TK TCTC công trình nặm cắt 1

+ Lượng mưa ngày lớn nhất:Căn cứ vào tài liệu lượng mưa 1 ngày lớn nhất X1max từ năm 1960 ÷ nay của cáctrạm Bắc Kạn, Phủ Thông, Chợ Đồn ở xung quanh lưu vực hồ chứa nước Nậm Cắt,tính toá

MỤC LUC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH

+ Tạo nguồn nước tưới cho 3885 ha ở hạ du

+ Cấp nước cho sinh hoạt và CN với lưu lượng bình quân năm Qyc= 0,31m3/s

+ Kết hợp phát điện với điện lượng bình quan năm 4,963x106 Kwh

+ Tạo cảnh quan môi trường

+ Tạo điều kiện phát triển du lịch sinh thái, phát triển nuôi trồng thủy sản

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

- Cấp công trình:

+ Hồ chứa: Cấp III

+ Đập : Cấp III

+ Trạm thủy điện: Cấp IV

- Tần suất lưu lượng thiết kế P =1%

- Tần suất đảm bảo cấp nước cấp nước P = 90%

- Tần suất lưu lượng, mực nước thiết kế lớn nhất với công trình đầu mối: P = 1%

- Tần suất lưu lượng lớn nhất để thiết kế chặn dòng thi công: P = 10%

- Tần suất lưu lượng kiểm tra P = 0.2%

1.3.1.Hồ chứa:

- Mực nước chết +151.00m

- Mực nước dâng bình thường: +176.00m

- Mực nước lũ thiết kế + 177.38 m

- Mực nước lũ kiểm tra + 178.77m

- Dung tích hồ chứa ứng với MNDBT: 58.13x106m3

- Kết cấu bê tông cốt thép

- Lưu lượng xả lũ với Q max 667.8 m3/s

- Cao trình ngưỡng tràn 171m

- Kích thước tràn (nxBxH) 3x8x5m

- Hình thức nối tiếp: Dốc nước

- Hình thức tiêu năng: Tiêu năng đáy

1.3.4.Dốc nước nối tiếp sau tràn

+ Kết cấu: bê tông cốt thép

+ Tiết diện cống 4x4x2khoang

+ Lưu lượng xả qua cống lớn nhất Qmax : 268.2 m3/s

1.3.9.Đường quản lý kết hợp thi công

+ Cấp đường: Cấp IV miền núi

+ Chiều rộng 3.5m

+ Kết cấu: Bê tông át phan

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

1.4.1.Điều kiện địa hình:

Hồ chứa nước Nặm Cắt có diện tích lưu vực khá lớn (112km2) Vùng lòng hồđược hình thành dọc theo suối Nặm Cắt và một phần trên suối Cao Lan

Từ khu vực công trình đầu mối, dọc theo suối Nặm Cắt khoảng 500m, lòng hồkhá hẹp, lòng suối có cao độ từ +138m đến +140.0m Hai bên bờ hồ là các dãy núicao với cao độ đỉnh phân thủy khu vực này từ +280÷+350m, sườn bờ hồ có độ dốckhá lớn (300÷400)

Từ khu vực bản Pẻn lòng hồ được mở rộng và tạo thành hai nhánh Lòng hồ phíanhánh suối Cao Lan theo hướng đông bắc, dài khoảng 1.5km, cao độ lòng suối từ+145.0m đến +167.0m, sườn bờ hồ khá thoải Lòng hồ phía nhánh suối Nặm Cắtphát triển theo hướng tây bắc dài khoảng 4.0km, lòng suối khá dốc và có cao độ từ+141m đến +170m, khu vực này lòng hồ được mở rộng từ 100-400m

Địa hình phía bờ phải lòng hồ là các dải đồi thấp, sườn thoải, cao độ đỉnh phânthủy từ +260m đến +280m, dải bờ hồ có chiều dày từ 200m đến 500m Địa hình phía

bờ trái lòng hồ là các dãy núi cao, sườn dốc, cao độ đỉnh phân thủy từ +400m đến

>700m, bờ hồ khá dầy từ 500m đến 5km

Vùng lòng hồ chứa nước Nặm Cắt có dạng trải dài dọc theo lòng suối, nơi có bềngang rộng nhất khoảng 400m, nơi hẹp nhất khoảng 80m Nhìn chung lòng hồ khádốc, khu vực thượng lưu có cao độ +170m, khu vực đầu mối có cao độ +140m

Thảm thực vật trong vùng khá phát triển chủ yếu là rừng hỗn hợp rất rậm rạp,phong phú và đa dạng về chủng loại có khả năng phòng hộ cao

Tuyến đập chính được bố trí trên đoạn sông Nặm Cắt chảy theo hướng Tây Bắc Đông Nam Vai trái tuyến đập dựa vào sườn núi có độ dốc khoảng 200 ÷ 250 và đượcnối tiếp với tuyến tràn xả lũ, cao độ đỉnh phân thủy khu vực vai trái khoảng+250.0m Phía thượng lưu cách tim tuyến đập khoảng 110m gặp khe nhỏ chảy theohướng Tây Nam Phía hạ lưu, cách tim tuyến đập khoảng 100m, gặp thung lũng nhỏchảy theo hướng Tây Như vậy địa hình khu vực vai trái có hướng thấp dần về haiphía thượng hạ lưu Khu vực thềm bờ phải có diện hẹp và phân bố cục bộ, cao độ từ+137m đến +139m

-Khu vực lòng sông trong phạm vi đoạn tuyến đập cắt qua, phía thượng lưu lòngsông chảy gần sát chân đồi bờ trái, cao độ lòng sông từ +135.0m đến +136.0m, địahình lòng sông khá bằng phẳng Khu vực lòng sông rộng khoảng 26.0m,

Khu vực thềm bờ phải là bãi bồi tích khá bằng phẳng kéo dài từ thượng lưu về

hạ lưu tuyến đập, cao độ thay đổi từ +138m đến +139m Trên mặt cắt dọc đập, khuvực thềm phải có chiều dài khoảng 40m Khu vực này là dãy núi thấp kéo dài từthượng lưu về hạ lưu tuyến đập với địa hình khá dốc (300 ÷ 350), cao độ đỉnh phânthủy khoảng +200m Trên mặt cắt dọc đập, khu vực vai phải có chiều dài khoảng84m

1.4.2.Điều kiện khí hậu thủy văn và đặc trưng dòng chảy:

1.4.2.1 Các đặc trưng khí hậu khí tượng:

+ Nhiệt độ không khí:

Theo thống kê số liệu nhiệt độ không khí ở trạm Bắc Kạn, nhiệt độ không khíthấp nhất đạt 14,80C, nhiệt độ không khí trung bình tháng lớn nhất đạt tới 27,50C,nhiệt độ trung bình hàng năm là 22,20C Nhiệt độ trung bình tháng, năm trạm BắcKạn chi tiết ở bảng 1 - 1

Bảng 1-1: Đặc trưng nhiệt độ trung bình tháng, năm

TTB (0C) 14,8 16,5 19,4 23,2 26,1 27,4 27,5 27,1 26,0 23,1 19,3 15,9 22,2

+ Độ ẩm tương đối của không khí:

Số liệu thống kê độ ẩm tương đối không khí tại trạm Bắc Kạn cho thấy độ ẩmtương đối trung bình tháng mùa khô đều đạt từ 81,7 - 83,7%, mùa mưa độ ẩm khôngkhí trung bình đạt từ 84,1 - 87,2% Độ ẩm tương đối trung bình năm đạt 83,9% Độ

