Hồ chứa nước kim sinh nằm trên địa phận xã quất đông huyện móng cái tỉnh quảng ninh

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình MỤC LỤC MỤC LỤC .1 PHẦN I TÌNH HÌNH CHUNG VÀ CÁC TÀI LIỆU CƠ BẢN CHƯƠNG 1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN §1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH-------------------------------------------------------------1 I. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ---------------------------------------------------------------------------1 II. ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH ĐỊA MẠO--------------------------------------------------1 §1.2. ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN------------------------------------------1 I . CÁC ĐẶC TRƯNG KHÍ TƯỢNG---------------------------------------------------1 II) CÁC ĐẶC TRƯNG THỦY VĂN DÒNG CHẢY----------------------------------2 1) Dòng chảy năm thiết kế 2. Dòng chảy lũ .3 3) Dòng chảy bùn cát .3 §1.3.ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT-------------------------------------------------------------3 I.ĐỊA CHẤT VÙNG HỒ-------------------------------------------------------------------4 1)Khả nước .4 2)Sạt lở bờ 3)Bồi lắng .4 4)Khoáng sản, khả ngập II)ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH-------------------------------------------------------------4 §1.4.VẬT LIỆU XÂY DỰNG-------------------------------------------------------------4 I)ĐẤT ĐẮP ĐẬP----------------------------------------------------------------------------4 II) CÁC LOẠI VẬT LIỆU KHÁC--------------------------------------------------------4 1) Đá .5 2) Cát § 1.5. TÀI LIỆU HỒ CHỨA---------------------------------------------------------------5 I. ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH DUNG TÍCH HỒ CHỨA.------------------------------------5 II. ĐƯỜNG QUAN HỆ GIỮA MỰC NƯỚC VÀ LƯU LƯỢNG TUYẾN HẠ LƯU-------------------------------------------------------------------------------------------5 III. ĐƯỜNG QUÁ TRÌNH LŨ.-----------------------------------------------------------5 1. Đường trình lũ thiết kế (P = 1%) CHƯƠNG 2. TÌNH HÌNH KINH TẾ XÃ HỘI §2.1. TÌNH HÌNH DÂN SINH XÃ HỘI-------------------------------------------------7 I) DÂN CƯ VÀ ĐỜI SỐNG---------------------------------------------------------------7 II) PHÂN BỐ RUỘNG ĐẤT VÀ SẢN LƯỢNG NÔNG NGHIỆP-----------------7 SVTH : Vũ Thị Thúy Lớp : 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình III) GIAO THÔNG VẬN TẢI-------------------------------------------------------------7 §2.2. HIỆN TRẠNG THUỶ LỢI VÀ YÊU CẦU DÙNG NƯỚC-------------------7 I. HIỆN TRẠNG THỦY LỢI TRONG KHU VỰC------------------------------------7 CHƯƠNG PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ GIẢI PHÁP THỦY LỢI .8 §3.1. PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH.-------8 I) PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN----------------------------------------------------8 II) LƯỢNG NƯỚC CẦN------------------------------------------------------------------8 III) NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH----------------------------------------------------------8 §3.3. GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH---------------------------------------------------------9 PHẦN II THIẾT KẾ SƠ BỘ - CHỌN PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH 10 CHƯƠNG 4. XÁC ĐỊNH MNC, MNDBT CỦA HỒ CHỨA .10 I. Xác định cao trình MNC---------------------------------------------------------------10 1. Nguyên tắc lựa chọn MNC------------------------------------------------------------10 2. Xác định MNC.--------------------------------------------------------------------------10 II. Xác định MNDBT.---------------------------------------------------------------------11 1.1. Tính toán điều tiết hồ Vi chưa kể đến tổn thất.------------------------------11 1.2. Tính tổn thất hồ thấm bốc hơi.------------------------------------------12 1.3. Tính toán điều tiết hồ Vi có kể đến tổn thất---------------------------------------12 1.4. Tính tổn thất hồ thấm bốc lần 2.---------------------------------------13 1.5. Tính toán điều tiết hồ Vi có kể đến tổn thất lần 2.-------------------------------13 III. Xác định cấp công trình tiêu thiết kế .---------------------------------15 1. Xác định cấp công trình.---------------------------------------------------------------15 1.1. Theo chiều cao công trình .15 1.2. Theo nhiệm vụ công trình 15 2. Các tiêu thiết kế.