Thiết kế TCTC công trình tà pao 1

1.7.Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực :- Thiết bị: Thiết bị cửa van, cửa cống lấy nước được chế tạo từ trong nước .Thiết bị đóng mở tràn xả lũ pistông thủy lực được nhập ngoạ

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 4

1.1.Vị trí địa lý 4

1.2.Nhiệm vụ công trình 4

1.3.Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình 4

1.3.1.Cấp công trình 4

1.3.2.Tuyến công trình 4

1.3.3.Đặc trưng hồ chứa: 5

1.4.Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình 7

1.4.1.Điều kiện kinh tế- xã hội khu vực dự án 7

1.4.2.Đặc điểm địa hình, địa mạo 7

1.4.3 Đặc điểm địa chất, thổ nhưỡng: 7

1.4.4.Đặc điểm khí hậu: 8

1.4.5 Đặc trưng thuỷ văn 11

1.5 Điều kiện giao thông : 15

1.6.Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước: 15

1.6.1 Vật liệu đất đắp: 15

1.6.2 Điện: 16

1.6.3.Nước : 16

1.7.Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực : 16

1.8.Thời gian thi công: Trong 1,5 năm: 16

1.9.Những thuận lợi và khó khăn trong quá trình thi công: 16

1.9.1 Thuận lợi: 16

1.9.2 Khó khăn 16

CHƯƠNG 2 CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 17

2.1.Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình dẫn dòng thi công 17

2.1.1.Điều kiện thuỷ văn 17

2.1.2.Điều kiện địa hình 17

2.1.3.Điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn 17

2.1.4.Cấu tạo và bố trí công trình thuỷ công 17

2.1.6.Điều kiện và khả năng thi công 18

2.2.Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng 18

2.3.Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công 18

2.4.Phương án dẫn dòng và chọn phương án dẫn dòng 18

2.5.Tính toán thủy lực cho phương án dẫn dòng 21

2.5.1.Dẫn dòng qua lòng sông tự nhiên mùa kiệt năm thứ nhất 21

2.5.2.Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp mùa lũ năm thứ nhất 21

2.5.3.Dẫn dòng qua cống dẫn dòng mùa kiệt năm thứ hai 24

Từ đó ta có quan hệ Q ~ Zcống 29

Bảng 2-7: Quan hệ khi dẫn dòng qua cống 29

Q(m3/s) 29

H0(m) 29

Z(m) 29

10,68 29

1,65 29

1383,65 29

2.7.Thiết kế ngăn dòng 31

2.7.1.Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng 31

2.7.2.Chọn vị trí và độ rộng cửa ngăn dòng 31

2.7.3.Phương án ngăn dòng và tổ chức thi công ngăn dòng 33

2.7.4 Tính toán thuỷ lực ngăn dòng cho phương pháp lấp đứng 33

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG CÔNG TRÌNH CHÍNH 36

3.1 Các đặc điểm kết cấu của công trình thuỷ công 36

3.1.1 Vị trí, nhiệm vụ của tràn xả lũ 36

3.1.2 Hình thức kết cấu tràn xả lũ 36

3.2 Công tác hố móng 36

3.2.1 Xác định phạm vi mở móng tràn 36

3.2.2 Thoát nước hố móng : 37

3.2.3 Tính khối lượng và cường độ đào móng 38

3.3.1.Phân khoảnh đổ, phân đợt đổ bê tông 47

3.3.2.Phân khoảnh đổ Bêtông: 47

3.3.3.Tính toán cấp phối bê tông 64

3.4 Tính toán máy trộn 69

3.4.1 Chọn loại máy trộn: 69

3.4.2 Tính toán các thông số: 70

3.4.3 Bố trí mặt bằng trạm trộn 72

3.4.4 Tính toán công cụ vận chuyển 72

3.4.5 Công tác kiểm tra chất lượng bêtông 78

3.4.6 Công tác đổ, san, đầm và dưỡng hộ bêtông 79

3.5.Công tác ván khuôn 85

3.5.1 Vai trò và nhiệm vụ của ván khuôn 85

3.5.2.Phân loại ván khuôn 86

3.5.3.Chọn loai ván khuôn 86

3.5.4 Tính toán kết cấu ván khuôn: 90

3.5.5.Lắp dựng và tháo dỡ ván khuôn 95

4.1.Mục đích và ý nghĩa của việc lập tiến độ thi công: 97

4.1.1.Mục đích lập tiến độ thi công: 97

4.1.2.Ý nghĩa lập tiến độ thi công: 97

4.2.Các phương pháp lập kế hoạch tiến độ thi: 97

4.2.1.Phương pháp sơ đồ đường thẳng 97

4.2.2.Phương pháp sơ đồ mạng lưới: 97

4.2.3.Lựa chọn phương pháp lập tiến độ tổ chức thi công: 98

4.2.4.Các tài liệu cơ bản: 98

4.3.Lập kế hoạch tiến độ thi công 98

4.3.2.Trình tự lập kế hoạch tiến độ thi công tràn xả lũ 99

4.4 Lập kế hoạch tiến độ thi công tràn xả lũ : 104

4.5 Biểu đồ cung ứng nhân lực : 104

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 1.1.Vị trí địa lý

TàPào1 nằm trên chi lưu của sông Krông nô, nằm ở bên trái sông Krông nô,bắt nguồn từ vùng núi cao chảy vào suối Đak Heur, nhập với sông Krôngnô tại xã

Đa Long, huyện Lạc Dương, tỉnh Lâm Đồng Độ dốc suối tương đối lớn, có điềukiện thuận lợi cho viêc khai thác thuỷ điện Qua nghiên cứu chúng tôi dự kiến bố trícông trình TàPào1 nằm trong khu vực xã Đa Long - Huyện Lạc Dương