ẩm tương đối không khí tháng và năm trạm Bắc Kạn chi tiết ở bảng 1 - 2

Bảng 1-2: Độ ẩm tương đối trung bình tháng, năm

UTB(%) 81,8 82,0 83,6 83,7 82,6 84,9 86,6 87,2 85,5 84,1 83,0 81,7 83,9+ Bốc hơi:

Lượng tổn thất bốc hơi từng tháng hồ chứa nước Nặm Cắt được phân phối theo tỷ lệlượng bốc hơi trung bình tháng đo bằng ống Piche tại trạm Bắc Kạn ở bảng 1-4:Bảng 1-4: Lượng tổn thất bốc hơi từng tháng và năm hồ Nặm Cắt

∆Z(mm) 22,7 21,6 24,0 25,9 31,5 26,2 24,2 23,2 25,4 26,9 24,8 24,0 300,3

+ Lượng mưa bình quân lưu vực:

Kết quả tính toán chi tiết lượng mưa bình quân lưu vực Nặm Cắt và Thác Riềngđược cho ở bảng sau:

Bảng 1 - 5: Lượng mưa bình quân lưu vực

Đơn vị: mm

Lưu vực\ Trạm Yếu tố

BắcKạn

PhủThông

ChợĐồn

ThácRiềng

Bìnhquân

Thác Riềng K(%) =Fi/FXbqTR 550,036,3 512,330,4 473,826,0 99,77,2 1635,9

+ Lượng mưa ngày lớn nhất:

Căn cứ vào tài liệu lượng mưa 1 ngày lớn nhất (X1max) từ năm 1960 ÷ nay của cáctrạm Bắc Kạn, Phủ Thông, Chợ Đồn ở xung quanh lưu vực hồ chứa nước Nậm Cắt,tính toán X1max của các trạm theo tần suất thiết kế Kết quả ở bảng 1-6

Bảng 1-6: Lượng mưa 1 ngày lớn nhất các trạm trong vùng dự án

Bảng 1-7: Lượng mưa 1 ngày lớn nhất hồ chứa nước Nậm Cắt

1.4.2.2 Thuỷ văn công trình.

1 Mạng lưới đo đạc, các yếu tố và thời gian quan trắc thuỷ văn đã có trong lưu vực

và các vùng liên quan:

Hệ thống các trạm thủy văn trong vùng cho ở bảng sau:

Bảng 1-8: Các trạm quan trắc thuỷ văn

TT Trạm Flv(km2) Yếu tố Thời gian

2 Thác Riềng 712 Q, ủ 1961 ÷ 1981

H 1961 ÷ nay

Lưu vực Nặm Cắt nằm ở sườn thuận lợi đón gió gây mưa như thung lũng Chợ Đồn,Bắc Kạn, vì vậy có tâm mưa Chợ Đồn với` lượng mưa trung bình nhiều năm lên đếntrên 1800mm Chế độ mưa trên lưu vực chia hai mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng V đếntháng IX chiếm 75% đến 80% lượng mưa cả năm, tháng mưa lớn nhất là tháng VII

và tháng VIII với lượng mưa chiếm khoảng 35% lượng mưa cả năm Mùa khô từtháng X đến tháng IV năm sau, lượng mưa chỉ chiếm 20% đến 25% lượng mưa cảnăm Tháng có lượng mưa ít nhất là tháng I và tháng II

Suối Nậm Cắt là một nhánh của thượng nguồn sông Cầu thuộc hệ thống sông TháiBình Trên sông Cầu trong 50 năm đã xẩy ra những trận lũ lớn vào các năm 1990,

2 Các đường quan hệ mực nước-lưu lượng tại các tuyến nghiên cứu:

Đường quan hệ Q = f(Z) hạ lưu đập Nặm Cắt được lập tại vị trí cách tuyến công trình120m về phía hạ lưu

Kết quả tính toán lưu lượng ứng với mực nước trong quan hệ Q = f(Z) hạ lưu đậpNặm Cắt cho ở bảng 1 – 9

+ Lưu lượng trung bình nhiều năm (Qo):

Bảng1-10: Dòng chảy năm đến đập Nặm Cắt

(km2) (mm) (mm) (m3/s) (l/s.km2)Theo QPTL C-

6-77

112

1671,6 782,9 0,468 2,78 24,9Theo lưu vực

+ Dòng chảy năm thiết kế:

Kết quả tính toán dòng chảy năm thiết kế trình bày ở bảng 1 – 11

Bảng 1-11: Dòng chảy năm thiết kế đến đập Nặm Cắt

Q (m3/s)

Đập Nậm Cắt 112 2,71 0,345 0,69 2,04 1,86 1,77 1,60

+ Phân phối dòng chảy năm thiết kế:

Lưu lượng từng tháng trong năm thiết kế với mức đảm bảo chung của dự án P =82%, tại đập Nặm Cắt được tính toán theo dạng phân phối dòng chảy tháng của nămthủy văn 1962-1963 trạm Thác Riềng Kết quả tính toán phân phối chi tiết ở bảng 1-12

Bảng 1-12: Lưu lượng bình quân tháng p = 82% Đơn vị: m3/s

Q82% 4,93 3,03 5,82 2,11 1,32 0,93 0,63 0,49 0,56 0,58 0,69 1,23 1,86

2 Dòng chảy lũ:

+ Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế:

Để đảm bảo an toàn cho công trình, chọn phương pháp tính toán lưu lượng đỉnh lũthiết kế theo công thức Xôkôlốpski Kết quả như sau:

Bảng 1-13: Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế đến đập Nặm Cắt

+ Đường quá trình lũ thiết kế:

Căn cứ vào tài liệu các trận lũ hàng năm trạm Thác Riềng, chọn trận lũ năm 1971 đểthu phóng quá trình lũ thiết kế

+ Lưu lượng lớn nhất các tháng trong mùa kiệt:

Lưu lượng lớn nhất từng tháng trong mùa kiệt ứng với tần suất P = 10%

Bảng 1-15: Qmax10% từng tháng mùa kiệt đến đập Nặm Cắt

1.4.3.Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn:

1.4.3.1.Điều kiện địa chất:

Trong phạm vi khảo sát khu vực đầu mối, đặc điểm địa tầng từ trên xuống dưới gồmcác lớp như sau

+ Tầng phủ tuổi Đệ Tứ (Q):

- Lớp 1: Hỗn hợp cuội sỏi cát Cuội sỏi chiếm 60 - 70%, đa phần tròn cạnh Thànhphần cuội sỏi chủ yếu là phiến sét, cát bột kết và granit, cứng chắc Cát hạt thô màuxám vàng, thành phần chủ yếu là thạch anh Nguồn gốc bồi tích lòng sông (aQ).Lớp 1 chủ yếu phân bố khu vực lòng sông Chiều dày từ 0.5 đến 1.5m

Lớp 2: Đất á cát đến á sét nhẹ màu nâu, nâu vàng, xám nâu Trạng thái dẻo mềm dẻo cứng, kết cấu kém chặt Nguồn gốc thềm bồi tích (aQ) Lớp 2 phân bố cục bộkhu vực kênh dẫn của tuyến cống Chiều dày từ 1.0 đến 1.5m

Lớp 2a: Đất á sét nhẹ màu nâu, nâu vàng, xám nâu Trạng thái dẻo mềm dẻocứng, kết cấu kém chặt Nguồn gốc thềm bồi tích (aQ) Lớp 2a phân bố khu vựcthềm bờ phải Chiều dày từ 1.0 đến 2.0m

