thấm (khớp nối) bằng kim loại (đồng, tôn tráng kẽm) hay bằng nhựa pôlimer hay bao tải tẩm nhựa đờng. Khớp nối đặt theo phơng đứng ở đầu trụ phía thợng lu v theo phơng ngang ở bản đáy. Tại khe lún còn đặt bao tải tẩm nhựa đờng. Chiều dy khe lún khoảng 2ữ3(cm). Ngoi ra để giảm bớt đất đắp hai bên bờ đối với bản đáy có thể lm tờng chắn kiểu hộp tách rời khỏi thân cống. Hình 14-33. khe lún phân cống thành các đoạn. IV. Trụ cống. Trụ cống thờng bằng bê tông, bê tông cốt thép hoặc đá xây. Hình dạng trụ phải đảm bảo cho dòng nớc chảy vo, chảy ra thuận. Đầu trụ có dạng tam giác, tròn, lu tuyến. Chiều dy trụ giữa đơn thông thờng từ 0,5ữ1,5(m), trụ kép có chiều dy gấp 1,5 trụ giữa đơn, với trụ biên chiều dy thay đổi dọc theo chiều cao, cng xuống thấp bề dy cng lớn. Chiều di trụ tuỳ theo yêu cầu thuỷ lực v bố trí chung: khe van, khe phai, van, cầu giao thông, cầu thả phải, cầu công tác. Cao trình đỉnh trụ đt phía thợng lu, hạ lu cống đợc xác định theo công thức: đt = MNLNTK + h + s + a; (14-53) trong đó: NMLNTK: l mực nớc lớn nhất thiết kế phía thợng lu (để tính đt ) phía thợng hoặc phía hạ lu (khi tính đt phía hạ lu). h: chênh lệch giữa mực nớc tĩnh v trung tâm sóng. s : độ dềnh cao nhất của sóng ứng với mức đảm bảo. a: độ vợt cao an ton. Cao trình đỉnh trụ xác định theo (14-53) phải cao hơn MNLN kiểm tra. www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 28 Trên trụ ngoi khe van (khe van phẳng, rộng 0,2 ữ 0,7m) còn có khe phai (rộng 0,1 ữ 0,4m). Khoảng cách giữa hai khe phải lớn hơn 1 mét. Trên đỉnh trụ bố trí mốc đo biến dạng, lún; trong trụ có thể bố trí các ống đo áp lực thấm dới bản đáy cống. Trụ v bản đáy có thể lm liền hoặc tách rời. Trờng hợp trụ v đáy l một khối liền thì lực từ thân cống truyền xuống nền đợc phân bố đều hơn, song nội lực phát sinh trong bản đáy lớn nên phải lm bản đáy dy hơn. Loại ny hay dùng khi nền tơng đối xấu, đảm bảo ứng suất phân bố lên nền đều, tránh gây lún không đều quá lớn. Khi trụ v bản đáy tách rời, nền sẽ chịu lực tập trung do trụ truyền tới, do đó đòi hỏi nền có sức chịu lớn. a ) b ) c ) d ) Hình 14-34: Nối tiếp trụ cống và bản đáy. a) Bản đáy tách rời độc lập với mố; b) Bản đáy tách rời mố cống nhng không độc lập ; c) bản đáy và mố cống liền khối ; d) Bản đáy tách rời mố cống cắm sâu Trong trờng hợp ny nội lực phát sinh trong bản đáy sẽ nhỏ đi, chiều dy bản đáy có thể lm mỏng hơn. ở khe tiếp xúc giữa bản đáy v trụ cần phải có thiết bị chống thấm. Hình (14-34) giới thiệu một số cách nối tiếp trụ v bản đáy. Trụ biên ngoi tác dụng nh trụ giữa còn trực tiếp liên kết với bờ hoặc công trình khác. Cũng có trờng hợp dùng hình thức tờng bên tách rời với thân cống. Hình (14-35) biểu thị một số kiểu liên kết giữa trụ biên với bờ. Loại (a) v (b) có tác dụng nh tờng trọng lực, phía sau lm thêm công son để tận dụng trọng lợng khối đất đắp ở trên để tăng cờng ổn định. Loại (c) l kiểu tờng sờn, kết cấu nhẹ, dùng khi tờng cao, song tốn cốt thép. Loại (d), (e), (f) l kiểu hộp lm tách rời thân cống - loại ny kết cấu nhẹ, độ cứng lớn, dùng khi nền yếu v cần giảm ảnh hởng của áp lực đất bên bờ đối với thân cống. Tuy nhiên loại ny kết cấu phức tạp, tốn cốt thép v thi công khó khăn. www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 29 a ) b ) c ) d ) e ) f ) Hình 14-35: Các hình thức mố bên a) Mố bên liền bản đáy. ; b) Mố bên trọng lực tách rời bản đáy. c) Mố bên dạng tờng sờn ; d) Mố bên dạng hộp chữ nhật tách rời bản đáy. e) Mố bên dạng hộp hình thang tách rời bản đáy ; f) Mố bên có nửa dạng hộp chữ nhật tách rời bản đáy. V. Bể tiêu năng. Bể tiêu năng có nhiệm vụ tiêu năng v bảo vệ lòng kênh sau cống. Chiều di bể, chiều sâu bể qua tính toán tiêu năng m có. Cũng có ngời đề nghị xác định chiều di theo công thức: L 1 = (2 ữ 3,5)H, (14-54) trong đó: H - chênh lệch mực nớc thợng hạ lu. Chiều dy bản đáy bể xét theo yêu cầu chống đẩy nổi có thể xác định theo công thức (14- 52). Để giảm bớt áp lực thấm dới bản đáy công trình v ngay cả đáy bể tiêu năng thờng bố trí lỗ thoát nớc ở đoạn phía sau của sn đáy bể. Các lỗ thoát nớc bố trí thnh hng so le v phía dới có đặt tầng lọc ngợc để bảo vệ đất nền không bị mất ổn định thấm. Đômbrôpxki đề nghị xác định chiều dy sân bể tiêu năng theo công thức: t = 0,15V 1 1 h , (14-55) trong đó: t - chiều dy sân; v 1 , h 1 - lu tốc v chiều sâu dòng chảy trớc nớc nhảy. Chiều dy bản đáy bể khoảng 0,5ữ1,5m v có thể lm bằng bê tông cốt thép đổ tại chỗ hoặc do các tấm bê tông cốt thép đúc sẵn tạo thnh. VI. Sân sau: Sân sau có tác dụng tiêu hao phần năng lợng thừa còn lại v bảo vệ lòng kênh. Lu tốc chảy trên sân sau không vợt quá lu tốc cho phép. Kết cấu của sân có tính mềm để dễ thích nghi với những biến dạng của lòng kênh, dễ thấm nớc v độ gồ ghề lớn để tăng cờng khả năng tiêu năng. Thờng dùng đá tảng xếp lại thnh sân, dới lớp đá tảng cần có cấu tạo nh tầng lọc ngợc nhng yêu cầu không cao. Có thể dùng rọ đá, hoặc các tấm bê tông cốt thép đúc sẵn. Đờng kính hòn đá phải đủ lớn để dòng nớc không cuốn đi, sơ bộ tính theo công thức: v = 4,2 d , (14-56) trong đó: d - đờng kính hòn đá (m); www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 30 v - lu tốc trên sân sau (m/s). Chiều dy lớp đá khan thờng bằng hoặc lớn hơn 20cm. Chiều di sân sau có thể tham khảo công thức sau: L 2 = k Hq , (14-57) trong đó: H - chênh lệch mực nớc thợng hạ lu (m); q - lu lợng đơn vị cuối sân (m 3 /s.m); K - hệ số phụ thuộc tính chất đất lòng sông. Khi lòng sông l