Căn cứ vào tài liệu địa hình, địa chất dự kiến công trình đầu mối đặt phía trướcthác nước, nhà máy thuỷ điện đặt ở hạ lưu nơi đổ ra suối Đak Heur Tọa độ địa lýkhu vực bố trí công trình đầu mối như sau:

- Tận dụng thế năng của nguồn nước của công trình để sản xuất điện năng

- Tạo điều kiện phát triển kinh tế - xã hội khu vực, tạo ra nguồn điện, góp phầnnâng cao chất lượng điện và độ an toàn cung cấp điện cho điện lưới quốc gia

- Phát điện với công suất lắp máy 20,8 MW Điện lượng bình quân năm

* Tuyến đập đầu mối (Tuyến 1): Căn cứ trên tài liệu địa hình, địa chất tuyến

đầu mối trên suối TàPào1 tại vị trí đỉnh thác tọa độ 12o11’00”-108o24’40” Tại vị trínày về phía hạ lưu đáy suối có độ dốc lớn, liên tục, lòng suối hẹp tới vị trí hợp lưugiữa suối Tà Pào1 và suối Đak Huer, phía thượng lưu độ dốc nhỏ, lòng suối mở

rộng thuận lợi tạo lòng hồ điều tiết ngày Địa chất tuyến theo bản đồ địa chất khuvực không có vết đứt gãy, nền tuyến là đá Granít, chịu lực tốt.

* Tuyến đập chuyển nước (Tuyến 2): Vị trí tuyến đập chuyển nước trên suối

Đak Huer, cách tuyến đập đầu mối khoảng 6km Vị trí tuyến sát đường tỉnh lộ 722

từ thành phố Đà Lạt đi Đầm Ròn, thuận lợi cho thi công công trình Địa chất tuyếnkhông có vết đứt gãy, nền tuyến là đá Granít, chịu lực tốt

1.3.3.Đặc trưng hồ chứa:

6.5 Công suất đảm bảo Nđb

1.4.Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình

1.4.1.Điều kiện kinh tế- xã hội khu vực dự án

Khu vực dự án nằm trên địa bàn xã Đa Long– Huyện Lạc Dương – Tỉnh LâmĐồng Diện tích tự nhiên của huyện Lạc Dương là 1.513,8 Km2, mật độ dân số 16người/Km2, tổng số dân là 24.800 người Dân số sống với mật độ thưa thớt chủ yếutập trung ở trung tâm các xã và thị trấn, bao gồm các dân tộc anh em đang sinhsống Nhìn chung trình độ canh tác, sản suất, cuộc sống còn lạc hậu, đời sống cònnhiều khó khăn

1.4.2.Đặc điểm địa hình, địa mạo

Huyện Lạc Dương có địa hình phức tạp, bị chia cắt nhiều, chủ yếu là đồi núicao xen lẫn các thung lũng hẹp, dốc dần từ đông nam xuống Tây bắc Diện tích tựnhiên là 1513,8km2

Suối TàPào1 nằm trên chi lưu của sông Krông nô Lưu vực suối TàPào1thuộc loại địa hình miền núi cao với độ dốc sườn núi và độ dốc lòng sông lớn, địahình bị chia , lưu vực có hình củ khoai với đường phân lưu ở thượng nguồn đi quacác đỉnh có cao độ từ 1600m đến 2000m, độ cao được hạ dần tới cuối suối ở độ cao

khoảng 870m Nhận xét:Đầu mối có quy mô

nhỏ do vậy khối lượng thi công ít.Điều kiện địa hình dốc nên điều kiện thi công,dẫn dòng, tổ chức mặt bằng thi công không thuận lợi.Điều kiện địa hình chia cắtgây khó khăn cho việc đi lại

1.4.3 Đặc điểm địa chất, thổ nhưỡng:

Theo bản đồ địa chất và khoáng sản do cục địa chất Việt Nam xuất bảnnăm 1999 Đặc điểm địa chất của tỉnh Lâm Đồng như sau:

a/ Kiến tạo: Lâm Đồng là vùng thượng nguồn sông Đồng Nai nằm trong đới

Đà Lạt – miền hoạt hoá macma – kiến tạo Mezozoi, Kainozoi nam Việt Nam

Trong phạm vi Lâm Đồng gồm các đứt gẫy kéo dài theo phương Tây BắcĐông Nam Khu vực dự án không có nứt gẫy đi qua và vị trí dự kiến xây dựngcông trình cách vết đứt gẫy gần nhất khoảng 20 km

b/ Địa chất công trình:

Bề mặt của lưu vực với tầng phủ khá dày được cấu tạo bằng đất ,đḠphonghoá mạnh, đất á sét lẫn dăm sạn Lớp 1a trên cùng là đất á sét lẫn sỏi sạn mầu xám

vàng, nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng – nửa cứng, chặt vừa, tính thấm lớn,chiều dày dự kiến 2-3m, lớp này phân bố trên cao sườn núi tại vai đập Lớp 2 làtảng lăn, cuội, sỏi lẫn sét, kết cấu rời độ chặt vừa, tính thấm lớn, lớp này phân bố ởlòng suối Lớp 3a là đá Granít phong hóa, nứt nẻ vừa đến mạnh phân bố dọc theohai bên suối lớp này cần bóc bỏ chiều dày bóc bỏ khoảng (1-2) m Lớp 3b là Granitphong hoá nứt nẻ ít đến tươi, lớp này làm nền tốt cho công trình

Nhận xét: Qua khảo sát thực tế kết hợp với nghiên cứu bản đồ địa chất nhận thấy vớituyến đầu mối đập thấp, điều kiện địa chất thuận lợi, ổn định đối với tuyến đập