- Lớp 2b: Hỗn hợp cát cuội sỏi có chỗ chứa đất á sét nhẹ Cuội sỏi chiếm 50-70%,phân bố không đều, đa phần tròn cạnh, thành phần chủ yếu là của đá phiến sét, cátbột kết và đá granit, cứng chắc, kích thước từ 0.2 đến 7.0cm Cát hạt thô màu xámvàng, thành phần chủ yếu là thạch anh Nguồn gốc bồi tích (aQ) Lớp 2b phân bốbên dưới lớp2, 2a khu vực thềm bờ phải Chiều dày từ 1.5 đến 6.0m

- Lớp 2c: Hỗn hợp cát cuội sỏi lẫn đất á sét nhẹ màu nâu vàng, xám nâu Cuội sỏichiếm 35 - 65%, kích thước từ 0.2 đến 5.0cm phân bố không đều, đa phần tròncạnh, thành phần chủ yếu là phiến sét, cát bột kết và đá granit Đất á sét nhẹ màunâu vàng, xám nâu đến xám đen, trạng thái nửa cứng Nguồn gốc bồi tích (aQ).Lớp 2c phân bố cục bộ bên dưới lớp 2b khu vực thềm bờ phải Chiều dày từ 1.5đến 3.0m

- Lớp 4a: Đất á sét nặng màu nâu vàng, nâu đỏ xám nâu lẫn ít sạn nhỏ Trạng tháicứng - nửa cứng, kết cấu chặt vừa Nguồn gốc pha tàn tích (deQ) Lớp 4a phân bốkhông liên tục trên sườn đồi hai bên vai đập Chiều dày từ 1.5 - 5.0m

- Lớp 4b: Đất á sét trung có chỗ là á sét nặng, màu nâu vàng, xám nâu lẫn nhiềudăm sạn Đất ẩm, trạng thái cứng - nửa cứng, kết cấu chặt vừa Hàm lượng dăm sạnkhoảng 10 - 20%, kích thước 2-5mm, thành phần chủ yếu là đá phiến sét, cát bộtkết, cứng vừa đến kém cứng Nguồn gốc tàn tích (eQ) Lớp 4b phân bố không liêntục trên sườn đồi hai bên vai đập và thường nằm bên dưới lớp 4a Chiều dày từ 1.0

- 5.0m

1.4.3.2.Điều kiện địa chất thủy văn:

Trong phạm vi khu vực đầu mối vùng tuyến đập, nước ngầm tương đối nghèo nàn,tồn tại chủ yếu trong các đới đá gốc nứt nẻ và trong các trầm tích bở rời Khu vực haibên vai đập, mực nước ngầm (MNN) trong các hố khoan ở sườn đồi thường gặp ở độsâu khá lớn Tại khu vực vai trái, MNN ở độ sâu 23m (cao trình +154m), khu vực vaiphải ở độ sâu >34m (dưới cao trình +146m) Như vậy mực nước ngầm khu vực haibên vai đập thấp hơn MNDBT (cao trình MNDBT+176.0m) Khu vực thềm phảiMNN thường gặp ở độ sâu 3m và tàng trữ trong lớp 2b, 2c Dọc tuyến tràn, tại khuvực ngưỡng tràn MNN ở độ sâu từ 30-33m (cao trình +162m), khu vực hố tiêu nănggặp ở độ sâu Khu vực tuyến cống thường gặp MNN ở độ sâu 9-10m (cao trình+135m)

Trong quá trình khảo sát đã lấy 2 mẫu nước sông và 4 mẫu nước ngầm ở các khu vựchai bên vai đập để thí nghiệm tính chất ăn mòn bê tông thì nước mặt và nước ngầm ởvùng tuyến đầu mối là nước Bicarbonat - Clorua - Canxi - Natri - Kali Đánh giá theoTiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam “TCXD 149-1986 - Bảo vệ kết cấu xây dựng khỏi

bị ăn mòn”, nước mặt có tính ăn mòn yếu, ăn mòn khử kiềm (Bicacbonat) đối với bêtông trắc đặc bình thường, nước ngầm hai bên vai đập không có tính ăn mòn trongmọi trường hợp Các kết quả thí nghiệm nêu trong bảng 7 - Báo cáo địa chất côngtrình

1.4.4 Điều kiện dân sinh kinh tế khu vực:

1 Dân số và xã hội:

+ Thực trạng tình hình dân số và xã hội trong vùng dự án:

(Số liệu do phòng thống kê thị xã Bắc Kạn cung cấp 5/2004)

TT Nội dung Đơn vị Thị xã Bắc Kạn

Thị xã có 17 trường học các cấp, trong đó có 2 trường cấp III, chỉ số trung bình:

Giáo viên: 10/1000 dânHọc sinh: 261/1000 dân+ Định hướng kế hoạch phát triển dân số trong vùng dự án:

Hiện tại dân số toàn thị xã là 31 676 người Để đảm bảo ổn định cuộc sống phấn đấugiảm tỷ lệ tăng dân số đến năm 2005 xuống còn 2.1%, đến năm 2010 còn khoảng1.8%

Theo thống kê năm 2001, tổng diện tích đất tự nhiên của thị xã là 13195 ha trong đóđất nông nghiệp 1213 ha (9.2%) đất lâm nghiệp 8671 ha (65.7%) đất ở Thị xã BắcKạn là nơi có tỷ lệ diện tích đất chưa sử dụng thấp Diện tích che phủ rừng cao so vớinơi khác trong tỉnh

1.5 Điều kiện giao thông:

Thị xã Bắc Kạn giao lưu với vùng xung quanh và các tỉnh trong cả nước chỉ bằngloại hình giao thông duy nhất là đường bộ

- Tuyến quốc lộ 3 (Hà Nội- Cao Bằng đi Trung Quốc) đoạn qua thị xã dài 12km.Mặt đường xâm nhập nhựa rộng 5.5m, nền rộng 7m, đạt tiêu chuẩn kỹ thuậtđường cấp IV miền núi (hiện nay đang được nâng cấp)

- Tuyến tỉnh lộ 257 từ thị xã Bắc Kạn nối với huyện Chợ Đồn đi hồ Ba Bể Đoạnqua thị xã dài 6 km, mặt đường nhựa đã xuống cấp rộng 3.5÷4 m, nền rộng 6m.Tiêu chuẩn kỹ thuật đường cấp V miền núi.

- Hệ thống cầu cống trên các tuyến chủ yếu là BTCT

- Cầu Phà bắc qua sông trên quốc lộ 3 tại khu vực trung tâm thị xã là cầu sắt đãquá cũ Tải trọng nhỏ, mặt cầu hẹp 3.5m, rất hạn chế khả năng thông xe an toàngiao thông cho thị xã nói chung và cho quốc lộ nói riêng (hiện nay đã được xâydựng mới cầu BTCT)

- Thị xã Bắc Kạn xây dựng tập trung dọc theo hai bên quốc lộ 3 và tỉnh lộ 257.Đoạn quốc lộ 3 qua khu vực Trung tâm dài 3 km mặt đường rộng 5÷6m Tuyếndọc bờ Nam sông Cầu từ Cầu Phà đi xã Mỹ Thạch mặt đường mới được trảinhựa rộng 5÷6m Giao thông nội thị hình thành tự phát Thị xã xây dựng hai bên

bờ sông Cầu nhưng chưa khai thác vận tải thuỷ

1.6 Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước:

Về địa tầng, mỏ VL1 bao gồm các lớp: lớp phủ, lớp 2a, lớp 2d, lớp 4, lớp 4a, lớp4b, lớp 5 và lớp 6 Tính chất cơ lý và trạng thái của các lớp xem chi tiết trong Báocáo địa chất công trình số N0 và các bản vẽ kèm theo Trong các lớp này có các lớp