cát mịn, cát pha K = 10 ữ 12; đất cát to, đất có tính dính K = 8 ữ 9; đất sét cứng K = 6 ữ 7. Phạm vi sử dụng công thức trên: Hq =1 ữ 9. Ngoi ra, theo kinh nghiệm, chiều di ton bộ của hai sân v chiều di bể tiêu năng khoảng (4 ữ 10)H. VII. Cầu công tác: Cầu công tác ở cống lộ thiên dùng để bố trí thiết bị đóng mở cửa van v thao tác van. Cầu gồm các cột cùng với dầm dọc tạo thnh khung, dầm ngang, bản mặt, lan can cầu, thang lên cầu công tác, kết cấu bao mặt cầu. Cột cầu đợc gắn liền khối với trụ cống. Trên phạm vi ton cống, cầu công tác cũng bố trí khe lún tơng ứng với bản đáy cống. Tại trụ có khe lún (trụ kép) bố trí hai hng cột ở hai nửa của trụ kép. Kích thớc cắt ngang cột từ 0,3 x 0,3(m) đến 0,5 x 0,7(m). Dầm ngang dới bản mặt, thờng bố trí tại nơi đặt máy đóng mở hoặc cụm thiết bị chuyển hớng, kích thớc mặt cắt ngang dầm 0,1 x 0,2(m) đến 0,3 x 0,5(m). Bản mặt cầu dy từ 0,1ữ0,2(m). Chiều rộng mặt cầu chọn đủ để bố trí thiết bị đóng mở, v ngời vận hnh đi lại, kiểm tra. Kết cấu bao che có nhiệm vụ che ma, nắng, gió cho các thiết bị, mặt khác còn tạo dáng cho công trình, tạo sức hút phục vụ du lịch. Cao trình mặt cầu công tác ( ct ) phụ thuộc vo: kích thớc cửa van; cao trình đỉnh trụ; thiết bị đóng mở; kích thớc dầm; bản mặt cầu công tác; phơng thức lắp ráp, bảo dỡng, sửa chữa cửa van. Có thể xác định cao trình mặt cầu công tác ( ct ) theo công thức: CT = CV + L + d + a, (14-58) trong đó: CV - cao trình đáy cửa van ở vị trí cao nhất khi mở hoặc khi lắp ráp, sửa chữa, bảo dỡng. L - chiều cao van phẳng hoặc chiều di bản mặt hình tròn của van cung. d - kích thớc của bộ phận truyền chuyển động, dầm, bản mặt cầu công tác. Trong tính toán sơ bộ có thể chọn d = 1,0 ữ 1,5 m. a - độ cao an ton, có thể lấy a = 0,3 ữ 0,5 (m). www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 31 Đ14.7. Nguyên tắc bố trí v lựa chọn kết cấu cống. Khi xác định vị trí đặt cống cần chú ý các điểm sau: Về địa hình cần chọn vị trí cống sao cho dòng chảy đợc thuận v thoả mãn các yêu cầu đã đề ra. Thí dụ cống lấy nớc phải bảo đảm yêu cầu về lu lợng, về chất lợng nớc. Cống tiêu chọn ở vị trí thấp, đảm bảo khống chế đợc cả vùng tiêu. Nơi xây dựng công trình phải thuận lợi cho công tác thi công, cho giao thông vận tải qua cống. Tuân theo nguyên tắc sử dụng tổng hợp. Về địa chất phải chọn ở nơi nền tốt hoặc không phức tạp để giảm bớt khối lợng xử lý nền v không gây khó khăn cho thi công, tăng giá thnh công trình. Trong quá trình thiết kế cống trớc hết căn cứ vo tình hình địa hình, địa chất, thuỷ văn, nhiệm vụ thiết kế v các điều kiện cụ thể khác để sơ bộ định ra hình thức kết cấu cống. Sau đó thông qua tính toán thuỷ lực, tính toán kết cấu m kiểm tra lại, sửa chữa các bộ phận cho