Trên khu vực Lâm Đồng có khá dầy trạm quan trắc Khí tượng thuỷ văn.Trong đó có những trạm có thời gian quan trắc dài như Đà lạt, bảo lộc, Liênkhương, Thanh Bình Tuy nhiên mật độ phân bố và các yếu tố quan trắc của cáctrạm lại không đồng đều, đặc biệt trên lưu vực suối TàPào1 lại thiếu tài liệu

Mạng lưới trạm khí tượng

Mạng lưới trạm thuỷ văn

Tên trạm Tên sông Flv(km2) Yếu tố Thời gian quan trắc

Độ ẩm tương đối trung bình các tháng

Lượng bốc hơi bình quân tháng

Đà Lạt 99,6 104,9 114,1 75,1 60,6 61,6 49,5 48,2 43,0 52,5 75,4 91,0 865,4L.Khươn 131,4 140,0 159,7 114,9 88,5 68,1 63,6 68,3 47,5 50,3 69,9 102,0 1104,3

Di Linh 74,4 89,6 96,1 72,0 52,7 48,0 40,3 37,3 36,0 40,3 51,0 62,0 699,6Bảo Lộc 85,0 87,0 113,0 67,0 50,0 57,0 64,3 42,1 37,0 45,2 50,6 65,5 764

1.4.4.4.Mưa:

Chế độ mưa chịu quy luật mưa chi phối của chế độ gió mùa và phản ánh rõ rệtđặc điểm địa hình Mùa mưa thường bắt đầu từ nửa cuối tháng 5 và kết thúc vào đầutháng 10, lượng mưa trung bình mùa mưa chiếm tới 85 - 90% lượng mưa cả năm,mùa ít mưa từ 10 - 15 %, từ tháng 1 đến tháng 3 hầu như không mưa Lượng mưatrung bình năm của một số trạm đại biểu trong lưu vực nghiên cứu: Đà Lạt1720mm, Liên Khương 1601mm, Bảo Lộc 2801mm, Di Linh 1420mm

Lượng mưa trung bình các tháng

Đà Lạt 5,7 17,2 60,2 170,4 194 203,4 217,5 218,3 272,4 229,9 94,7 36,3 1720Liên

Khương3,3 17,2 62,5 135,5 205,4 212,7 195,5 172,2 276,7 219,3 77,2 21,1 1601Bảo

Lộc 65,0 57,6 101,5 206,0 233,5 303,3 393,5 471,4 378,6 331,0 171,0 88,3 2801Đại

Ninh 6,7 12,9 43,7 96,2 173,0 163,8 163,1 190,2 254,7 184,7 90.9 24,4 1404Thanh

Bình 7,4 25,7 68,4 187,3 210,7 174,3 169,8 178,3 230,6 236,8 83,0 32,5 1604

Di Linh 5,0 10,2 25,6 78,2 115,9 236,4 177,0 271,6 200,5 199,7 81,3 18,3 1420

Lạc Dương có thảm phủ thực vật lá rừng rất phong phú, diện tích rừng nghèo

và cây bụi ngày càng tăng Do quá trình rừng bị khai thác quá mức, hậu quả của lốisống du canh du cư của đồng bào dân tộc và chặt phá rừng để trồng các loại câykhác có giá trị kinh tế nên nhiều khu vực đất bị thoái hoá, làm tăng khả năng xóimòn và rửa trôi đất Ngoài ra giảm diện tích rừng còn ảnh hưởng không nhỏ đếnnguồn nước kể cả nước mặt lẫn nước ngầm

1.4.5.2 Đặc trưng thuỷ văn

Mùa lũ bắt đầu từ tháng VII – XI; lượng dòng chảy chiếm 65 - 75% dòng chảy

cả năm, lũ sớm có thể xuất hiện vào tháng 6, tháng 5, 6 và tháng 12 có thể coi làtháng chuyển tiếp, tháng 1, 2, 3 dòng chảy nhỏ dần và cạn nhất là tháng 3, 4

Đặc trưng dòng chảy năm của trạm thủy văn Krông buk

1.4.5.3.Dòng chảy năm thiết kế và phân phối dòng chảy năm TK

a/ Chuẩn dòng chảy năm:

Đặc trưng dòng chảy trung bình năm của tuyến công trình

Đặc trưng dòng chảy năm ứng với các tần suất thiết kế

4

2.5Cv

1.52

1.44

1.35

1.09

0.90

0.86

0.82

3

2.5Cv

1.28

1.21

1.13

0.92

0.76

0.72

0.77

b/ Phân phối dòng chảy năm ứng với tần suất thiết kế

Phân phối dòng chảy năm ứng với các tần suất thiết kế

Số liệu thủy văn

1.4.5.5 Dòng chảy lớn nhất mùa kiệt.

Mùa kiệt trên toàn khu vực nghiên cứu thường bắt đầu từ tháng XII và kếtthúc vào tháng VI năm sau

Lưu lượng lớn nhất mùa kiệt tại các tuyến công trình

(103m3/n)

1.5 Điều kiện giao thông :

Khi thi công công trình TàPào1 cần nâng cấp khoảng 15 km đường tỉnh lộ

722, xây dựng mới một công trình (ngầm hoặc cầu) qua suối ĐaKhuer, 12 kmĐường thi công công trình và một số tuyến đường thi công nội bộ công trình

1.6.Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước:

1.6.1 Vật liệu đất đắp:

Có thể khai thác tại chỗ, về trữ lượng và chất lượng cần có khảo sát đánh giá

cụ thể trong giai đọan sau

Vật liệu đá ,cát, sỏi có thể khai thác dọc theo suối trong phạm vi 10km- 15km.Tuy nhiên với các hạng mục yêu cầu chất lượng vật liệu cao thì phải lấy từ các mỏxung quanh với cự ly 30km - 40km

Vật liệu xi măng, sắt, thép phải chuyển từ thị trấn Lạc Dương với cự lykhoảng 35km, hoặc thành phố Đà Lạt khoảng 40