4, 4a, 4b có thể khai thác làm vật liệu đắp đập với chiều sâu khai thác từ 1m đến 3m.Khối lượng khai thác khoảng 990 000 m3 và khối lượng bóc bỏ khoảng 109 000 m3.Ngoài ra các lớp 5 và lớp 6 cũng có khả năng dùng làm vật liệu đắt đập tại các vị tríthích hợp với khối lượng khai thác lớn

2 Mỏ vật liệu đất VL2:

Mỏ đất VL2 phân bố trong khu vực sườn bờ trái lòng hồ phía thượng lưu tuyếnđập phụ, cách tuyến đập phụ từ 300m-600m Mỏ đất VL2 là dải đồi núi thấp, sườn

dốc Diện tích khai thác của mỏ khoảng 7,1 ha Cao độ địa hình phía đỉnh đồi từ+190m đến +220m, cao độ dưới chân đồi từ +149m đến +153m, phía bắc mỏ giápsuối Nặm Cắt

Địa tầng của mỏ bao gồm các lớp: lớp phủ, lớp 3a, lớp 3b, lớp 5b và lớp 6b.Trong các lớp này có lớp 3a và 3b có khả năng sử dụng làm vật liệu đắp đập Chiềusâu khai của hai lớp này từ 1m đến 3m với tổng trữ lượng khai thác khoảng 134 000

m3 và khối lượng bóc bỏ khoảng 15 000 m3

3.Mỏ vật liệu đất VL3:

Mỏ đất VL3 phân bố hạ lưu tuyến đập chính phía bờ trái sông Nặm Cắt, cáchtuyến đập chính từ 600m-1200m Mỏ đất VL3 bao gồm các đồi núi thấp xen kẽ cácthung lũng nhỏ, diện tích khai thác khoảng 15,9 ha Cao độ địa hình các đỉnh đồi từ+190m đến +230m, cao độ các thung lũng +152m đến +170m

Địa tầng của mỏ gồm các lớp: lớp phủ, lớp 2d, lớp 4, lớp 4a, lớp 4b, lớp 5 và lớp

6 Trong các lớp này có lớp 4, 4a, 4b có khả năng sử dụng làm vật liệu đắp đập.Chiều sâu khai thác của các lớp này vào khoảng từ 1m đến 3m với tổng trữ lượngkhai thác khoảng 400 000 m3 và khối lượng bóc bỏ khoảng 35 000 m3 Ngoài ra lớp 5

và lớp 6 cũng có thể khai thác làm vật liệu đắp đập ở những vị trí thích hợp khi cónhu cầu

1.6.1.2.Vật liệu cát sỏi và đá xây, lát:

a Vật liệu cát sỏi:

+ Mỏ vật liệu cát sỏi CS1:

Mỏ vật liệu CS1 phân bố phía bờ trái sông Cầu đoạn chảy qua phường NguyễnThị Minh Khai, thị xã Bắc Kạn, cách cầu Sắt về phía hạ lưu khoảng 1.5km, cáchcông trình đầu mối hồ chứa nước Nặm Cắt khoảng 5km về phía hạ lưu Mỏ CS1 làmột bãi thềm bồi tích, địa hình bằng phẳng có cao độ từ +125m đến +128m

+ Mỏ vật liệu cát sỏi CS2:

Mỏ vật liệu CS2 phân bố khu vực ngã ba suối Đôn Phong chảy vào sông Cầuđoạn khu vực bản Nà Rào, phường Sông Cầu, thị xã Bắc Kạn, cách cầu DươngQuang về phía thượng lưu khoảng 0.5km, cách công trình đầu mối hồ chứa nướcNặm Cắt khoảng 2.5 km Mỏ CS2 là một bãi thềm bồi tích, địa hình dốc dần về hạlưu với cao độ từ +140m đến +150m

b Vật liệu đá:

Khu vực thung lũng suối Viền cách thị xã Bắc Kạn 11km về phía Hà Nội là mỏ đáđang khai thác do Cty xi măng Suối Viền quản lý Đá đang khai thác tại mỏ suốiViền là loại đá vôi tái kết tinh có trữ lượng lớn Hiện nay mỏ đang khai thác cungcấp đá vôi cho nhà máy xi măng Suối Viền và cung cấp đá cho xây dựng công trìnhtrong khu vực

1.6.2.Nguồn cung cấp điện:

Công trình đầu mối được xây dựng trong khu vực đã có điện lưới nên có thể sửdụng nguồn điện tại địa phương để phục vụ thi công và sinh hoạt trên công trường

1.6.3.Nguồn cung cấp nước:

Nước dùng cho sản xuất, nước trộn bê tông đều lấy ở suối Nặm Cắt

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

Có đủ khả năng cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực

1.8.Thời gian thi công được phê duyệt:

Công trình được chính thức khởi công vào tháng năm , sẽ hoàn thành sau 3năm

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

-Yêu cầu nhân lực, vật tư, thiết bị thi công của công trình được đáp ứng thuận lợi

- Dân cư thưa thớt, thuận lợi cho công tác phóng mặt bằng và di dân tái định cư

1.9.2.Khó khăn:

- Về cơ sở vật chất:Vùng xây dựng công trình là vùng kinh tế kém phát triển, cơ

sở vật chất nghèo nàn.Do đó phải xây mới hoàn toàn các cơ sở vật chất cần thiết nhưđiện, nước, giao thông và thông tin liên lạc làm tăng thời gian tiến độ thi công

- Lực lượng lao động địa phương ít, trình độ thấp

Chương II: CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 2.1Mục đích, ý nghĩa.

2.1.1 Mục đích:

Công trình Nặm Cắt được xây dựng trên sông Cầu trong thời gian tương đối dài

03 năm với khối lượng lớn, bên cạnh đó nhu cầu sử dụng nguồn nước phía hạ lưusông vẫn phải đáp ứng đầy đủ Do đó khi thi công, công tác dẫn dòng thi công cómục đích chính là:

- Đảm bảo cho hố móng thi công được khô ráo

- Đảm bảo yêu cầu tổng hợp, lợi dụng dòng nước trong quá trình thi công

2.1.2 Ý nghĩa:

Ngăn không cho nước(nước sông, suối, mưa, nước ngầm ) tràn vào hố móngảnh hưởng xấu đến chất lượng của công trình, gây khó khăn khi chọn phương án thicông Nếu nước tràn vào thì hình thức kết cấu công trình có thể bị thay đổi và tiến độthi công không đảm bảo, và ảnh hưởng đến giá thành xây dựng công trình

Và nếu chặn ngay hoàn toàn dòng chảy sẽ rất khó khăn và tốn kém, vả lạikhông lợi dụng được tổng hợp nguồn nước trong lúc hạ lưu rất cần Do đó giá thànhxây dựng công trình sẽ tăng

Như vậy, dẫn dòng thi công có ý nghĩa rất lớn trong quá trình thi công côngtrình như:

- Đảm bảo chất lượng thi công của công trình

- Đảm bảo được tiến độ thi công công trình

- Bảo tồn hệ sinh thái, môi trường hạ du

- Ngoài ra nó còn góp phần hạ giá thành thi công công trình

2.1.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương án dẫn dòng

a Điều kiện thuỷ văn

Khí hậu lưu vực hồ Nặm Cắt mang đặc điểm của khí hậu vùng Đông BắcViệt Nam, chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc về mùa đông và các hình thế thờitiết về mùa Hạ như rãnh áp thấp nhiệt đới, dải hội tụ nhiệt đới kết hợp với bão vv