hợp lý. Vì vậy quá trình thiết kế cống l một quá trình xen kẽ giữa các bớc tính toán, bố trí, chọn cấu tạo các bộ phận, nên phải thay đổi sửa chữa để chọn đợc công trình an ton v kinh tế nhất. Đối với các cống nhỏ, nếu chọn cao trình ngỡng cao thì kích thớc lỗ cống có lớn hơn nhng giảm bớt đợc khối lợng phần nối tiếp hai bên m bộ phận ny thờng chiếm một tỷ lệ lớn trong ton bộ khối lợng cống, do đó giá thnh có thể hạ. Các cống lớn, khối lợng bộ phận bên không nhiều so với ton bộ khối lợng cống, vì vậy nên chọn ngỡng ở thấp thì rút ngắn đợc kích thớc lỗ cống, giảm khối lợng sân trớc, sân sau, bản đáy. Căn cứ v o tình hình cụ thể v những yêu cầu thiết kế m xem xét chọn phơng án hợp lý. Khi bố trí các kết cấu thân cống cần xét đến khả năng lợi dụng tổng hợp. Thí dụ lợi dụng lỗ cống lm âu thuyền, bố trí cầu giao thông qua các trụ. Kết hợp bản đáy thân cống lm sâu tiêu năng để rút ngắn chiều di sâu sau. Ngoi ra khi thiết kế cần chú ý bảo đảm quản lý vận hnh dễ dng thuận tiện v bảo đảm yêu cầu mỹ thuật, cảnh quan chung. www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 32 Chơng 15 - đờng hầm v cống ngầm Đ15.1. Khái niệm Đờng hầm v cống ngầm thuộc loại công trình ngầm. Ngy nay trên thế giới loại công trình ny đã đợc sử dụng rất phổ biến v phát triển ngy cng hiện đại. Trong những năm gần đây ở nớc ta đã v đang xây dựng một số công trình ngầm có quy mô trung bình nh đờng hầm v nh máy thuỷ điện Ho Bình, Trị An, đờng hầm xuyên đèo Hải Vân Công trình ngầm đợc sử dụng vo nhiều mục đích khác nhau nh giao thông, thuỷ lợi, thuỷ điện, cơ sở hạ tầng đô thị, khai thác khoáng sản v các công trình có chức năng đặc biệt. Công trình ngầm đợc xây dựng trong lòng đất vì vậy nó liên quan đến nhiều giải pháp kỹ thuật, chịu ảnh hởng của nhiều yếu tố chi phối. Đặc điểm lm việc cũng nh công tác thiết kế, thi công công trình ngầm có nhiều điểm khác so với công trình xây dựng trên mặt đất. Trong chơng ny chỉ tập trung nghiên cứu hai loại công trình thuỷ công ngầm đợc phổ biến trong kỹ thuật thuỷ lợi, thuỷ điện đó l đờng hầm thuỷ công v cống ngầm. Đờng hầm l một loại công trình tháo nớc hoặc dẫn nớc đục xuyên qua đá khi không có điều kiện tháo nớc hoặc dẫn nớc qua bản thân các công trình dâng nớc hoặc dùng biện pháp đo kênh hở gặp khó khăn, tốn kém (hình 15-1a). Cống ngầm l loại công trình đợc đặt dới đê, đập, vật liệu địa phơng (hình 15-1b), dùng vo việc tháo nớc hoặc lấy nớc. Cống ngầm thờng ngắn hơn đờng hầm. Về mặt thuỷ lực đờng hầm v cống ngầm l loại công trình chịu ảnh hởng của cột nớc công tác lớn. Lớp lót đờng hầm v thân cống ngầm nằm sâu trong môi trờng đá hoặc đất đắp, do đó về mặt chịu lực rất phức tạp. Hình 15-1. a, đờng hầm. b, cống ngầm