1.7.Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực :

- Thiết bị: Thiết bị cửa van, cửa cống lấy nước được chế tạo từ trong nước Thiết bị đóng mở tràn xả lũ pistông thủy lực được nhập ngoại

- thiết bị thi công công trình thì các đơn vị thi công phải có đầy đủ có thể muahoặc thuê các doanh nghiệp cơ giới

- nhân lực: Kết hợp giữa công nhân của đơn vị thi công và nhân công địaphương

1.8.Thời gian thi công: Trong 1,5 năm:

1.9.Những thuận lợi và khó khăn trong quá trình thi công:

Qua việc phân tích các tài liệu cơ bản ta thấy việc thi công công trình cónhững thuận lợi và khó khăn sau:

1.9.1 Thuận lợi:

- Điều kiện địa chất tốt

- Điều kiện khí tượng thuỷ văn ổn định

- Nguồn nguyên vật liệu dồi dào

1.9.2 Khó khăn

- Nằm trên vùng núi cao

- Việc thi công đi lại gặp nhiều khó khăn

2.1.1.Điều kiện thuỷ văn

Dựa vào điều kiện và các tài liệu thuỷ văn của dòng sông như: lưu lượng, lưutốc, mực nước lớn hay nhỏ, biến đổi nhiều hay ít, mùa lũ hay mùa khô dài hay ngắnđều trực tiếp ảnh hưởng đến việc chọn phương án dẫn dòng

Khu vực nghiên cứu, mùa mưa được bắt đầu từ tháng 7-11, sau đó kết thúcvào đầu tháng 11 Lượng mưa trung bình mùa mưa chiếm 85%-90% lượng mưa cảnăm Mùa khô từ tháng 12-6 năm sau, lượng mưa chỉ chiểm 10-15% tổng lượngmưa cả năm

2.1.2.Điều kiện địa hình

Địa hình của khu vực công trình đầu mối thuỷ lợi có ảnh hưởng trực tiếp đếnviệc bố trí các công trình ngăn nước và dẫn dòng thi công

2.1.3.Điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn

Địa chất ảnh hưởng đến mức độ thu hẹp của lòng sông, kết cấu công trình dẫnnước, hình thức cấu tạo và phương pháp thi công đê quai

2.1.4.Cấu tạo và bố trí công trình thuỷ công

Giữa các công trình đầu mối và phương án dẫn dòng thi công có mối liên hệtrực tiếp với nhau Khi thiết kế công trình thuỷ lợi đầu tiên phải chọn phương ándẫn dòng Ngược lại khi thiết kế tổ chức thi công phải thấy rõ, nắm chắc đặc điểmcấu tạo và sự bố trí công trình để có kế hoạch khai thác và lợi dụng chúng vào việcdẫn dòng Chỉ có như vậy thì bản thiết kế mới có khả năng hiện thực và có giá trịcao về kinh tế

2.1.5.Yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng chảy hạ lưu

Việc cung cấp nước cho hạ du là yêu cầu bắt buộc không thể ngừng trong thờigian thi công

Trong quá trình thiết kế cần chọn phương án dẫn dòng thi công đảm bảo cungcấp đủ nước để phục vụ cho sản xuất và dân sinh xã hội vùng hạ du

2.1.6.Điều kiện và khả năng thi công

Bao gồm: thời gian thi công, khả năng cung cấp thiết bị, nhân lực, vật liệu,trình độ tổ chức và quản lý thi công

Có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến việc chọn phương án dẫn dòng Do đó khithiết kế dẫn dòng cần phải điều tra cụ thể, nghiên cứu kỹ càng và phân tích toàndiện, kỹ lưỡng để chọn phương án dẫn dòng hợp lý, có lợi cả về kỹ thuật và kinh tế

2.2.Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng

Căn cứ công trình đầu mối và đặc điểm khí tượng thủy văn lựa chọn thời đoạndẫn dòng như sau:

-Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 6 năm sau (T= 7 tháng)

-Mùa lũ từ tháng 7 đến tháng 11 (T= 5 tháng)

2.3.Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công

Căn cứ vào lưu lượng trung bình tháng trong thời đoạn dẫn dòng và tần suấtthiết kế ta có:

- Lưu lượng dẫn dòng thiết kế vào mùa lũ: Qtkdd10%: = 170 (m3/s)

- Lưu lượng dẫn dòng thiết kế vào mùa khô Qtkdd10%: = 10,68(m3/s)

Bảng2-1:Nội dung phương án 1

Tần suất P%

Lưu lượngdẫn dòng

+ Chuẩn bị điều kiện cho thi công + Đào móng và thi công hoàn thiện cống dẫn dòng + Đào móng và thi công cửa nhận nước +Đào móng thi công đắp đập vai trái đến cao trình 1390m,vaiphải đến cao trình 1396 m + Đào móng thi công tràn xả lũ

Mùa lũ từ:

07/2014 đến

11/2014

Lòng sông thuhẹp

10% 170

+ Thi công hoàn thiện cửa nhậnnước

+ Tiếp tục đắp 2 vai đập đến cao trình thiết kế +Tiếp tục thi công tràn xã lũ

10% 10,68

+Ngăn dòng + Đắp đê quai thượng lưu đến cao trình 1384,20m, hạ lưu đến cao trình 1382,40m + Đào móng đắp đập phần lòngsông đến cao trình thiết kế + Thi công và hoàn thiện tràn+ Cuối mùa khô lấp cống dẫn dòng

+ Hoàn thiện các công việc cònlại và bàn giao công trình đưa vào sử dụng

Phương án 2:Trình tự dẫn dòng thi công thời gian thi công là 2 năm:

Bảng 2-2;Nội dung phương án 2

Tần suất P%

Lưu lượngdẫn dòng

Mùa lũ từ:

07/2014 đến

11/2014

Lòng sông thuhẹp

10% 10,68

+Ngăn dòng + Đắp đê quai thượng, hạ lưu + Đào móng đắp đập mặt cắt kinh tế đến cao trình vượt lũ + Thi công tràn đến cao trình 1399,70 m

Bảng2-3:Phân tích đánh giá 2 phương án dẫn dòng

1 Phương án 2 -Do thời gian thi công dài hơn

lên cường độ thi công khônggấp đảm bảo chất lượng côngtrình

Thời gian kéo dài, công trìnhbàn giao đưa vào sử dụng chậmhơn phương án 1

trình sớm đưa bàn giao đưavào sử dụng Tiết kiệm thờigian tăng hiệu quả về kinh tế

Cường độ và tiến độ thi côngcao, đòi hỏi tập trung toàn bộmáy móc thiết bị, nhân lực vàkinh tế mới hoàn thành đượcyêu cầu và tiến độ đề ra

Lựa chọn phương án dẫn dòng: các nguyên tắc để lựa chọn

Thứ nhất là đảm bảo thời gian thi công

Thứ hai là phí tổn về công tác dẫn dòng và giá thành thi công ít

Thứ ba là thi công an toàn, liên tục, thuận tiện và chất lượng công trình đảm bảo

Vì vậy qua so sánh định tính về ưu nhược điểm và khả năng thi công, tính kỹthuật cũng như về mặt kinh tế của hai phương án ở đây chọn phương án 1 dẫn dòngcho công trình

2.5.Tính toán thủy lực cho phương án dẫn dòng

2.5.1.Dẫn dòng qua lòng sông tự nhiên mùa kiệt năm thứ nhất

Lưu lượng dẫn dòng mùa kiệt năm thứ nhất: Qk= 10,68 (m3/s) Tra quan hệQ~Zhl ta có mực nước trong sông là: 1380,90 m

Vì vậy trong mùa kiệt năm thứ nhất ta thi công các phần công trình trên caotrình 1380,9 + 0,5 = 1381,40 m

2.5.2.Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp mùa lũ năm thứ nhất

Lưu lượng dẫn dòng mùa lũ năm thứ nhất: Ql= 170 (m3/s)

2.5.2.1.Mục đích

Xác định quan hệ Q~ZTL khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

Xác định cao trình đê quai thượng và hạ lưu

Xác định cao trình đắp đập vượt lũ

Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy

2.5.2.2.Nội dung tính toán

a-Sơ đồ tính toán

2 1

Mứcđộ thu hẹp của lòng suối được biểu thị bằng công thức sau đây:

%100

Trong đó : K - Mức độ thu hẹp của lòng suối, K =(30÷60)%

ω1- Tiết diện ướt của lòng suối mà đê quai và hố móng chiếm chỗ (m2)

ω2- Tiết diện ướt của lòng suối cũ (m2)

- Tính ω1: Từ Q ml = 170 (m3/s) tra quan hệ (Q ~ Zhạ) ta được Zhạ= 1384,0m Dựa mặt cắt dọc đập ta xác định diện tích ướt ban đầu của lòng suối vàdiên tích ướt do công trình chiếm chỗ ứng với mực nước ở 1384,0m là: ω2=86,25m2, ω1= 26,77m2

Thay các giá trị vào (2-1) ta được: 100% 31,0%

25,86

77,

=

K

30% < K= 31,0%<60%

b -Tính lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp V c

Lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp tại được tính theo công thức:

ε(ω ω ) (m/s)

QV

1 2

tk

c= − (2-2)Trong đó: Vc- Lưu tốc bình quân tại mặt cắt thu hẹp của lòng suối (m/s)

Qtk- Lưu lượng dẫn dòng thi công thiết kế mùa lũ(m3/s),Qml = 170 m3/s

ε - Hệ số thu hẹp, nếu thu hẹp một bên thì ε = 0.95, nếu thu hẹp hai bênthì ε = 0.9 Trong trường hợp này thu hẹp một bên nên ε = 0.95

Thay giá trị vào công thức (2 - 2)

)77,2625,86.(

95,0

170

s m

để bảo vệ phần chân đập đã thi công

c- Xác định độ cao nước dâng ∆Z(m).

Sau khi lòng suối bị thu hẹp thì trạng thái chảy của dòng chảy bị thay đổi

(n-ước dâng lên).Độ cao n(n-ước dâng được tính theo công thức:

2g

V 2g

V 1

g

V g

V C O

22

2 × −

48,181,92

0,385,0

Ta thấy Zgt ≈Ztt vậy giả thiết ban đầu là đúng

Xác định mực nước sông phía thượng lưu theo công thức:

ZTL=ZHL + Z= 1384+ 0,4 = 1834,40(m)

*) Cao trình vượt lũ mùa kiệt năm thứ nhất là:

Zvượt lũ = Ztl + δ = 1384,40+ 0,5 = 1384,90 (m)

Với δ = 0,5 (δ là độ cao an toàn, δ = 0,5 ÷ 0,7 (m).

Chọn cao trình đắp đập vượt lũ mùa kiệt năm thứ nhất là +1390

2.5.3.Dẫn dòng qua cống dẫn dòng mùa kiệt năm thứ hai.