Lưu vực Nặm Cắt nằm ở sườn thuận lợi đón gió gây mưa như thung lũng ChợĐồn, Bắc Kạn, vì vậy có tâm mưa Chợ Đồn với` lượng mưa trung bình nhiều năm

lờn đến trờn 1800mm Chế độ mưa trờn lưu vực chia hai mựa rừ rệt: mựa mưa từthỏng V đến thỏng IX chiếm 75% đến 80% lượng mưa cả năm, thỏng mưa lớn nhất làthỏng VII và thỏng VIII với lượng mưa chiếm khoảng 35% lượng mưa cả năm Mựakhụ từ thỏng X đến thỏng IV năm sau, lượng mưa chỉ chiếm 20% đến 25% lượngmưa cả năm Thỏng cú lượng mưa ớt nhất là thỏng I và thỏng II

Suối Nậm Cắt là một nhỏnh của thượng nguồn sụng Cầu thuộc hệ thống sụngThỏi Bỡnh Trờn sụng Cầu trong 50 năm đó xẩy ra những trận lũ lớn vào cỏc năm

b.Điều kiện địa hỡnh

Đặc điểm mựa lũ của lưu vực mang đậm nột của lũ miền nỳi, nước lũ thườnglờn xuống rất nhanh, tốc độ dũng chảy lớn

c Điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn

+ Điều kiện địa chất:

- Lớp 1: Hỗn hợp cuội sỏi cát Cuội sỏi chiếm 60 - 70%, đa phần tròn cạnh Thànhphần cuội sỏi chủ yếu là phiến sét, cát bột kết và granit, cứng chắc Cát hạt thô màuxám vàng, thành phần chủ yếu là thạch anh Nguồn gốc bồi tích lòng sông (aQ) Lớp

1 chủ yếu phân bố khu vực lòng sông Chiều dày từ 0.5 đến 1.5m

Lớp 2: Đất á cát đến á sét nhẹ màu nâu, nâu vàng, xám nâu Trạng thái dẻo mềm dẻo cứng, kết cấu kém chặt Nguồn gốc thềm bồi tích (aQ) Lớp 2 phân bố cục bộkhu vực kênh dẫn của tuyến cống Chiều dày từ 1.0 đến 1.5m

Lớp 2a: Đất á sét nhẹ màu nâu, nâu vàng, xám nâu Trạng thái dẻo mềm dẻo cứng,kết cấu kém chặt Nguồn gốc thềm bồi tích (aQ) Lớp 2a phân bố khu vực thềm bờphải Chiều dày từ 1.0 đến 2.0m

- Lớp 2b: Hỗn hợp cát cuội sỏi có chỗ chứa đất á sét nhẹ Cuội sỏi chiếm 50-70%,phân bố không đều, đa phần tròn cạnh, thành phần chủ yếu là của đá phiến sét, cátbột kết và đá granit, cứng chắc, kích thớc từ 0.2 đến 7.0cm Cát hạt thô màu xámvàng, thành phần chủ yếu là thạch anh Nguồn gốc bồi tích (aQ) Lớp 2b phân bố bêndới lớp2, 2a khu vực thềm bờ phải Chiều dày từ 1.5 đến 6.0m

- Lớp 2c: Hỗn hợp cát cuội sỏi lẫn đất á sét nhẹ màu nâu vàng, xám nâu Cuội sỏichiếm 35 - 65%, kích thớc từ 0.2 đến 5.0cm phân bố không đều, đa phần tròn cạnh,thành phần chủ yếu là phiến sét, cát bột kết và đá granit Đất á sét nhẹ màu nâu vàng,xám nâu đến xám đen, trạng thái nửa cứng Nguồn gốc bồi tích (aQ) Lớp 2c phân bốcục bộ bên dới lớp 2b khu vực thềm bờ phải Chiều dày từ 1.5 đến 3.0m.

- Lớp 4a: Đất á sét nặng màu nâu vàng, nâu đỏ xám nâu lẫn ít sạn nhỏ Trạng tháicứng - nửa cứng, kết cấu chặt vừa Nguồn gốc pha tàn tích (deQ) Lớp 4a phân bốkhông liên tục trên sờn đồi hai bên vai đập Chiều dày từ 1.5 - 5.0m

- Lớp 4b: Đất á sét trung có chỗ là á sét nặng, màu nâu vàng, xám nâu lẫn nhiều dămsạn Đất ẩm, trạng thái cứng - nửa cứng, kết cấu chặt vừa Hàm lợng dăm sạn khoảng

10 - 20%, kích thớc 2-5mm, thành phần chủ yếu là đá phiến sét, cát bột kết, cứng vừa

đến kém cứng Nguồn gốc tàn tích (eQ) Lớp 4b phân bố không liên tục trên sờn đồihai bên vai đập và thờng nằm bên dới lớp 4a Chiều dày từ 1.0 - 5.0m

Trong các lớp đất nền đã lấy 22 mẫu đất nguyên dạng, các kết quả thí nghiệm xembản tổng hợp chỉ tiêu cơ lý đất nền No 546D-ĐC-04 Các chỉ tiêu cơ lý đất nền dùngtrong tính toán xem bảng 2-1

+ Đá gốc tuổi Hệ Ocdovic - Silua thuộc Hệ tầng Phú Ngữ, hệ tầng giữa (O-S pn2):

Đá phiến sét, phiến thạch anh sericit màu xám đến xám đen xen kẹp đá cát bột kếtmàu xám đen đến xám trắng Đá có cấu tạo phân phiến đến phân lớp, kiến trúc hạtmịn đến nhỏ Đá bị biến chất nhẹ Thế nằm chung của đá 325°-335°∠60°-70°, đá

có hớng đổ về thợng lu vai trái Màu sắc và độ cứng của đá tuỳ thuộc vào mức độphong hoá, tạo thành các đới sau:

-Lớp 5: Đới phong hoá hoàn toàn màu xám vàng, xám nâu đến xám đen Phần lớn đá

bị biến đổi thành đất á sét nặng đến sét chứa ít dăm sạn Trong đá vẫn giữ đuợc cấutrúc của đá gốc Hàm lợng dăm sạn từ 5-15%, kích thứơc từ 2-10mm, dăm sạn là cácmảnh đá phiến, cát bột kết còn sót lại, dăm sạn tuơng đối cứng đến kém cứng Phần

đất có trạng thái nửa cứng đến dẻo cứng, kết cấu chặt vừa có chỗ kém chặt Lớp 5phân bố khá phổ biến trong khu vực với bề dày thay đổi từ 2-20m và nằm bên dới cáclớp tầng phủ Đệ Tứ

-Lớp 6: Đới phong hoá mạnh màu xám nâu đến xám vàng, nâu đỏ Phần lớn đá dạngdăm cục, một phần thành đất á sét nặng Đá tuơng đối yếu Lớp 6 thờng nằm bên dớilớp 5, có nơi chúng nằm xen kẹp trong lớp 5 và phân bố có tính không liên tục với bềdày thay đổi từ 1-6m

-Lớp 7: Đới phong hoá vừa màu nâu vàng, xám nâu đến xám đen Đá nứt nẻ rấtmạnh, chủ yếu khe nứt hở, nõn khoan ở dạng dăm cục, bề mặt khe nứt phủ lớp mỏngoxyt sắt màu nâu, chất lấp nhét là sét cát Đá tơng đối cứng Trên các khu vực sờn đồivai đập, lớp 7 thờng gặp ở độ sâu từ 10-30m, khu vực thềm và lòng sông gặp ở độ sâu

từ 2-5m

-Lớp 8: Đới phong hoá nhẹ màu xám đen, xám xanh đến xám trắng Phần trên của

đới, đá nứt nẻ rất mạnh, chủ yếu khe nứt hở, chất lấp nhét là sạn cát Theo độ sâu mật