--------------------------------------------------------------------15 2.1 Tần suất thiết kế 15 2.2. Các hệ số dùng tính toán .15 CHƯƠNG : TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 16 I. Nguyên lý tính toán.---------------------------------------------------------------------16 1. Nguyên lý bản.-----------------------------------------------------------------------17 2. Phương pháp PôTaPôp.----------------------------------------------------------------17 II. Điều tiết lũ theo phương pháp PôtaPop---------------------------------------------18 SVTH : Vũ Thị Thúy Lớp : 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình 1. Các tài liệu tính toán.-------------------------------------------------------------------18 2. Tính toán cho phương án Btr-----------------------------------------------------19 2.1. Tính toán điều tiết lũ với Btr = 30,34,38m 19 III. Lựa chọn địa điềm xây dựng công trình, xác định tuyến công trình đầu mối. 20 1. Vị trí đập .--------------------------------------------------------------------------------20 2. Tuyến tràn.-------------------------------------------------------------------------------20 3. Tuyến cống lấy nước.-------------------------------------------------------------------20 2.1. Đỉnh đập.-------------------------------------------------------------------------------22 2.2. Bề rộng đỉnh đập B 25 3. Mái đập đập .---------------------------------------------------------------------25 4. Bảo vệ mái dốc thượng hạ lưu 26 CHƯƠNG : THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ 27 I. Hình thức tràn.---------------------------------------------------------------------------28 II. Sơ thiết kế tràn.---------------------------------------------------------------------28 1. Ngưỡng tràn.-----------------------------------------------------------------------------28 2. Bộ phận nối tiếp sau ngưỡng.---------------------------------------------------------28 3. Hình thức tiêu năng.--------------------------------------------------------------------28 II. Tính toán thủy lực dốc nước với phương án tràn khác .---------------28 1. Mục đích , ý nghĩa.---------------------------------------------------------------------28 2. Các thông số tính toán.-----------------------------------------------------------------28 3. Tính toán thủy lực dốc nước đoạn thu hẹp.-----------------------------------------29 4. Tính toán thủy lực dốc nước đoạn không đổi.--------------------------------------30 4.1. Định tính đường mặt nước 31 4.2. Phương pháp tính toán đường mặt nước .33 IV. Tính toán khối lượng giá thành phương án.-------------------------------34 1. Khối lượng đập--------------------------------------------------------------------------34 1.1. Khối lượng đất đắp đập .34 1.2. Khối lượng đất bóc đập nạo vét lòng sông 34 2. Tính toán khối lượng tràn xả lũ.------------------------------------------------------34 2.1. Khối lượng đất đào, đá đào .34 2.2. Khối lương bê tông cốt thép M200 , M100 thi công tràn 35 1. Xét hệ số co hẹp bên :------------------------------------------------------------------36 2. Hệ số lưu lượng m.----------------------------------------------------------------------36 3. Xét lưu tốc tới gần Vo.-----------------------------------------------------------------36 SVTH : Vũ Thị Thúy Lớp : 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình PHẦN III THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN CHỌN .37 CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ ĐẬP CHẮN .37 I. Vị trí xây dựng - Hình thức đập-------------------------------------------------------37 1. Vị trí xây dựng đập---------------------------------------------------------------------37 2. Hình thức đập, loại đập-----------------------------------------------------------------37 II. Các kích thước bả đập.--------------------------------------------------------37 1. Cao trình đỉnh đập.----------------------------------------------------------------------38 2. Cấu tạo chi tiết đập.----------------------------------------------------------------38 2.1. Đỉnh đập 38 2.3. Bảo vệ mái đập 39 2.4. Thiết bị chống thấm .41 III. Tính toán thấm cho đập nền.-----------------------------------------------------42 1. Các trường hợp tính toán---------------------------------------------------------------42 2. Phương pháp tính.-----------------------------------------------------------------------42 3.2. Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi MC1, MC3, MC4, MC5 ứng với thượng lưu MNDBT, hạ lưu nước 45 3.3. Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi MC1, MC3, MC4, MC5 ứng với thượng lưu MNLTK, hạ lưu hhạmax= 2,2 (m) .47 3.4. Kiểm tra độ bền thấm 48 3.5. Tính tổng lưu lượng thấm 49 4. Tính ổn định cho đập đất.--------------------------------------------------------------50 4.1. Mục đích nhiệm vụ 50 4.2.Trường hợp tính toán 51 4.3. Phương pháp tính toán 52 4.4. Nội dung tính toán .52 CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ .56 I. Vị trí , hình thức quy mô công trình-----------------------------------------------57 1. Vị trí , hình thức-------------------------------------------------------------------------57 2. Quy mô công trình----------------------------------------------------------------------57 II. Tính toán thủy lực đoạn dốc nước---------------------------------------------------58 1. Tính toán thủy lực-----------------------------------------------------------------------58 2. Tính toán thủy lực đoạn thu hẹp------------------------------------------------------59 3. Tính toán thủy lực đoạn không đổi.--------------------------------------------------59 4. Kiểm tra xói cuối dốc.------------------------------------------------------------------61 5. Hiện tượng thủy lực dốc nước-------------------------------------------------62 5.1. Hiện tượng hàm khí .62 5.2. Xác định chiều cao tường bên dốc nước .62 SVTH : Vũ Thị Thúy Lớp : 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình 6.2. Tính toán xác định lưu lượng tính toán bể tiêu .64 7. Cấu tạo chi tiết phận tràn------------------------------------------------------66 7.1. Ngưỡng tràn 66 7.2. Dốc nước .66 7.3. Bể tiêu .67 7.4. Kênh xả hạ lưu .68 8. Tính toán ổn định tường phận tràn-------------------------------------------68 8.1. Mục đích 68 8.2. Các trường hợp tính toán 68 8.3. Số liệu tính toán .69 CHƯƠNG 10 : THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC .75 I. Vị trí , nhiệm vụ hình thức cống---------------------------------------------------75 1. Vị trí cống--------------------------------------------------------------------------------75 2. Nhiệm vụ cấp công trình-----------------------------------------------------------75 3. Hình thức cống--------------------------------------------------------------------------75 3.1. Hình thức cống lấy nước .75 3.2. Sơ bố trí cống .75 4. Tài liệu thiết kế cống-------------------------------------------------------------------75 II. Thiết kế kênh hạ lưu sau cống--------------------------------------------------------76 1. Thiết kế mặt cắt kênh-------------------------------------------------------------------76 1.1. Xác định vận tốc không xói .76 1.2. Xác định chiều sâu nước kênh .76 1.3. Kiểm tra điều kiện xói lở bồi lắng 77 3. Tính toán diện cống--------------------------------------------------------------78 3.1. Trường hợp tính toán .78 3.2. Xác định bề rộng cống .79 3.3 Xác định diện cống 83 3.4. Xác định chiều cao cống cao trình đặt cống 83 4. Kiểm tra trạng thái chảy tính toán tiêu năng-------------------------------------83 4.1. Mục đích tính toán .83 4.2. Trường hợp tính toán .84 4.3. Xác định độ mở cống .84 4.4. Kiểm tra trạng thái chảy cống .85 5. Chọn cấu tạo cống----------------------------------------------------------------------88 5.1. Bộ phận cửa vào 89 5.2. Bộ phận cửa 89 5.3. Thân cống 89 5.4. Nối tiếp cống với đập .90 5.5. Tháp van cầu công tác 90 PHẦN IV: CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT 90 CHƯƠNG 11 TÍNH TOÁN THẤM VÀ ỔN ĐỊNH THÂN ĐẬP BẰNG .90 PHẦN MỀM GEO - SLOPE .91 SVTH : Vũ Thị Thúy Lớp : 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình 11.1. Tính toán thấm.----------------------------------------------------------------------91 11.1.1. Các trường hợp tính toán thấm.-------------------------------------------------91 11.1.2. Các mặt cắt tính toán.------------------------------------------------------------91 11.1.3. Tài liệu dùng cho tính toán.---------------------------------------------91 11.1.4. Tính toán thấm cho mặt cắt phần mềm Geo-Slop.----------------92 11.2. Tính toán ổn định đập.--------------------------------------------------------------97 11.2.1. Mục đích tính toán.---------------------------------------------------------------97 11.2.2. Các trường hợp tính toán.--------------------------------------------------------97 12.2.3. Phương pháp tính toán.-----------------------------------------------------------98 12.2.4. Kết quả.---------------------------------------------------------------------------100 KẾT LUẬN .1 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC SVTH : Vũ Thị Thúy Lớp : 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình PHẦN I TÌNH HÌNH CHUNG VÀ CÁC TÀI LIỆU CƠ BẢN CHƯƠNG 1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN §1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH I. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ - Hồ chứa nước Kim Sinh nằm địa phận xã Quất Đông Huyện Móng Cái Tỉnh Quảng Ninh. Phía tây cách Thị Xã Móng Cái 10 km, phía nam cách đường quốc lộ số khoảng 600m, phía bắc giáp với lưu vực sông Ka Long, diện tích lưu vực hồ vào khoảng 11km2. II. ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH ĐỊA MẠO Lưu vực hồ nằm vùng đồi trọc, tầng phủ mỏng. Địa hình thấp dần từ Bắc xuống nam. Nhìn chung lưu vực này, sông suối có chiều dài tương đối nhỏ nên lưu lượng nhỏ . Sông suối vùng thường uốn khúc quanh co quanh sườn đồi. Khu hồ chứa khu hồ chứa thấp dần từ bắc tới nam. Khu vực tưới độ dốc thấp dần từ Tây sang Đông, ruộng đất đại phận bậc thang có địa hình cao thấp không đều. §1.2. ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN I . CÁC ĐẶC TRƯNG KHÍ TƯỢNG Lưu vực hồ nằm vùng có khí hậu Đông Bắc, chịu ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, khí tượng vùng chia làm hai mùa rõ rệt mùa mưa mùa khô. a) Mùa mưa từ tháng 5- 10 b) Mùa khô từ tháng 11- Tình hình khí tượng xác định trạng khí tượng Móng Cái cách lưu vực 10km c) Nhiệt độ - Nhiệt độ trung bình hàng năm 200 C - Nhiệt độ ngày lớn 390C - Nhiệt độ ngày nhỏ 110C SVTH : Vũ Thị Thúy Lớp : 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình d) Gió - Gió chia làm hai mùa - Gió mùa Đông Bắc ảnh hưởng từ tháng 10- 4. Hướng gió Bắc Đông Bắc. - Gió mùa Đông Nam ảnh hưởng từ tháng 5- hướng gió Nam Đông Nam. - P4% ;V= 22(m/s ) ; D= 1.2km - P50% ; V’= 15(m/s) ; D’=1,67 ; 1,51; 1,43 km e. Mưa Lượng mưa phân bố tương đối đều, lưu vực hồ nhỏ mặt khác lại nằm đồi núi thấp. - Lượng mưa trung bình nhiều năm: 2800(mm) - Lượng mưa năm lớn :4118.9(mm) - Lượng mưa nhỏ : 1732.5(mm) - Lượng mưa ngày lớn : 384.6(mm) f. Lượng bốc Do đặc điểm lưu vực mưa nhiều độ ẩm tương đối lớn nhiệt độ giảm dẫn đến lượng bốc giảm so với vùng khác. - Lượng bốc bình quân tháng: 62(mm) - Lượng bốc lớn Tháng I II III IV V : 89(mm) VI VII VIII IX X XI XII ∆h (mm) 12.7 11.5 12.6 14.1 19.5 18.4 18.5 16.9 16.7 17.1 14.2 13.7 - Lượng bốc nhỏ : 46(mm) II) CÁC ĐẶC TRƯNG THỦY VĂN DÒNG CHẢY Trong khu vực đại phân đồi trọc, sông suối ngắn nước. Sông dài sông Quất Đông với chiều dài 6.13km với độ dốc trung bình 0.0072. Lưu vực nằm vùng đá cổ phủ lớp đất thịt lẫn cát sỏi hạt thô. SVTH : Vũ Thị Thúy Lớp : 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình 1) Dòng chảy năm thiết kế Căn vào dòng chảy hàng năm lưu vực tính toán lượng nước đến tháng năm tương ứng với tần suất p=85% sau: Bảng2:Dòng chảy năm thiết kế Tháng VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V Cả năm Tần số phân phối 12.41 33.80 23.80 11.21 7.91 1.51 0.94 0.89 0.94 0.78 4.84 100 P=85% Wđến (106m3) 2.01 5.46 3.85 1.82 1.82 0.24 0.15 0.14 0.15 0.12 0.16 0.79 16.71 2. Dòng chảy lũ Đặc trưng dòng chảy lũ thiết kế có liên quan mật thiết tới an toàn công trình. Lưu lượng đỉnh lũ tổng lượng lũ ứng với tần suất khác cho bảng sau: - Đường trình lũ dạng tam giác có Txuống=2Tlên Bảng 3: Dòng chảy lũ Tần suất P=0,2% P=1% P=5% P=10% Lưu lượng Q (m³/s) 489,84 408,72 343,2 308,88 Tổng lượng W.106(m³) 6.104 5.0932 2.997 2.495 7.5 Tlũ(giờ) 3) Dòng chảy bùn cát -Wll:Bùn cát lơ lửng:Wll=550(tấn/năm) -Wđ:Bùn cát đáy,Wđ=20%Wll=0,2*550=110(tấn/năm) -γll trọng lượng riêng bùn cát lơ lửng γll=0,9(tấn/m³) -γđ trọng lượng riêng bùn cát đáy γđ=1,6(tấn/m³) §1.3.ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT Toàn lưu vực hồ nước nằm vùng đá cổ rắn phủ mặt loại đá dăm sỏi sét pha bị phong hóa. SVTH : Vũ Thị Thúy Lớp : 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình I.ĐỊA CHẤT VÙNG HỒ 1)Khả nước Lưu vực nằm đá cổ hang Karsto sét lấp đầy nên việc nước thấm không đáng kể. 2)Sạt lở bờ Khả sạt lở bờ xảy mức độ sạt lở ít. Do toàn đồi trọc có độ cao không lớn. 3)Bồi lắng Theo tài liệu địa chất cho thấy khu vực hồ rãnh xói, dốc trượt, việc hình thành dòng chảy rãnh không có. Đất đai vùng hồ khả sinh bồi lắng nhỏ, không đáng kể. 4)Khoáng sản, khả ngập Vùng hồ chứa mỏ khoáng sản quý nên không đề cập đến vấn đề này. Về ngập lụt: vào cao trình mặt đất khu vực hồ chứa mực nước hồ ngâp thường xuyên cao trình (+25.0) trở xuống diện tích bị ngập lụt 159ha có 47ha đất canh tác. II)ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Tuyến công trình đầu mối hồ chứa Kim Sinh đặt xã Quất Đông huyện Móng Cái tỉnh Quảng Ninh. Sau bóc bỏ lớp phong hóa có chiều dày khoảng 0.5-1.2m tuyến đập đá nứt nẻ nhiều. §1.4.VẬT LIỆU XÂY DỰNG I)ĐẤT ĐẮP ĐẬP Qua khảo sát ta thấy bãi vật liệu nằm phân tán đồi hai bên bờ suối.Cự ly bãi đến vị trí đập từ 400÷500m. Loại đất hầu hết đất sét pha cát loại đất sét chứa dăm sạn. Các tiêu lý đất đắp sau: Chỉ tiêu Loại γ (T/m³) Tự nhiên γtn Bão hòa γbh Đất đắp đập 1,8 2,01 Hệ số thấm đất đắp kđ=10-4 (cm/s) ϕ(độ) Bão hòa Tự nhiên ϕtn ϕbh 19 17 C(T/m²) Tự nhiên Bão hòa 2,34 II) CÁC LOẠI VẬT LIỆU KHÁC SVTH : Vũ Thị Thúy Lớp : 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình Bảng 10-2 : Bảng tính toán đường mặt nước cống ngầm sau cửa van. hi m 0.13 0.21 0.29 0.37 0.45 0.53 0.64 − ϖi χi J R V э C J ∆э m2 m (m) (m/s) (m) 0.13 1.26 0.1032 12.308 7.8507 40.285 0.9047 0.21 1.42 0.1479 7.619 3.1687 42.777 0.2145 0.5596 -4.68 0.29 1.58 0.1835 5.5172 1.8415 44.345 0.0843 0.1494 -1.33 0.37 1.74 0.2126 4.3243 1.3231 45.446 0.0426 0.0635 -0.52 0.45 1.9 0.2368 3.5556 1.0943 46.269 0.0249 0.0338 -0.23 0.53 2.06 0.2573 3.0189 0.9945 46.912 0.0161 0.0205 -0.10 0.64 2.28 0.2807 2.5 0.9586 47.598 0.0098 0.013 -0.04 Qua bảng tính thấy : Tại vị trí cách mặt cắt co hẹp đoạn : ∆L (m) 8.427 9.1265 8.7183 7.6878 6.0456 4.0117 ∑L (m) 8.427 17.553 26.272 33.96 40.005 44.017 Lk = 44,017(m) < Ltt đường mặt nước cống cắt đường K-K ( h > hk ) nên xảy tượng nước nhảy cống. Vì : hk=0,64m< ho cống = 0,776m < hhạ = 1,088m ⇒ Trước nước nhảy đường nước dâng CI . Sau nước nhảy đường nước dâng CII . hh= 1,088m< Hcống = 1,75m ⇒ Nước nhảy không chạm trần cống. Do gia cố lớp nối thi công cống đoạn có nước nhảy đảm bảo cống làm việc bình thường có nước nhảy. c, Tiêu sau cống Do nước nhảy cống nên làm bể tiêu theo cấu tạo sau: - Chiều sâu đào bể hb = 0,5 (m). - Chiều dài bể Lb = (m). Dưới đáy bể có bố trí tầng lọc ngược, bể có đục lỗ thoát nước. 5. Chọn cấu tạo cống Cửa vào , cửa phải đảm bảo điều kiện nối tiếp thuận với kênh thượng , hạ lưu. Thường bố trí tường hướng dòng hình thức mở rộng dần. SVTH : Vũ Thị Thúy 88 Lớp : 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình 5.1. Bộ phận cửa vào Góc chụm tường hướng dòng cửa vào lấy khoảng 18 - 230 lớn . Thường bố trí tường hướng dòng mở rộng dần cửa vào cửa ra, góc mở rộng thu hẹp không lớn tránh xảy tượng thu hẹp đột ngột tách dòng.Thiết kế đoạn cửa vào bố trí tường cánh với góc chụm : 2,5b − b o c c α = 2.arctg 2.4,5b = 18 55'. c 5.2. Bộ phận cửa Góc mở cửa ra: từ bề rộng cống b c = m sang bề rộng kênh bk = 2,2 m với chiều dài đoạn mở rộng chọn 5,0 m. Vậy tường hướng dòng hạ lưu cống bố trí với góc mở : β = 2.arctg 2,2 − = 13 68' . 2.5 5.3. Thân cống a, Mặt cắt thân cống Cống hộp làm bê tông cốt thép, đổ chỗ. Mặt cắt ngang có kết cấu khung cứng làm vát góc để tránh ứng suất tập trung. Chiều dày thành cống xác định theo điều kiện chịu lực, điều kiện chống thấm điều kiện cấu tạo. Theo điều kiện chống thấm cần đảm bảo: t ≥ H [ J] Trong đó: H: Cột nước lớn nhất. H =1,75 (m) [ J] : Gradien cho phép thấm vật liệu, với bê tông cốt thép thông thường [ J ] = 10 ÷ 15 . Chọn [ J ] = 15 t≥ H [J ] = 1,75 = 0,116m = 11,6cm 15 → chọn chiều dày cống 50cm, sử dụng phụ gia chống thấm cho BT. b, Phân đoạn cống Khi cống dài cần bố trí khe nối chia cống thành đoạn để tránh rạn nứt lún không đều. Chiều dài đoạn phụ thuộc vào địa chất tải trọng cống, thường khoảng 10 – 20m. SVTH : Vũ Thị Thúy 89 Lớp : 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình Tại khe nối đặt thiết bị chống rò nước. Ở đây, đặt thiết bọ chống rò kim loại dùng cho ngang đứng cống hộp, có cấu tạo sau: Hình -5: Sơ đồ khớp nối cống bê tông a .Khớp nối ngang b. Khớp nối đứng 1. Bao tải tẩm nhựa đường. 4. Tấm kim loại phẳng. 2. Nhựa đường. 3. Tấm đồng Ω dày 2mm. 5. Vữa đổ sau. 5.4. Nối tiếp cống với đập - Nối tiếp với nền: trước đổ bê tông cống tiến hành đổ lớp bê tông lót M100 dày 10 cm mặt tiếp xúc cống nền. - Dùng đất thủ công đầm chặt tạo thành lớp bao quanh cống dày 100 cm. Dọc theo thân cống chỗ nối tiếp làm thành gờ để đảm bảo nối tiếp cống với đập tốt đồng thời làm tăng đường viền thấm. 5.5. Tháp van cầu công tác - Tháp van bố trí mái thượng lưu . - Trong tháp van bố trí van sửa chữa van công tác, bố trí lỗ thông sau tháp van để tránh tượng chân không cống xảy nước nhảy. - Mặt cắt tháp van có dạng hình chữ nhật, làm bê tông cốt thép M200, phía tháp có cầu thang lên xuống, phía tháp bố trí nhà quản lí đặt máy đóng mở van. - Cầu công tác nối từ đỉnh đập đến tháp, bề rộng cầu 1,8 m. - Các kích thước cụ thể tháp van thể vẽ cống. PHẦN IV: CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT CHƯƠNG 11 TÍNH TOÁN THẤM VÀ ỔN ĐỊNH THÂN ĐẬP BẰNG SVTH : Vũ Thị Thúy 90 Lớp : 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình PHẦN MỀM GEO - SLOPE 11.1. Tính toán thấm. 11.1.1. Các trường hợp tính toán thấm. Trong thiết kế cần tính toán thấm với trường hợp làm việc khác đập: + Trường hợp : thượng lưu MNDBT, hạ lưu mực nước nhỏ tương ứng, thiết bị thoát nước làm việc bình thường. + Trường hợp : thượng lưu MNLTK, hạ lưu mực nước lớn tương ứng, thiết bị thoát nước làm việc bình thường. + Trường hợp : thượng lưu MNLKT, hạ lưu mực nước tương ứng. + Trường hợp : thượng lưu mực nước rút đột ngột. + Trường hợp : thiết bị thoát nước làm việc không bình thường. Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp, có hạn chế mặt thời gian nên. - Chỉ tiến hành tính toán thấm cho hai trường hợp 1, 2. 11.1.2. Các mặt cắt tính toán. + Mặt cắt lòng sông. + Mặt cắt sườn đồi 11.1.3. Tài liệu dùng cho tính toán. - MNDBT = +22,36 m. - MNLTK = + 24,84m. - Cao trình đáy = +6m. - MNLKT = +25,22m. - Cao trình đỉnh đập = +26,10m - Hình thức đập : Đập đất đồng chất - Hệ số thấm thân đập K =10-4 cm/s = 10-6 m/s - Nền đập đá nên tính thấm cho đập SVTH : Vũ Thị Thúy 91 Lớp : 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình 11.1.4. Tính toán thấm cho mặt cắt phần mềm Geo-Slop. 11.1.4.1. Các bước thao tác. Bước : Thiết lập phạm vi làm việc + Set Page : tỷ lệ khổ giấy + Set  Scale : khổ giấy để vẽ bao hết hình khối. + Set  Grid : khai báo bắt điểm Bước : Khai báo vật liệu + KeyIn  Hydraulic Functions  Hydraulic Conductivity : Khai báo lớp vật liệu tương ứng với hệ số thấm K. + KeyIn  Material Properties : Khai báo màu lớp vật liệu Bước : Phác họa toán. + Sketch  Lines : vẽ hình bao đập , lăng trụ, nền, đường mặt nước… Bước : Chia lưới hình thể thành phần tử nhỏ để tính toán. + Draw  Regions : bao kín phần vật thể Bước : Khai báo đường mực nước, biên vật thể + Draw  Boundary Conditions : Chọn Head(H) khai báo mực nước thượng lưu, hạ lưu. Total Flux : khai báo giới hạn tính toán thấm. Bước : Chạy kết + Tools  Veryfi : kiểm tra lỗi + Tools  SOLVE : chạy kết Bước 7: Xuất kết quả. 11.1.4.2. Kết quả. CHIEU CAO (m) a.Tính thấm cho mặt cắt lòng sông, trường hợp MNDBT : 18 20 22 10 20 30 40 50 60 70 80 10 -10 14 16 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 -20 90 100 110 KHOANG CACH (m) Hình 11.1 : Phân bố cột nước tổng thân đập SVTH : Vũ Thị Thúy 92 Lớp : 54LT-C1 CHIEU CAO (m) Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 -20 Ngành : Công trình -6 -4 -2 -8 12 -10 10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 90 100 110 100 110 KHOANG CACH (m) CHIEU CAO (m) Hình 11.2 : Phân bố cột nước áp .3 .3 .2 .0 .1 .1 .2 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 -20 .5 -10 10 20 30 40 50 60 70 .6 80 KHOANG CACH (m) Hình 11.3 : Trường phân bố Gradien thân đập. CHIEU CAO (m) .5 4 e -0 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 -20 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 KHOANG CACH (m) Hình 11.4 : Lưu lượng thấm đơn vị đường bão hòa thân đập. CHIEU CAO (m) 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 -2 -30 .6 e -0 b. Tính thấm cho mặt cắt lòng sông, trường hợp MNLTK : -20 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 KHOANG CACH (m) Hình 11.5 : Lưu lượng thấm đơn vị đường bão hòa thân đập. SVTH : Vũ Thị Thúy 93 Lớp : 54LT-C1 CHIEU CAO (m) Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 -2 -4 -20 Ngành : Công trình 24 22 20 14 16 18 12 10 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 KHOANG CACH (m) CHIEU CAO (m) Hình 11.6 : Phân bố cột nước tổng thân đập 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 -2 -4 -20 -2 12 14 -10 10 20 10 -2 30 40 50 60 70 80 90 100 KHOANG CACH (m) Hình 11.7 : Phân bố cột nước áp CHIEU CAO (m) 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 -2 -30 -20 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 KHOANG CACH (m) Hình 11.8 : Trường phân bố Gradien thân đập. SVTH : Vũ Thị Thúy 94 Lớp : 54LT-C1 110 CHIEU CAO (m) Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình .1 e -0 c. Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi, trường hợp MNDBT : 29 27 25 23 21 19 17 15 13 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 CHIEU CAO (m) KHOANG CACH (m) Hình 11.9 : Lưu lượng thấm đơn vị đường bão hòa thân đập 29 27 25 23 19 .5 .5 18 17 20 .5 .5 22 19 21 .5 22 21 15 CHIEU CAO (m) 13 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 70 75 KHOANG CACH (m) Hình 11.10 : Phân bố cột nước tổng thân đập 29 27 -4 25 23 -2 21 19 17 15 13 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 KHOANG CACH (m) Hình 11.11 : Phân bố cột nước áp. SVTH : Vũ Thị Thúy 95 Lớp : 54LT-C1 CHIEU CAO (m) Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình 29 27 .1 25 23 .0 19 .2 21 .1 .2 17 0. 35 15 13 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 KHOANG CACH (m) CHIEU CAO (m) Hình 11.12 : Trường phân bố Gradien thân đập. d. Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi, trường hợp MNLTK: .5 e -0 31 29 27 25 23 21 19 17 15 13 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 KHOANG CACH (m) CHIEU CAO (m) Hình 11.13 : Lưu lượng thấm đơn vị đường bão hòa thân đập 31 29 27 25 24 23 17 .5 .5 .5 21 23 .5 24 19 22 2 .5 .5 21 .5 15 13 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 KHOANG CACH (m) Hình 11.14 : Phân bố cột nước tổng thân đập SVTH : Vũ Thị Thúy 96 Lớp : 54LT-C1 CHIEU CAO (m) Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình 31 29 27 -2 25 23 21 19 17 15 13 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 KHOANG CACH (m) CHIEU CAO (m) Hình 11.15 : Phân bố cột nước áp. 31 29 27 25 23 .2 21 .6 17 .8 .4 19 15 13 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 KHOANG CACH (m) Hình 11.16 : Trường phân bố Gradien thân đập. 11.2. Tính toán ổn định đập. 11.2.1. Mục đích tính toán. Đập đất công trình dâng nước làm vật liệu địa phương có khối lượng lớn, nên khả ổn định lật đổ trượt theo mặt công trình bê tông khác. Đối với đập đất, vấn đề ổn định xảy dạng trượt mái dốc thượng lưu hạ lưu việc lựa chọn kích thước đập chưa hợp lý. Tính ổn định mái dốc thân đập phụ thuộc vào tính chất lý vật liệu làm thân đập ngoại lực tác dụng như: áp lực thuỷ tĩnh, áp lực thấm, áp lực động đất, áp lực khe rỗng xuất trình cố kết thấm. Đối với đập có hệ số mái lớn tức thoải tính ổn định cao mặt cắt đập lớn, khối lượng vật liệu đắp đập tăng. Vì vậy, mục đích việc tính toán ổn định sở tính toán xác định mặt cắt đập hợp lý, đảm bảo ổn định điều kiện mà giá thành rẻ. 11.2.2. Các trường hợp tính toán. SVTH : Vũ Thị Thúy 97 Lớp : 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình - Đập đất chịu tải trọng khác nhau, đất đắp thân đập có trường hợp chống cắt khác thời kỳ làm việc khác từ thi công, thi công xong, tích nước đến xả lũ, cần tính toán ổn định đập thời kỳ đó. Các trường hợp tính toán ổn định đập đất (Theo TCVN8216:2009): 11.2.2.1. Thời kỳ thi công: Căn vào khối đắp hình thành phần mái hạ lưu, thượng lưu phân đợt thi công năm kể hoàn thành đập chưa đưa vào khai thác chế độ mực nước bất lợi, tương ứng tiến hành kiển tra ổn định mái thượng lưu, hạ lưu. 11.2.2.2. Thời kỳ thấm ổn định: - Thượng lưu MNDBT, hạ lưu có nước ứng với mục nước lớn xảy thời kỳ cấp nước không lớn 0.2Hđập. - Thượng lưu MNLTK, hạ lưu mực nước ứng với Qxả thiết kế. - Thượng lưu MNLKT, hạ lưu mực nước ứng với Qxả kiểm tra. - Thượng lưu MNDBT, hạ lưu mực nước trung bình thời kỳ cấp nước. - Bộ phận tiêu nước thân đập làm việc không bình thường. - Thượng lưu MNDBT rút xuống đến mực nước khai thác ổn định phải giữ thiết kế, hạ lưu mực nước ứng với Qxả thiết kế. 11.2.2.3. Thời kỳ mực nước rút: - Thượng lưu MNLKT rút xuống mực nước khai thác ổn định phải giữ thiết kế. Mục nước hạ lưu ứng với Qxả kiểm tra. - Thượng lưu MNDBT rút xuống mực nước đảm bảo an toàn cho đập có nguy cố. Mực nước hạ lưu tương ứng với Qxảmax tháo nước từ hồ. 11.2.2.4. Khi có động đất: Thượng lưu MNDBT, hạ lưu mực nước trung bình thời kỳ cấp nước, có xét đến động đất. Do thời gian có hạn đồ án em tính ổn định cho trường hợp MNDBT MNLTK mặt cắt lòng sông . 12.2.3. Phương pháp tính toán. SVTH : Vũ Thị Thúy 98 Lớp : 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình * Các bước cần thiết để thực toán tính ổn định mái dốc dùng SLOPE/W dùng kết tính từ SEEP/W: Bước 1: Giải toán thấm SEEP/W [tính phần trên]. Bước 2: Khởi động SLOPE/W. Bước 3: Đưa kết SEEP/W vào SLOPE/W: Keyin/ Analysis setting/ PWP. + Trong hộp thoại chọn Use pore water pressure. + Tích vào SEEP/W total head ⇒ Browse, tìm đến file thấm tính phần trên. Bước 4: Chọn phương pháp tính: Keyin/ Analysis setting/ Method ⇒ Chọn phương pháp tính phù hợp. (Ở sử dụng only Bishop, Ordinary and Janbu) Bước 5: Chọn chiều cho cung trượt: Keyin/ Analysis setting/ Control ⇒ Chọn chiều cung trượt từ trái sang phải ( Left to right) phải sang trái ( Right to left) mục Directions of Movement. Bước 6: Khai báo gán vật liệu: Khai bỏo vật liệu: KeyIn/ Soil properties. + Nhập tên lớp đất vào cột Soil. + Chọn mô hình vật liệu cột Strength model. + Nhập tiêu lý ứng với lớp đất mục Basic Parameters. Gán vật liệu Gán vật liệu vào mô hình hình học cách vẽ đường phân cách lớp đất: Draw/ Lines ⇒ Chọn vật liệu vẽ cỏc đường phõn cỏch cỏc vật liệu. Bước 7: Vẽ bán kính mặt trượt: Draw/ Slip surface/ Radius. Bước 8: Vẽ lưới tâm mặt trượt: Draw/ Slip Surface/ Grid ( tùy chọn cho vị trí tâm cung trượt hợp lý). Bước 9: Kiểm tra lỗi giải toán. + Kiểm tra lỗi: Tools/ Verify Data. + Giải toán: Tools/ Solve/ Start. Bước 10: Hiện thị kết quả: Vào Tools/ Contours để mở cửa sổ hình xuất kết quả. SVTH : Vũ Thị Thúy 99 Lớp : 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình 12.2.4. Kết quả. a, Mặt cắt lòng sông trường hợp MNDBT 1.335533 CHIEU CAO (m) 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 -2 -30 61 53 43 38 16 -20 -10 14 15 13 10 11 25 20 18 49 41 23 28 17 21 32 27 46 31 36 74 66 56 91 95 92 96 76 114 108 113 121 124 98 89 103 94 105 50 112 120 127 132 133 119 126 110 111 131 136 138 118 116 123125129 135 140 142 144 109 115 130 134 122 156 146150 154 160 162 139 117 128 143 149 155 166 137 159 170 165 158 169 141 145 164 1471152 157 168 163 14851 153 171 161 167 107 104 80 40 106 102 101 99 90 75 100 97 87 84 83 64 60 65 93 88 78 59 30 86 81 85 67 73 54 47 42 79 68 69 55 35 20 58 82 77 71 62 57 37 48 26 10 50 33 30 52 44 72 63 70 51 45 39 19 24 12 34 29 22 40 60 70 80 90 100 110 120 KHOANG CACH (m) Hình 11.17 : Kết tính ổn định mái dốc theo bishop kmin= 1,335 b, Mặt cắt lòng sông trường hợp MNLTK : 14 1.364 17 16 CHIEU CAO (m) 15 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 -2 -4 -30 45 46 59 38 54 33 40 31 53 17 29 10 89 57 81 64 51 72 61 44 14 27 85 50 39 60 92 80 119 10 11 10 12 10 11 104 11 71 95 75 11 10 98 96 91 10 11 127 12 13 12 11 12 101 88 12 12 11 11 10 94 84 55 10 99 87 69 19 90 78 70 36 97 82 79 52 24 12 86 83 73 68 67 58 47 43 21 16 62 56 30 13 10 77 93 49 41 37 25 15 11 18 22 74 48 34 32 20 18 65 63 42 26 76 66 35 28 23 13 12 11 121 13 12 11 14 10 12 13 61 81 5 91 13 13 16 4 41 4175 01 5 71 1 6 136 15 143 13 16 16 16 14 15 13 13 14 16 16 16 15 14 13 19 21 20 -20 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 KHOANG CACH (m) Hình 11.18 : Kết tính ổn định mái dốc theo bishop Kmin = 1,364 SVTH : Vũ Thị Thúy 100 Lớp : 54LT-C1 110 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình KẾT LUẬN Trong thời gian làm đồ án vừa qua giúp em ôn lại tổng hợp kiến thức học hiểu thêm kiến thức thực tế . Với hướng dẫn Cô Giáo Th.S Nguyễn Mai Chi , em hoàn thành đồ án tốt nghiệp . Do thời gian có hạn trình độ chuyên môn hạn chế nên đồ án tránh khỏi thiếu sót . Vì , kính mong thầy, cô giáo góp ý để đồ án hoàn thiện hơn. Cuối em xin chân thành cảm ơn Cô giáo Nguyễn Mai Chi nhiệt tình giúp đỡ em để em hoàn thành nhiệm vụ giao đồ án ! Sinh viên Vũ Thị Thúy SVTH : Vũ Thị Thúy Lớp : 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Giáo trình thủy công tập & -Bộ môn Thủy công trường ĐHTL 2. Đồ án môn học thủy công- Bộ môn Thủy công trường ĐHTL 3. Giáo trình thủy văn công trình - Bộ môn Thủy văn Công trình trường ĐHTL 4. Bảng tra thủy lực - Bộ môn Thủy Lực trường ĐHTL 5. Giáo trình học đất - Bộ môn địa kỹ thuật trường ĐHTL 6. Thiết kế đập đất - Tác giả : NGuyễn Xuân TRường 7. Thiết kế cống - Tác giả : TRịnh Bốn, Lê Hòa Xướng 8. Nối tiếp tiêu hạ lưu công trình tháo nước - Tác giả : GS.TS Phạm Ngọc Quý 9. Các quy phạm TCVN04-05/2012; QPTL C1- 75; 10. Sổ tay tính toán thủy lực. SVTH : Vũ Thị Thúy Lớp : 54LT-C1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : Công trình PHỤ LỤC SVTH : Vũ Thị Thúy Lớp : 54LT-C1 [...]... NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH Hồ chứa nước Kim Sinh có nhiệm vụ là cung cấp nước tưới cho 1300 ha ruộng canh tác Ngoài ra công trình còn có nhiệm vụ cung cấp nước sinh hoạt cho nhân dân phía hạ lưu, kết hợp cả thả cá Công trình còn có khả năng điều tiết khí hậu §3.2 GIẢI PHÁP THỦY LỢI Trong khu vực đại bộ phận là đồi trọc, sông suối ở đây đều ngắn và ít nước Sông dài nhất là sông Quất Đông và chiều dài 6.13km... Tổng lượng nước đến trong từng tháng Cột 3: Tổng lượng nước dùng Cột 4: Lượng nước thừa (WQ > Wq), (4) = (2)-(3) Cột 5: Lượng nước thiếu (WQ . KIỆN TỰ NHIÊN §1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH I. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ - Hồ chứa nước Kim Sinh nằm trên địa phận xã Quất Đông Huyện Móng Cái Tỉnh Quảng Ninh. Phía tây cách Thị Xã Móng Cái 10 km, phía nam cách đường quốc. 159ha trong đó có 47ha đất canh tác. II)ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Tuyến công trình đầu mối hồ chứa Kim Sinh được đặt tại xã Quất Đông huyện Móng Cái tỉnh Quảng Ninh. Sau khi bóc bỏ lớp phong hóa có. (m 3 /s) III) NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH Hồ chứa nước Kim Sinh có nhiệm vụ là cung cấp nước tưới cho 1300 ha ruộng canh tác. Ngoài ra công trình còn có nhiệm vụ cung cấp nước sinh hoạt cho nhân dân phía hạ