Lưu lượng dẫn dòng mùa kiệt Qk= 10,68 (m3/s)

- Mục đích :

Tính toán thủy lực qua cống ngầm nhằm xây dựng quan hệ giữa lưu lượng dẫndòng qua cống và cao trình mực nước thượng lưu

Để từ đó xác định cao trình đê quai thượng, hạ lưu khi đắp đê quai ngăn dòng

Bảng 2-4: Thông số kỹ thuật như sau:

• Sơ đồ tính toán:

h k

i = 0.001

Sơ đồ tính toán thủy lực qua cống trường hợp chảy không áp

* Các bước tính toán:

Ứng với mỗi giá trị Qi giả thiết chế độ chảy qua cống

Áp dụng công thức tính lưu lượng tính trạng thái chảy để tính cột nước H, sau

đó kiểm tra theo điều kiện :

Theo tác giả Hứa Hạnh Đào trạng thái chảy trong cống phụ thuộc vào mựcnước trước cống như sau:

* Nội dung tính toán:

Giả thiết chế độ chảy trong cống là chế độ chảy không áp

a/ Tính độ sâu phân giới, độ sâu dòng đều.

Tính với các cấp lưu lượng Qi (m3/s)

+ Độ sâu phân giới hk: hk=

2 3

2

+ Độ sâu dòng đều ho:

Tính mặt cắt kênh có lợi nhất về thủy lực theo phương pháp Agơrốtskin:

fRln = 4mo i Qdd.

Trong đó:

+ 4mo: Từ phụ lục (8-1) của bảng tra thủy lực ta được 4mo= 8

Thay vào công thức ta được:

-Bán kính thủy lực trong kênh : i i

1

i

i i

v h g

c/ tính toán cột nước đầu cống:

Ta nhận thấy các giá trị lưu lượng giả thiết thì chế độ chảy trong cống là tựdo,bán áp,có áp

+ Xác định cột nước đầu cống H

Giả thiết cống làm việc ở trạng thái không áp.

68,10

2 2

2

2

m

Từ kết quả tính toán ở trên ta thấy ứng với cấp lưu lượng Q = 10,68(m3/s) thì

H0 >1,2.2= 2,4 (m) thoả mãn Vậy chế độ châỷ trong cống là bán áp và có áp

Sơ đồ tính toán thủy lực qua cống trường hợp chảy có áp

Từ giá trị lưu lượng tra quan hệ Q ~ ZHL ta có mực nước hạ lưu, tính hn = ZHL - Zcửa

gL

c

c

22

1

+

∑+

=

ξαϕ

Với: R : Bán kính thuỷ lực tuynen R= 0,67 (m)

C : Hệ số Sêdi xác định theo công thức Maninh

C=1.R1 / 6

n = 1 0,671/6

0, 017 = 54,98 ∑ξc:Tổng các hệ số tổn thất cục bộ ∑ξ = ξc th + ξkv

ξth:Tổn thất do thu hẹp ở cửa vào ξth=0,25

Từ kết quả trên ta xác định được cao trình đê quai

Thiết kế đê quai thượng lưu:

- Xác định các thông số đặc trưng của đê quai thượng lưu:

+ Hệ số mái đê quai thượng lưu : mái dốc của đê quai phụ thuộc vào loại đấtđắp, phương pháp thi công và chiều cao đê quai

ứng với lưu lượng dẫn dòng Q= 10,68 (m3/s)tra quan hệ Q~Ztl ⇒Ztl= 1383,65(m)

Vậy cao trình của đê quai thượng lưu là:

ZđqTL = Ztl + δ = 1383,65+ 0,5 = 1384,15(m)

Chọn ZđqTL = 1384,20 (m)

=> Chọn mái dốc của đê quai thượng lưu như trong bản vẽ

+ Chiều rộng đỉnh đê quai thượng lưu : Chọn B đqTL = 3 (m)

1384,20

m=2

m=1.5

Thiết kế đê quai hạ lưu :

ứng với lưu lượng dẫn dòng Q=10,68(m3/s)tra quan hệ Q~Zhl ⇒Zhl= 1381,9(m)

Vậy cao trình của đê quai hạ lưu là:

ZđqHL = Zhl + δ = 1381,9 + 0,5 = 1382,40(m)

Chọn ZđqHL = 1382,40 (m)

=> Chọn mái dốc của đê quai hạ lưu như trong bản vẽ

Chiều rộng đỉnh đê quai hạ lưu : Chọn BđqHL = 3 (m)

1382,40

=1.5

1381,90

2.6.Các mốc khống chế của từng giai đoạn thi công

2.7.Thiết kế ngăn dòng

Trong quá trình thi công công trình để có thể đào móng và thi công đập phầnlòng sông trong điều kiện khô ráo thì ta phải tiến hành công tác ngăn dòng Đây làmột khâu quan trọng quyết định sự thành bại của quá trình xây dựng công trình vàkhống chế toàn bộ tiến độ thi công

2.7.1.Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng

2.7.1.1.Chọn thời điểm ngăn dòng

Căn cứ và điều kiện thủy văn dòng chảy ta chọn ngày đầu tháng 1 của năm thicông thứ hai để tiến hành ngăn dòng vì:

-Lúc này giá trị lưu lượng nước tương đối nhỏ

-Thời gian chuẩn bị cho công tác ngăn dòng không quá gấp

-Sau khi ngăn dòng có đủ thời gian đắp đắp vượt lũ

2.7.1.2.Chọn tần suất thiết kế ngăn dòng

Do cấp công trình là cấp III nên theo QCVN 04-05:2012/BNNPTNT tần suấtthiết kế ngăn dòng là P= 10%

2.7.1.3.Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng

Do không có tài liệu thủy văn với các thời đoạn nhỏ, thời điểm ngăn dòng đầutháng 1 nên chọn: Qngd = 1,02 m3/s

2.7.2.Chọn vị trí và độ rộng cửa ngăn dòng

2.7.2.1.Vị trí cửa ngăn dòng

Chọn cửa ngăn dòng tại chính giữa lòng suối chính vì:

-Khả năng tháo nước qua cửa ngăn dòng là lớn nhất.