độ khe nứt giảm dần từ khe nứt hở và mảnh đến khe nứt kín đựơc lấp đầy bởi cáckhoáng vật canxit và fenspat Phần đá phiến đá cứng đến cứng vừa, phần đá cát bộtkết đá cứng chắc Đới phong hoá nhẹ phân bố trên toàn bộ khu vực đầu mối và thờnggặp ở độ sâu từ 20m đến >30m trên các sờn đồi vai đập, đối với khu vực lòng sông vàcác bãi thềm gặp ở độ sâu từ 8-15m

- Lớp 8a: Đá phiến sét than xen kẹp đá phiến sericit thành dải, đá phong hoá nhẹ màuxám đen Đá nứt nẻ rất mạnh, chủ yếu khe nứt hở, chất lấp nhét là sạn cát Theo độsâu mật độ khe nứt giảm dần, từ khe nứt hở và mảnh đến khe nứt kín đựơc lấp đầy bởicác khoáng vật canxit và fenspat Phần đá phiến sét than cứng vừa đến kém cứng,phần đá phiến sericit cứng đến cứng vừa Đá phiến sét than phân bố khu vực chân dốcnớc và hố tiêu năng của tràn xả lũ

d.Điều kiện và khả năng thi cụng

- Bao gồm:

+ Thời gian thi cụng

+ Khả năng cung cấp thiết bị, nhõn lực, vật liệu

+ Trỡnh độ tổ chức, quản lý thi cụng

+ Kế hoạch tiến độ thi cụng khụng những phụ thuộc vào thời gian thi cụng donhà nước quy định mà cũn phụ thuộc vào biện phỏp dẫn dũng

Do đú chọn phương ỏn dẫn dũng hợp lý sẽ tạo điều kiện cho việc thi cụng đạt yờucầu kỹ thuật và hoàn thành cụng trỡnh đỳng hoặc vượt thời gian Với cụng trỡnh này,đơn vị thi cụng cú đủ điều kiện và năng lực tổ chức thi cụng

Cú rất nhiều nhõn tố ảnh hưởng đến việc chọn phương ỏn dẫn dũng và tuỳ nơi tuỳlỳc, tuỳ từng trường hợp mà cú những nhõn tố nổi bật và quan trọng Do đú khi thiết

kế dẫn dũng cần phải điều tra cụ thể, nghiờn cứu kĩ càng và phõn tớch toàn diện đểchọn được phương ỏn dẫn dũng hợp lý, nghĩa là cú lợi về cả hai mặt kinh tế và kĩthuật

2.2 Phương ỏn dẫn dũng thi cụng.

Căn cứ vào khối lượng cỏc hạng mục, cỏc điều kiện và khả năng thi cụng, dự kiếnthi cụng cụng trỡnh trong thời gian 03 năm (kể cả cụng tỏc chuẩn bị)

2.2.1 Đề xuất phương ỏn

Phương ỏn 1:

Nội dung phương án được thể hiện trong bảng II.1

Công việc phải làm và các mốckhống chế

I

Mùa khô

từ01/11/201

3Đến

30/05/201

4

Dẫn dòngqua lòngsông tựnhiên

57.1

+ Xây dựng các công trình phụtrợ (San ủi mặt bằng thi công,đường thi công, làm lán trại,công xưởng phụ trợ, )

+ Khoan phụt xử lý nền đập(phần hai vai đập)

+ Đào móng và đắp đập (phầnvai phải đập)

+ Thi công cống lấy nước

Mùa lũ từ

01/06/201

4Đến

31/10/201

4

Dẫn dòngqua lòngsông thu

+ Đào móng và đổ bê tông tràn

xả lũ+ Tiếp tục đắp đập phần vai phải+ Hoàn thiện cống lấy nước

II

Mùa khô

từ01/11/201

4Đến

30/05/201

5

Dẫn dòngqua lòngsông thu

31/10/201

6

Dẫn dòngqua lòngsông thu

+ Tiếp tục đắp khối đập vai trái+ Thi công hoàn thiện tràn xả lũ+ Tiếp tục thi công hệ thốngkênh

III

Mùa khô

từ01/11/201

6Đến

30/05/201

6

Dẫn dòngqua cốngdẫn dòng 57.1

+ Đắp xong toàn bộ đập và hoànthiện theo thiết kế (xây lát đámái đập, rãnh tiêu nước, trồng

cỏ )+ Lắp đặt hoàn thiện cơ khí tràn

xả lũ+ Tiếp tục thi công và hoànthiện hệ thống kênh

III

Mùa lũ từ

01/06/210

6Đến

Dẫn dòngqua tràn xã

345

+ Hoàn thiện đập + Hoàn thiện hệ thống kênh23

Công việc phải làm và các mốc khốngchế

 -Xây dựng lán trại và các côngtrình phụ trợ

 - Đắp đê quai dẫn dòng thi công

 -Đào móng cống lấy nước vàTràn xã lũ

 - Đổ bê tông cống lấy nước vàtràn xã lũ

-Hoàn thiện cống lấy nước

-Đổ bê tông tràn xã lũ -Thi công hệ thống kênh -Đắp đập (khối vai trái và phải)

III Mùa khô

57.1 -Đắp dê quai thượng hạ lưu chặn dòngsông

-Đào và xử lý hố móng phần còn lại củađập

-Hoàn thiện tràn xã lũ

- Đắp đập (phần lòng sông và hai vai)

Công việc phải làm và các mốc khốngchế

2.2.2 Phân tích lựa chọn phương án dẫn dòng:

2.5.2.1 Phương án 1:

* Ưu điểm :

- Thời gian thi công các hạng mục công trình không gấp gáp, trải đều trong suốt quátrình thi công

- Đảm bảo cho lượng nước cho hạ lưu trong thời gian thi công

- Khối lượng đào đắp đe quai nhỏ

-Đảm bảo lượng nước cho hạ lưu trong thời gian thi công

-Tận dụng được cống lấy nước để dẫn dòng

* Nhược điểm :

-Khối lượng dào đắp đê quai lớn

-Thời gian thi công một số hạng mục gấp gáp

2.2.3 Lựa chọn phương án:

Qua việc phân tích các ưu, nhược điểm cũng như căn cứ vào điều kiện thực tế củakhu vực xây dựng, điều kiện lợi dụng tổng hợp nguồn nước đối với dân sinh, kinh tếtrong vùng, điều kiện và khả năng của đơn vị thi công

Chọn phương án I

2.3 Tính toán thuỷ lực cho phương án đã chọn

2.3.1 Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp mùa lũ năm thứ nhất

2.3.1.1 Mục đích

- Kiểm tra mức độ thu hẹp, kiểm tra điều kiện chống xói

- Xác định mực nước thượng lưu, cao trình đắp đập vượt lũ

2.3.1.2 Thông số tính toán

- Lưu lượng và mực nước hạ lưu mùa lũ Q = 335 m3/s; ZHL = 155m

- Thông số lòng sông thu hẹp ω1 và ω2, đo được trên mặt cắt ngang sông ứng vớiZHL

ω1 là diện tích mặt cắt ướt của sông bị đê quai và hố móng chiếm chỗ.

