Bài giảng công trình trên hệ thống thủy lợi chương 5 kênh và công trình trên kênh

 Các loại chính: - Các cống điều tiết, chia nước: Khống chế Q,H.. - Cống ngầm, xi phông ngược, cầu máng: để nối tiếp khi kênh gặp chướng ngại vật.. - Dốc nước, bậc nước: Khi kênh hạ thấ

§ H T LChương 5 : Kênh và công trình trên kênh

§ H T L 1- Kênh:

Khái niệm: Lòng dẫn nhân tạo bằng đất, gạch đá, bê tông …

§ H T L

5 -1 Kh¸i qu¸t (2)

2- Công trình trên kênh:

 Nhiệm vụ: Đảm bảo sự hoạt động bình thường của hệ

thống kênh.

 Các loại chính:

- Các cống điều tiết, chia nước: Khống chế Q,H.

- Cống ngầm, xi phông ngược, cầu máng: để nối tiếp khi kênh gặp chướng ngại vật.

- Dốc nước, bậc nước: Khi kênh hạ thấp nhanh cao trình.

3- Ví dụ về hệ thống kênh: Cầu sơn, Bắc Hưng Hải, Bái

§ H T L

5 -2 Kªnh

I – Thiết kế mặt cắt kênh :

1 – Hình dạng mặt cắt:

Phụ thuộc vào địa hình, địa chất, quy mô CT, mục đích sử

dụng, điều kiện thi công.

b)

§ H T L

2 – Kích thước mặt cắt:

Thỏa mãn các điều kiện về công năng, an toàn và kinh tế

 ĐK chuyển nước: Tính toán thủy lực xác định 

 ĐK ổn định về thủy lực: Vkb < V < Vkx

Vkb – lưu tốc không bồi lắng ~ bc, kich thước kênh

Vkx – lưu tốc không xói ~ chất đất, VL bảo vệ

 ĐK chống trượt mái (xác định m):

- Mái không cao: Tham khảo CT tương tự

- Mái cao: Tính toán ổn định

 ĐK thi công:

- Đào thủ công: b ≥ 0,5m

- Đào cơ giới: b ~ loại máy

§ H T L

II – Gia cố mái kênh:

 Mục đích: Chống xói, chống thấm, giảm nhám, tăng ổn định.

§ H T L

III – Các biện pháp bảo vệ kênh trên sườn dốc

 Mục đích:

 Biện pháp :

1 – Cống luồn qua kênh:

- Đ/K: Khi có lạch nhỏ cắt qua kênh.

- Nhược điểm: dễ bị bùn cát lấp đầy.

§ H T L

3

1

Sơ đồ bố trí cống luồn

§ H T L

III – Các biện pháp bảo vệ kênh trên sườn dốc (2):

 Biện pháp :

2 – Hệ thống tràn bên kênh (tràn vào + tràn ra):

C¾t däc

MÆt b»ng

-Đ/K: Khi sườn không dốc lắm.

-Nhược điểm:  Chiều dài tràn thường phải lớn  bảo vệ tốn kém.

§ H T L

III – Các biện pháp bảo vệ kênh trên sườn dốc (3):

§ H T L

III – Các biện pháp bảo vệ kênh trên sườn dốc (4):

4 – Tràn hoặc cống tháo cuối kênh:

- Mục đích: bảo vệ chống nước tràn bờ kênh.

- Bố trí:

 Kênh lớn: Cống tháo.

 Kênh nhỏ: tràn tự động.

§ H T L

III – Các biện pháp bảo vệ kênh trên sườn dốc (5):

5 – Kênh trên sườn dốc:

§ H T L

IV – Chọn tuyến kênh (1):

1 – Theo yêu cầu sử dụng:

- Kênh tưới: Chạy ở trên cao  Tăng diện tích khống chế.

- Kênh tiêu: Chạy ở chỗ thấp  tập trung nước.

- Kênh giao thông: R ≥ 5Lt (Lt – chiều dài tầu thuyền).

2 - Đ/K địa hình: quyết định khối lượng đào, đắp.

- Chọn Wđào ≥ Wđắp  hợp lý.

- Đồng bằng: tuyến thẳng, đất đào được đắp tại chỗ.

- Miền núi: So sánh để chọn:

 Theo đường đồng mức: tuyến dài, KL gia cố ít.

 Đi tắt: tuyến ngắn, KL gia cố & CT nối tiếp nhiều.

§ H T L

H

T

L

H

T

L

§ H T L

I – Bố trí :

1 – Vị trí đặt:

- Trên kênh, đầu kênh nhánh để điều tiết Q, H.

- Tại chỗ kênh cắt đường giao thông, chướng ngại …

2 1

3

1 Cống điều tiết; 2, 3 Cống lấy nước

2 – Hình thức: Cống lộ thiên, cống ngầm.

H

T

L

§ H T L

II – Kết cấu một số loại cống :

1 – Cống có tấm nắp:

Các bộ phận:

- Tường bên: Xây bằng gạch, đá, BT.

- Bản đáy: Xây liền hoặc tách rời tường bên.

§ H T L

1 – Cống có tấm nắp (tiếp):

 Tính toán các bộ phận:

Cần kiểm tra 2 điều kiện:

 Chịu uốn: bất lợi nhất là mặt cắt giữa dầm.

 Chịu cắt: bất lợi nhất là mặt cắt đầu dầm.

§ H T L

2 – Cống vòm:

 Trường hợp sử dụng: khi khẩu diện cống tương đối lớn

 Vật liệu xây dựng: gạch, đá xây, BT, BTCT

- Vòm không cốt thép: đồ giải xác định đường áp lực trong vòm 

Kiểm tra điều kiện không sinh ưs kéo

- Vòm có cốt thép: tính toán nội lực (M, N, Q), tính toán cốt thép.

§ H T L

I – Khái niệm :

1 – Trường hợp sử dụng:

- Khi kênh vượt qua thung lũng, khe lạch có 2 bờ dốc,

nhưng không sâu.

- Khi vượt qua sông, kênh khác mà mực nước Max trong

sông, kênh khác < đáy kênh.

- Kênh qua vùng thấm mạnh  kênh máng.

a)

§ H T L

I – Khái niệm (tiếp) :

2 – Một số đặc điểm:

 Chế độ thủy lực: thuận, tổn thất cột nước nhỏ

 Công trình hở  Xây dựng và quản lý thuận lợi ( trừ trường hợp

vượt qua thung lũng rộng và sâu)

§ H T L

§ H T L

§ H T L

III – Tính toán thủy lực:

 Mục đích:

- Xác định kích thước mặt cắt máng.

- XĐ độ dốc đáy máng.

- XĐ tổn thất cột nước qua máng.

 Số liệu ban đầu:

Q, L, Zcp; mặt cắt kênh thượng, hạ lưu.

 Trình tự tính toán:

- Bố trí chung máng, cửa vào, cửa ra.

- Tính toán thủy lực cửa vào, thân máng, cửa ra.

- Kiểm tra điều kiện chuyển nước:

§ H T L

III – Tính toán thủy lực (tiếp):

 Công thức chung:

Z1 - độ hạ thấp mực nước tại cửa vào.

 - diện tích mặt cắt ướt sau cửa vào:

( Mặt chữ nhật:  = B.h).

 Các bài toán:

- Định trước Z1 (tức h), tìm B.

, 2

.

g

V Z

Z

2

2 0 1

§ H T L

III – Tính toán thủy lực (tiếp):

2 – Thân máng: Tính như dòng đều.

- Nếu cửa ra làm giống cửa vào  có độ cao hồi phục Z2  Z1.

máng.

R C

§ H T L

P 3

Bố trí hạ thấp cửa ra của máng

§ H T L

i ii

ii - ii

i - i iii iii

H

T

L

§ H T L

- Lưới thép: đặt bên ngoài thép ngang ( 2 lớp)

- Vữa XM ngoài cùng ( 2 lớp, mỗi lớp dày 2 á 3mm)

2 – Công nghệ chế tạo máng: 2 loại chính.

 Phun vữa: tại hiện trường, áp dụng cho máng lớn.

 Đúc sẵn: áp dụng cho máng vừa và nhỏ.

3 – Tính toán kết cấu:

H

T

L

H

T

L

§ H T L

I – Khái niệm :

1 – Điều kiện sử dụng:

- Khi kênh gặp sông, suối, kênh khác.

- Khi mực nước trong sông, suối > đáy kênh

dẫn  phải làm xi phông ngược.

- Các trường hợp khác: So sánh kinh tế giữa cầu

máng & XP ngược.

2 – Cách bố trí: gồm cửa vào, thân ống, cửa ra.

§ H T L

H

T

L

§ H T L

§ H T L

Q – lưu lượng; -hệ số lưu lượng;  - diện tích m/cắt;

Z – Chênh lệch mực nước thượng – hạ lưu.

.

§ H T L

II – Tính toán thủy lực (tiếp):

3 – Vấn đề cột nước thừa:

a) Hiện tượng: Khi XP có Qmax >> Qmin

- Thiết kế: với Qmax  Zmax

- Khi tháo Qmin  Zmin << Zmax

 Cột nước thừa Z = Zmax – Zmin

 Sinh nước nhảy ở cửa vào  rung động

§ H T L

II – Tính toán thủy lực (tiếp):

3 – Vấn đề cột nước thừa:

b) Biện pháp khắc phục:

- Bố trí bể tiêu năng ở cửa vào.

- Bố trí đoạn chuyển tiếp (đường nước hạ)

- Bố trí các thanh cản ở cửa ra (ít dùng)

- Bố trí 1 bộ nhiều ống XP (khi Q lớn)

max min

min

max

§ H T L

- Về thủy lực: bậc nước làm việc an toàn hơn

- Về khối lượng công trình: dốc nước tốn ít hơn

2 – Bố trí cửa vào dốc, bậc:

 Nguyên tắc: Cửa có khả năng tự động điều tiết

 Biện pháp: tùy thuộc quy mô kênh

+ Cửa tự động điều tiết: dùng ở kênh lớn

§ H T L

§ H T L

3 – Tính toán cửa hình thang: Xác định b & mcv:

3 01

1 1

8,

0

MH

Q H

m

2 /

3 02

2 2

8,

0

MH

Q H

m