-Vị trí cửa ngăn dòng thuận lợi cho công tác ngăn dòng

2.7.2.2.Chọn bề rộng cửa ngăn dòng

Bề rộng cửa ngăn dòng phụ thuộc vào:

-Khả năng thi công khi ngăn dòng

-Lưu lượng, lưu tốc dòng chảy trước khi ngăn dòng

Căn cứ vào lưu lượng ngăn dòng Q = 1,02 (m3/s) tra quan hệ Q-Zhl ta có caotrình mực nước hạ lưu là 1381,33 (m)

Chiều cao cột nước hạ lưu là: hhl = Zhl -Zđáy hạ lưu = 1381,33- 1380,9= 0,43 (m)

Chiều cao cột nước tại cửa ngăn dòng là hcnd = hhl = 0,43 (m)

Cửa ngăn dòng được bố trí ở giữa lòng sông nên chiều rộng cửa ngăn dòngđược tính theo công thức:

ngd kx

Q B

Q

m h

V h−

Trong đó:

+ B: Chiều rộng cửa ngăn dòng (m)

+ Qngd: Lưu lượng ngăn dòng Qngd= 1,02 (m3/s)

+ h: Chiều sâu của nước tại cửa ngăn dòng, h =0,43 (m)

+ VKX : Vận tốc không xói (m/s)

+ m: hệ số mái phía cửa ngăn dòng, m = 1,5

Theo điều kiện chống xói của đất nền, với đất nền là cát cuội sỏi lòng sông0,25< Dmin < 1(mm), tra ( giáo trình thi công bảng 1.2 trang 8 tập 1 với độ sâu 0,4 m

ta được VKX = 0,3 (m/s)

Thay vào công thức ta có:

×0,43 1,25 0,433

,0

02,1

7,26m

Để thiên về an toàn ta chọn chiều rộng cửa ngăn dòng B = 8 (m)

2.7.3.Phương án ngăn dòng và tổ chức thi công ngăn dòng

Thường có 3 phương pháp ngăn dòng sau:

Lấp đứng: Dùng vật liệu lấp từ bờ này sang bờ kia hoặc hai bờ lấp lại đến khichặn được dòng chảy Phương pháp này có ưu điểm là rẻ vì không cần cầu công tácnhưng có phạm vi hoạt động hẹp, tốc độ thi công chậm, lưu tốc giai đoạn cuối lớn

Lấp bằng: Dùng cầu công tác đổ vật liệu trên toàn bộ chiều rộng ngăn dòng.Phương pháp này có ưu điểm thi công nhanh nhưng lại tốn kém

Phương pháp hỗn hợp: Lúc đầu lấp đứng, khi lưu tốc lớn thì lấp bằng

Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất, đặc điểm thuỷ văn của dòng sông vànguồn cung cấp vật liệu ở khu vực xây dựng tuyến đập ta chọn phương pháp lấpđứng Bởi nếu lấp dòng theo phương pháp lâp bằng thì phải xây cầu công tác rất tốnkém Hơn nữa theo phương pháp này công tác chuẩn bị sẽ đơn giản đỡ tốn kém, tậndụng được đường thi công và thuận tiện cho việc chở vật liệu ngăn dòng, thuận lợicho công tác thi công ngăn dòng

2.7.4 Tính toán thuỷ lực ngăn dòng cho phương pháp lấp đứng

2.7.4.1 Bài toán: Xác định quan hệ Q ngd ~ Z TL và đường kính viên đá dùng để chặn dòng khi cho biết các số liệu sau:

Lưu lượng thiết kế ngăn dòng: Qngd = 1,02 m3/s

Đường quan hệ Q ~ ZHL

2.7.4.2.Tính toán:

Tính toán thuỷ lực ngăn dòng phương pháp lấp đứng Lưu lượng ngăn dòngđược tính theo công thức sau:

Qngd = Qqcửa +QThấm + Qqctdẫn + QTích (2- 0)

Trong đó: Qngd - Lưu lượng thiết kế ngăn dòng (m3/s)

Qqcửa - Lưu lượng qua cửa ngăn dòng (m3/s)

QThấm - Lưu lượng thấm qua băng két ngăn dòng (m3/s)

QTích -Lưu lượng tích lại thượng lưu (m3/s)

Qqctdẫn - Lưu lượng xả qua cống (m3/s)

Do QThấm , QTích nhỏ, để thuận tiện tính toán ta coi QThấm, QTích = 0 Giả thiết nàychỉ làm tăng thêm tính an toàn cho công việc ngăn dòng

H ) xác định trong tiêu chuẩn ngành TCVN 9160-2012

+) Lưu lượng qua cửa ngăn dòng được tính theo công thức:Qqcửa = m.Btb 3 / 2

0

.

2 H g (2- 0)Trong đó :

Với hệ số m – hệ số lưu lượng:

,0

35,01

0

H

z khi m

H

z khi H

z H

z m

Z - độ dâng mực nước thượng hạ lưu, Z = ZTL - ZHL

Ứng với lưu lượng ngăn dòng Qngd = 1,02 (m3/s) tra quan hệ Q~Zhl ta có :

+) Lưu lượng qua công trình dẫn dòng - cống dẫn dòng.

Ta sẽ dựa trên quan hệ Qcống ~ Ztl đã được xây dựng trong phần tính toán dẫndòng qua cống ngầm để xác định

+)Khi đó lưu tốc được xác định theo công thức:

qcua

tb *

QV

Với lưu lượng thiết kế ngăn dòng QTK = 1,02 m3/s ta có mực nước thượng lưu

ZTL = 1380,516 m và lưu tốc lớn nhất tại cửa ngăn dòng là Vmax = 1,91 m/s

VD

2,65 10,86 2.9,98

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG CÔNG TRÌNH CHÍNH

3.1 Các đặc điểm kết cấu của công trình thuỷ công

3.1.1 Vị trí, nhiệm vụ của tràn xả lũ

Tràn xả lũ nằm bên vai phải của đập đất, tiếp giáp với sườn đồi, có nhiệm vụdẫn dòng thi công trong giai đoạn thi công công trình và làm nhiệm vụ điều tiết lũcho hồ chứa sau khi công trình đã được đưa vào hoạt động để khai thác

Khi xác định được tuyến công trình kết hợp với tính toán thiết kế công trìnhthuỷ công ta xác định được cao trình đáy tràn Z đáy tràn, chiều rộng đáy tràn Bđáy tràn.Với hệ số mái đào m ta có thể xác định được như sau:

Khi là mái đất thì: m = 1,0Khi là mái đá thì: m = 0,5

Độ lưu không C phụ thuộc vào việc bố trí mặt bằng thi công và hệ thống tiêunước mặt Thông thường ta chọn C = (1,0−1,5)(m)

Khi đã biết đầy đủ các thông số trên ta tiến hành mỏ móng từ cao trình đáymóng trở lên

Trong phương pháp này ta thấy được ưu điểm của nó là đơn giản, tính toánđược khối lượng đào móng (đất, đá) một cách nhanh và khá chính xác Trong khi

mở móng ta cần chú ý tại nhũng vị trí thay đổi hệ số mái đào ta cần phải mở cơ đểđảm bảo ổn định cho khối đất đá, giảm áp lực của mái đào và lợi dụng có thể kết

hợp làm đường thi công trong quá trình thi công, 10 m ta đào một cơ bề rộng cơ tachọn là 2 m.

Công thức để xác định chiều rộng hố mónglà:

Bmóng = bđáy tràn + 2CTrong đó: Bmóng: Chiều rộng hố móng

bđáy tràn: Chiều rộng đáy tràn bđáy tràn = 17,0(m) C: Độ lưu không, ta chọn C = 1,5(m)

Nhiệm vụ của thiết kế tiêu nước hố móng là:

+ Chọn phương pháp tiêu nước thích hợp với từng thời kỳ thi công

+ Xác định lượng nước, cột nước cần tiêu từ đó chọn được các thiết bị tiêunước trong quá trình thi công

+ Bố trí hệ thống tiêu nước và thiết bị thích hợp với từng thời kỳ thi công

3.2.2.1 Các phương pháp tiêu nước hố móng

Vì tràn được đặt tại sườn núi, vị trí cao nên yêu cầu hạ thấp mực nước ngầm nhỏ, hơn nữa lạiđược mở móng thi công trong mùa khô năm thi công thứ nhất cho nên phương án tiêu nướcmặt dùng để tiêu nước hố móng của tràn là phù hợp

3.2.2.3 Thiết kế hệ thống tiêu nước

Trong thời kỳ thi công, nước mưa, nước thi công và nước thấm từ hai bên hốmóng được tập trung vào hai rãnh nước ở hai bên hố móng Kích thước mỗi rãnh là30x30 (cm), các rãnh nước chạy dọc theo hố móng từ thượng lưu đến hạ lưu lợidụng độ dốc hố móng để nước trong rãnh chảy về hạ lưu

Phần sườn đồi bên trên hố móng tiến hành đào rãnh tập trung nước để cắtnước chảy từ trên cao xuống

3.2.3 Tính khối lượng và cường độ đào móng

3.2.3.1 Tính toán khối lượng đào móng

Khối lượng đào móng được xác định theo phương pháp mặt cắt :

- Xác định diện tích F i của mỗi mặt cắt.

- Diện tích trung bình giữa hai mặt cắt F tb

Khối lượng đào giữa hai mặt cắt Vi Vi = Ftb Li

- Li : Khoảng cách giữa hai mặt cắt

Bảng 3-1.Bảng tính khối lượng đào hố móng

MC

Diện tích

Diện tích trung bình

Vậy: Khối lượng đào đất là 62104,12 (m 3 ) và đá đào là 63956,48(m 3 ).

Nêu và chọn phương án đào móng:

Theo tài liệu địa hình, từ mặt đất tự nhiên trở xuống 4(m) là lớp đất phong hoá,

từ 4(m) trở xuống là phiến đá Chính vì vậy để đào được phần đá này chúng ta phải

sử dụng phương pháp nổ mìn.

Có thể thực hiện theo các phương án sau:

 Phương án I: Máy xúc kết hợp với ôtô

 Phương án II: Máy xúc kết hợp máy ủi và ôtô

 Phương án III: Máy cạp

Căn cứ vào tình hình thực tế ta có nhận xét sau:

+ Thời gian thi công ngắn nên không phù hợp cho thi công thủ công và phương án I.

+ Do cần phải vận chuyển đất ra xa hố móng nên không thích hợp cho máy cạp.+ Phương án II: có thêm máy ủi nên sẽ làm việc được ở những nơi mà máy xúckhông tận dụng được, đồng thời nó trợ giúp cho cho máy xúc và ôtô đem lại hiệuquả làm việc cao hơn

Từ những phận tích nêu trên ta chọn phương án II

3.2.3.2 Tính toán cường độ thi công đào móng

Xác định theo công thức :

3( / )

Trong đó: - V: Khối lượng đất hoặc đá đào (m 3 ).

- t: Số ngày thi công

+ Đối với đào đất: t = 43 ngày + Đối với đào đá: t = 43 ngày

- n: Số ca thi công trong ngày, n = 2(ca)

Phần móng tràn được đào trong mùa khô năm thi công thứ nhất nên ta chọn t = 86 ngày.

* Cường độ đào đất phần móng:

2.43

12,62104

=

t n

Vda

43.2 743,68

48,63956

Căn cứ vào “Sổ tay chọn máy thi công – NXBXD2005” của Vũ Văn Lộc chủbiên ta chọn được loại máy có các thông số sau