ω2 là diện tích mặt cắt ướt ban đầu của sông

2.3.1.3 Nội dung, trình tự tính toán

+) Sơ đồ tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp

Hình 2.1a – Mặt cắt lòng sông thu hẹp nhìn từ thượng lưu

+) Tính mức độ thu hẹp K :

Mức độ thu hẹp lòng sông hợp lý trong khoảng (30%-:-60%)

Đo trên mặt cắt ngang sông được ω1,ω2 ứng với ZHL, tính được K theo

công thức:

2 1

+) Kiểm tra khả năng chống xói

Điều kiện chống xói:

Vc là tốc độ dòng chảy tại mặt cắt co hẹp được xác định theo công thức

2 1

345

2, 01( ) 0,95 (410 204)

c

Q V

ε ω ω

Với ε hệ số thu hẹp, thu hẹp 1 bên ε = 0,95

Vc = 2,01 m/s < [Vkx] => Như vậy không xói đầu đập và không xói lòng sông.+) Tính độ cao nước dâng ∆Z :

Công thức

1

- Đầu tiên giả thiết ∆Z = ∆Zgt

- Do mặt cắt ước của lòng sông ωs ứng với ZTL = ZHL + ∆Z

- Tính Vo – vận tốc tại cửa vào theo công thức 0 s

Q V

Bảng 2.2-Bảng tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp

∆Zgt (m) s (m) Vo (m)

∆Ztt(m)

Chênh lệch

%0,2 446,08 0,88325 0,2462 18,7580,246177 454,4331 0,867014 0,2476 0,5850,247626 454,6953 0,866514 0,2477 0,018

Kết quả Ztt = 0,25 (m) Cao trình mực nước thượng lưu ZTL = 18,79+0,25 =19,04 (m)

2.3.2 Tính toán thuỷ lực qua cống ngầm

2.3.2.1 Mục đích của việc tính toán thuỷ lực qua cống mùa kiệt

- Xác định mực nước trước cống để xác định cao trình đê quai thượng lưu

- Kiểm tra sự an toàn của cống khi dẫn dòng

2.3.2.2 Thông số thiết kế

- Lưu lượng và mực nước hạ lưu mùa kiệt Q =57,1 m3/s, ZHL = 154,50 m

- Thông số công trình: cống lấy nước

Xây dựng ở vai trái đập đất có các thông số kỹ thuật sau:

Cao trình ngưỡng cống (cửa vào): ∇CV = 26 m

Cao trình cửa ra: ∇CR = ∇CV – i.Lc = 26 – 0,001*117 = 25,93 m

2.3.2.3 Nội dung, trình tự tính toán

Để tính toán thuỷ lực qua cống ngầm ta phải xác định chế độ chảy của cống Muốnvậy ta phải vẽ đường mặt nước trong cống để xác định chế độ chảy trong cống Nếu

độ sâu nước lớn nhất trong cống nhỏ hơn chiều cao của trần cống thì chế độ chảy làkhông áp, nếu độ sâu nước lớn nhất trong cống lớn hơn chiều cao của trần cống thìchế độ chảy là có áp hoặc bán áp

Giả thiết các trạng thái chảy trong cống, áp dụng công thức tính lưu lượng ứng vớicác trạng thái chảy đã giả thiết để tính cột nước H, sau đó kiểm tra theo điều kiện: + H < 1.2D Cống chảy không áp

+ H = (1.2 ÷ 1.4)D Cống chảy bán áp

+ H > 1.4D Cống chảy có áp

H- Cột nước trước cống tính từ cao trình đáy cống

D- Chiều cao cống ngay sau cửa vào

Kiểm tra nếu thấy điều kiện giả thiết thoả mãn thì kết quả tính H là đúng nếu khôngđúng thì giả thiết lại

1- Vẽ đường mặt nước trong cống

a) – Định tính đường mặt nước trong cống

- Ta có ZHL = 14,50m < ∇CR

- Tính độ sâu phân giới ( hk)

Độ sâu phân giới hk được tính theo công thức

3 2

2 k

b.g

Q

h = αTrong đó:

Q: là hệ số lưu lượng qua cống Q = 5,8 m3/s

α: là hệ số lưu lượng: α = 1

b: là bề rộng cống: b = 1,5 m

2 3

2

1.5,8

1,1519,81.(1,5)

k

(m)

b) – Vẽ định lượng đường mặt nước trong cống

Hình 2.2- Sơ đồ đường mặt nước trong cống

Vì sau cống là dốc nước nối tiếp với kênh qua bể tiêu năng nên độ sâu dòngchảy ngay sau cửa cống hc = hk

Mặt khác dòng chảy trong cống là dòng chảy êm đường mặt nước là đườngnước đổ vì vậy để tính hx xuất phát từ hc = hk ta tính ngược lên hx

Các bước thực hiện:

+ Giả thiết các cột nước: hi > hk

+ Tính diện tích mặt cắt ướt: ωi = hi.b

+ Tính chu vi ướt của mặt cắt thứ i: χi = b +2 hi

+ Tính vận tốc nước trong cống: i

i

QVω

=+ Từ đó xác định khoảng cách giữa hai mặt cắt :

Tính thử dần với các mặt cắt khác nhau cho đến khi ∑L = L = 117 m

Bảng 2.3- Bảng tính chiều cao cột nước trước cống

Từ kết quả ở bảng trên ta tính được mực nước đầu cống: hx= 1,86 m.Cột nước đầu cống không chạm trần cống

2- Xác định cột nước đầu cống theo công thức đập tràn đỉnh rộng

- Xác định chế độ chảy đầu cống:

1,860

1,621,151

x k

h

>

)4.12.1(h

hpg k

Vậy chế độ chảy ở đây là chảy qua đập tràn đỉnh rộng ở chế độ chảy ngập

- Áp dụng công thức tính lưu lượng qua đập tràn đỉnh rộng chảy ngập

(m)Trong đó: ϕ - hệ số chảy ngập: ϕ = 0,93 tra với hệ số lưu lượng: m = 0,3

Bỏ qua lưu tốc ban đầu H = H0 = 1,91

Ta thấy H < 1,2D = 1,2.2= 2,4 (m) =>Vậy giả thiết cống làm việc ởchế độ không áp là đúng

Xác định cao trình mực nước đầu cống ứng với Q = 5,8 m3/s

ZTL = ∇CV + H = 26 + 1,91= 27,91 (m )

3- Ứng dụng kết quả tính toán

Xác định cao trình đê quai

- Cao trình đê quai thượng lưu ∇TL = ZTL + δ = 27,91 + 0,5 = 28,41(m)

- Cao trình đê quai hạ lưu ∇HL = ZHL + δ = 14,50 + 0,5 = 15,00(m)

Với δ là độ vượt cao an toàn lấy δ = 0,5 m theo kinh nghiệm

2.3.3 Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua tràn mùa lũ

2.3.3.1 Nội dung, trình tự tính toán

- Giả thiết các cấp lưu lượng qua tràn

Với chế độ chảy tự do ta sử dụng công thức:

=> ZTL = 36,30 + 1,933 = 38,233 (m).

Tương tự ta có bảng tính dưới đây

Bảng Quan hệ Zh~ Q hạ lưu tuyến đập

2.4 Tính toán điều tiết lũ

2.4.1 Tài liệu tính toán :

− Đường quá trình lũ chính vụ tần suất là 10%

− Đường quan hệ ( V∼Z )Hồ và (F ~ Z)hồ

− Đường quan hệ Q ~ ZTL

2.4.2 Phương pháp tính toán điều tiết : Dùng phương pháp Kotrerin

T0

m

(*)Trong đó :

qm - Lưu lượng xả thiết kế , m3/s

Qm - Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế, Qm= 394 (m3/s)

T là thời gian trận lũ đến; T = 24 (giờ)

Vm dung tích phòng lũ của kho nước Vm = V – Vo

V là dung tích kho nước, Vo là dung tích ban đầu của kho nước

Với ZTL = ∇nt = 36,3 m tra biểu đồ quan hệ (V ∼ Z)hồ ⇒ Vo = 15,46.106(m3)

Dùng phương pháp thử đúng dần như trên ta có kêt quả tính toán ở bảng sau:

Bảng 2.5-Kết quả tính toán điều tiết qua tràn

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH CHÍNH

3.1 Công tác thi công hố móng

3.1.1 Thiết kế tiêu nước hố móng

3.1.2 Đề xuất và lựa chọn phương án.