www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 33 Đ15.2 . Phân loại, điều kiện sử dụng v hình thức mặt cắt của đờng hầm thuỷ công I. Phân loại và điều kiện sử dụng Đờng hầm thuỷ công đợc sử dụng trong các trờng hợp sau: 1. Khi xây dựng đờng dẫn hở không kinh tế bằng xây dựng đờng hầm. 2. Nếu xây dựng kênh hở có thể bị phá hoại do sự sạt lở của sờn núi hoặc có đá lăn; 3. Tuyến dẫn nớc qua nơi rừng núi rậm rạp, địa hình phức tạp. Theo mục đích sử dụng, đờng hầm đợc chia ra lm các loại: 1. Đờng hầm lấy nớc và đờng hầm dẫn nớc: Đờng hầm lấy nớc đợc xây dựng nhằm mục đích lấy nớc từ hồ chứa, sông ngòi phục vụ cho nhu cầu của công nghiệp, đời sống, phát điện, tới v.v Trên hệ thống dẫn nớc, tại những nơi do địa hình phức tạp, để rút ngắn tuyến kênh hoặc giảm khối lợng công trình thờng hay xây dựng đờng hầm dẫn nớc. 2. Đờng hầm tháo nớc: Đờng hầm tháo nớc l loại dùng để tháo lũ, dẫn dòng thi công, tháo nớc cho trạm thuỷ điện ngầm. Trong xây dựng nên kết hợp đờng hầm sử dụng tạm thời lúc thi công với đờng hầm sử dụng vo mục đích lâu di, nh hình15-2 biểu thị một đờng hầm tháo lũ đã đợc sử dụng kết hợp lm đờng hầm dẫn dòng trong giai đoạn thi công. Dựa theo điều kiện thuỷ lực ngời ta chia ra hai loại đờng hầm có áp v đờng hầm không áp. Đờng hầm có áp thờng đợc sử dụng trong các trờng hợp: a. Mực nớc thợng lu thay đổi tơng đối lớn; b. Yêu cầu dòng chảy l phải có áp nh trong trờng hợp cần dẫn nớc thẳng vo buồng xoắn của trạm thuỷ điện; c. Khi so với việc xây dựng loại đờng hầm không áp thấy kinh tế hơn. a b Hình 15-2. a) tháo lũ thi công; b) tháo lũ lâu dài. Đờng hầm không áp đợc sử dụng khi: a. Mực nớc thợng lu v lu lợng qua đờng hầm ít thay đổi; b. Yêu cầu dòng chảy phải l không áp (đờng hầm để thuyền bè qua lại); c. Khi so sánh với việc xây dựng đờng hầm có áp thấy kinh tế hơn. www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 34 Trong thực tế xây dựng một số đờng hầm, dọc theo chiều di của nó từng đoạn có chế độ chảy khác nhau. Nh hình 15-1, đoạn đầu dòng chảy l có áp, đoạn tiếp theo sau cửa van l dòng chảy không áp. II. Hình thức mặt cắt của đờng hầm Khi chọn hình thức mặt cắt ngang của đờng hầm phải dựa vo các điều kiện: thuỷ lực, địa chất công trình v thi công. Diện tích mặt cắt đờng hầm đợc quyết định từ tính toán thuỷ lực. Việc lựa chọn tốc độ trung bình của dòng chảy trong đờng hầm có ảnh hởng tới diện tích mặt cắt ngang đờng hầm, do đó nó có ý nghĩa kinh tế kỹ thuật. Chọn hình dáng mặt cắt của đờng hầm có lợi về mặt thuỷ lực v giảm độ nhám trong lòng dẫn để có thể giảm nhỏ đợc diện tích mặt cắt. Hình thức mặt cắt nên đơn giản, tránh những hình thức phức tạp khó thi công. Khi chọn phải xét đến khả năng sử dụng máy móc v vận chuyển đá núi ra khỏi đờng hầm. Điều kiện địa chất công trình thờng l điều kiện cơ bản khi chọn hình thức mặt cắt. Đây l điều kiện đánh giá về mặt chịu lực để đảm bảo an ton v kinh tế trong đó áp lực đá núi giữ tầm quan trọng bậc nhất. 1. Các hình thức mặt cắt đờng hầm không áp (hình 15-3) Mặt cắt vòm đỉnh l vòm phẳng (hình 15-3a) đợc sử dụng khi đờng hầm đo qua tầng đá rắn chắc có hệ số kiên cố f k >8, không có áp lực đá núi. Mặt cắt vòm đỉnh l nửa đờng tròn (hình 15-3b) khi đờng hầm đo qua đá núi có 8 > f k > 4, chỉ có áp lực đá núi thẳng đứng. Mặt cắt có thnh vòm cao (hình 15-3c) đợc dùng khi đo qua đá núi có 4 > f k > 2, áp lực đá núi theo phơng đứng lớn hơn theo phơng ngang. Mặt cắt hình móng ngựa (hình 15-3d) đợc dùng trong trờng hợp đá núi có f k < 2, có áp lực đá núi bên, từ trên xuống v cả từ dới lên. Mặt cắt hình tròn đợc dùng khi có tầng đá nằm nghiêng theo tuyến đờng hầm, áp lực đá không đối xứng qua đờng trục thẳng đứng qua trung tâm mặt cắt ngang cũng nh trong những trờng hợp áp lực nớc ngầm rất lớn. R=B/2 90 B h = B R=0.5B r=0.15B B H=B 0 a) h=B h=B R=B/ 2 90 0.1B 0.1B r=0.15B B h =1.5B B H=1.5B R = 0 . 5 B 0 b) h=1.5B h=1.5B www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 35 R = B r=0.2078B r=0.283B H= B r=0.5B r=0.15B R = B R =B H=B B B H=B H= B c) R = 2 B r = 0 .2 5 B r=0.25B R=0.5B R = B r=0.15B R =2 B B H=1.4B B H=1.3B H= 1.3 BH= 1.4 B =artg (9/5) 0.3B d) Hình 15-3. Các hình thức mặt cắt của đờng hầm không áp 2. Hình thức mặt cắt đờng hầm có áp Đối với đờng hầm có áp ngời ta thờng hay dùng mặt cắt hình tròn. Với loại ny điều kiện dòng chảy tơng đối tốt v có lợi cho việc chịu tác dụng của áp lực nớc phân bố đều ở trong đờng hầm. Khi cột nớc áp lực (tính bằng mét) kể từ trung tâm mặt cắt trở lên không vợt quá 3 lần chiều cao của đờng hầm, có thể dùng các hình thức mặt cắt của đờng hầm không áp nhng phải tiến hnh phân tích các điều kiện kinh tế kỹ thuật một cách đầy đủ. Đ15-3. tính toán thuỷ lực v xác định kích thớc mặt cắt của đờng hầm I. Tính toán thuỷ lực đờng hầm không áp Trong thực tế xây dựng những đờng hầm tháo nớc v lấy nớc từ hồ chứa, cửa vo có thể bị ngập sâu dới mực nớc thợng lu (hình 15-4). Những đờng hầm đợc xây đựng trên hệ thống dẫn nớc, tháo lũ thi công cửa vo có thể không bị ngập (hình 15-5). www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 36 h = . h i H z h H h z z Hình 15-4. Sơ đồ dòng chảy có cửa Hình 15-5. Dòng chảy ở đờng hầm vào bị ngập không áp Khi cửa vo bị ngập, lu lợng tháo qua đờng hầm đợc tính: )(2 hHgQ = , (15 - 1) trong đó: : hệ số lu lợng, = o ; , h: diện tích v độ cao của mặt cắt ngang cuối đoạn cửa vo. Khi cửa vo không ngập, lu lợng tháo qua đờng hầm có thể tính nh lu lợng chảy qua đập trn chảy ngập. 2/3 on Hg2bmQ = (15 - 2) trong đó: g V HH o o 2 2 += ; b : chiều rộng ở cuối đoạn cửa vo; m : hệ số lu lợng; ) H h (f o 1 n = : hệ số ngập; h 1 : độ sâu ở sau mặt cắt co hẹp. Khi dòng chảy trong đờng hầm l dòng chảy êm, việc xác định h 1 thông qua vẽ đờng mặt nớc. Đờng mặt nớc đợc vẽ từ phía hạ lu lên với điều kiện biên l độ sâu dòng chảy ở cuối đờng hầm. Do điều kiện mực nớc thợng, hạ lu đờng hầm thay đổi, trạng thái chảy đều trong đờng hầm bị phá vỡ, hình thnh dòng chảy không đều với đờng nớc dâng hoặc nớc hạ. Xác định đờng mặt nớc trong đờng hầm đợc tiến hnh tơng tự nh đối với kênh hở. ở những đoạn có mặt cắt ngang không đổi, sử dụng các phơng pháp vẽ đờng mặt nớc trong lòng dẫn hở lăng trụ. a) b) [...]... Nam Mức độ rắn chắc của đá Cứng o 20 2, 8-3,0 87 o 15 2, 7 -2, 8 85 o 10 2, 5 2, 6 82o30 8 2, 5 80 o Sa thạch thông thờng, quặng sắt thờng 6 2, 4 75 o Phiến thạch cát, sa thạch phiến 5 2, 5 720 5 Đá diệp thạch sét cứng, đá vôi v sa thạch không cứng, cuội kết mềm 4 2, 8 70 o Các loại diệp thạch không cứng, mác nơ chặt 3 2, 5 70 o 2 2 ,4 65 o 1,5 1,8 2, 0 60 o 1,0 1,8 45 o 0,8 1,6 40 o Loại đá quắczit v ba zan cùng... tầng (hình 15-14c) c Lớp lót kiểu lắp ghép: Khi đá núi có thể cho phép tiến hnh đo hon ton đờng hầm hoặc cần có lớp lót để chống đỡ ngay áp lực đá núi thì có thể dùng lớp lót kiểu lắp ghép Lớp lót ny gồm có những tấm bê tông hoặc bê tông cốt thép đúc sẵn lót ở vòng ngoi, vòng 48 www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam d v ol 0 .4 4.8 4. 8 5 0.3 0 .25 1.35 2. 30 2. 42 42 1 1.00 0. 42 0.3 1.00 0.15... nc Vit Nam a) b) q q k n X2 /4 o /4 x k h k k h k h k h yh H yn y1 f h C X1 2 H 5 X1 X2 1 3 B c x A D d v y n = k Hình 15-19 a) Sơ đồ tính toán kết cấu vòm cao; b) Xác định vị trí có lực kháng đàn tính lớn nhất trên vòm Phơng trình chính tắc có xét tới biến vị góc ở chân vòm l: 11 X 1 + 1 p + = 0 ol 22 X 2 + 2 p + yn = 0 (15 - 24 ) nc trong đó: = p + X 11 + X 2Yn 2 Giá trị nội lực v ứng... + X 1 + X 2 y; ol N = N p + X 2 cos , nc (15 -20 ) trong đó: Mp v Np - Mô men v lực hớng dọc trục do ngoại lực gây ra trên hệ tĩnh định; X1, X2 đợc xác định từ hệ phơng trình (15-19) w v ứng suất tại mỗi mặt cắt vòm xác định theo công thức nén lệch tâm: N M = F W q q x w X2 X1 0 X2 n n A x hn 2 Mo KJn f X1 hn 2 C 0 x Mo yn x w (15 -21 ) No No KJn y hn Hình 15-17 Sơ đồ tính toán vòm thấp 2 Tính toán... w H = N + X 2 cos n N0 cos n = p cos n = P + X 2 2 , Khn Khn w trong đó Np l lực hớng trục ở chân vòm do các ngoại lực sinh ra Phơng trình chính tắc của vòm khi có xét đến biến vị chân vòm có dạng: X 1 11 + X 2 12 + 1 p + = 0; X 1 21 + X 2 22 + 2 p + yn + H = 0 51 (15-19) www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam a) b) 0.788 d v n B Hình 15-16 a) Vòm thấp ở đỉnh; b) Vòm công tác ở đỉnh... L2 3fk w w (15 - 12) Theo lý thuyết thể hạt rời, áp lực đá núi theo phơng ngang có thể tính nh áp lực lên lng tờng mn thẳng đứng: e = đ tg2 (45 o - 2 ) (15 - 13) e = đ (h + Ho) tg2 (45 o - 2 ) (15 - 14) áp lực trung bình: etb = đ (h + 0,5Ho) tg2 (45 o - 2 (15 - 15) 43 ) www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam n Phơng pháp M.MPơrôtôđiacanốp không xét đến ảnh hởng của độ sâu vị trí đặt đờng... tác dụng của tờng bên để tính ra biến vị góc ở chân vòm b) P0 g0 x1 eCT x2 S G l1 x2 2 x1 C1 P1 H0 f y y2 y3 y y5 1 4 H6 x1 G0 l 2 q1 f1 x1 e2 x y1 y2 y3 y y5 4 l1 /2 x3 h1 x2 l /2 w v H2 g l CB x3 x4 nc x4 hn g0 x2 x5 f0 e1 c P P x5 ol H5 f1 a) P1 w w Hình 15 -23 Tờng bên cứng a) Hình thức kết cấu b) Sơ đồ tính toán Tờng bên đợc tính toán theo dầm trên nền đn hồi Lúc tính toán thay tác dụng tầng đn hồi... sau đó tiến hnh thi công vòng trong của lớp lót 35 7 w v 15 3 .2 100 4. 0 2. 2 3 .2 3 .4 nc 35 Hình 15- 14 Các hình thức lớp lót của đờng hầm không áp a) Lớp lót trát trơn; b) Lớp lót gia cố chỉnh thể bằng bêtông; c) Lớp lót gia cố chỉnh thể bằng bêtông cốt thép; d) gia cố ở đáy đờng hầm w 2 Các lớp lót của đờng hầm có áp w a Loại trát trơn, chống thấm: dùng cho những nơi đá rắn chắc (fk> 14) cột nớc không lớn... w v Từ vị trí có lực kháng đn tính lớn nhất trở lên, lực kháng đn tính ở tại một điểm trên vòm tính theo công thức: cos 2 K = K n 1 cos 2 n (15 -22 ) w Từ vị trí có giá trị max trở xuống, lực kháng đn tính ở tại một điểm trên vòm tính theo w công thức: y2 K = K n 1 12 yh (15 -23 ) Phơng pháp còn xét đến lực ma sát T Lực ny tỷ lệ thuận với lực kháng đn tính: T=.K (hình 15-19), trong... đá núi tác dụng lên lớp lót không phải l ton bộ trọng lợng đá trên đỉnh m chỉ l trọng lợng của đá bị phá hoại dới vòm cân bằng m thôi 41 www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam q x 2 2 3 y 1 A B H1 e' N R e' P 1 3.90 h T x 45 - /2 e" n 3 45 - /2 e" y B 2. 63 d v 2. 30 L ol Hình 15-9 Hiện tợng đá bị sụt và Hình 15-10 Sơ đồ tính áp lực đá mái hình thành vòm cân bằng tự nhiên Phơng pháp M.M Pơrôđiacanốp . www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 42 L B e' e" e' e" x y 1 2 2 3 A B P R N h T q 45 - /2 45 - /2 2.30 2. 63 3.90 3 1 H 1 y x Hình 15-9. Hiện tợng đá bị sụt. thẳng đứng: e = đ tg 2 (45 o - 2 ) (15 - 13) e = đ (h + H o ) tg 2 (45 o - 2 ). (15 - 14) áp lực trung bình: e tb = đ (h + 0,5H o ) tg 2 (45 o - 2 ). (15 - 15) www.vncold.vn www.vncold.vn. việc cũng nh công tác thiết kế, thi công công trình ngầm có nhiều điểm khác so với công trình xây dựng trên mặt đất. Trong chơng ny chỉ tập trung nghiên cứu hai loại công trình thuỷ công ngầm