Mục đích của tiêu nước hố móng: là đưa lượng nước trong hố móng ra phần ngoài

hố móng làm cho hố móng được khô ráo để tạo điều kiện thuận lợi cho công tác thi công

hố móng

Chọn phương án tháo nước hố móng: Với công trình này ta có thể dùng mộttrong hai phương pháp cơ bản là tiêu nước mặt và hạ thấp mực nước ngầm

a Phương pháp tiêu nước trên mặt:

Là phương pháp đào một hệ thống mương dẫn tập chung nước vào giếng rồidùng máy bơm bơm ra ngoài

Ưu điểm: Rẻ tiền, dễ dàng trong thi công

Nhược điểm: Khi gặp nền có tầng nước ngầm có áp lực cao dễ sinh ra hiệntượng đùn ngược phá huỷ nền

Phạm vi ứng dụng: Áp dụng cho hố móng ở vào tầng đất hạt thô, hệ số thấmtương đối lớn thích hợp với phương pháp đào móng từng lớp

b Phương pháp tiêu nước ngầm:

Là phương pháp dùng hệ thống giếng kim hoặc giếng thường bố trí xung quanh

hố móng rồi bơm nước ra để hạ thấp mực nước ngầm xuống

Ưu điểm: Hệ thống nước ngầm sẽ được hạ thấp xuống làm cho đất được trởnên chặt thêm, tăng an toàn cho công trình, góc ổn định tăng lên nên có thể giảmbớt khối lượng mở móng

Nhược điểm: Giá thành cao thi công phức tạp

Phạm vi ứng dụng : Dùng cho các tầng đất hạt nhỏ, hệ số thấm nhỏ

c Lựa chọn phương án:

Căn cứ vào tài liệu địa chất khu vực công trình là lớp cuội sỏi, sạn Ta chọnphương pháp tiêu nước mặt làm phương pháp thi công vừa đảm bảo yêu cầu về kỹthuật vừa rẻ tiền và dễ thi công

3.1.3 Xác định lượng nước cần tiêu cho giai đoạn dẫn dòng thứ hai (đào móng phần lòng sông)

Giai đoạn dẫn dòng thứ 2 là thời kỳ sau khi ngăn dòng

• Thời kỳ đầu : Là thời kỳ sau khi đã ngăn dòng và trước khi đào móng (saukhi đắp đê quai thượng, hạ lưu)

Trong thời kỳ này có các loại nước: Nước đọng, nước mưa, và nước thấm Tuynhiên do ta đắp đê quai vào mùa khô lượng mưa không đáng kể do đó có thể bỏ qualượng nước mưa

W5.2QT

W

Q= + t =

Trong đó :

Q: Lượng nước cần tiêu (m3/h)

W: Thể tích nước đọng trong hố móng (m3)

T: Thời gian đã định để hút cạn hố móng, chọn T = 5 ngày

Qt: Lưu lượng nước thấm vào hố móng chọn Qt = 1.5W (m3/h)

Tính thể tích nước đọng (W): W = F.h

Cao trình trung bình của đáy móng: +19 (m)

h: Mực nước hố móng: Dựa vào lưu lượng của thời điểm chặn dòng, traquan hệ (Q~ZH): khi dẫn dòng ⇒ ZH = 14.2 (m)

⇒Chiều sâu lớp nước là: h = 19 – 14.2 = 4.8 (m)

Fi: Diện tích trung bình mặt thoáng phần nước đọng sau khi đã ngăn dòng Dựavào mặt bằng công trình và mặt cắt dọc tim đập ta xác định được:

Chiều rộng trung bình mặt thoáng phần nước đọng trong hố móng: Dựa vào lớpnước trong hố móng ta xác định được B = 146 (m)

Chiều dài mặt thoáng phần nước đọng trong hố móng Dựa vào mặt bằng đập taxác định được L = 109 (m)

Với L là chiều dài cần tiêu nước tính từ sát chân đê quai thượng lưu đến chân đêquai hạ lưu Vậy ta lấy trung bình chiều dài hố móng ngập nước là L = 109/2 Phầndiện tích ω được tính gần đúng

⇒W = 109/2 x 146 x 0.91 = 7240.5

Thay vào công thức ta có lượng nước cần tiêu là :

)h/m(8.15024

5

5.72405

.2T

W5.2QT

Vam

Q =720n Trong đó:

Q: Lưu lượng cần tiêu (m3/h)

Qt: Tổng lưu lượng thấm (m3/h)

Qm: Lưu lượng mưa cần tiêu trong phạm vi hố móng (m3/h), do chặndòng về mùa khô nên lưu lượng nước mưa nhỏ có thể bỏ qua

Qd: Lượng nước róc từ khối đất đã đào ra (m3/h)

F: Diện tích hứng nước mưa của hố móng (m2)

h: Lượng nước mưa bình quân ngày trong giai đoạn tính toán (m)

V: Thể tích khối đất đào dưới mực nước ngầm (m3)

•Xác định lượng nước thấm từ đê quai Q t1

Lưu lượng thấm qua 1m dài đê quai thượng lưu :

L2

)TH()TH(.Kq

2 2

tl

−

−+

=Theo tài liệu địa chất ta có chiều dày tầng thấm T = 5(m)

H : cột nước trước đê quai H = 24 – 19.9 = 4.1 m

m: Hệ số bất thường m = 1.4

L = L0 – 0.5 x m x H + l = 27.3 – 0.5 x 1.4 x 4.1 = 24.43 m

K : hệ số thấm của đê quai theo tài liệu địa chất ta có

K=1.10-5(cm/s) = 0.00864(m/h)Thay vào trên ta có

015.043

.242

)51.4()51.4(00864.0q

2 2

×

−

−+

×

=

(m2ngày đêm/m)Với chiều dài đê quai thượng lưu là LTL= 50.06 (m) ta có lượng nước thấm qua đêquai là

Qt1 = qt1 x LTL = 0.015 x 50.06 = 0.75 (m3/ngày đêm) = 0.03 (m3/h)

•Xác định lượng nước thấm từ đê quai Q h

Lưu lượng thấm qua 1m dài đê quai hạ lưu :

L2

)TH()TH(.Kq

2 2

tl

−

−+

=Theo tài liệu địa chất ta có chiều dày tầng thấm T = 5(m)

H : cột nước trước đê quai H = 19.5 – 18 = 1.5 m

Xét: 10 0.1

194.033.64

53.60L

−

Trong đó:

H: Chiều cao cột nước thấm H = 4.1 (m)

h: Chiều cao cột nước đọng, h = 0 (coi như nước đã chảy dồn xuốnggiếng tập trung nước)

S = H – h = 1.5 (m)K1: Hệ số thấm của mái, móng K1= 7.10-2 (cm/s) = 60.48 (m/ngđ) =2.52(m3/h)

6.952.21.45.12HKS2

F: Diện tích hố móng, F = 3894 (m2)

2.3514.3

3894F

π

=Thay các giá trị vào công thức trên ta được:

5762

.35

6.92.35lg

)01.4(52.236.1Q

2 2

(m3/h)

375.443

.242

)51.4()51.4(52.2q

2 2

×

−

−+

×

=

(m2ngày đêm/m)

• Xác định lượng nước thấm tù đáy hố móng Q t3 ( thời kì thường xuyên)

Do hố móng rộng hoàn chỉnh nên ta không cần tính lượng nước thấm này

-> Vậy lượng nước thấm trong thời kỳ đào móng là: