Thiết kế thi công hồ chứa nước vạn hội

Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội MỤC LỤC Trang Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Vị trí công trình 1.2. Nhiệm vụ công trình 1.3. Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình 1.4. Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình 1.4.1. Điều kiện địa hình 1.4.2. Điều kiện khí hậu, thủy văn và đặc trưng dòng chảy 1.4.3. Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn. 1.4.4. Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực. 1.5. Điều kiện giao thông 1.6. Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước. 1.7. Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực. 1.8. Thời gian thi công được phê duyệt. 1.9. Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công. Chương 2. CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 2.1. Dẫn dòng. 2.1.1. Mục đích yêu cầu của công tác dẫn dòng thi công 2.1.2. Phân tích các điều kiện ảnh hướng đến công tác dẫn dòng thi công 2.2. Đề xuất phương án dẫn dòng 2.2.1. Phương án I: Dẫn dòng qua cống lấy nước kết hợp cống dẫn dòng 2.2.2. Phương án II: Xây dựng cống dẫn dòng riêng, cống lấy nước riêng 2.3. So sánh lựa chọn phương án 2.3.1. Phân tích ưu nhược điểm của từng phương án 2.3.2. Phân tích đánh giá phương án đã chọn 2.4. Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công 2.4.1. Chọn tần xuất thiết kế dẫn dòng thi công 2.4.2. Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công 2.4.3. Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công 2.5. Tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp 2.5.1. Mục đích của việc dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp 2.5.2. Mức độ thu hẹp của lòng suối 2.5.3. Nội dung tính toán 2.6. Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống xả sâu 2.6.1. Mục đích tính toán 2.6.2. Các bước tính toán 2.6.3. Tính toán 2.7. Tính toán điều tiết 2.7. Tính toán điều tiết thường xuyên 2.7. Tính toán điều tiết lũ 2.8. Thiết kế kích thước công trình dẫn dòng 2.8.1. Đê quai 2.8.2. Ngăn dòng GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 3 3 3 5 5 5 8 9 10 10 11 11 12 13 13 13 13 14 14 15 15 16 16 16 16 16 17 17 17 17 21 21 22 22 27 27 29 30 30 32 Trang 1 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội 2.9. Xác định vị trí tương đối giữa tuyến đê quai và tuyến ngăn dòng Chương 3: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN 3.1. Công tác hố móng 3.1.1. Thiết kế tiêu nước hố móng 3.1.2. Thiết kế tổ chức đào móng 3.2. Thiết kế tổ chức đắp đập 3.2.1. Phân chia các giai đoạn đắp đập 3.2.2. Tính khối lượng đắp đập của từng giai đoạn 3.2.3. Cường độ đào đất của từng giai đoạn 3.2.4. Qui hoạch sử dụng bãi vật liệu 3.2.5. Chọn máy và thiết bị đắp đập cho từng giai đoạn 3.2.6. Tổ chức thi công trên mặt Chương 4. TIẾN ĐỘ THI CÔNG 4.1. Nội dung và trình tự lập kế hoạch tiến độ công trình đơn vị 4.1.1. Mục đích ý nghĩa 4.1.2. Phương pháp lập tiến độ 4.2. Kế hoạch tổng tiến độ thi công cho các hạng mục 4.2.1. Căn cứ để lập 4.2.2. Khối lượng công việc để lập tiến độ Chương 5. BỐ TRÍ MẶT BẰNG CÔNG TRƯỜNG 5.1. Nguyên tắc bố trí mặt bằng công trường. 5.2. Bố trí mặt bằng kho bãi, lán trại, điện, nước, đường thi công. 5.2.1. Nguyên tắc chọn kết cấu kho và bố trí kho bãi. 5.2.2. Thiết kế và bố trí nhà ở và kho bãi trên công trường. 5.2.3. Tổ chức cung cấp nước cho công trường. 5.2.4. Tổ chức cung cấp điện cho công trường. 5.2.5. Bố trí đường thi công. 5.5.6. công tác an toàn vệ sinh môi trường Chương 6. DỰ TOÁN. 6.1. Mục đích của việc lập dự toán 6.2. Ý nghĩa của việc lập dự toán 6.3. Cơ sở lập dự toán Chương 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận 2. Kiến nghị GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 36 37 37 42 48 48 48 54 55 57 64 70 70 70 70 70 71 74 74 74 75 77 79 80 81 82 82 82 90 90 90 Trang 2 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Vị trí công trình Hồ chứa nước Vạn Hội được xây dựng trên suối Cái, thôn Vạn Hội xã Ân Tín, huyện Hoài Ân, tỉnh Bình Định. Lưu vực hồ chứa có vị trí khoảng: 108047’ 109025’ kinh độ Đông 14028’ 14029’ vĩ độ Bắc Cách trung tâm thành phố Quy Nhơn khoảng 100 km về phía Bắc. Cách Quốc lộ 1A khoảng 20 km về phía Tây (theo đường tỉnh lộ 3A). 1.2. Nhiệm vụ công trình Hồ chứa nước Vạn Hội có nhiệm vụ: - Trữ nước điều tiết nước tự chảy cho sản xuất nông nghiệp đảm bảo tưới chắc cho diện tích canh tác theo phương án 2.106 ha trong đó. + Tưới tại chỗ cho 1.100 ha canh tác của huyện Hoài Ân. + Còn lại xả nước xuống Sông An Lão bổ sung cho khoảng 5.10 6 m3 nước cho hệ thống đập Lại Giang để tưới cho 1.006 ha vụ Hè Thu. - Cải tạo môi trường sinh thái ở vùng hạ du. 1.3. Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình 1.3.1. Quy mô công trình - Căn cứ vào diện tích tưới (2.000 ha < F=2.106 ha < 10.000 ha), theo TCXDVN 2852002 công trình hệ thống tưới hồ chứa nước Vạn Hội thuộc cấp III - Theo TCXDVN 285-2002, công trình đầu mối hồ chứa nước Vạn Hội có chiều cao đập lớn nhất là Hmax=24m và nền nhóm B (nền là lớp đất cát, đất hòn thô, đất sét ở trạng thái cứng và nửa cứng) nên công trình thuộc công trình cấp III. 1.3.2. Kết cấu các hạng mục công trình TT Nội dung Đơn vị Thông số km2 38,0 m 32,10 106 m3 1,80 Ghi chú HỒ CHỨA 1 Diện tích lưu vực 2 Cao trình mực nước chết 3 Dung tích chết 4 Cao trình MNDBT m 44,0 5 Dung tích hữu ích 106 m3 12,70 6 Cao trình MNDGC m 45,35 7 Dung tích toàn bộ 106 m3 14,50 ĐẬP ĐẤT 8 Hình thức đập: Đập đất có lõi giữa mềm 9 Cao trình đỉnh đập đất m 47,00 10 Bề rộng mặt đập m 5,0 11 Chiều dài đỉnh đập m 561,0 GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 3 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội 12 Mái thượng lưu đập 3,25; 2,75 13 Mái hạ lưu đập 3,0; 2,50 14 Cao trình cơ hạ lưu đập m 37,0 15 Cao trình cơ thượng lưu m 37,0 16 Chiều rộng cơ m 3,50 m 27,0 THIẾT BỊ THOÁT NƯỚC HL 17 Cao trình đỉnh đống đá tiêu nước 18 Độ dốc mái ngoài m = 2,0 19 Độ dốc mái trong m= 1,50 20 Bề rộng đỉnh đống đá m 4,0 - Bảo vệ mái thượng lưu bằng 2 lớp: Lớp hỗn hợp dăm, sỏi, cát dày 15cm, lớp đá xây vữa M100 dày 30cm. - Bảo vệ mái hạ lưu được phân thành các ô để trồng cỏ và rãnh thoát nước. - Xử lý tiếp giáp nền đập: Nền đập là tầng tàn tích đất sét màu xám vàng, xám sẫm, xám xanh, sản phẩm của đá Graneiss, Granitoit phong hoá thành đất, ẩm lớp này gặp nước rễ tan rã sạt lở mạnh, khi thi công cần phải bóc hết lớp phong hoá này. Tim đập đào chân khay sâu chỗ sâu nhất là 7m, đáy rộng 7m và có mái m = 1: 1,5 cắm vào nền đá gốc. c) Tràn xả lũ - Hình thức tràn cửa van: + Tràn gồm 3 khoang mỗi khoang rộng 3m. + Ngưỡng tràn có cao trình Z = +38m được gia cố bằng BTCT M200 lõi giữa là hỗn hợp đất, đá, cát. - Dốc nước: Dốc nước dài 60m có độ dốc i = 5% bề rộng 9m được chia làm 3 đoạn mỗi đoạn có chiều dài 20m được gia cố bằng BTCT M200. - Thiết bị tiêu năng: Tiêu năng phía hạ lưu: Do nền đất không được tốt, chênh lệch cột nước thượng hạ lưu cao, chọn thiết bị tiêu năng kiểu tiêu năng đáy. Chiều sâu bể tiêu năng 2,5m, chiều dài bể tiêu năng 30m gia cố bằng BTCT M200 phía cuối bể có bố trí sỏi lọc, cát lọc. Cao trình đáy bể là +17m. Cao trình thành bể là +26,5m. - Kênh dẫn tiếp giáp với bể tiêu năng được chia làm 4 đoạn mỗi đoạn đều có mặt cắt ngang là hình thang m = 1: 1,5 + Đoạn 1 có chiều dài L = 20m, đáy mở rộng dần, cuối đoạn 1 B = 30m. + Đoạn 2 có chiều dài L = 20m, đáy B = 30m. Cả 2 đoạn đều được gia cố bằng BTCT M200 + Đoạn 3 có chiều dài L = 30m, B = 30m được gia cố bằng đá xây vữa M100 có chiều dầy = 40cm. + Đoạn 4 có chiều dài L = 30m, B = 30m được gia cố bằng rọ đá lưới thép. - Cầu công tác có kết cấu bằng BTCT M200, thép hình các loại kết hợp với thiết bị cơ khí, dàn van cung tự động điều tiết. d) Cống lấy nước - Hình thức cống: cống tròn chảy có áp có van ở hạ lưu với các thông số sau. - Cao trình đáy cống: +29,10m - Độ dốc đáy cống: i = 0,01 GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 4 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội - Kết cấu cống: ống thép bọc BTCT - Khẩu diện cống: Φ 1200mm - Chế độ chảy: có áp - Chiều dài cống: 106,80m 1.4. Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình 1.4.1. Điều kiện địa hình Hồ chứa nước Vạn Hội có địa hình như sau. - Lòng hồ được bao quanh bởi các dãy núi cao, cao trình từ 20÷50m lòng hồ dạng hình rẻ quạt, khả năng tạo ra kho nước có dung tích khoảng 15x106 m3 - Vị trí tuyến công trình đã chọn đảm bảo cho việc bố trí thuận tiện các hạng mục công trình như đập đất, tràn xả lũ, cống lấy nước. Bố trí mặt bằng thi công thuận tiện. 1.4.2. Điều kiện khí hậu, thủy văn và đặc trưng dòng chảy 1.4.2.1. Nhiệt độ không khí - Nhiệt độ thấp nhất Tmin = 150c - Nhiệt độ cao nhất Tmax = 42,100c - Nhiệt độ trung bình Ttb = 26,800c - Khí hậu trong vùng chia làm 2 mùa rõ rệt. Mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 ÷ 12, mùa khô từ tháng 1÷8. 1.4.2.2. Độ ẩm không khí - Độ ẩm trung bình năm 75% - Độ ẩm lớn nhất trung bình 83 % - Độ ẩm nhỏ nhất (69 ÷70 %) - Độ ẩm tương đối hàng tháng đều đặn Vmax = 100% 1.4.2.3. Nắng Số giờ nắng trung bình năm: 2147 giờ. 1.4.2.4. Gió Lưu vực hồ chứa nước Vạn Hội ở phía bắc tỉnh Bình Định vùng ven biển Nam Trung Bộ. Khí hậu trong vùng chịu ảnh hưởng trực tiếp của gió mùa Đông Bắc và gió Tây Nam là hai hướng gió thịnh hành trong năm. Tính toán xác định vận tốc gió theo 3 hướng chính có ảnh hưởng tới việc tính toán sóng tác dụng lên mặt thượng lưu công trình hồ chứa nước Vạn Hội đó là hướng Tây Bắc (T- B ) và Tây ( T ) Bảng 1-1. Tài liệu về gió P% 2 4 10 30 50 T-B(m/s ) 33,8 30,00 23,30 20,50 13,60 B ( m/s ) 33,90 28,40 21,40 15,80 10,70 T ( m/s ) 33,70 29,10 21,70 14,90 10,70 1.4.2.4. Mưa Lượng mưa trung bình nhiều năm X0 = 2.220mm; Bảng 1-2. Tài liệu về lượng mưa thiết kế 1 ngày X1ng và 3 ngày X3ng P% 0,5 1 1,5 2 5 10 X1ng ( mm) 437 412 397 386 346 312 X3ng ( mm) 794 751 724 704 636 576 P% Bảng 2-3. Lượng mưa khu tưới 50 GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 75 Trang 5 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Xp ( mm ) 1.891 1.724 Bảng 1-4. Phân phối lượng mưa khu tưới 1 2 3 4 5 6 Tháng X50%(mm) 43,2 16,7 26,7 28,6 92,3 121 X70%(mm) 39,3 15,2 24,4 26,1 84,1 110 7 8 9 57,2 87,4 224 52,2 79,7 222 10 523 485 11 468 427 12 174 159 Năm 1891 1724 1.4.2.6. Bốc hơi Tháng ∆z(mm) Bảng 1-5. Lượng bốc hơi trung bình nhiều năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20,5 17,9 20,9 20,8 27,1 34,2 35,6 40,4 26,4 21,5 11 12 20,1 20,6 1.4.2.7. Dòng chảy 1. Các đặc trưng của dòng chảy Diện tích của lưu vực: 38 km2 Chiều dài của suối chính: 116 km Độ dốc đáy suối: 23 ‰ Độ dốc sườn đồi: 374,6 ‰ 2. Dòng chảy bình quân nhiều năm Lưu vực hồ chứa nước Vạn Hội không có trạm đo dòng chảy, nên xây dựng quan hệ mưa, dòng chảy trên lưu vực An Hoà xác định được quan hệ y0 = 1,113x0 – 1160 Với hồ chứa nước Vạn Hội ta có: + Lượng mưa trung bình nhiều năm: X0 = 2.220mm + Độ sâu dòng chảy trung bình nhiều năm: Y0 = 1.311mm + Mô đun dòng chảy chuẩn: M0 = 41,5 l/s. km2 + Lưu lượng dòng chảy trung bình nhiều năm: Q0 = 1,58 m3/s + Tổng lượng dòng chảy trung bình nhiều năm: W0 = 49,77. 106m3 + Hệ số dòng chảy: α = 0,59 3. Dòng chảy nhiều năm thiết kế hồ (ứng tần suất P =75%) Tính theo đường phân bố xác suất Pcarson III kết quả được: + Hệ số biến động: Cv = 0,51 + Hệ số thiên lệch: Cs= 2Cv + Lưu lượng năm thiết kế: Q75%= 0,98 ( m3/s ) + Tổng lượng nước năm thiết kế: W75% = 30,9. 106m3 Phân phối dòng chảy năm thiết kế theo mô hình thực đo trạm An Hoà năm 1991 như bảng sau. Bảng 1-6. Phân phối dòng chảy năm thiết kế hồ chứa nước Vạn Hội Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 năm Q75% 1,007 0,851 0,696 0,575 0,236 0,241 0,192 1,939 0,243 2,152 1,939 3,449 0,980 4. Dòng chảy lũ - Dòng chảy lũ chính vụ dựa vào: + Lượng mưa gây lũ một ngày max + Biểu đồ phân bố giờ mưa lũ Bảng 1-7. Dòng chảy lũ chính vụ hồ chứa nước Vạn Hội P% 0,2 1 10 Qmax ( m3/s ) 812 760 450 W (106m3 ) 16,9 13,6 11,5 GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 6 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội - Dòng chảy lũ tiểu mãn; + Dòng chảy trung bình tháng ứng với tần suất P = 10% Căn cứ vào tài liệu thực đo của trạm An Hoà, tính toán xác định dòng chảy trung bình P = 10% cho hồ chứa nước Vạn Hội. Kết quả bảng (1-8). Tháng Q10% ( m3/s) Bảng 1-8. Dòng chảy trung bình tháng với tần suất P = 10% 1 2 3 4 5 6 7 3,15 1,76 1,38 1.15 1.05 1,07 20 + Lũ tiểu mãn Lưu lượng, tổng lượng lũ hồ chứa nước Vạn Hội Q = 20 ( m3/s), W = 0,36.106 m3. 1.4.2.8. Đường quan hệ lưu lượng và mực nước hạ lưu (Q ∼ Z) Đường quan hệ Q ∼ Z sau khi tính toán và hiệu chỉnh kết quả ở bảng 1 – 9. Bảng 1-9. quan hệ (Q ∼ Z) Z(m) 24,0 25,0 26,28 27,0 27,35 28,0 29,0 3 Q( m /s) 0 38 72,1 89 123,1 185 280 8 0,66 30,0 602 Hình 1-1. Biểu đồ đường quan hệ lưu lượng và cao trình hạ lưu. 1.4.2.9. Lượng bùn cát Hàm lượng bùn cát lấy theo tài liệu trạm đo An Hoà: ρ0 = 90 g/m3. 1.4.2.10. Đường đặc tính lòng hồ Căn cứ vào bình đồ đã khảo sát, căn cứ vào tuyến đập ta lập được đường quan hệ (Z∼V) và (Z∼F). Bảng 1-10. Quan hệ đặc tính lòng hồ Cao trình Z (m) 25 30 35 40 45 50 2 Diện tích mặt nước F (km ) 0 0,34 0,87 1,20 1,61 1,90 6 3 Dung tích chứa nước V(10 m ) 0 0,83 3,87 9,05 16,08 24,85 GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 7 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Hình 1-2. Biểu đồ đường quan hệ diện tích mặt nước và cao trình. Hình 1-3. Biểu đồ đường quan hệ dung tích chứa nước và cao trình. 1.4.3. Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn 1.4.3.1. Điều kiện địa chất Từ kết quả thăm dò cho thấy: - Đặc Điểm địa chất tuyến đập: Tuyến đập đất nằm trên thềm bồi tích có độ cao từ + 22,00m đến + 25,00m có các lớp địa chất được phân bố từ trên xuống dưới như sau; + Bồi tích lòng sông lớp 1a: là các cuội sỏi lòng sông, màu xám vàng, xám trắng, xám nhạt độ mài mòn cao, nhẵn cạnh bề dầy khoảng 1m rộng 20m + Bồi tích thềm sông lớp 1: Á cát nhẹ, trung, hạt cát màu xám trắng, xám vàng, đất ẩm, kết cấu hơi chặt, trạng thái dẻo cứng, lớp này phân bố ở hai bên thềm sông. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 8 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội + Lớp 2: Cát cuội sỏi màu xanh xám nâu, xám vàng bão hoà nước, rời rạc. Cát cuội sỏi chủ yếu là đá granit, thạch anh, cuội sỏi có độ mài mòn vừa phải. Dạng hình cầu, kích thước Hạt cuội lớn nhất tới 130mm. Cuội sỏi cứng chắc, bề dày từ 1÷7m. Ở hạ lưu có chỗ dày đến 10m sỏi màu xanh lá. + Lớp 3: Hỗn hợp á sét trung chứa dăm sạn, có vùng chứa nhiều tầng lăn màu xám vàng, xám nhạt, đất ẩm. Trang thái nửa cứng. Dăm sạn thạch anh góc cạnh tỷ lệ tới 40%. Đá lăn từ 10÷13 cm và có nhiều tảng lăn từ 1,2÷4,0m. + Lớp 4: Tàn tích là đất sét màu xám vàng, xám sẫm, xám xanh là sản phẩm của đá graneiss, đá granit phong hoá thành đất. Đất rất ẩm, kết cấu kém chặt đến chặt vừa, trạng thái nửa cứng. Đôi chỗ còn để lại hình thù đá gốc. + Đá gốc: Vùng tuyến đập là đá granit màu xám sẫm, xám xanh, phong hóa nhẹ, đá rất cứng có cấu tạo dạng khối. - Tuyến tràn xả lũ: Tại vị trí tuyến tràn từ trên xuống dưới là lớp 3 và lớp 4 như đã mô tả ở trên. Riêng kênh xả ở hạ lưu có gặp lớp cuội sỏi lòng sông dày từ 7÷8m. - Tuyến cống lấy nước: Tương tự như địa chất tuyến tràn. 1.4.3.2. Điều kiện địa chất thuỷ văn - Nước ngầm: Tầng nước ngầm chủ yếu là trong lớp cuội sỏi thềm và đáy sông. - Nước sông: Là loại nước bicacbonat clonatri canxi, không màu, không mùi, không vị. Nước ngầm có dấu hiệu CO2 tự do ăn mòn bê tông và BTCT trong điều kiện công trình chịu cột nước có áp. 1.4.4. Điều kiện dân sinh kinh tế khu vực 1.4.4.1. Dân số - Lao động Vùng dự án thuộc địa giới các xã Ân Tín, Ân Thạnh và một phần các xã Ân Đức và Ân Mỹ thuộc huyện Hoài Ân tỉnh Bình Định. Theo số liệu điều tra thực tế tại các xã thuộc vùng dự án thì dân số và tình hình phân bố lao động như sau: Bảng 1-11. Phân bố dân số - lao động Nhân Lao động nông Lao động phi Số hộ khẩu nghiệp nông nghiệp TT Tên ( HTX ) ( hộ ) ( người ) (người ) (người ) 1 Ân Tín 2.020 9.326 8.996 330 2 Ân Mỹ (Đại Định ) 474 2.135 2.031 104 3 Ân Thạnh 1.965 8.639 7.434 1.205 4 Ân Đức (Gia Đức) 476 2.141 1.966 175 Cộng 4.935 22.241 20.427 1.814 Tỉ lệ tăng dân số % 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1.4.4.2. Kinh tế khu vực Hoài Ân là một huyện bán sơn địa, nằm trong vùng bị chiến tranh phá hoại, đa số người dân sống bằng nghề nông. Vùng dự án có nhiều khó khăn về nông nghiệp, chủ yếu là chưa chủ động được nguồn nước, năng suất, sản lượng thấp so với tiềm năng. Sản xuất nông nghiệp chủ yếu dựa vào nguồn nước tự nhiên và các công trình tạm, chi phí sản xuất lớn nhưng năng xuất lại bấp bênh trong những năm thời tiết không thuận lợi. Cuộc sống đói nghèo vẫn hoàn nghèo đói, vì thiếu một công trình thủy lợi kiên cố, có khả năng điều tiết nguồn suối Cái - Một nhánh của sông An Lão để giúp nhân dân chủ động tưới lúa và hoa màu. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 9 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Theo thống kê cho thấy số hộ trong vùng dự án nghèo đói hơn 50%. Điều đó nói lên công tác xoá đói giảm nghèo đối với vùng này cần quan tâm thích đáng. Đặc biệt là xây dựng hạ tầng cơ sở, trong đó có công tác thuỷ lợi. 1.5. Điều kiện giao thông - Hiện đã có đường giao thông nối liền với tỉnh lộ đi Hoài Ân và quốc lộ 1A, thuận lợi cho việc vận chuyển thiết bị, máy móc, vật tư đến chân công trình. - Trong phạm vi công trường đã có một số tuyến đường mòn, có thể kết hợp làm đường thi công nếu được mở rộng và tôn cao. Công tác thi công đắp đường và sửa chữa cần hoàn thành ngay trong tháng đầu tiên kể từ khi khởi công để đảm bảo sử dụng vận chuyển vật tư, vật liệu, máy móc xây dựng công trình. 1.6. Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước 1.6.1. Vật liệu - Đất đắp đập gồm có 3 mỏ vật liệu: + Mỏ vật liệu số 1: Nằm ở vai trái cách tuyến đâp về phía hạ lưu lớn nhất là 1,2km. + Mỏ vật liệu số 2: Mỏ này nằm ở phía hạ lưu, cách tuyến đập từ 2,5 ÷ 3,5km. + Mỏ vật liệu số 3: Mỏ vật liệu này nằm trong lòng hồ, phía vai trái tuyến đập, cách tuyến đập về phía thượng lưu khoảng 1km. - Trữ lượng đắp đập: Qua khảo sát đã xác định được đất đắp ở các mỏ như bảng sau. Tên mỏ vật liệu Mỏ vật liệu số 1 Mỏ vật liệu số 2 Mỏ vật liệu số 3 Tổng cộng Bảng 1-12. Trữ lượng đất đắp đập Khối lượng(m3) Khai thác Bóc bỏ Lớp 3a Lớp 3 Lớp 4 109.048 151000 374637 158952 83.483 168851 273759 197683 7.522 280435 80296 249215 200.053 600286 728692 605850 Tổng cộng 684589 640293 609946 1934828 Bảng 1-13. Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp TT 1 Tính chất cơ lý Hạt sét Đơn vị % Lớp 3a 17,8 Lớp 4 35,1 Lớp 3 22,4 2 Hạt bụi % 6,9 19,5 6,20 3 Hạt cát % 24,8 32,78 24,60 4 5 Hạt sạn Hạt dăm % % 45,9 4,6 12,7 46,8 6 Giới hạn chảy (Wt ) % 56,97 62,35 69,90 7 Giới hạn dẻo (Wp ) % 37,36 37,82 41,62 8 Chỉ số dẻo (Wn ) % 19,61 21,30 28,28 9 10 Tỷ trọng (D ) Độ ẩm tự nhiên (We ) 2,80 2,85 % 2,85 17,9 11 Độ ẩm chế bị (Wcb ) % 18,4 28,11 26,37 GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 10 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội 12 13 14 Dung trọng khô chế bị (γcb) Lực dính kết ( C ) Góc ma sát trong ( j ) T/m3 kG/cm3 độ 1,74 0,12 18° 1,46 0,14 15° 1,65 0,24 17°46¢ 15 Hệ số ép lún cm2/kG 0,12 0,029 0,02 16 Hệ số thấm K cm/s 6.10-5 1,5.10-6 5.10-6 Cát, đá, sỏi được khai thác tại mỏ sau: + Mỏ vật liệu số 1: Khai thác ở bờ phải sông An Lão cách vị trí tuyến đập khoảng 6,5 km. + Mỏ cát cuội sỏi số 2: Khai thác ở trên sông Cái phía hạ lưu cách tim tuyến đập khoảng 300 m. + Mỏ đá: Khai thác tại mỏ Vĩnh Đức, cách vị trí tuyến công trình đầu mối khoảng 10 km. + Các loại vật liệu khác: Các loại vật liệu khác như xi măng, sắt thép mua tại thị trấn Tăng Bạt Hổ huyện Hoài Ân hoặc từ Quy Nhơn và vận chuyển đến công trình. 1.6.2. Điện Điện phục vụ thi công có thể sử dụng máy nổ hoặc xây dựng đường dây điện nối với đường điện cao thế 220/380V của địa phương đã xây dựng nằm cách tuyến đập khoảng 500m. 1.6.3. Nước - Nước phục vụ cho sinh hoạt: đào giếng để lấy nước phục vụ ăn uống. Nước tắm, giặt, vệ sinh. Để đảm bảo vệ sinh cần có biện pháp xử lý nước trước khi sử dụng. - Nước phục vụ cho thi công: nước thi công rất thuận tiện lấy tại suối Cái, là nhánh suối mà hồ chứa nước Vạn Hội cắt ngang qua. Lượng nước lúc kiệt nhất cũng đủ phục vụ cho thi công xây dựng công trình. 1.7. Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực - Vấn đề cung cấp vật tư, thiết bị cho thi công: Do vị trí công trình cách xa trung tâm thành phố, đời sống xã hội còn nghèo nàn, công nghiệp chưa có điều kiện phát triển nên vật tư, thiết bị cho thi công là không có kể cả các thiết bị đơn giản để thay thế và sửa chữa những hư hỏng nhỏ cũng không có. Do đó khi tiến hành thi công phải chú ý đến việc có thiết bị thay thế và sửa chữa hư hỏng của các thiết bị trong quá trình thi công để chủ động trong công tác điều phối máy móc thi công. - Vấn đề nhân lực: Do đây là vùng miền núi do đó mà tìm kiếm nhân lực có trình độ cao là không có mà chỉ có thể tìm kiếm nhân lực phổ thông nhưng cũng không được dồi dào. Do đó khi tiến hành thi công phải tính toán nhân công và điều động sao cho hợp lý để đảm bảo đúng tiến độ. 1.8. Thời gian thi công đươc phê duyệt Thời gian thi công toàn bộ công trình là 24 tháng (2 năm). Thời gian bắt đầu từ 01/01/2011 đến 31/12/2012. 1.9. Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công 1.9.1. Những khó khăn Các hạng mục công trình có khối lượng bê tông tương đối lớn, kết cấu tương đối phức tạp, giao thông khó khăn, nguồn cung cấp vật liệu tuy không phải lấy ở xa nhưng vận Chuyển nguyên vật liệu để thi công phải tiến hành làm đường xá san ủi mặt bằng thi công nên cũng mất một số thời gian làm ảnh hưởng đến tiến độ thi công. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 11 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Vào tháng 6 ÷ 7 thường có lũ tiểu mãn với lưu lượng Q 10% ≈ 20 (m3/s) và tổng lượng lũ W = 0,36.106 m3. Do vậy, trong thi công cần có kế hoạch phòng tránh để không làm ảnh hưởng tới tiến độ thi công cũng như làm thiệt hại do lữ tiểu mãn gây ra. Khu vực xây dựng gần khu dân cư, nên khi xây dựng cần phải quan tâm đến biện pháp bảo vệ môi trường, đảm bảo an toàn giao thông trong thời kỳ thi công để tránh tai nạn cho nhân dân địa phương. 1.9.2. Những thuận lợi Khí hậu vùng này chia làm hai mùa rõ rệt mùa khô khá dài từ tháng 1 ÷ 8 mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 ÷ 12 cho nên việc thi công trình khá thuận lợi. Ngoài ra đây còn là công trình đầu mối quan trọng của vùng dự án, xây dựng hồ chứa nước Vạn Hội hoàn toàn phù hợp với quy hoạch thuỷ lợi toàn tỉnh Bình Định. Đây cũng là nguyện vọng tha thiết của nhân dân trong vùng hưởng lợi bao đời nay, nên cũng được sự quan tâm không nhỏ của Đảng các cấp chính quyền và toàn thể nhân dân nơi đây. ---------  --------- GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 12 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội CHƯƠNG 2 CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 2.1. Dẫn dòng 2.1.1. Mục đích, yêu cầu của công tác dẫn dòng thi công - Công trình hồ chứa nước Vạn Hội được xây dựng trên thềm bồi tích có độ cao từ +22m đến +25m sản phẩm của đá Graneiss, Granitoit phong hoá. Ngăn dòng chảy của suối Cái thành hồ chứa. Do đó mà dẫn dòng thi công công trình là một tất yếu. Muốn thi công được thì phải đề ra phương án dẫn dòng thật hợp lý và chính xác mới đảm bảo được việc hoàn thành thi công công trình theo đúng tiến độ thi công đề ra, đảm bảo hợp lý giá thành của công trình. - Đối với đập đất thì trong quá trình thi công đòi hỏi hố móng luôn được khô ráo và phải thi công liên tục. Điều đó đòi hỏi trong quá trình thi công chúng ta phải có biện pháp thi công hố móng cũng như thân công trình, nước không thể tràn vào hố móng cũng như tràn qua mặt đập. - Dẫn dòng thi công nhằm hai mục đích sau: + Ngăn chặn những ảnh hưởng không có lợi của dòng chảy đối với quá trình thi công. + Dẫn dòng về hạ lưu đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng nước trong quá trình thi công. 2.1.2. Phân tích các điều kiện ảnh hướng đến công tác dẫn dòng thi công + Điều kiện thuỷ văn: Nằm trong trong vùng khí hậu chịu ảnh hưởng trực tiếp gió mùa. Hàng năm khí hậu chia làm hai mùa rõ rệt mùa mưa và mùa khô. Nên đã sản sinh ra chế độ dòng sông thành 2 mùa lũ kiệt rõ rệt. Lưu lượng 2 mùa chênh lệch rất lớn gây nhiều khó khăn cho việc dẫn dòng thi công nhất là việc dẫn dòng thi công vào mùa mưa lũ. Do vậy biện pháp dẫn dòng thi công được phân tích một cách kỹ lưỡng và có thể dẫn dòng thi công công trình trong mùa khô là tốt nhất. + Điều kiện địa hình: Khu vực đầu mối hồ chứa mặt bằng tương đối bằng phẳng, phía hạ lưu đã có trục đường đất hiện có. Do đó việc bố trí mặt bằng thi công, kho bãi, lán trại và các công xưởng phụ trợ rất thuận lợi. Mặt cắt không dốc nhiều nên có thể lợi dụng dòng sông để dẫn dòng thi công một số hạng mục trước như bóc một phần nền đập, thi công cống lấy nước, tràn xả lũ …. nhằm giảm khối lượng các công trình phụ. Đối với hệ thống kênh tưới nằm trên một địa bàn khá rộng, khá bằng phẳng hoàn toàn thuận lợi cho công tác bố trí mặt bằng các công trường thi công trên toàn khu vực. + Điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn: Khu vực xây dựng công trình nằm trong vùng đá Mác ma và đá biến chất quaczit, đá phiến thạch anh biotít. Tầng phủ trên mặt khá dày có nơi tới 20 ÷ 30m cho nên không gây nhiều khó khăn cho cho việc đào đất đá để dẫn dòng thi công. Vấn đề bán ngập và ngập trong phạm vi lòng hồ dân cư thưa thớt đã được di chuyển phần lớn ra khỏi lòng hồ khi có kế hoạch xây dựng hồ chứa nước Vạn Hội nên không ảnh hưởng gì tới công tác dẫn dòng + Cấu tạo địa chất tuyến đập bao gồm 5 lớp. Lớp trên cùng là các cuội sỏi lòng sông bề dày khoảng 1m, lớp thứ 2 phân bố ở hai bên thềm sông bề dày 1÷7m là cát cuội sỏi, lớp 3 hỗn hợp á sét trung chứa dăm sạn, lớp 4 tàn tích là đất sét và cuối cùng là đến lớp đá gốc. 2.2. Đề xuất phương án dẫn dòng thi công Qua việc phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến việc dẫn dòng thi công và phân tích những đặc điểm địa chất, địa hình của tuyến đập cho thấy: Ngoài phương án dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên thì viêc tiếp theo có thể là các công trình tạm như cống dẫn dòng, GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 13 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội cống kết hợp cống lấy nước, tràn tạm hoặc kênh dẫn dòng. Từ đó ta đưa ra các phương án dẫn dòng thi công cho công trình hồ chứa nước Vạn Hội như sau. 2.2.1. Phương án 1: Dẫn dòng qua cống lấy nước kết hợp cống dẫn dòng. 2 - Dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên, lòng sông thu hẹp năm thứ nhất. - Dẫn dòng qua cống lấy nước kết hợp cống dẫn dòng thi công và tràn xả lũ năm thứ hai. Bảng 2-1. Nội dung phương án 1 Năm Công trình dẫn Lưu lượng Các công việc phải làm và mốc thi Thời gian dòng dẫn dòng khống chế công - Bóc phong hoá nền đập từ bờ phải đến bờ trái - Đắp đê quai dọc - Đào móng chân khay từ vai trái, phải đến bờ lòng sông thiên nhiên Mùa khô từ Dẫn dòng qua lòng 20 - Đào móng và thi công xong cống 3 (m /s) lấy nước. 01/01/÷31/08 sông thiên nhiên - Đắp bờ trái và bờ phải đến bờ sông thiên nhiên. - Gia cố một phần mái thượng lưu và 1 thi công xong đống đá tiêu nước bên thềm bờ trái - Đào móng đổ một phần bê tông tràn xả lũ. Mùa mưa từ Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp 01/09÷31/1 2 Dẫn dòng qua cống Mùa khô từ lấy nước kết hợp 01/02 ÷31/08 cống dẫn dòng, lũ tiểu mãn một phần tích lại trong hồ Mùa mưa từ 01/09 ÷31/12 Mùa khô từ 01/01 ÷30/06 3 Dẫn dòng qua cống lấy nước kết hợp cống dẫn dòng và tràn xả lũ Dẫn dòng qua cống lấy nước kết hợp cống dẫn dòng và tràn xả lũ GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 450 (m3/s) 20 (m3/s) 450 (m3/s) 20 (m3/ - Đắp xong giai đoạn I,II. - Tiếp tục thi công tràn xả lũ - Đắp đê quai thượng, hạ lưu. - Tiếp tục gia cố mái thượng lưu. - 1/2 năm thứ 2 lấp dòng - Đào móng, xử lý nền ở lòng sông - Đắp đập giai đoạn III - Gia cố mái thượng lưu. - Hoàn chỉnh hạng mục tràn xả lũ. - Đắp đập giai đoạn IV -Gia cố mái thượng lưu - Thi công nhà và đường quản lý - Đắp đập hoàn thành giai đoạn IV -Gia cố hoàn thành bt mái thượng lưu - Trồng cỏ bảo vệ mái hạ lưu - Bàn giao công trình Trang 14 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội 2.2.2. Phương án 2: Xây dựng cống dẫn dòng riêng cống lấy nước riêng. - Dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên năm thứ nhất. - Dẫn dòng qua cống dẫn dòng, tràn xả lũ năm thứ hai. Năm thi công Thời gian Mùa khô từ 01/01 ÷31/08 Bảng 2-2. Nội dung phương án 2 Công trình dẫn Lưu lượng Các công việc phải làm và dòng dẫn dòng mốc khống chế - Thi công cống dẫn dòng Dẫn dòng qua - Thi công cống lấy nước lòng sông thiên 20 - Thi công tràn xả lũ 3 nhiên (m /s) - Đào móng, xử lý nền - Đắp đập giai đoạn I và II 1 Mùa mưa từ 01/09 ÷31/1 Mùa khô từ 01/02 ÷31/08 Dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên Dẫn dòng qua cống dẫn dòng 450 (m3/s) 20 (m3/s) 2 Mùa mưa từ 01/09 ÷31/12 Mùa khô từ 01/01 ÷30/06 Dẫn dòng qua cống dẫn dòng và tràn xả lũ Dẫn dòng qua cống dẫn dòng và tràn xả lũ 3 450 (m3/s) 20 (m3/ - Thi công đê quai dẫn dòng - Bóc phong hóa nền đập - Hoàn thành cống dẫn dòng - Hoàn thành cống lấy nước - Đắp đê quai ngăn dòng - Đào móng, xử lý nền ở lòng sông - Đắp đập giai đoạn III - Gia cố mái thượng lưu. - Hoàn chỉnh hạng mục tràn xả lũ. - Đắp đập giai đoạn IV -Gia cố mái thượng lưu - Thi công nhà và đường quản lý - Đắp đập hoàn thành giai đoạn IV -Gia cố hoàn thành bt mái thượng lưu - Trồng cỏ bảo vệ mái hạ lưu - Bàn giao công trình 2.3. So sánh lựa chọn phương án 2.3.1. Phân tích ưu nhược điểm của từng phương án 2 a) Phương án 1 3 - Ưu điểm: + Chỉ ngăn dòng một lần nên khối lượng đắp đê quai ít, ngăn dòng dễ dàng vốn đầu tư cho công tác dẫn dòng là nhỏ nhất. + Dễ bố trí mặt bằng thi công, thi công nhiều hạng mục cùng một lúc. + Lượng nước phục vụ thi công và ở khu vực hạ lưu không bị gián đoạn. + Chủ động được tiến độ thi công công trình. - Nhược điểm: GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 15 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Thời gian thi công đập rất ngắn chỉ có hai năm mà khối lượng đất đắp đập là rất lớn nên đòi hỏi công tác chỉ đạo thi công rất chặt chẽ cả về thời gian và chất lượng công trình. b) Phương án 2 4 - Ưu điểm: + Đất đắp ít bị phân đoạn. + Có thời gian xử lý nền. + Đảm bảo yêu cầu dùng nước phía hạ lưu. - Nhược điếm: + Khối lượng đê quai lớn cho nên vốn đầu tư cho làm cống dẫn dòng lớn. + Cường độ đắp đập lớn không đảm bảo yêu cầu về thời gian cố kết của đất. + Không chủ động được tiến độ thi công. 2.3.2. Phân tích đánh giá phương án đã chọn a) Các nguyên tắc lựa chọn phương án - Thời gian thi công ngắn nhất. - Phí tổn về dẫn dòng nhỏ nhất. - Thi công được thuận lợi an toàn và chất lượng cao. - Đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp cao nhất. b) Phân tích đánh giá Từ 2 phương án trên ta nhận thấy phương án 1 thuận lợi hơn phương án 2 về nhiều mặt như: + Khối lượng đê quai ít + Giá thành công trình giảm + Chủ động được tiến độ thi công, đập đất thi công an toàn. Vậy phương án 1 là phương án có lợi nhất về cả hai mặt kinh tế và kỹ thuật, nên ta chọn phương án này để thiết kế kỹ thuật thi công hệ thống công trình hồ chứa nước Vạn Hội. 2.4. Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công 2.4.1. Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công Theo TCVN 285-2002 tần suất lưu lượng mực nước lớn nhất để thiết kế các công trình tạm phục vụ công tác dẫn dòng được xác định theo bảng (4-4) với công trình cấp III là 10%. Khi công trình chính tham gia công tác dẫn dòng ta chọn tần suất thiết kế dẫn dòng bằng tần suất của công trình chính là 1%. 2.4.2. Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng là một vấn đề phức tạp vì nó liên quan đến nhiều vấn đề như đặc điểm thuỷ văn và khí tượng, đặc điểm kết cấu công trình, phương pháp dẫn dòng khả năng thi công... - Năm thứ nhất: + Dẫn dòng qua sông thiên nhiên 8 tháng mùa khô + Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp 4 tháng mùa mưa - Năm thứ hai: + Dẫn dòng qua cống lấy nước kết hợp cống dẫn dòng vào mùa khô, lũ tiểu mãn một phần tích lại trong hồ, một phần xả qua cống. + Dẫn dòng qua cống lấy nước kết hợp cống dẫn dòng và tràn xả lũ vào mùa mưa. 2.4.3. Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công Sau khi xác định được tần suất thiết kế dẫn dòng thì việc chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng phụ thuộc vào thời đoạn dẫn dòng thi công. Phải chọn lưu lượng dẫn dòng thi công ứng với mỗi thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công. Đối với công trình tạm tần suất dẫn dòng 10% lưu lượng thiết kế dẫn dòng được chọn như sau. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 16 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội - Công trình chính tham gia dẫn dòng thì chọn lưu lượng lớn nhất trong năm ứng với tần suất công trình là P =1% ; Q = 760 m3/s - Công trình tạm tham gia dẫn dòng trong một năm thì chọn lưu lượng lớn nhất trong năm ứng với tần suất P =10% ; Q = 450 m3/s - Công trình tạm tham gia dẫn dòng trong mùa khô từ tháng 1÷8 thì lưu lượng lớn nhất trong mùa khô ứng với tần suất P =10%; Q = 20 m3/s Từ các giai đoạn dẫn dòng cho ta thấy lưu lượng mùa kiệt rất nhỏ so với mùa lũ nên chúng ta phải tập kết nguyên vật liệu và thi công khẩn trương cống dẫn dòng trong thời gian này để đẩy nhanh tiến độ, giảm bớt công trình dẫn dòng, và sau khi ngăn dòng cần tập trung lực lượng thi công vượt lũ tiểu mãn cuối tháng 4. 2.5. Tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp 2.5.1. Mục đích của việc dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp - 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 chống lũ cuối mùa khô. - Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy. 2.5.2. Mức độ thu hẹp lòng suối Do những yếu tố sau: - Lưu lượng dẫn dòng thi công. - Điều kiện không xói của sông và địa chất hai bờ - Đặc điểm cấu tạo của công trình. - Đặc điểm và khả năng thi công các giai đoạn, nhất là giai đoạn công trình trọng điểm. - Hình thức cấu tạo và cách bố trí đê quai. - Cách tổ chức thi công, bố trí công trường và giá thành công trình Lòng sông thu hẹp Hình 2-1. Sơ đồ mặt cắt lòng sông bị thu hẹp 2.5.3. Nội dung tính toán Mức độ thu hẹp của dòng sông được biểu thị bằng công thức sau: (GT thi công tậpI) K= ω1 . 100% ω2 (2-1) Trong đó: K : Mức độ thu hẹp của lòng sông , K = ( 30÷60)% ω1 : Tiết diện ướt của lòng sông mà đê quai và phần công trình chiếm chỗ (m 2) GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 17 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội ω 2 : Tiết diện ướt của lòng sông cũ (m2) Lưu lượng dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp về mùa lũ với tần suất P = 10% ta có lưu lượng Q = 450 m3/s. Từ quan hệ Q~Zhl ta xác định được Zhl= 29,52 m. → hhl = Zhl – Zđs = 29,52 -23,41 = 6,11m) Trong đó hhl: chiều cao cốt nước hạ lưu (m) Zđs: Chiều cao đáy sông xác định được dựa vào mặt cắt dọc đập Ứng với cao trình mức nước hạ lưu Zhl =29,52 m, trên cắt dọc đập xác định được: ω 2 = (18+2*6,11)*6,11 = 184,64 m2 ω1 = 0,3 *184,64 = 55,39 m2 MNTL ∆Z V 0 V 0 hh hc Hình 2-3. Sơ đồ tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp. b) Tính lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp (Vc) Lưu tốc bình quân tại mặt cắt thu hẹp được tính theo công thức : Vc = Qmax 10% (m/s) ε ( ω 2 − ω1 ) (2-2) Trong đó : Vc : Lưu tốc bình quân tại mặt cắt thu hẹp của lòng sông (m/s). Qmax10% : Lưu lượng thiết kế thi công mùa lũ (m3/s); Qmax10% = 450,0 (m3/s) ε Tính được Vc: : hệ số thu hẹp, thu hẹp một bên; ε = 0,95 VC = 450 = 3,66(m / s ) 0.95 * (184,64 − 55,39) GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 18 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Sau khi sơ bộ xác định hệ số thu hẹp k và tính được lưu tốc bình quân tại mặt cắt thu hẹp Vc. Căn cứ vào địa chất của đoạn sông thu hẹp sẽ xác định được lưu tốc bình quân cho phép không xói [Vc ] . So sánh nếu Vc > [Vc ] lòng sông bị xói lở cần gia cố lòng sông. Nếu Vc < [Vc ] lòng sông không bị xói lở: [Vc ] = k*Q0,1max Trong đó: k – hệ số phụ thuộc vào đất lòng sông (TCVN4118 – 1985 ta có K = 0,68) Qmax – lưu lượng lớn nhất trong lòng sông. Qmax = k* Qmax10% = 1,2*450= 540,0 (m3/s) → [Vc ] = 0,68*540,00,1 = 1,36 (m/s) Ta thấy Vc = 3,66 (m/s) > [Vc ] = 1,36 (m/s). Vậy lòng sông và bờ sông bị xói lở, ta phải gia cố bằng xếp đá bảo vệ tại khu vực thi công nơi có mái tiếp giáp với lòng sông. c) Xác định chênh lệch cột nước ( ∆Z ) Sau khi lòng sông bị thu hẹp thì trạng thái chảy của dòng sông thay đổi mực nước dâng lên. Độ cao cột nước dâng khi lòng sông bị thu hẹp với lưu lượng Q = 450 (m 3/s) được xác định theo công thức sau: 1 Vc2 V02 ∆Z = 2 ⋅ − ϕ 2g 2g (2-3) Trong đó: ∆Z - Độ cao cột nước dâng khi lòng sông bị thu hẹp g - Gia tốc trọng trường: g = 9,81 (m/s2) ϕ = 0,85 : Hệ số lưu tốc. Bỏ qua lưu tốc tới gần Vo = 0,00 (m/s) Thay các giá trị vào công thức (2-3) ta có: ∆Z = 1 3,66 2 * = 0,94m 0,85 2 2 * 9,81 Vậy khi lòng sông bi thu hẹp mực nước dẫn dòng tăng lên ∆Z = 0,94m d) Xác định cao trình mực nước thượng lưu (Ztl) Ta có: Ztl = Zhl + ∆Z (2-4) Trong đó: Ztl - Mực nước phía thượng lưu đập. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 19 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Zhl - Mực nước phía hạ lưu đập: Zhl = 29,52 m ∆Z - Độ chênh mức nước thượng hạ lưu đập: ∆Z = 0,94 m Thay vào (2-4) ta có: Ztl = Zhl + ∆Z = 29,52 + 0,94 = 30,46 m Ứng với kết quả tính toán: Cao trình đắp đê quai dọc Zđqd = Ztl + δ ( δ = 0,5 ÷ 0,7) ⇒ Zđqd = 30,46 + 0,65 = 31,11 m 2.6. Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống xả sâu (đầu mùa khô năm thứ 2) Các thông số của cống: + Cao trình đáy cống: + 29,10m. + Độ dốc: i = 0,01 + Chiều dài cống: L = 106,80m. + Lưu lượng thiết kế: QTK = 3.40m3/s + Lưu lượng dẫn dòng Max: QMAX = 3,15 m3/s. Dựa vào khẩu diện cống lấy nước là cống tròn  =1200 mm ta kết hợp cống lấy nước với cống dẫn dòng thi công chọn khẩu diện cống lấy nước kết hợp với việc dẫn dòng thi công là:  = 1200 mm. 2.6.1. Mục đích tính toán + Thiết kế dẫn dòng hợp lý về kinh tế và kỹ thuật. + Xác định mực nước đầu kênh, từ đó xác định cao trình đê quai, cao trình đắp vượt lũ. + Kiểm tra trạng thái chảy trong cống. + Kiểm tra điều kiện xói lở hạ lưu cống. 2.6.2. Các bước tính toán + Xác định quan hệ Qc~hsc: Do chế độ chảy của kênh quyết định chế độ chảy của cống vì thể ta tính kênh sau cống bằng cách tính thủy lực kênh sau cống ứng với cấp lưu lượng Q c ta xác định được cột nước đầu kênh hđk (coi cột nước là cột nước sau cống hđk = hsc). + Tính toán thủy lực cống: Từ quan hệ Qc~hsc với 1 giá trị Qs ta có một giá trị hsc Giả thiết hình thức nước nhảy trong cống Ứng với hình thức giả thiết xác định được Htl Kiểm tra điều kiện giả thiết. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 20 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội 5m MNTL MNHL Zo=Ho+iL-D/2 Ho D=1200m 29,1m hn L=106,8m Hình 2.4. Mặt cắt dọc cống ngầm. 2.6.3. Tính toán a) Tính toán thủy lực kênh sau cống - Tính hh kênh hạ lưu: + Để tính toán quan hệ sau cống ta tính quan hệ Q∼hh (kênh hạ lưu) Theo tài liệu thiết kế kỹ thuật ta có các thông số kỹ thuật của kênh chính như sau: + Chiều rộng đáy kênh: bk = 2,5m + Độ dốc đáy kênh: i = 0,001 + Độ nhám lòng kênh: n = 0,025 + Độ dốc mái kênh: m = 1,5 Giả thiết một số lưu lượng thay đổi từ 0 đến 4 (m 3/s) và dùng phương pháp đối chiếu mặt cắt có lợi nhất về thủy lực để tính toán ta xác định được giá trị hh từ Q. Sau đây ta tính cho trường hợp với Q = Qtk các trường hợp khác tính toán tương tự. Ta có m = 1,5 ⇒ 4m0 = 8,424 FRLN = 4m 0 i 8,424 0,001 = = 0,078 Q 3,4 Tra phụ lục (8-1) BTTL với n = 0,025 ta được Rln = 0,657 b 2,5 = = 3,81 R LN 0,657 b = 3,81 và m = 1,5 ta được Tra phụ lục (8-3) BTTL với R LN ⇒ h = 1,423 R LN ⇒ h= h xR LN = 1,423 x 0,657 = 0,935 m R LN Vậy ứng với mỗi giá trị lưu lượng Qc ta có mỗi giá trị hh theo bảng sau: Bảng 2-4. Quan hệ Qc và hđk GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 21 Đồ Án Tốt Nghiệp Qc (m3/s) 0.1 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.4 4 Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội FRLN 2.664 0.533 0.266 0.178 0.133 0.107 0.089 0.078 0.067 b/Rln RLN 0.181 0.324 0.42 0.496 0.548 0.579 0.631 0.657 0.69 h/Rln 13.812 7.716 5.952 5.040 4.562 4.318 3.962 3.805 3.623 0.743 1.023 1.176 1.286 1.341 1.365 1.421 1.423 1.473 Hđk(m) 0.134 0.331 0.494 0.638 0.735 0.790 0.897 0.935 1.016 - Tính hh sau cống: hsc=hđk + Z3 Sau khi đã tìm được quan hệ Qc ∼ hh ta xác định được Qc ∼ hh theo công thức đập tràn đỉnh rộng chảy ngập trong thiết kế cống. Q = φn ∗ b k ∗ h ∗ 2gZ (2-5) 03 ⇒ Z03 = Từ công thức (2-5) ta 2 Q φn ∗ b k ∗ h h 2 ∗ 2g 2 2 Trong đó: bk - Bề rộng đáy kênh hạ lưu. hh - Chiều sâu cột nước trong kênh hạ lưu. g - gia tốc trọng trường, g = 9,81. Có m là hệ số lưu lượng: m = (0,34 ÷ 0,36) bảng (14-12) GTTL) tập 2 Chọn m = 0,36, tra bảng (14-13) GTTL tập2 ta có: ϕn = 0,96, mặt khác ta có : Chênh lệch cột nước thượng hạ lưu Z3 = Z03 − α ∗ Vb 2 2g Với α = 1 là hệ số lưu tốc tới gần Vb : Vận tốc chảy trong bể tiêu năng. Vb = Q Q = ωb b b ∗ ( h h + d ) Trong đó: bb - Chiều rộng cuối bể tiêu năng; bb = 2,5m d - Chiều sâu bể tiêu năng: d = 1m ⇒ Z3 = Q2 2g   1 1 −  2 2 2 2 b b 2 ∗ ( h h + d )   φn ∗ b k ∗ h h Sau khi tính toán ta có giá tri tương ứng trong bảng (2-5): GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 22 Đồ Án Tốt Nghiệp 3 Qc (m /s) 0.1 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.4 4 Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Bảng 2-5. Quan hệ lưu lượng cống và độ cao sau cống (Q-hsc) hđk (m) Z03 (m) Vb (m/s) Z3 (m) hsc (m) 0.134 0.0049 0.0017 0.00493 0.13893 0.331 0.0202 0.0061 0.02019 0.35119 0.494 0.0363 0.0097 0.03625 0.53025 0.638 0.0489 0.0119 0.04891 0.68691 0.735 0.0655 0.0151 0.06551 0.80051 0.79 0.0886 0.0198 0.08859 0.87859 0.897 0.0990 0.0209 0.09896 0.99596 0.935 0.1170 0.0242 0.11698 1.05198 1.016 0.1372 0.0272 0.13712 1.15312 Hình 2-5. Biểu đồ đường quan hệ lưu lượng cống và độ cao sau cống - Tính toán và vẽ quan hệ lưu lượng qua cống với mực nước thượng lưu(Qc∼ZTL). Căn cứ vào phương án dẫn dòng thi công đã chọn ta thấy công trình tham gia vào quá trình dẫn dòng mùa kiệt. khi đó ta coi cửa cống mở hoàn toàn, lưu lượng qua cống thay đổi từ 0 đến 3,40 (m3/s), để phục vụ cho tính toán điều tiết thường xuyên sau khi đắp đê quai ngăn dòng chính. Còn khi ZTL lớn tức là Qc > 3,4 (m3/s), ta lấy quan hệ ZTL ∼ a (độ mở cống), đã tính ở thiết kế kỹ thuật cống để khống chế lưu lượng. Cách tính tương tự cho nhiều giá trị lưu lượng Q để tính ra được H tl tương ứng. Ở đây ta tính cho một gía trị lưu lượng Qc = 3,4 (m3/s). Cống ngầm chảy có áp, hạ lưu chảy tự do ta có công thức tính toán như sau: Q =  2g(H 0 + il − ηa ) Trong đó: Q - Lưu lượng tháo qua cống lớn nhất  - Diện tích mặt cắt cống tại cửa ra. η - Hệ số lưu lượng, thường lấy bằng 0,85 i - Độ dốc đáy cống. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 (2-6) Trang 23 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội l - Chiều dài cống. a - Chiều cao cống. 1 Với: = 1Σξ + + 2gl C 2R Trong đó:  -Tổng các tổn thất cục bộ bao gồm: ξv = 0,13: Tổn thất tại cửa vào ξ1 = 0,22 : Tổn thất qua lưới chắn rác. ξcửa ra = 0,11: Tổn thất cửa ra. ξvan kôn = 0,94: Tổn thất tại van khuôn. ⇒  = ξv+ ξ1 + ξvan kôn + ξcửa ra = 0,13+0,22 +0,11 + 0,94 = 1,40 1 1/ 6 R n C - Hệ số se di: C = R - Bán kính thủy lực: R = ω χ n - Hệ số nhám của cống: ống thép thường n = 0,0125.  - Diện tích mặt cắt ướt cống. d = 1,2 (m): là khẩu độ cống = πd 2 4 ⇒ω= χ - Chu vi ướt của cống. 3,14x1,2 2 = 1,130 4 χ =π.d ⇒ χ = 3,14x1,2 = 3,768 d(m) 1,20 χ (m) 3,768 Kết quả tính toán trong bảng: (Bảng 2-6)  (m2) R C n 1,130 0,23 62,62 0,0125 µ 0,460 Từ công thức (2-6) ta có: H0 = Q(m3/s) 3,40 Q2 − il + aη μ 2 ω 2 2g Thay số vào công thức ta tìm được H0: (Bảng 2-7) η   (m2) i (%) l(m) a(m) 0,460 1,130 0,001 106,80 1,20 0,85 H0(m) 3,09 Với H0 = 3,09 m Vậy ứng với lưu lượng xả Q = 3,40 (m3/s) thì mực nước thượng lưu tương ứng là: Z TL= ∇Đáycống + H0 Z TL = 29,10 + 3,09 = +32,19m. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 24 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Ứng với mỗi giá trị lưu lượng Qc ta sẽ có mực nước thượng lưu ZTL giá trị tương ứng ở bảng sau Bảng 2-8. Kết quả tính quan hệ Qc ∼ ZTL 3 Qc(m /s) 0,1 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,4 4,0 H0(m) 0,911 0,96 1,098 1,34 1,66 2,09 2,60 3,09 3,93 ZTL(m) 30,01 30,06 30,20 30,44 30,76 31,19 31,7 32,19 33,03 Hình 2-6. Biểu đồ đường quan hệ lưu lượng cống và cao trình thượng lưu. b) Ứng dụng kết quả tính toán - Xác định cao trình đắp đập: Zđđ = ZTL + δ = 32,19 + 0,6 =32,79m (δ = 0,5 ÷ 0,7m) - Xác định cao trình đê quai thượng lưu: Zđq = ZTL + δ = 32,19 + 0,51 =32,7m (δ = 0,5 ÷ 0,7m) 2.7. Tính toán điều tiết 2.7.1. Tính toán điều tiết thường xuyên a) Mục đích Xác định được quá trình nước dâng lên ở thượng lưu theo thời gian ứng với lưu lượng đến, lưu lượng xả và lượng nước tích lại trong hồ. b) Nội dung tính toán Đối với công trình hồ chứa nước Vạn Hội theo phương án thi công đã chọn thì công trình sẽ thi công trong hai năm. Năm thứ nhất dẫn dòng qua sông thiên nhiên như vậy năm thứ nhất ta không cần điều tiết dòng chảy, mà chỉ tính điều tiết cho năm thứ hai dẫn dòng qua cống lấy nước kết hợp đẫn dòng. Xác định thời điểm mực nước trong hồ đạt cao trình đáy cống Căn cứ vào lượng nước dẫn trong năm, chọn ngày 02/01 ngăn dòng thì lưu lượng Q t1= 3,15 m3/s. Wtich = Wđến – Wxả (2-7) Trong đó: Wđến - Tổng lượng nước đến trong thời gian tính toán (m3). Wxả - Lượng nước xả về hạ lưu (m3). GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 25 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Wtích - Lượng nước được tích lại trong hồ (m3). Theo tài liệu thiết kế kỹ thuật ta có cao trình đáy cống lấy nước là +29,1m. Tra biểu đồ quan hệ lòng hồ WHồ ∼ Zt1 Hình 2-7. Biểu đồ đường quan hệ tổng lượng nước hồ và cao trình thượng lưu Ta sẽ được W(+29,1) = 0,80 x 106 (m3). Vậy ta xác định dược thời gian mực nước trong hồ dâng lên đáy cống kể từ lúc chặn dòng là: ∆t = W29,1 0 ,8 * 10 6 = = 253.968 s ⇒ ∆t = 2 ngày 22h 32’ 48”. Q1 3,15 Vậy nếu đúng 7 giờ ngày 02/01/2008 ngăn dòng thì đến 9 giờ 32’ 48” ngày 04/01/2008 mực nước trong hồ sẽ dâng đến cao trình +29,1m và cống sẽ bắt đầu tham gia điều tiết . Dựa vào tài liệu thủy văn đã có, ta xác định được đường tích lũy nước đến trong hồ. (ta có Qc tra quan hệ Qc –Ztl -> Ztl từ Ztl tra quan hệ W-Ztl -> WĐến từng tháng) Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 Bảng 2-9. Kết quả tính đường tích luỹ trong hồ QĐến WĐến từng tháng (m3/s) 106(m3) 3,15 8,44 1,76 4,26 1,38 3,70 1 2,59 0,83 2,22 1,07 2,77 20 51,8 0,66 1,77 Wtích lũy 106(m3) 8,44 12,70 16,4 18,99 21,22 23,98 54,57 56,34 Theo phương pháp Côtrêrin có đường quá trình lũ dạng tam giác để xác định lưu lượng xả lũ thiết kế (Qm). Phương pháp này ta xem đường quá trình lũ là một đường thắng. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 26 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội  Qm=Qđ * 1 −  Vn  ÷ Wd  Trong đó: Qđ - là lưu lượng nước đến Wđ - là tổng lượng nước đến Với T là thời gian tính toán Vn - là dung tích tính từ cao trình đặt cống (29,1) đến cao trình mực nước trong hồ tại thời điểm tính toán. Để tìm Qm ta phải tính thử dần: Giả thiết Qmax là lưu lượng xả qua cống. Từ Qmax tra biểu đồ quan hệ Qc ∼ ZTL ta có được ZTL Từ ZTL tra đường đặc tính lòng hồ ta có được WHồ ⇒ Vn = WHồ - W(+29,1), với W(+29,1) = 0,8.106 m3 Tính Qm theo công thức trên ta được kết quả theo bảng sau: Qmax (m3/s) 1,5 1,6 1,7 1,8 Bảng 2-10. Kết quả tính toán Qm ZHồ WHồ Vn 6 3 (m) (10 m ) (106m3) 30,44 0,90 0,1 30,49 0,91 0,11 30,54 0,92 0,12 30,59 0,93 0,13 Qm (m3/s) 1,85 1,84 1,82 1,81 2.7.2. Tính toán điều tiết lũ a) Mục đích - Xác định mực nước lũ trong hồ ZTLmax và lưu lượng qxả max - Xác định cao trình đắp đập vượt lũ, các cao trình chống lũ. b) Nội dung tính toán Dòng chảy lũ chính vụ ứng với tần suất p = 10% ta có: Qmax = 450 (m3/s). WMax = 9,4. 106 m3 Với lưu lượng Qmax = 450(m3/s), sẽ xả qua cống với lưu lượng lớn nhất của cống là Qc = 3,40 (m3/s) lưu lượng còn lại sẽ tràn qua tràn. ⇒ Qmax = 450 - 3,40 = 446.6(m3/s). Dùng phương pháp Kôtrêrin để tính toán điều tiết lũ. Dùng phương pháp này xem đường quá trình tháo lũ là một đường thẳng và xem đường lũ thiết kế là tam giác Theo Kôtrêrin ta có công thức tính như sau:  Qxả = Qlũ  1 −  Wm  ÷ WL  (2-8) Trong đó: Qlũ - Là lưu lượng đỉnh lũ đến (m3/s) Qxả - lưu lương xả lớn nhất (m3/s) WL - Tổng lượng lũ đến tra từ quan hệ Whồ ∼ ZTL (m3) Wm - Dung tích phòng lũ của hồ (m3) Với giả thiết các lưu lượng lũ đến thì ta tìm được Zhồ, Qxả , Wm 3 Qxả = m.b. 2.H 0 2 (với b = 9 ; m = 0,35) GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 27 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội 2  Q 3 ⇒ H0 =  ÷ ÷  m.b 2g  Q (m3/s) Q ~ t Wm Qmax qx ~ t qmax TL t (ngày) TX T Hình 2-8. Sơ đồ tính toán điều tiết lũ. Bảng 2-11. Quan hệ ZTL ∼ qxả max Hgt (m) 3.750 3.800 3.900 4.100 MNDGC (m) 38.40 38.70 38.90 40.00 F (ha) 128.35 130.16 132.05 135.79 Vh (10³ m³) 12646.20 12085.22 11127.40 10268.00 Wm(10³ m³) Qxả max (m³/s) 6146.20 6385.22 6427.40 6768.00 132.436 129.722 117.479 100.000 Qxả (m³/s) 102.17 129.95 141.34 156.00 c) Sử dụng kết quả tính toán - Xác định cao trình đắp đập vượt lũ hoặc cao trình chống lũ: ZVL = ZTlmax + δ (δ = 0,5÷0,7m) Trong đó: - ZTlmax được xác định bằng cách tra quan hệ Qxả ∼ ZTL ứng với qxả max ZTL = 38.70: Cao trình thượng lưu ứng với qxả max = 129.722, Lấy δ = 0,55m ⇒ ZVL = 38.70 + 0,55 = 39.25m Như vậy khi thi công đập đất phải vượt qua cao trình chống lũ trên. 2.8. Thiết kế kích thước công trình dẫn dòng 2.8.1. Đê quai - Những yêu cầu cơ bản: + Phải đủ cường độ, ổn định, chống thấm và phòng xói tốt. + Cấu tạo đơn giản, đảm bảo xây dựng, sửa chữa và tháo dỡ dễ dàng nhanh chóng. + Phải liên kết với hai bờ và lòng sông trường hợp cần thiết phải bảo vệ thích đáng để tránh dòng chảy làm xói lở và phá hoại. +Khối lượng ít nhất, tận dụng được vật liệu địa phương, đảm bảo nhân lực, vật lực, vật liệu máy móc ít nhất mà có thể xây dựng xong trong thời gian ngắn nhất giá thành rẻ nhất. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 28 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội a) Đê quai hạ lưu Để đảm bảo hố móng luôn đựơc khô ráo ta chọn cao trình đỉnh đê quai là +25,30 m để đảm bảo việc đi lại thuận tiện khi thi công hố móng cũng như thi công đập ta chọn mặt cắt đê quai có hình dạng như sau: Bề rộng mặt đê quai bằng 3m, hệ số mái m =1:1,5, chiều dài đê quai = 96m Tại vị trí đê quai là nền đá rắn chắc vật liệu đắp đê quai đắp bằng vật liệu địa phương. Hình 2-9. Mặt cắt ngang đê quai hạ lưu b) Đê quai thượng lưu Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu phụ thuộc vào lưu lượng thiết kế dẫn dòng, khả năng xả của các công trình tháo nước và khả năng điều tiết của hồ ta có Cao trình đỉnh: = ZTL + a’ = 32,19 + 0,51 = 32,70m, bề rộng đê quai b= 3m, hệ số mái m = 1:1,5, chiều dài đê quai = 223,5m Hình 2-10 Mặt cắt ngang đê quai thượng lưu c) Tính khối lượng đê quai Bảng 2-12. Khối lượng đê quai hạ lưu Khoảng Tên mặt Diện tích Diện tích trung Khối Số tt cách cắt (m2) bình (m2) lượng (m3) (m) 1 1-1 0,00 0 0 0 2 2-2 1,12 0,56 24 13,44 3 3-3 27 14,06 20 281,2 4 4-4 9,6 13,5 18 243 GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Ghi chú Trang 29 Đồ Án Tốt Nghiệp 5 6 7 Số tt 1 2 3 4 5 6 5-5 6-6 7-7 Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội 4,65 2,47 0,00 ∑ Khối lượng 18,3 7,125 3,56 12 10 12 96 219,6 71,25 42,72 871,21 Bảng 2-13. Khối lượng đê quai thượng lưu Diện tích Tên mặt Diện tích Khoảng Khối trung bình Ghi chú 2 cắt (m ) cách (m) lượng (m3) 2 (m ) 1-1 0,00 2-2 82,22 44,11 30 1323,3 3-3 119,81 101,01 25 2525,25 4-4 199,73 159,77 20 3195,40 5-5 85,75 142,74 90 12846,60 6-6 0,00 42,88 58,5 250,84 223,5 20141,39 ∑ Khối lượng Vậy tổng khối lượng đê quai thượng, hạ lưu là: 20141,39m3 + 871,21m3 =21012,6m3 e) Biện pháp thi công Phần dưới nước của đê quai ta đắp bằng cách đổ đất ngay trong nước và phần trên khô được đắp bằng phương pháp đầm nén. Thông thường thì đắp dần từ bờ này sang bờ kia hoặc bắc cầu công tác để xe đi trên cầu mà đổ đất đắp đê quai. 2.8.2. Ngăn dòng 2.8.2.1. Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng a) Chọn ngày ngăn dòng Trước khi ngăn dòng chảy sang hướng khác thì một điều quan trọng đó là chọn thời điểm ngăn dòng. Việc chọn ngày tháng ngăn dòng ta phải tuân thủ các nguyên tắc sau đây: - Chọn vào lúc nước kiệt trong mùa khô, vì lúc đó lưu lượng là nhỏ nhất. - Đảm bảo sau khi ngăn dòng có đủ thời gian để đắp đê quai, bơm nước, nạo vét hố móng để thi công thuận lơi hố móng cũng như phần đập được dễ dàng. - Đảm bảo trước khi ngăn dòng có đủ thời gian chuẩn bị như hoàn thành công trình tháo nước và công trình dẫn nước, chuẩn bị thiết bị và vật liệu. - Đảm bảo thi công phần đập chính đến cao trình chống lũ trước khi lữ tiểu mãn xảy ra. - Đồng thời trong thời gian thi công công trình không bị ảnh hưởng đến việc sử dụng nguồn nước như phục vụ thi công, nước sinh hoạt và phục vụ sản xuất khu vực phía hạ lưu. - Từ yêu cầu của tiến độ thi công và yêu cầu dùng nước ta chọn thời điểm ngăn dòng đối với công trình hồ chứa nước Vạn Hội vào ngày (02/01 của năm thứ hai) lúc đó lưu lượng ngăn dòng Q = 3,15 m 3/s để ngăn dòng được dễ dàng nhanh chóng và ít tốn vật liệu, phù hợp với tiến độ thi công các hạng mục công trình. b) Chọn tần suất lưu lương thiết kế ngăn dòng Theo TCVN 285-2002 trang 16 bảng 4-7 (Lưu lượng lớn nhất tính toán trong thời kỳ lấp dòng là 10% đối với công trình cấpIII.). c) Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng Căn cứ theo TCVN 285-2002 và từ kết quả tính toán thuỷ lực dẫn dòng ta chọn lưu lượng ngăn dòng Qdd = 3,15 (m3/s) ứng với mực nước thượng lưu trước đê quai Z TL = GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 30 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội 4-5 6 77A -3 -3 4-5 77A 6 32,19m là phù hợp về mặt tiến độ thi công cho từng hạng mục công trình và hợp lý về mặt thời gian. 2.8.2.2. Chọn vị trí và độ rộng ngăn dòng - Chọn vị trí cửa ngăn dòng: Xác định cửa ngăn dòng cũng rất quan trọng trong công tác ngăn dòng nó ảnh hưởng trực tiếp đến tiến độ và kỹ thuật ngăn dòng. Khi chọn cửa ngăn dòng cần chú ý đến những vấn đề sau: + Nên bố trí ở giữa dòng vì dòng chảy thuận, khả năng tháo nước lớn. + Bố trí vào các vị trí chống xói tốt để tránh tình trạng vì lưu tốc tăng lên mà lòng sông bị xói lở quá nhiều. Nếu gặp nền bùn hoặc phù sa thì cần nạo vét và bảo vệ trước. + Bố trí vào các vị trí mà xung quanh nó có đủ hiện trường rộng rãi để tiện việc vận chuyển, chất đống dự trữ vật liệu, người đi lại và hoạt động khi ngăn dòng. Dựa vào điều kiện địa hình, địa chất lòng sông điều kiện thi công chọn vị trí cửa ngăn dòng ở giữa dòng sông. - Xác định độ rộng cửa ngăn dòng: Dựa vào lưu lượng thiết kế ngăn dòng, điều kiện chống xói của nền, cường độ thi công, yêu cầu về tổng hợp lợi dụng dòng chảy. 2.8.2.3. Phương án ngăn dòng và tổ chức ngăn dòng a) Phương án ngăn dòng Có rất nhiều phương pháp ngăn dòng như: Đổ vật liệu vào dòng chảy (đất, cát, đá, bó cành cây, khối bê tông....) Nhưng phương pháp phổ biến nhất vẫn là đổ vật liệu vào dòng chảy mà chủ yếu là đá để ngăn dòng. Do yêu cầu công tác đổ đá đắp đập ngăn dòng là phải khẩn trương, liên tục với cường độ cao cho tới khi đập nhô ra khỏi mặt nước, dòng chảy cơ bản đã bị chặn lại. Tùy vào điều kiện địa hình, địa chất, đặc điểm thủy văn của lòng sông và nguồn vật liệu cung cấp mà có thể trình tự ngăn dòng và phương pháp ngăn dòng khác nhau. Hiện nay thường dùng hai phương pháp ngăn dòng sau. + Phương pháp lấp đứng: Dùng vật liệu chủ yếu là đất, đá,cát ... Đắp từ bờ này sang bờ kia hoặc từ hai bờ tiến vào giữa cho tới khi đê quai nhô ra khỏi mặt nước, dòng chảy bị chặn lại và dẫn dòng qua công trình dẫn dòng đi nơi khác. Phương pháp này có ưu điểm là không phải làm cầu công tác hoặc cầu nổi, công tác chuẩn bị nhanh chóng và rẻ tiền; Nhưng phạm vi hoạt động hẹp tốc độ thi công chậm lưu tốc trong giai đoạn cuối có khả năng rất lớn, gây cho công tác ngăn dòng thêm khó khăn, phức tạp. Vì vậy thường dùng phương pháp này ở những nơi có nền chống xói tốt. + Phương pháp lấp bằng: Dùng vật liệu đắp đồng thời trên toàn bộ chiều rộng cửa chặn dòng cho tới khi đê quai nhô ra khỏi mặt nước. Do đó trước khi đổ đất đá ngăn dòng phải bắc cầu công tác hoặc cầu nổi để vận chuyển vật liệu. Phương pháp này tuy có nhược điểm là tốn vật liệu nhân lực và thời gian làm cầu công tác, nhưng có ưu điểm là diện hoạt động rộng, tốc độ thi công nhanh, ngăn dòng tương đối dễ dàng, vì lưu tốc lớn nhất sinh ra trong quá trình ngăn dòng nhỏ hơn so với phương pháp lấp đứng. COÂNG TY XAÂY DÖÏNG AN BÌNH BÌNH ÑÒNH - Ñ T : 0 9 0 7.87 7.3 77 GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 31 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Hình 2-11. Sơ đồ phương pháp lấp đứng Qua những phân tích như trên dựa vào các điều kiện đặc điểm của công trình hồ chứa nước Vạn Hội ta chọn phương pháp lấp đứng là hoàn toàn phù hợp vì phương pháp này có những ưu điểm sau. + Không cần cầu công tác hoặc cầu nổi, công tác chuẩn bị nhanh chóng và tương đối rẻ tiền. +Vì tại thời điểm ngăn dòng lưu lượng ngăn dòng không lớn lắm nên có thể dùng được phương pháp này. + Phương pháp này phù hợp với điều kiện về địa hình, địa chất cũng như phương tiện máy móc sẵn có. b) Tổ chức thi công ngăn dòng Trước khi ngăn dòng cần chú ý những điểm sau; + Phải hoàn thành công trình dẫn nước và tháo nước. + Chuẩn bị đầy đủ thiết bị, công cụ và vật liệu. + Phải bố trí hiện trường thi công hợp lý, tránh tình trạng chờ đợi, chồng chéo lên nhau lúc khẩn trương. Chính vì vậy phải vạch ra kế hoạch chỉ đạo thật tỷ mỉ từng ngày, thậm trí từng giờ, phải thực hiện đầy đủ những nguyên tắc trên thì mới đảm bảo công tác ngăn dòng, thi công được tiến hành thuận lợi và thành công. 2.8.2.4. Tính toán thủy lực ngăn dòng cho phương pháp lấp đứng Với lưu lượng ngăn dòng thiết kế là: Q = 3,15 (m 3/s) thì lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp được xác định như sau: VC = Q ε ( ω 2 − ω1 ) (2-9) Trong đó: VC - Lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp của lòng sông (m/s). Q - Lưu lượng thiết kế lấp dòng (m3/s). ε - Hệ số thu hẹp, thu hẹp hai bên: chọn ε = 0,9. ω1 - Tiết diện ướt đê quai chiếm chỗ. ω2 - Tiết diện ướt của lòng sông cũ. - Tính ω2: Theo tài liệu thiết kế ta có các thông số sau: JS = 0,0014 là độ dốc bình quân đáy sông(JS = i) bS = 18 (m) là bề rộng lòng sông. Và các thông số gần đúng của mặt cắt lòng sông. m = 0,35 Hệ số lưu lượng n = 0.003 là hệ số nhám lòng sông (được tra theo M.F.Xripnưt trong bảng tra thủy lực trang 59). Với lưu lượng lấp dòng là Q = 3,15 m3/s. Để xác định chiều cao cột nước h ứng với lưu lượng lấp dòng Q = 3,15 m 3/s, ta tính như sau: 3 Q = m.b. 2 g .h 2 2 . 2   3  Q 3,15  3 ⇒ h=  = =0,234m ÷  m.b. 2g ÷  0,35 ∗184, 43 ÷    GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 32 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội ⇒ω2 = (b + mh)* h = (18 + 2 * 0,234) 0,234 = 4,32 m2.(m =2 là độ dốc mái sông) - Tính ω1: Theo GTTC tập I ta có công thức: ω k = 1 ∗100% (2-10) ω2 Với k là mức độ thu hẹp của lòng sông, thường lấy k = 30÷60%, ta lấy k = 50%. ⇒ ω1 = 50% ∗ 4,32 = 2,16(m 2 ) 100% Thay các giá trị vào công thức (6-1) ta tính được VC 3,15 = 1, 69( m / s ) 0,9 ∗ (4, 23 − 2,16) VC = - Tính Z: Độ cao nước dâng: Sau khi dòng sông bị thu hẹp thì trạng thái dòng chảy của dòng chảy thượng lưu thay đổi. Ta có công thức: Z= 1 V 2C V0 2 ∗ − φ 2 2g 2g (2-11) Trong đó; Z : Độ cao nước dâng (m). ϕ: Hệ số lưu tốc ; ϕ = 0,8÷0,85 Chọn ϕ = 0,85. V0 : Lưu tốc tới gần ≈ 0. g: Gia tốc trọng trường; g = 9,81 m/s. Thay các giá trị vào công thức (2-13) ta tính được Z. Z= 1 1, 692 ∗ = 0, 201(m) 0,852 19, 62 - Tính ωc: Diện tích cửa chặn dòng còn lại sau khi co hẹp. ωC = Q 3,15 = = 1,864(m 2 ) VC 1, 69 - Tính B: Chiều rộng cửa chặn dòng: ωc B= hc Với chiều cao cột nước tại cửa chặn dòng: hc = h + Z = 0,234 + 0,201 = 0,435(m). ⇒B= 1,864 = 4, 285(m) 0, 435 H – độ sâu trung bình dòng chảy tới gần. H = ZTL – Ztn = 24,03 – 23,41 = 0,62 m - Tính d: Kích thước đá chặn dòng: Ta có công thức GTTC tập I.trang 39 GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 33 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội 3,15 Qc ⇒ V= B.H .(1 − Z ) = 4, 285*0, 62.(1 − 0, 201) = 1,755 (m/s) 0, 62 H Mặt khác: Vmax = 1, 2 2 g γ1 − γ ∗ d γ   Vmax ⇒d =  γ1 − γ 1, 2 2 g γ        (2-12) 2 (2-12-1) Trong đó: Vmax = 1,06 m/s. γ : Trọng lượng riêng của nước ; γ + 1T/m3. γ1 : Trọng lượng riêng của đá ; γ1 = 2,6T/m3. Thay số vào công thức (2-13-1) ta có. 2     1, 755  = 0, 068(m) d= 2, 6 − 1   1, 2 19, 62 1  Với kích thước d = 0,068(m) = 68(mm) tra bảng thiết kế đập đất cho thấy dùng đá cuội nhỏ hoặc sỏi lớn để lấp cửa chặn dòng. 2.9. Xác định vị trí tương đối giữa tuyến đê quai và tuyến ngăn dòng Vị trí tuyến đập ngăn dòng nên cách tuyến đê quai một khoảng cách nhất định về hạ lưu để tiện việc đắp đủ chiều dày phòng thấm và tôn cao, đắp dày đạt yêu cầu của đê quai. ---------  --------CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN 3.1. Công tác hố móng 3.1.1. Thiết kế tiêu nước hố móng 3.1.1.1. Đề xuất và lựa chọn phương án Trong quá trình thi công móng đập thì tháo nước hố móng là một khâu quan trọng hầu như không thể tránh khỏi vì hố móng nằm sâu dưới nền đất đá khi đào lớp đất lớp đất đá thì GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 34 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội nước tập trung tại hố móng mà chủ yếu là nước mưa, nước thấm từ xung quanh xuống .... Giải quyết vấn đề này thì mới đảm bảo công tác thi công hố móng đúng yêu cầu kỹ thuật và cũng đảm bảo cho tiến độ chung của công trình đầu mối hồ chứa nước Vạn Hội. Có hai phương án tháo nước hố móng hiện nay đang được áp dụng rộng rãi là: - Phương pháp tháo nước trên mặt. - Phương pháp tháo nước bằng cách hạ mực nước ngầm. Phương pháp tháo nước trên mặt là bố trí một hệ thống kênh mương dẫn nước vào giếng tập trung nước ở trong phạm vi hố móng nhờ máy bơm bơm nước ra khỏi hố móng đơn giản rẻ tiền Phương pháp tháo nước bằng cách hạ mực nước ngầm là một phương pháp tương đối phức tạp, đắt tiền và thường dùng trong một số trường hợp như: + Hố móng rộng và ở tầng đất có hạt nhỏ, hệ số thấm nhỏ, như đất cát hạt nhỏ, hạt vừa, đất phù xa... + Khi yêu cầu thi công đòi hỏi phải hạ thấp mực nước ngầm xuống sâu. + Đáy hố móng phải ở trên nền không thấm tương đối mỏng, dưới là tầng nước có áp lực. Đối với đập đất đầm nén hồ chứa nước Vạn Hội được làm trên nền đá phong hóa và nền đá gốc nên chọn phương pháp tháo nước trên mặt. Vì phương án này đơn giản dễ làm rẻ tiền và rất phù hợp với nền đất đá của công trình. 3.1.1.2. Xác định lưu lượng cần tiêu a) Thời kỳ đầu Đây là thời kỳ sau khi đã ngăn dòng và trước khi đào móng. Thời kỳ này thường có các loại nước đọng, nước mưa và nước thấm. Q= W + Qm + Qt T (3-1) Trong đó: Q - Lưu lượng cần tiêu (m3/h). Qm - Lưu lượng nước mưa (m3/h). W - Thế tích nước đọng trong hố móng (m 3). T - Thời gian đã định để hút cạn hố móng (h). Qt - Lưu lượng thấm vào hố móng (m3/s). Qt = 2Q đ Phần nhiều thời kỳ này là mùa khô nên lượng nước mưa có thể bỏ qua và lượng nước thấm có thể tính gần đúng theo công thức trong giáo trình thi công tập 1. Q = ω∇h/24 + Qt ω - Diện tích bình quân của mặt nước hố móng hạ thấp trong ngày đêm (m 2). ∇h - Tốc độ hạ thấp mực nước trong ngày đêm mà không gây sạt lở mái hố móng (m/ngày đêm). ∇h = 0,5 ÷ 1,0 m Với: ω = 13620 m2 ∇h = 0,5 m Qt = 2Q đ ω∆h 13620 ∗ 0,5 13620 ∗ 0,5 + 2Qd = +2 = 851, 25 ( m3 / h ) Ta có kết quả sau: Q = T 24 24 b) Thời kỳ đào móng GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 35 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Thời kỳ này bao gồm các loại nước như sau: nước mưa, nước thấm và nước thoát ra từ trong khối đất đã đào Q = Qm + Qt + Q đ (3-2) Trong đó: Q - Lưu lượng cần tiêu (m3/h). Qm- Lưu lượng nước mưa đổ vào hố móng (m3/h). Qm= Fh/24 = 19645 ∗ 0, 098 = 80, 22 ( m3 / h ) 24 F - Diện tích hứng nước mưa của hố móng (m 2) h - Lượng nước mưa bình quân ngày trong giai đoạn tính toán (m) Với: F = 19645 m2; h = 0,098 m. Qđ - Lưu lượng róc từ khối đất đã đào ra (m3/h). (Nước róc từ đất đào móng chỉ tính cho đất đào lên để trong phạm vi hố móng). Qđ = Với: Vam 60463 ∗ 0,15 ∗1,5 = = 18,89 ( m3 / h ) 720n 720 ∗1 V - Thể tích khối đất đào dưới mực nước ngầm (m 3). a - Hệ số róc nước (Đất cát a = 0,2÷0,3; cát pha sét a = 0,1÷0,15 ) n - Thời gian đào móng (tháng) m - Hệ số bất thường, m = 1,3÷1,5; lấy m = 1,5 V = 60463 m3; n = 1, hố móng thuộc loại cát pha sét nên lấy a=0,15. Qt - Là tống lượng thấm (m3/h) vào hố móng gồm có 3 loại nước thấm. Qm Qt1 Qtc Qt2 Qt3 Hình 3-1. Các loại nước cần tiêu ở hố móng - Lượng nước thấm qua đê quai (Qt1): + Lượng nước thấm qua đê quai thượng lưu (QTL): K ∗ ( H + T ) − (T − Y ) 2 QTL = 2 L1 2 Trong đó: K - Hệ số lưu lượng thấm của đê quai, K = 10-5(m/s) T = 1,5 m, chiều dày tầng đất thấm nước; y = 0.3 m (gt) chiều sâu cột nước trong kênh. L = L0 - 0,5 m.H+l Với: l = 3m, khoảng cách từ chân đê quai đến mương tập trung. Lo=29,52m, chiều rộng đáy đê quai. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 36 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội H =8,78m, cột nước đê quai. m =1,5, hệ số mái đê quai. => L = 29,52 – 0,5*1,5*8,78+3 = 25,94 m K ∗ ( H + T ) − (T − Y ) 2 (8, 78 + 1,5) 2 − (1,5 − 0,3) 2 = 2, 01*10−5 (m3/s-m). qTL = = 10-5* 2* 25,94 2 L1 2 Qa = qTL*LTL = 2,01*10-5* 223,5 = 449,235*10-5 (m3/s) =16,17(m3/h) 32,25 3m 32,19 MNHL H=8,78 m= 1,5 1,5 m= 23,41 hoá bôm y=0,3 T=1,5 l=3 L =29,52 0 0,5mH L Hình 3-2. Sơ đồ thấm qua đê quai thượng lưu + Lượng nước thấm qua đê quai hạ lưu (QHL): K ∗ ( H + T ) − (T − Y ) 2 = 2L 2 QHL Trong đó: K - Hệ số lưu lượng thấm của đê quai, K = 10-5(m/s) T = 1,5 m, chiều dày tầng đất thấm nước. y = 0.3 m (gt) chiều sâu cột nước trong kênh. L = L0 - 0,5 m.H+l Với: l = 2m, khoảng cách từ chân đê quai đến mương tập trung. Lo=8,67m, chiều rộng đáy đê quai. H =1,42m, cột nước đê quai. m =1,5 hệ số mái đê quai. => L = 8,67 – 0,5*1,5*1,42+2 = 9,61 m qHL 2 2 2 K ∗ ( H + T ) − (T − Y ) 2 -5 (1, 42 + 1,5) − (1,5 − 0,3) = 0,37 *10−5 (m3/s-m). = 10 * = 2 *9, 61 2L Qb = qHL*LHL = 0,37*10-5* 96 = 35,52*10-5 (m3/s) =1,279 (m3/h)  Qt1 = Qa + Qb = 16,17 + 1,279 = 17,45 (m3/h) GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 37 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội 3m 25,3 24,83 MNHL m= 1,5 1,5 = m H=1,42 23,41 Hoá bôm y=0,3 T=1,5 l=2 L =8,67 0 0,5mH L Hình 3-3. Sơ đồ thấm qua đê quai hạ lưu - Lượng nước thấm từ mái hố móng (Qt2): Khi hố móng hẹp hoàn chỉnh thì : ( H 2 − h2 ) ∗ L ∗ K Qt 2 = R Trong đó : Qt2 : Lưu lượng thấm qua mái hố móng hoàn chỉnh (m3/h). L : Chiều dài hố móng (m). K : Hệ số thấm, K=10-5(cm/s)=36*10-5(m/h) S = H – h = 8,78 – 1,42 = 7,36(m): Độ chênh cột nước (m). H : Cột nước đê quai thượng lưu (m). h : Cột nước đê quai hạ lưu (m). R = 2 ∗ S H ∗ K = 2*7,36 8, 78*36*10−5 =0,83 => 2 2 −5 ( H 2 − h 2 ) ∗ L ∗ K (8, 78 − 1, 42 ) ∗ 615,17 ∗ 36*10 Qt 2 = = =20 (m3/h) 0,83 R - Lượng nước thấm từ đáy hố móng (Qt3) rất nhỏ ta bó qua. => Qt = Qt1 + Qt2 = 17,45 +20 =37,45 (m3/h) Vậy : Q = Qm + Qt + Q đ = 80,22 + 37,45 + 18,89 = 136,56 (m3/h) c) Thời kỳ thi công công trình chính Thời kỳ này lượng nước cần tiêu gồm: Nước mưa, nước thấm và nước thi công. Q = Qm + Qt +Qtc (3-3) Trong đó: Q – Lưu lượng cần tiêu (m3/h). Qm– Lưu lượng nước mưa đổ vào hố móng (m3/h). Qtc– Lượng nước thi công thải ra thường là nước dùng để bảo dưỡng bê tông, cọ rửa thiết bị vật liệu vv.. Phải căn cứ vào thực tế để xác định. Qt – Là lượng thấm vào hố móng. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 38 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Khi xác định lượng nước cần bơm trong suốt quá trình thi công và sử lý hố móng, coi như lượng nước thấm qua đê quai rất nhỏ không đáng kể. Như vậy lượng nước cần phải bơm là nước đọng và nước mưa. Sau khi xác định tất cả các lưu lượng nước chảy vào hố móng trong suốt quá trình thi công hố móng thì ta sẽ chọn được loại máy bơm phù hợp. 3.1.1.3. Lựa chọn thiết bị và bố trí hệ thống tiêu nước hố móng a) Lựa chọn thiết bị Việc chọn thiết bị tiêu nước (máy bơm) phải dựa vào kết quả tính toán và tiến hành bơm thử, để điều chỉnh thết bị cho phù hợp nhằm đảm bảo cho việc tháo nước được diễn ra đúng yêu cầu và tiến độ. 1. Nếu nước bơm rút xuống nhanh, chứng tỏ công suất máy bơm quá lớn, cần bớt một số máy, hoặc giảm lưu lượng của máy. 2. Nước không rút, hoặc rút chậm, có thể đê quai có nhiều hang hốc, lỗ rỗng lớn thì phải xử lý triệt để rồi mới bơm. 3. Mực nước rút tới mức độ nào đó rồi dừng lại, chứng tỏ lượng nước vào và ra bằng nhau. Cần phải thêm năng lực thiết bị và sử lý các lỗ rỗng trong đê quai để tiếp tục hạ mực nước ngầm. - Tính toán số máy bơm cần thiết và bố trí hệ thống rãnh tiêu cần dựa vào: + Lưu lượng nước cần tiêu là: Q = 136,56 (m3/h). + Cột nước cần bơm của hố móng là: 7-12 m. - Chọn máy bơm tất cả các thời kỳ đều là loại máy bơm thông dụng hiện hành ở Việt Nam, chủ yếu là máy bơm Hải Dương, Ebara, để tiện thay thế và bảo dưỡng. Theo thiết bị hiện đại ta chọn máy bơm: loại bơm ký hiệu LT.46-7 của nhà máy sx máy bơm Hải Dương. Các thông số kỹ thuật chính như sau: Lưu lượng bơm: Qb = 60 m3/h Cột nước bơm: Hmax = 11 m Công Suất: P = 6HP Căn cứ vào lưu lượng nước cần tiêu, lưu lượng của máy bơm ta chọn 3 máy bơm. b) Bố trí hệ thống tiêu nước trên mặt Nguyên tắc chung, khi bố trí hệ thống tiêu nước mặt là làm ảnh hưởng ít nhất tới các mặt thi công khác. Vì vậy hệ thống tiêu nước mặt thường không bố trí cố định và chia làm 3 thời kỳ chính sau đây. 1. Bố trí tiêu nước trong thời kỳ đầu: Chủ yếu là tiêu nước đọng trong hố móng bằng các trạm bơm. 2. Bố trí hệ thống trong thời kỳ đào móng: theo phương pháp đào móng, đường vận chuyển vật liệu, ta dẫn dòng chảy nước mặt qua kênh dẫn dòng ở vai phải đập xuống hạ lưu, cách chân đập khoảng 200m. 3. Bố trí hệ thống tiêu nước thường xuyên (sau khi đã đào móng xong): Ta bố trí hệ thống tiêu nước xung quanh hố móng. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 39 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội 1 2 3 4 5 Hình 3-4. Sơ đồ bố trí hệ thống tiêu nước thường xuyên 1. Đê quai 2. Giếng tập trung nước 3. Mương 4. Phạm vi xây dựng 3.1.2. Thiết kế tổ chức đào móng 3.1.2.1. Tính khối lượng và cường độ đào móng a) Khối lượng đào móng Tính theo mặt cắt thiết kế. TT 1 2 3 4 5 6 7 Tên mặt cắt 1-1 2-2 3-3 4-4 5-5 6-6 7-7 Bảng 3-1. Khối lượng đào móng Diện tích Diện tích trung Khoảng 2 2 (m ) bình (m ) cách (m) 206,2 212,1 209,15 102,50 194,32 203,21 144,71 189,56 191,94 52,14 210,52 200,04 118,41 204,83 207,675 81,24 182,64 193,375 116,17 Tổng khối lượng Khối lượng (m3) Ghi chú 21431,87 29406,52 10007,75 23686,73 16871,51 22506,19 123910,57 b) Cường độ đào móng Dự kiến đào móng trong 2 tháng mùa khô. Căn cứ vào thời gian dự kiến đào móng theo tiến độ để tính cường độ đào móng cho từng đợt ta có công thức: Qdao = v nT (m3/ca). (3-4) Trong đó: V - khối lượng đất cần đào (m3). T - Số ngày thi công (2tháng x 25 = 50 ngày) n - Số ca thi công trong một ngày đêm 3 ca Thay số vào công thức (3-4) ta tìm được cường độ đào móng như sau: GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 40 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Qdao = 123910,57 = 826.07 (m3/ca) 3 ∗ 50 3.1.2.2. Chọn phương án đào móng Công trình hồ chứa nước Vạn Hội phần đào bóc phong hóa và chân khay khá lớn. Mặt bằng thi công lại hẹp do đó khâu vận chuyển sẽ khó khăn.mà về thời gian lại rất nghiêm ngặt, bằng mọi cách phải hoàn thành đúng như yêu cầu tiến độ đề ra. Điều đó đặt ra là phải có một giải pháp và tiến độ thi công hợp lý cho công tác đào móng. Các phương án đào móng gồm có: 1. Dùng máy ủi + ô tô + máy xúc + thủ công. 2. Dùng máy xúc + ô tô + thủ công. 3. Dùng máy cạp + thủ công. Do điều kiện địa hình và công tác vận chuyển đất bóc phong hóa phải chuyển đi xa nên được chọn phương án 1 là (dùng máy ủi +ô tô + máy xúc + thủ công). Máy ủi dùng để ủi lớp đất bóc phong hóa sau đó dùng máy xúc xúc lên ô tô chở đến nơi bãi đổ. Đến khi đào chân khay móng đập đất thì ta dùng máy xúc để đào đất cho lên ô tô chở đi đến nơi bãi đổ. Trong quá trình đào chân khay hố móng ta kết hợp với thủ công dọn những chỗ đất mà máy xúc không đào được những chỗ đá rắn thì có thể dùng mìn để phá đá.. Dựa vào tài liệu thăm dò nghiên cứu địa chất và bản vẽ kỹ thuật thi công mà xác định độ sâu đào móng. Nhưng trong khi thi công cũng phải căn cứ vào tình hình thực tế mà thay đổi cho hợp lý, bảo đảm cho đập được ổn định vững chắc đồng thời giảm bớt khối lượng đất đá đào. Dựa vào kế hoạch tổng tiến độ thi công mà thời gian cho phép để thi công hố móng. Dựa vào tình hình đặc điểm tự nhiên và phương án thi công đã chọn ta sơ bộ vạch ra quá trình thi công hố móng như sau: Bắt đầu từ ngày 1/1 năm thứ nhất ta tiến hành bóc phong hoá nền đập một lần ngay trong mùa khô năm thứ nhất từ thềm bờ phải đến thềm bờ trái của đập bằng máy ủi và được máy xúc xúc lên ô tô chở đi đến bãi thải ở phía chân đập thượng lưu và hạ lưu. Công tác đào móng dùng máy đào, ô tô vận chuyển, kết hợp máy ủi để san bề mặt. Trong quá trình đào móng chân khay gặp phải nền đá gốc thì được phép dừng lại dù chưa đạt cao trình thiết kế, nếu gặp đá vụn ở sâu hơn tầng thiết kế thì phải tiến hành đào hết đến đá gốc thì thôi, nếu tầng đó sâu quá thì phải báo cho bên thiết kế biết để tìm biện pháp xử lý. Sau khi hoàn thành thì tiến hành bơm nước áp lực làm sạch hố móng, phụt vữa màng chống thấm và bơm nước hố móng cho khô để thi công đập. 3.1.2.3. Tính toán xe máy theo phương án chọn a) Chọn loại xe máy 1. Máy đào Ta chọn máy đào gàu sấp loại máy xúc hãng Komatsu – Nhật Bản PC220-6. Mã hiệu SA6D12E. Các thông số cơ bản của máy: - Dung tích gầu: q = 1,60m3 - Chiều sâu đào lớn nhất so với mặt bằng máy đứng: H = 9,78 m - Trọng lượng máy 22,2 tấn. - Thời gian một chu kỳ làm việc: tck = 18,5 giây - Năng suất máy đào được xác định từ định mức tính toán xây dựng cơ bản 1242 – 2005/QD-BXD ứng với dung tích gàu q = 1,60 m3 đất cấp III, cự ly làm việc 700m. - Năng suất của máy đào: GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 41 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội ∏đ = 100 = 495 (m3/ca) 0, 202 2. Ô tô Chọn loại ôtô loại xe tự đổ. Loại xe xác định từ sổ tay tra cứu máy thi công” loại xe được chọn là Kmaz -222. các thông số chính của loại ôtô này: - Tải trọng của xe: 12 tấn. - Công suất: 180 mã lực - Kích thước xe: dài 8,19 m, rộng 2,65m, cao 2,76m - Dung tích thùng xe: 13m3 Xe được dùng để chở đất đào từ hố móng đến bãi thải. Bải thải đặt cách hố móng 300m. Từ quãng đường vận chuyển, tải trọng của xe và cấp đất xác định được mức hao phí của ôtô theo định mức dự toán xây dựng 1242-2005/QĐ-BXD là 0.540 ca/100m3. - Năng suất của ôtô: Π oto = 100 = 185, 2 (m3/ca) 0,540 3. Máy ủi Dùng loại máy ủi D50A – 16 có các thông số kỹ thuật như sau: - Trọng lượng: 11,65tấn - Mã hiệu 4D – 130. - Vận tốc di chuyển: + Tiến V1 = 2,6÷9,1 km/h + Lùi V2 = 3,5÷ 7,9 km/h - Lưỡi ủi: Rộng: 3,72m. Chiều cao: 0,875m - Công suất thiết kế: 110 CV. Mức tiêu hao của máy ủi được xác định theo định mức dự toán xây dựng cơ bản 12422005/QĐ-BXD ứng với công suất máy ủi bằng 110CV đất cấp III, 100m3 đất cần 0,045 ca máy (0,32h) Năng suất của máy ủi: Πủi = 100 = 2223m3 / ca 0, 045 b) Tính số lượng xe máy Căn cứ vào điều kiện thi công, căn cứ vào việc thi công đập đất tra định mức dự toán ta được năng suất thực tế của các loại xe máy như sau: - Năng suất Máy đào: 100 = 495 (m3/ca) 0, 202 100 Π oto = = 185, 2(m3 / ca ) 0,540 100 = 2223m3 / ca Πủi = 0, 045 Πđào = - Năng suất Ô tô: - Năng suất máy ủi: 1. Số lượng máy đào Ta có: n dao = Qdao Π dao (3-5) Trong đó: GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 42 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội nđào - Số lượng máy đào trong thời đoạn thi công Qđào - Cường độ đào trong (1 ca) Πđào - Năng suất máy đào trong 1 ca máy (1ca = 7 giờ). ⇒ n dao = 826,07 = 1,67 (máy) 495 Chọn số lượng máy đào n =2. 2. Số lượng Ô tô - Số ô tô phối hợp với một máy đào: noto = Π dao Π oto (3-6) Trong đó: nô tô : Số lượng ô tô vận chuyển đất Πđào: Năng suất máy đào trong thời đoạn thi công. Πôtô : Năng suất ô tô được xác định theo định mức cơ bản. ⇒ nô tô = 495 ≈ 3 (chiếc) 185,2 - Tổng số ô tô cần để vận chuyển: ∑nôtô = nđào * nô tô ⇒ ∑ nôtô = 2 * 3 = 6 (chiếc) Do xe tự đổ chỉ có thể làm việc 2 ca trong một ngày đêm. Để đảm bảo cho tất cả các máy đào làm việc trong 3 ca thì số lượng xe ô tô cần là: N= 1,5N a N ∋ KT (3-7) Trong đó: Na - Số lượng xe phục vụ cho 1 máy đào = 4xe. N∋ - Số lượng máy đào làm việc trong 3 ca. KT - Hệ số đảm bảo kỹ thuật của trạm sửa chữa ô tô (0,67÷0,7) N= 1,5 * 2 * 3 ≈ 13 (Chiếc) 0,7 3. Số lượng máy ủi Số máy ủi cần thiết cho giai đoạn đào móng là: n ui = n dao Π dao k 3 .Π ui (3-8) (k3 = 1,04) : Hệ số tổn thất do vận chuyển n ui = 2 * 495 ≈ 1 (chiếc) 1,04 * 2223 c) Kiểm tra sự phân phối xe máy Sau khi xác định tổ hợp máy thi công cần dùng, ta phải kiểm tra sự phối hợp giữa các xe máy để kiểm tra tính hợp lý của tổ hợp xe. Kiểm tra sự phối hợp của xe máy theo 3 điều kiện: Điều kiện 1: Ưu điểm chủ đạo GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 43 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Π oto .noto ≥ Π d .nd Điều kiện 2: Hệ số phối hợp giữa máy đào và máy vận chuyển. Điều kiện 3: Sự làm việc theo thời gian giữa phương tiện đào và phương tiện vận chuyển. - Kiểm tra theo điều kiện năng suất: Theo điều kiện năng suất thì: Π oto.noto ≥ Π d .nd Trong đó: Π oto.noto : Số ôtô phối hợp với máy đào và năng suất của ô tô. Π d .nd : Số máy đào kết hợp với môtô và năng suất của máy đào. Điều kiện này cho thấy máy đào phải làm việc với công suất lớn nhất, không cho phép máy chờ phương tiện vận chuyển. Vậy ở đây ta thấy: nôtô = 3 chiếc Π oto = 185,2 (m3/ca) Π d = 495 (m3/ca) nđ = 1 (chiếc) Do đó: Π oto .nôtô = 555,6 (m3/ca) ≥ Π d .nd = 495 (m3/ca) Vậy ta thấy điều kiện về năng suất thỏa mãn. Như vậy sự phối hợp làm việc giữa 1 máy đào và 3 ôtô là hợp lý, đạt hiệu quả năng suất yêu cầu. - Kiểm tra hệ số phối hợp giữa phương tiện đào và phương tiên vận chuyển: Hệ số phối hợp giữa phương tiện đào và vận chuyển. m= Q.k p q.γ tn .kn Trong đó: m: Số gàu đất đổ đầy một ôtô (m phải là số nguyên) Q: Tải trọng của ôtô, Q = 12tấn q: Dung tích gàu xúc, q = 1,60m3 γ tn :Dung trọng tự nhiên của đất đào, γ tn =1,6 T/m3 kh: Hệ số đầy gầu, với máy gầu sấp kh = 0,9 kp: Hệ số tơi xốp của đất. Hệ số kp lấy theo tài liệu tham khảo.(kp=1,2) Thay vào công thức trên ta tính được: m= 12*1, 2 = 6, 25 ≈ 7 1, 6*1, 6*0,9 Hệ số phối hợp được xem là hợp lý khi nằm trong khoảng (5÷7). Ở đây m = 7 thuộc phạm vi cho phép, vậy hệ số phối hợp giữa phương tiện đào và vận chuyển là hợp lý. - Kiểm tra sự làm việc theo thời gian giữa phương tiện đào, vận chuyển. Công thức kiểm tra theo điều kiện như sau: (nôtô – 1).Tx ≥ Trong đó: Trong đó: Vậy ta có: 2L + tdo + tdoi V nôtô: Số ôtô kết hợp với một máy đào nôtô = 3 ôtô Tx: Thời gian máy đào xúc đầy một ôtô. Tx =m.Tck +T m: Số gầu xúc đầy 1 ôtô m =7 Tck: Thời gian chu kỳ làm việc của một máy xúc Tck = 18,5(s) T: Thời gian ôtô lùi vào vị trí lấy đất, T = 18,5 (s) Tx: 7*18,5+18,5 = 148 (s) GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 44 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội L: Cự ly vận chuyển đất từ hố móng đến bãi thải 700 m V: Vận tốc của xe trên quãng đường vận chuyển, v = 30 km/h tđổ: Thời gian đổ đất của ôtô, tđổ = 25 (s) tđợi: Thời gian chờ đợi vào vị trí đổ đất, phụ thuộc vào tình hình thực tế bố trí đường thi công. Ở đây lấy tđợi = 15 (s) Thay số vào công thức trên ta được: (noto -1) *TX = (3 – 1)*148 = 296 (s) ≥ 2L 700 + tdo + tdoi = +25+15 = 63 (s) V 30 - Vậy qua kiểm tra các điều kiện ta thấy thỏa mãn điều kiện về phối hợp xe máy 3.1.2.4. Xử lý nền - Nền là một bộ phận quan trọng của công trình. Để công trình làm việc bình thường, hiệu quả và an toàn thì nền công trình phải vững chắc, nhất là đối với công trình thủy lợi luôn chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước mặt cũng như nước ngầm. Trong công tác đắp đập cũng như xây dựng các hạng mục công trình khác, trước khi thi công công việc chính thì phải xử lý nền theo yêu cầu kỹ thuật. - Phương pháp xứ lý nền: + Nền đập phải được đào hết cây cối, bóc hết lớp phong hóa và vệ sinh sạch sẽ. nếu đào đến cao trình thiết kế mà gặp phải nền đất yếu không đạt yêu cầu thì phải báo ngay với chủ đầu tư và cơ quan thiết kế biết để có kế hoạch xử lý. + San bằng những chỗ ghề cục bộ, lấp hết các máng rãnh, hố khoan (trước khi lấp phải cắt bỏ lớp đất cũ ở bề mặt và thành vách). + Mái dốc sườn núi, vách bờ sông phải bạt dạng tam cấp với chiều dày bằng lớp đá rải sau khi đã đầm xong. + Nếu nền phải nổ khoan mìn thì phải đào dọn hết đất đá long rờ trước khi đắp hố tập trung nước (nằm ngoài phạm vi hố móng) và bơm nước liên tục bảo đảm khi đắp đất hố móng phải khô ráo vệ sinh sạch sẽ bùn cát trước khi đắp. + Nếu mặt nền do ôtô, máy móc thi công đi lại nhiều lần làm nhẵn mặt phẳng thì phải đánh sờm trước khi đắp để đất đắp liền khối với nền. +Nếu mặt nền bị nắng khô nứt nẻ thìh phải cày xới lên, tưới ẩm đều, đầm chặt rồi mới được đắp tiếp. + Nếu nền bị nứt nẻ nhiều thì phải có biện pháp xử lý như phụt vữa tạo màng chống thấm. + Sau khi xử lý xong, đảm bảo nền đạt yêu cầu ta báo với chủ đầu tư và cơ quan thiết kế tổ chức kiểm tra, đo đạc rồi tiến hành đắp đập. 3.2. Thiết kế tổ chức đắp đập Để đảm bảo đắp đập đạt yêu cầu của đồ án thiết kế, công tác đắp đập phải luôn luôn tuân theo qui phạm thi công đập đất đầm nén. - Không cho phép nước tràn qua đỉnh đập đất trong thời gian thi công và cả giai đoạn quản lý và sử dụng. Do vậy khi thi công phải đắp đê quai có đủ độ cao và chiều cao của đập phải cao hơn chiều cao chống lũ khi đã nối liền hai bờ. - Lượng ngậm nước của đất đắp đập phải xấp xỉ lượng ngậm nước tốt nhất.Thực tế phải xử lý hoặc phơi đất cho khô, hoặc phải tăng thêm độ ẩm, điều đó gây trở ngại cho thi công. Đối với đất cát thì lượng ngậm nước không quan trọng, mà chủ yếu xử lý khi lẫn nhiều tạp chất. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 45 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội - Thi công đập đất phải coi trọng công tác dẫn dòng thi công để đảm bảo tiến độ thi công nhịp nhàng, đặc biệt ở giai đoạn lấp sông là phức tạp nhất. - Tốc độ lên đập không quá 5 m/tháng để đất có thời gian cố kết, tránh hiện tượng gây lún không đều. 3.2.1. Phân chia các giai đoạn đắp đập Phân đợt thi công là một công việc rất quan trọng trong thi công đập đất đầm nén, nhất là khi công trình phải hoàn thành từng giai đoạn, từng hạng mục công trình. Việc phân chia đợt thi công là nhằm bảo đảm cho việc thực hiện tốt kế hoạch tiến độ thi công đề ra. Phân đợt thi công được dựa vào các mốc khống chế để tiến hành phân đợt, ứng với mỗi mốc thời gian thì ta lại có một đợt. Mỗi đợt thi công nó thể hiện mức độ công việc ứng với thời điểm đó. Đối với đập đất đầm nén Vạn Hội thì ta tiến hành thi công chỉ trong hai mùa khô nên cường độ thi công là rất lớn. Như vậy để đảm bảo cho việc đắp đập được thuận lợi và đảm bảo tiến độ thì ta chia các giai đoạn đắp đập đất ra làm 4 đợt thi công. Đợt I: Từ Đáy móng ÷∇ 32 phía vai trái đập Đợt II: Từ Đáy móng÷∇32 phía vai phải đập Đợt III: Từ ∇32 ÷∇39 toàn chiều dài đập Đợt IV: Từ ∇39 ÷∇49 toàn chiều dài đập 3.2.2. Tính khối lượng đắp đập của từng giai đoạn Vì thi công đắp đập trong mùa khô nên mỗi tháng trong mùa khô ta chọn số ngày thi công là 28 ngày/ tháng, mùa mưa 18 ngày/ tháng. Trong đó: Đợt I thi công: Từ ngày 1/2÷ ngày 31/5 năm thứ nhất (112ngày) Đợt II thi công: Từ ngày 1/6 ÷ ngày 31/10 năm thứ nhất (120 ngày) Đợt III thi công: Từ ngày 1/1 ÷ ngày 31/5 năm thứ hai (140 ngày) Đợt IV thi công: Từ ngày 1/6 ÷ ngày 31/9 năm thứ hai (102 ngày) 47.00 B A 39.00 IV 32.00 II 32.00 III I A B Hình 3-5. Mặt cắt dọc đập. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội 47.00 IV 32.00 39.00 III II ` Hình 3-6. Mặt cắt ngang B-B. 47.00 IV 39.00 III 32.00 I Hình 3-7. Mặt cắt ngang A-A. TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Bảng 3-2. Khối lượng đắp đập đợt I. Cao Diện tích Diện tích Diện tích Diện tích Chiều Khối lượng Khối lượng B trình A (m2) TB A B TB B dày A (m3) (m3) 2 2 2 (m ) (m ) (m ) (m) 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 240 754 1040 1356.6 3872 5250 6272 8060 GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 120 497 897 1198.3 2614.3 4561 5761 7166 8348 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 120 497 897 1198.3 2614.3 4561 5761 7166 8348 Trang 47 Đồ Án Tốt Nghiệp 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00 31.00 32.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 25575.75 24019.50 22501.25 20930.00 19665.00 18337.50 Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội 0.00 8636 0.00 9250 0.00 9720 0.00 10406 0.00 11592 0.00 12103 12787.88 7776 24797.63 7289.5 23260.38 6815 21715.63 6325 20297.50 5928 19001.25 5512.5 Tổng 8943 9485 10063 10999 11847.5 9939.5 7532.75 7052.25 6570 6126.5 5720.25 2756.25 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.00 8943 0.00 9485 0.00 10063 0.00 10999 0.00 11847.5 0.00 9939.5 12787.875 7532.75 24797.625 7052.25 23260.375 6570 21715.625 6126.5 20297.5 5720.25 19001.25 2756.25 121860.25 128197.60 Hình 3-8. Biểu đồ quan hệ cao trình và diện tích, khối lượng (Z-F,V) khối A đợi I. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 48 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Bảng 3-3. Khối lượng đắp đập đợt II. TT Cao Diện tích Diện tích Diện tích Diện tích Chiều trình A TB A B TB B dày (m2) (m2) (m2) (m2) (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00 31.00 32.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 20431.25 20951.25 21547.50 22402.50 22914.00 22788.50 22386.00 22166.25 21597.50 0.00 0.00 0.00 600.00 0.00 1300.00 0.00 1760.00 0.00 2356.00 0.00 2904.00 0.00 3675.00 0.00 4340.00 0.00 5115.00 10215.63 5906.25 20691.25 6290.00 21249.38 6532.50 21975.00 6592.00 22658.25 6954.00 22851.25 6902.00 22587.25 6765.00 22276.13 6682.00 21881.88 6492.50 Tổng 300.00 950.00 1530.00 2058.00 2630.00 3289.50 4007.50 4727.50 5510.63 6098.13 6411.25 6562.25 6773.00 6928.00 6833.50 6723.50 6587.25 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Khối lượng Khối lượng A B (m3) (m3) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 10215.63 20691.25 21249.38 21975.00 22658.25 22851.25 22587.25 22276.13 21881.88 186386.00 300.00 950.00 1530.00 2058.00 2630.00 3289.50 4007.50 4727.50 5510.63 6098.13 6411.25 6562.25 6773.00 6928.00 6833.50 6723.50 6587.25 77920.00 Hình 3-9. Biểu đồ quan hệ cao trình và diện tích, khối lượng (Z-F,V) khối A đợt II. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 49 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Hình 3-9. Biểu đồ quan hệ cao trình và diện tích, khối lượng (Z-F,V) khối B đợt II. Bảng 3-4. Khối lượng đắp đập đợt III. TT Cao Diện tích Diện tích Diện tích Diện tích Chiều trình A TB A B TB B (m2) dày (m2) (m2) (m2) (m) 1 2 3 4 5 6 7 32.00 33.00 34.00 35.00 38.00 39.00 39935.00 37837.75 35856.00 33759.50 23607.00 21525.00 0.00 12005.00 38886.38 11339.00 36846.88 10707.00 34807.75 10040.00 24706.25 7998.00 22566.00 7350.00 Tổng GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 0.00 11672.00 11023.00 10373.50 8342.50 7674.00 0.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Khối lượng Khối lượng A B (m3) (m3) 0.00 38886.38 36846.88 34807.75 24706.25 22566.00 173797.25 0.00 11672.00 11023.00 10373.50 8342.50 7674.00 51848.50 Trang 50 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Hình 3-10. Biểu đồ quan hệ cao trình và diện tích, khối lượng (Z-F,V)khối A đợt III. Hình 3-10. Biểu đồ quan hệ cao trình và diện tích, khối lượng (Z-F,V)khối B đợt III. TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Bảng 3-5. Khối lượng đắp đập đợt IV. Cao Diện tích Diện tích Diện tích Diện tích Chiều trình A TB A B TB B (m2) dày (m2) (m2) (m2) (m) 37.00 38.00 39.00 40.00 41.00 42.00 43.00 44.00 45.00 46.00 47.00 25805.50 23607.00 21525.00 19430.00 17293.50 14792.75 12276.00 9677.25 7100.00 6435.00 2880.00 0.00 8687.00 24706.25 7998.00 22566.00 7350.00 20477.50 6700.00 18361.75 6039.00 16043.13 5253.50 13534.38 4464.00 10976.63 3646.50 8388.63 2840.00 6767.50 0.00 4657.50 0.00 Tổng GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 0.00 8342.50 7674.00 7025.00 6369.50 5646.25 4858.75 4055.25 3243.25 1420.00 0.00 0.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Khối lượng Khối lượng A B 3 (m ) (m3) 0.00 24706.25 22566.00 20477.50 18361.75 16043.13 13534.38 10976.63 8388.63 6767.50 4657.50 146479.25 0.00 8342.50 7674.00 7025.00 6369.50 5646.25 4858.75 4055.25 3243.25 1420.00 0.00 48634.50 Trang 51 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Hình 3-11. Biểu đồ quan hệ cao trình và diện tích, khối lượng (Z-F,V) khối A đợt IV. Hình 3-11. Biểu đồ quan hệ cao trình và diện tích, khối lượng (Z-F,V) khối B đợt IV. Tính toán cường độ đắp đập cho từng giai đoạn: Cường độ đắp đập phụ thuộc vào khối lượng cần thi công ứng mỗi đợt thi công và thời gian để thi công toàn khối lượng đó. Ta có công thức tính cường độ đắp đập tương ứng với các đợt thi công là: Q= Vdap T (m3/ngày đêm) (3-10) Trong đó: Vđăp - Thể tích khối đất trong thời đoạn tính toán (m3). T - Thời gian thi công giai đoạn đó (ngày). Q - Cường độ đắp đập ứng với các giai đoạn đắp đập (m 3/ngày đêm) Đợt I II Bảng 3-6. Cường độ đắp đập của các giai đoạn T Vđắp Thời gian đắp đập (ngày) (m3) 01/02÷31/05 01/06÷ 31/10 GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 112 120 250057,85 264306 Qđắp (m /ngày đêm) 3 2232,659 2202,55 Trang 52 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội 01/01 ÷31/05 01/06 ÷31/09 III IV 140 102 225645,75 195113,75 1611,755 1912,88 Q (m3/ng dêm) 2232,659 2202,55 2000 1912,88 1611,755 1000 0 120 112 140 102 T (ngày) Hình 3-12. Biểu đồ cường độ đắp đập. 3.2.3. Cường độ đào đất của từng giai đoạn a) Khối lượng đào Đối với từng giai đoạn tính toán như sau. γ  Vđào = Vđắp  TK  K1K2K3 (3-11)  γ tn  Trong đó: K1 = 1,1 - là hệ số lún. K2 = 1,08 - là hệ số gọt mái. K3 = 1.04 - là hệ số tổn thất do vận chuyển. γtn = 1,60 (T/m3) - dung trọng tự nhiên của đất đào. γtk = 1,77 (T/m3) - dung trọng thiết kế của đất đắp đập. Vđào = Vđắp x 1,60 1,1 x 1,08 x 1,04 = 1,12Vđắp 1,77 ⇒ Vđào = 1,12 x 935123,35 = 1047338 m3 b) Khối lượng yêu cầu Vyc = Vđào x K4 (3-12) Trong đó: Vyc - khối lượng yêu cầu đối với bãi vật liệu K4 - hệ số tổn thất ở bãi vật liệu; K4 = 1,2. ⇒ Vyc = 1047338 x 1,2 = 1256805,6 (m3) c) Cường độ đào đất Qdao = vdao T (m3/ngày đêm) (3-13) Trong đó: GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 53 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Qđào – cường độ đào đất yêu cầu (m3/ ngày đêm) T - số ngày thi công theo tiến độ yêu cầu(không kể ngày mưa) n - số ca làm việc trong ngày ( 2ca ) Trên cơ sở đó ta lập bảng tính toán như sau Bảng 3-7. Cường độ đào đất cho các giai đoạn n T Vđắp Vđào Qđào Qđào Đợt ∇ ÷∇ 3 3 3 (ca) (ngày) (m ) (m ) (m /ngđ) (m3/ca) I 2 112 250058 280064,8 2500,579 833,526 ĐM ÷∇32 II 2 120 264306 296022,7 2466,856 822,285 ĐM ÷∇32 III 32∇÷∇39 2 140 225646 252723,2 1805,166 601,722 IV 39∇÷∇47 2 102 195114 218527,4 2142,425 714,142 3.2.4. Qui hoạch sử dụng bãi vật liệu a) Qui hoạch bãi vật liệu phải đảm bảo các nguyên tắc sau 1. Chất lượng đất phải phù hợp với yêu cầu thiết kế và tương đối đồng nhất, lượng ngậm nước không chênh lệch quá so với lượng ngậm nước tốt nhất. 2. Nên chọn bãi vật liệu gần đập để giảm quãng đường vận chuyển. Nhưng cũng không nên quá gần làm ảnh hưởng tới ổn định của đập, bãi vật liệu cách chân đập ít nhất 100m. 3. Nên chọn bãi vật liệu có lớp phủ mỏng, ít cây cối để thuận tiện cho việc khai thác. 4. Tránh chọn bãi vật liệu có địa hình dốc, nơi vật liệu chôn quá sâu hoăc dưới mực nước ngầm. 5. Chia bãi vật liệu thành bãi chủ yếu và dự trữ, trữ lượng bãi vật liệu chủ yếu phải lớn hơn khối lượng đập 50÷100%, bãi vật liệu dự trữ nên chọn ngoài lòng hồ để đề phòng bãi vật liệu chủ yếu bị ngập khi mực nước dâng quá cao làm đất quá ướt. Trữ lượng bãi vật liệu dự trữ thường bằng 20÷30% trữ lượng bãi vật liệu chủ yếu. b) Khai thác và sử dụng bãi vật liệu cần theo nguyên tắc sau 1. Lợi dụng đất đào của các công trình khác để đẳp đập, như vậy giảm được giá thành công trình. 2. Trình tự sử dụng bãi vật liệu có liên quan đến vị trí đắp đập theo yêu cầu để sử dụng hết đất và tăng tốc độ đắp đập vv... Nên tuân theo qui định sau: Đất chỗ thấp đắp theo nơi thấp, đất chỗ cao đắp theo nơi cao, đất gần dùng trước đất xa dùng sau. 3. Để tránh bị ngập đường vận chuyển và bãi vật liệu nên sử dụng bãi vật liệu thượng lưu trước, bãi vật liệu hạ lưu sau, hoặc để tránh bớt vận chuyển chồng chéo nhau, mở rộng diện công tác, có thể đồng thời dùng cả bãi thượng lưu và hạ lưu. 4. Cao trình của các bãi vật liệu cần phải phối hợp chặt chẽ với cao trình các đoạn thân đập. Cần chú ý sắp xếp vận chuyển giữa các loại vật liệu, tránh hiện tượng vận chuyển ngược chiều hoặc chồng chéo lên nhau. 5. Các bãi vật liệu khác, vận chuyển thuận lợi, nên dành đến giai đoạn đắp đập tới cao trình chống lũ. Dựa vào các nguyên tắc trên ta tiến hành khai thác ba bãi vật liệu như sau: Đất đắp được khai thác ở các mỏ vật liệu số 1 và 3 là những mỏ rất gần vị trí xây dựng công trình. Ngoài ra có thể tận dụng đất đào móng tràn để đắp đập. Lấy đất theo nguyên tắc gần lấy trước xa lấy sau, trường hợp nếu thiếu đất đắp mới khai thác bãi vật liệu số 2 (vì cự ly xa tới 2,5 ÷ 3,5 km). - Bãi vật liệu số 3: Khai thác trong giai đoạn I. - Bãi 1: Được khai thác trong giai đoạn I, II, III, IV GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 54 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội - Bãi 2: Được khai thác trong giai đoạn cuối là bãi để dự trữ. 3.2.4.1. Khối lượng của bãi vật chủ yếu Vchủ yếu = ( 1,5÷ 2 )∑Vyc Trong đó: Vchủ yếu - khối lượng cầu bãi vật liệu chủ yếu ∑Vyc - tổng khối lượng yêu cầu đối với bãi vật liệu ⇒ Vchủ yếu = 1,5 x 1256805,6 = 1885208,4(m3). 3.2.4.2. Khối lượng của bãi vật liệu dự trữ Vdt = (0,2÷0,3) Vchủ yếu Trong đó: Vdt - khối lượng của bãi vật liệu dự trữ ⇒ Vdt = 0,2 x 1885208,4 = 377041,7 (m3). Qua tài liệu khảo sát đã xác định được trữ lượng đất đắp ở các mỏ tổng cộng là: 1934846 m3. Kết hợp với kết quả tính toán ta thấy trữ lượng đất đắp đã đủ để đắp đập, chưa kể đến khối lượng đất đào móng tràn xả lũ để đắp đập.ta lập qui hoạch cho các bãi vật liệu như sau: TT 1 2 3 Tên bãi vật liệu Bãi vật liệu số 1 Bãi vật liệu số 2 Bãi vật liệu số 3 Bảng 3-8. Thống kê các bãi vật liệu Trữ lượng Khoảng cách Bãichủ yếu Vị trí 3 (m ) đến đập (km) (m3) 684589 HL 1,2 684589 640293 HL 2,5÷3,5 609964 TL 1 609964 Bãidựtrữ (m3) 640293 3.2.4.3. Kế hoạch sử dụng bãi vật liệu cho từng giai đọan Mỏ vật liệu số 1: Mỏ nằm ở phía vai trái cách tuyến đập về phía hạ lưu lớn nhất là 1 km. Vật liệu dùng để đắp phần thân đập phía thượng hạ lưu đập và đắp phần chống thấm của thân đập, ta tiến hành khai thác vào giai đoạn I, II, III, IV để đắp đập Mỏ vật liệu số 2: Mỏ này nằm ở phía hạ lưu cách tuyến đập từ 2,5 ÷3,5 km. Vật liệu để đắp phần thân đập, nếu sau khi khai thác mỏ số 1 và số 3 đã hết thì ta mới tiến hành khai thác vào giai đoạn cuối. Mỏ vật liệu số 3: Mỏ này nằm trong lòng hồ phía vai trái tuyến đập, cách tuyến đập về phía thượng lưu khoảng 1 km. Vì nằm trong lòng hồ nên ta tiến hành khai thác vào giai đoạn đầu để đắp đập ở phía vai trái, giai đoạn I năm thứ nhất. Các mỏ cát, đá, sỏi dùng để làm đệm tiêu nước, lớp chuyển tiếp và cát để đổ Bê tông lấy ở trên sông cái phía hạ lưu cách tim tuyến đập khoảng 300m và ở sông An Lão cách vị trí tuyến đập khoảng 6,5 km. Mùa khô tập trung khai thác đổ vào bãi dự trữ, sau đó lựa chọn đưa vào thi công công trình. Đá hộc và đá dăm lát mái đập và đổ Bê tông tấm lát ngoài khối lượng tận dụng từ đá đào hố móng tràn. Khối lượng còn thiếu được khai thác và gia công tại mỏ đá Vĩnh Đức, cách vị trí tuyến công trình đầu mối khoảng 10 km. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 55 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Bảng 3- 9. Kế hoạch sử dụng bãi vật liệu cho từng giai đoạn Trình tự khai thác Tên bãi Trữ lượng Khoảng cách TT Vị trí 3 vật liệu (m ) đến đập (km) GĐ I GĐ II GĐIII GĐIV 1 Số 1 684589 HL 1,2 CY CY 2 Số 2 640293 HL DT DT DT DT 2,5÷3,5 3 Số 3 609964 TL 1 CY 3.2.5. Chọn máy và thiết bị đắp đập cho từng giai đoạn a) Nguyên tắc - Đảm bảo cho máy chủ yếu phát huy tác dụng cao nhất. Đó là các máy đào đất như máy đào một gầu có nhiệm vụ hoàn thành khâu công tác cơ bản là khai thác đất. - Số lượng các máy và phương tiện vận chuyển trong một dây truyền đồng bộ được xác định bởi năng suất của máy chủ yếu. Số lượng các máy dây chuyền được xác định bởi khối lượng công việc và thời hạn hoàn thành. - Việc lựa chọn thành phần của một dây chuyền đồng bộ được tiến hành cho từng công trình bằng cách so sánh các phương án theo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. b) Căn cứ để chọn máy đào và vận chuyển 2 - Khối lượng và cường độ thi công - Cự ly vận chuyển - Đặc điểm khai thác ở bãi vật liệu: dày, mỏng, nông, sâu... - Phân bố chất đất theo chiều dày Đề xuất phương án: Dựa vào thiết kế hiện trường thi công ta chọn ra các phương án thi công đập đất cho công trình hồ chứa nước Vạn Hội như sau: - Phương án 1: Dùng máy đào + ô tô + máy ủi + máy đầm. - Phương án 2: Dùng máy cạp + máy ủi + máy đầm. So sánh lựa chọn phương án: Xuất phát từ tình hình thực tế thi công tại công trình đầu mối, cự ly vận chuyển, khối lượng và địa hình của bãi khai thác vật liệu, cường độ thi công và khả năng nhân lực của đơn vị thi công. Dựa vào các nguyên tắc thi công cơ giới đắp đập đầm nén, các căn cứ để chọn máy đào và vận chuyển qua phân tích em đi đến kết luận sau: - Do khối lượng và cường độ thi công đập rất cao. - Do bãi vật liệu ở xa nên nếu dùng máy cạp thì không kinh tế nên ta chọn phương án thứ nhất ( Phương án: Máy đào + ô tô + máy ủi + máy đầm ). Vì dùng máy đào kết hợp với ô tô vận chuyển với cự ly xa là đạt hiệu quả và khi cần thiết điều động xe máy dễ dàng, đáp ứng với cường độ thi công cao. c) Chọn thiết bị xe máy cho phương án chọn 1. Máy đào: Căn cứ vào cường độ đào đất của máy ở từng giai đoạn. “ Sử dụng sổ tay chọn máy thi công” còn loại máy đào gầu sấp dẫn động bằng thủy lực do hãng Komatsu PC – 400 của Nhật sản suất có các thông số kỹ thuật sau: - Dung tích gầu: q = 1,6 m3. - Bán kính gầu lớn nhất: 12 m - Chiều cao đổ lớn nhất: 7.2m - Chiều rộng mắt xích: 0,60 m - Trọng lượng máy: 30,2 tấn. - Thời gian một chu kỳ làm việc: tck= 18,5 (s) GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 56 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội 2. Phương tiện vận chuyển: Chọn loại ôtô là Kmaz -222. các thông số chính của loại ôtô này: - Tải trọng của xe: 12 tấn. - Công suất: 180 mã lực - Kích thước xe: dài 8,19 m, rộng 2,65m, cao 2,76m - Dung tích thùng xe: 13m3 3. Máy ủi: Dùng loại máy ủi D50A – 16 có các thông số kỹ thuật như sau: - Trọng lượng : 11,65tấn - Động cơ : + Mã hiệu 4D – 130. + Công suất thiết kế : 110 CV. - Lưỡi ủi : + Rộng : 3,72m. + Chiều cao : 0,875m. 4. Máy đầm Chọn loại máy đầm chấn động Dynapac CA-301 có các thông số kỹ thuật như sau: + Chiều dài của đầm: 2,2m. + Đường kính quả đầm: 1,8m. + Kích thước đáy chân cừu: (10 x13)cm. + Chiều dài chân cừu: 15 cm. + tổng số chân cừu: 150 cái. + Lực đầm: P = 30 ( kg/cm2 ). + Cơ cấu di chuyển bánh hơi. 3.2.5.1. Tính số lượng máy đào và ô tô Với dây chuyền thi công đã chọn, dựa vào ĐMXDCB 1242, ta xác định được các thông số về định mức hao phí cho từng loại thiết bị như sau: Bảng 3-10. Định mức hao phí cho từng loại thiết bị (Đơn vị tính 100m 3) Mã hiệu AB.2414 AB.4144 AB.6312 Cự ly Đất cấp ≤ 1000 Thành phần hao phí Đơn vị Giá trị Ca Ca Ca Ca Ca 0,202 0,045 0,770 0,289 0,145 Máy đào≤ 1,6 m3 Máy ủi 110 CV Ô tô 12 Tấn Máy đầm 16T Máy ủi 110CV III γ ≤ 1,8 T/m3 Năng suất các loại xe máy - Năng suất Máy đào: 100 = 495 (m3/ca) 0,202 100 = = 130 (m3/ca) 0,77 Πđào = - Năng suất Ô tô : Π oto a) Số lượng máy đào Ta có: n dao = Qdao kΠ ∗ dao (3-14) Trong đó: GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 57 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội nđào : Số lượng máy đào trong thời đoạn thi công Qđào : Cường độ thi công (m3/ngày đêm) Πđào : Năng suất máy đào trong 1 ca máy (1ca = 7 giờ). K : Số ca làm việc trong 1 ngày đêm (k = 2ca). b) Số lượng Ô tô - Số ô tô phối hợp với một máy đào: n oto = Π dao Π oto (3-15) Trong đó: nô tô : Số lượng ô tô vận chuyển đất Πđào : Năng suất máy đào trong thời đoạn thi công. Πôtô : Năng suất ô tô được xác định theo định mức cơ bản. ⇒ nô tô = 495 ≈ 4 (xe) 130 - Tổng số ô tô làm việc trên công trường: ∑nôtô = nđào x nôtô Số ô tô dự trữ thường chọn thêm (20-30)% nữa. Dựa vào các công thức trên ta tính được số lượng ô tô máy đào theo bảng sau: Bảng 3-11. Thống kê ôtô, máy đào. Máy đào Ô tô Cường độ số ngày Cự ly Số Đợt đào Số lượng Số lượng Số lượng thi công (km) Loại Loại lượng (m3/ngđ) làm việc dự trữ làm việc dự trữ I 2500,579 112 1÷1,2 Komatsu 3 1 Kmaz 12 3 PC–400 -222 II 2466,856 120 1÷1,2 - nt 3 1 - nt 12 3 III 1805,166 140 2,5 - nt 2 1 - nt 8 2 IV 2142,425 102 2,5 - nt 3 1 - nt 12 3 Do xe tự đổ chỉ có thể làm việc 2 ca trong một ngày đêm. Để đảm bảo cho tất cả các máy đào làm việc trong 2 ca thì tổng số lượng xe ô tô cần là: N= 1,5N a N ∋ = 18 xe KT (3-16) Trong đó: Na: Số lượng xe phục vụ cho 1 máy đào = 4 xe. N∋ : Số lượng máy đào làm việc trong 2 ca. KT : Hệ số đảm bảo kỹ thuật của trạm sửa chữa ô tô (0,67÷0,7) Từ đây ta sẽ tính được số xe ô tô cho mỗi giai đoạn thi công. Vậy số máy đào, ô tô cần dùng cho các giai đoạn đào được tính theo bảng (3-11) c) Kiểm tra sự phân phối xe máy - Kiểm tra hệ số phối hợp m. Theo công thức (8-13) GTTC tập 1 trang 158. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 58 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội m= Q ∗ Kp qγ∗ tn K ∗ (3-17) H Trong đó: m : Số gầu xúc đầy ô tô. Q = 12Tấn : Tải trọng của ô tô. γtn = 1,60T/m3 : Dung trọng của đất tự nhiên ở bãi vật liệu. q = 1,6m3 : dung tích gầu của máy đào. Kp = 1,2 : Hệ số tơi xốp . KH = 0,9 : Hệ số đầy gầu. Thay số vào công thức ta tìm được m. m= 12 ∗1,2 = 6, 25 1,6 ∗1,6 ∗ 0,9 Với m = 6,25 nằm trong khoảng (5÷7) đảm bảo năng suất cao nhất của máy đào. - Kiểm tra về điều kiện ưu tiên cho máy chủ đạo. nôtô *Πôtô ≥ nđaò * Πđào 4 ∗130 ≥ 1 ∗ 495 ⇒ ⇒ 520 > 495 Vậy qua kiểm tra các điều kiện ta thấy thỏa mãn điều kiện về phối hợp xe máy. 3.2.5.2. Tính số lượng máy san đầm a) Tính số lượng máy ủi Căn cứ vào điều kiện thi công, căn cứ vào cấp đất, tra định mức dự toán ta được năng suất thực tế của máy ủi: Πủi = 100 = 689,7 (m3/ca). 0,145 Số máy ủi cần thiết cho giai đoạn thi công là: n ui = n dao Π dao k 3 .Π ui (3-18) (k3 = 1,04) : Hệ số tổn thất do vận chuyển. b) Tính số lượng máy đầm Căn cứ vào cấp đất, tra định mức dự toán ta được năng suất thực tế của máy đầm là: Πđầm = 100 = 346 (m3/ca) 0,289 Số máy đầm cần thiết cho các giai đoạn thi công là: n dam = nΠ dao dao k 3 .Π dam (3-19) Từ các công thức trên ta tính được số lượng máy ủi, máy đầm cho các đợt thi công như trong bảng (3-12). Cường độ Đợt đào (m3/ngđ) số ngày thi công I 2500,579 112 II 2466,856 120 Bảng 3-12. Thống kê máy ủi, máy đầm. Máy ủi Máy đầm Số Số Cự ly Số Số lượng lượng (km) Loại lượng Loại lượng làm làm dự trữ dự trữ việc việc 0,225 D50A3 1 Dynapac 5 2 16 CA-301 0,22 - nt 3 1 - nt 5 2 GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 59 Đồ Án Tốt Nghiệp III IV 1805,166 2142,425 Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội 140 102 0,44 0,56 - nt - nt - 2 3 1 1 - nt - nt - 3 5 1 2 c) Thiết kế khoang đào Thiết kế khoang đào nhằm giúp cho công tác đào đất được thuận tiện và nhịp nhàng tránh tình trạng chồng chéo chờ đợi khi đào xong một khoang đào cũng như đang trong quá trình đào. Việc bố trí khoang đào phụ thuộc vào việc bố trí phối hợp giữa xe vận chuyển và máy đào mà ta có hai loại như sau: - Khoang đào cùng hướng. - Khoang đào bên. Đối với khoang đào cùng hướng thì xe vận chuyển không có đường riêng trong khoang đào. Lúc này xe vận chuyển và máy đào cùng ở trên một mặt bằng, trong những trường hợp đặc biệt như đào rãnh tiên phong thì xe vận chuyển đứng cao hơn mặt máy đứng. Đối với khoang đào bên thì xe vận chuyển có đường riêng đi song song với đường đi của máy đào và đặt ngang ở máy đào đứng (gọi là khoang đào bên kiểu bằng) hoặc đặt cao hơn mặt máy đứng (gọi là khoang đào bên kiểu bậc thang). Dựa vào bãi vật liệu và cường độ thi công của đập nên ta chọn hình thức khoang đào bên kiểu bằng để ô tô vận chuyển ra vào bãi vật liệu lấy đất được dễ dàng , thuận tiện. 3.2.6. Tổ chức thi công mặt đập Công tác mặt đập là khâu chủ yếu của thi công đập đất đầm nén. Nội dung công tác mặt đập gồm các phần việc sau. - Dọn nền và sử lý nền. - Vận chuyển và rải đất trên mặt đập. - Xử lý độ ẩm trước hoặc sau khi rải đất - Đầm đất. - Sửa mái và làm bảo vệ mái. 3.2.6.1. Công tác dọn nền đập Là một khâu mở đầu cho việc thi công đập đất, công tác dọn nền đập bao gồm các công việc sau: 1. Dọn sạch các cây cối, gạch đá, bóc phong hóa đến độ sâu thiết kế bằng máy ủi hoặc bằng máy cạp và đẩy về phía thượng lưu hoặc hạ lưu của đập. Nếu chưa kịp đắp ngay thì sau khi dọn sạch nền thông thường chừa lại một lớp bảo vệ chỉ dọn đi lúc đắp đập. 2. Lấp các hố khoan thí nghiệm, các giếng thăm dò bằng đất đắp đập. 3. Làm công tác tiêu nước mặt và nước ngầm chảy vào hố móng. Biện pháp bơm khô hố móng đơn giản có thể áp dụng là đào chân khay đê quai thượng lưu cát qua tầng cuội sỏi để cắt dòng nước ngầm, ngăn không cho thấm vào hố móng. 4. Xử lý các chỗ nối tiếp, bộ phân sườn núi ở hai bên bờ, tiếp giáp với tường tâm hoặc tường răng với nền theo đúng thiết kế. Sau khi đã làm xong công tác dọn nền đập phải làm biên bản nghiệm thu nền, trong đó đánh dấu các cao trình địa hình kèm theo mặt cắt ngang, điều kiện địa chất, các đặc trưng địa chất công trình của nền, các số liệu về nước ngầm và các số liệu cần thiết của thiết kế, sau đó mới cho phép đổ đất đắp đập. 3.2.6.2. Công tác trên mặt đập Nội dung công tác trên mặt đập gồm 3 phần việc chính là rải, san và đầm. Ngoài ra còn một số công tác khác như xây rãnh thoát nước, lát mái thượng lưu và trồng cỏ, muốn cho 3 phần việc này không chồng chéo lên nhau và để tăng tốc độ thi công, chúng ta phải dùng phương pháp thi công theo phương pháp dây chuyền để hoàn thành các công việc đó. Đối với đập đất Vạn Hội công tác trên mặt đập ta tiến hành thi công như sau: GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 60 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Gia cố mái thượng lưu ưu tiên làm trước và phải đảm bảo luôn luôn vượt trước mực nước thượng lưu, biện pháp thi công chủ yếu bằng thủ công. Mái hạ lưu trồng cỏ, xây rãnh thoát nước thi công trước mùa mưa lũ để tránh xói lở mái. Phương pháp tổ chức theo dây chuyền trên mặt đập tức là chia mặt đập thành từng đoạn, trên mỗi đoạn phải hoàn thành 1 phần việc và các phần việc sẽ tiến hành đồng thời theo thứ tự rải, san, đầm. Trước tiên ta tiến hành phân đoạn thi công trên mặt đập. Nguyên tắc phân đoạn là diện tích mỗi đoạn công tác phải bằng nhau và phải đủ để đội máy và đội công tác phát huy hết tác dụng, trong cùng một thời gian đã định mỗi đội đều phải hoàn thành nhiệm vụ trên mỗi đọan công tác. diện tích mỗi đoạn công tác quyết định bởi cường độ vận chuyển đất lên đập và độ dày rải đất của mỗi lớp. a) Xác định số đoạn công tác trên mặt đập Số đoạn công tác trên mặt đập tính cho các cao trình của các giai đoạn đắp đập được tính như sau: - Ở cao trình ∇32P m mặt đập ta có: + Chiều dài mặt đập là: 265 m + Bề rộng mặt đập là: 106 m + Diện tích mặt đập ở cao trình∇32P m là: Fmd = 28090 m2 + Diện tích rải: Fr = Qm H (3-20) Trong đó: Fr - Diện tích rải đầm (m2) H - Chiều dày rải đất (m) Qm - Năng xuất máy (m3/ca) Qm = n dao π dao γ tn K 3 γ tk (3-21) Trong đó: n : Số lượng máy đào πđào : Năng suất máy đào = 495 (m3/ca) γtn = 1,60 T/m3 : dung trọng tự nhiên của đất ở bãi vật liệu γtk = 1,77 T/m3: Dung trọng thiết kế của đập. K3 = 1.04 là hệ số tổn thất do vận chuyển ⇒ Qm = 3 ∗ 495 ∗1, 6 = 1290,7 (m3/ca). 1, 04 ∗1, 77 Thay số vào công thức (3-20) ta tính được Fr Fr = 1290, 7 = 4302 (m2) 0,3 Fmd 28090 = ≈ 7 (dải) Fr 4302 Fmd 28090 = = 4012,9 (m2) Diện tích thực mỗi dải : Ftt = mc 7 Số dải : mc = GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 61 Đồ Án Tốt Nghiệp Cường độ tính toán : Cường độ khống chế: Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Qtt = Ftt * H = 4012,9 * 0,3 = 1203,9 (m3/ca). Q kc = V dap n.T (3-22) Trong đó : Vđắp = 264306 m3 : khối lượng đắp yêu cầu của giai đoạn thiết kế T = 120 ngày : số ngày thi công của giai đoạn. n = 2 ca : Số ca làm việc trong ngày. Q kc = đập. 264306 = 1101,3 (m3/ca). 2 ∗120 So sánh ta thấy điều kiện chọn xe máy hợp lý: Qkc = 1101,3 m3/ca < Qtt = 1203,9 m3/ca < Qm = 1290,7 m3/ca Như vậy ứng với cao trình ∇37m thì số đoạn công tác mc = 9 đảm bảo cường độ đắp - Tương tự như vậy thì ta có số liệu tính toán cho các cao trình của các giai đoạn thi công: Bảng 3-13. Số đoạn công tác trên mặt đập cho các giai đoạn  Fmd Qm Fr mc Ftt Qtt Vđắp T n Qkc 32T 23850 1290,7 4302 6 3975 1192,5 250058 112 2 1116,3 32P 28090 1290,7 4302 7 4012,9 1203,9 264306 120 2 1101,3 37 38069,5 860,5 2868 14 2719,3 815,8 225646 140 2 805,9 40 26130 1290,7 4302 7 3732,9 1119,9 195114 102 2 956,4 Ta thấy tất cả các giai đoạn tính toán đều có mtt > 3 và Qkc < Qtt < Qm nên chọn số đoạn công tác trên mặt đập là hợp lý. b) Tổ chức dây chuyền thi công trên mặt đập Sau khi đã chia mặt đập ra làm các đoạn ta bắt đầu chia nó thành 3 khu (gồm có đổ, san, đầm) có diện tích bằng nhau với ba khâu đổ san đầm phải tương đương nhau năng suất khâu sau nên bố trí lớn hơn khâu trước. Hình 3-13. Minh họa bố trí thi công dây chuyền trên mặt đập. Phân chia các diện tích rải đất và dây chuyền trên mặt đập phải đáp ứng các vấn đề chủ yếu sau: + Các dải song song với tim đập. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 62 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội + Tốc độ nâng cao mặt đập nếu nhanh hơn thiết kế quy định thì phải có luận chứng bảo đảm chất lượng và được chủ đầu tư đồng ý. + Phải đắp đập theo mặt cắt phòng lún. + Các mặt tiếp giáp phái xứ lý theo qui định của qui phạm.Mái dốc của mặt tiếp giáp m ≥ 2. Nếu chênh lệch giữa 2 khối đắp >5 thì phải có cơ (nếu mái m ≥ 3 thì không cần cơ). + Mặt cắt tiếp giáp nên có hướng xiên góc với dòng chảy ≥ 45o + Các vị trí tiếp giáp với vai đập hoặc công trình bê tông phải đầm bằng đầm cóc trong phạm vi 1m. Ngoài phạm vi đó mới dùng đầm lăn ép. Nếu dùng máy đầm xung kích (đầm nện) thì phải cách phần tiếp giáp công trình bê tông ≥ 2m. + Đối với đập có mặt cắt ngang gồm nhiều khối đắp khác nhau thì phải đắp theo trình tự trước sau căn cứ vào mái nghiêng của mặt tiếp giáp (đắp theo trình tự từ dưới lên) (theo tiêu chuẩn thi công đập đất đầm nén 14TCVN20-2004) Sơ bộ xác định khoảng cách các đống đổ theo QP kỹ thuật thi công đập đất theo phương pháp đầm nén QPTLD4 - 80: Loại ô tô Kmaz -222 Bảng 3-14. Khoảng cách đống đổ Khoảng cách giữa các đống đất đổ (m) Chiều dày lớp san (m) A - Hướng dọc B - Hướng ngang 0,3 4,9 3,6 Sau khi đổ đất ta tiến hành việc san ủi đất. Sau khi hoàn thành công tác đổ đất và san thì đầm là một khâu chủ yếu trong thi công đập đất bằng phương pháp đầm nén. Hiệu suất đầm cao hay thấp nó ảnh hưởng trực tiếp tới giá thành và tiến độ thi công. Rải San San Ñaàm Ñaàm Rải (a) (b) Hình 3 -14. Trình tự thi công trên mặt đập (a) Vị trí thi công của các loại máy ở ca trước. (b) Vị trí thi công của các loại máy ở ca tiếp theo. Khối lượng thể tích khô của đất, chiều dày lớp đất có thể đổ để đầm, tính đồng đều của đất sau khi đầm, vv..., được quyết định bởi các yếu tố sau đây: loại đất, lượng ngậm nước của đất, loại máy đầm, tham số đầm và phương pháp đầm. 3.2.6.3. Khống chế độ ẩm của đất Thông thường trong thi công đập đất ta thường gặp độ ẩm của bãi vật liệu khó đảm bảo lượng ngậm nước do đó mà khi thi công ta phải luôn có biện pháp đảm bảo được độ ẩm của đất đắp. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 63 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Nếu lượng ngậm nước của đất đắp không đủ phải tưới thêm nước. Đối với đất có tính sét nên tưới ngay ở bãi vật liệu, còn đối với đất có tính cát có thể tưới nước trên mặt đập sau khi đã san phẳng. Lượng nước cần thiết cho 1m3 đất rời được xác định như sau: Q = (δ2Wo - δ1We) δo δ2 (3-23) Hoặc cho 1m3 đất chưa phá vỡ kết cấu (ở bãi vật liệu). Q = (δ2Wo - δ1We) δ1 δ2 (3-24) Trong đó: Q - Lượng nước cần bổ xung cho 1m3 đất ( m3) W0 - Lượng ngậm nước tự nhiên (%) We - Lượng ngậm nước tốt nhất (%). δ0 - Độ chặt của đất tơi xốp (T/m3). δ1 - Độ chặt của đất ở bãi vật liệu (T/m3). δ2 - Độ chặt của đất sau khi đầm (T/m3). Ta có thể khống chế được độ ẩm của đất đắp đập nhờ các thí nghiệm và qua 2 công thức trên. W0, We, δ0, δ1, δ2 được xác định thông qua thí nghiệm. Khối lượng thể tích khô của đất đắp dược xác định theo phương pháp sau: - Đối với đất cát, đất thịt, đất sét, hoặc cát mịn: Lấy đất nguyên dạng bằng dao vòng rồi xác định thể tích khô. - Đối với cuội sỏi, cát thô: Đào hố lấy mẫu nguyên dạng, đo thể tích hố đào và căn cứ vào đó để xác định khối lượng và thể tích của mẫu. - Thành phần hạt của vật liệu làm lọc được xác định theo phương pháp sàng ở phòng thí nghiệm. - Với vật liệu tầng lọc thì cứ (25÷30) m3 lấy một tổ 3 mẫu thí nghiệm để kiểm tra thành phần hạt. - Vị trí lấy mẫu thí nghiệm phải phân bố đều trên bình đồ, vị trí lấy mẫu giữa lớp trên và lớp dưới phải xen kẽ nhau để kiểm tra được chất lượng đầm nén ở toàn bộ thân đập. - Trong mỗi giai đoạn thi công khi đầm xong một lớp phải 200 m3 lấy tối thiểu một tổ mẫu gồm 3 mẩu thí nghiệm. Các mẫu này được lấy sâu tiếp giáp với lớp dưới. 3.2.6.4. Khống chế và kiểm tra chất lượng Trong suốt quá trình thi công đập đất đầm nén phải luôn khống chế và thường xuyên kiểm tra chất lượng đảm bảo phù hợp với quy cách kỹ thuật ghi trong văn bản thiết kế và qui phạm thi công. 1. Đối với đất khai thác ở bãi vật liệu cần phải kiểm tra khống chế lượng ngậm nước, kích thước hòm đất, chất đất vv... Đồng thời phải kiểm tra hệ thống tháo nước, biện pháp phòng mưa. 2. Ở mặt đập phải kiểm tra, khống chế độ dày rải đất, kích thước hòn đất, lượng ngậm nước, mức độ nén chặt (khối lượng riêng khô) và tình hình kết hợp giữa các lớp đầm nén. Cần phải chú ý phát hiện kịp thời những hiện tượng nứt nẻ, mặt nhẵn, bóc lớp, bùng nhùng và đầm không đạt yêu cầu. Nếu có những hiện tượng trên phải phân tích nguyên nhân, kiểm tra toàn diện và kịp thời bổ cứu. Ngoài ra mỗi khi thân đập được nâng cao 3÷5m thì lấy một số mẫu đất ở các bộ phận thân đập tiến hành thí nghiệm tính chất cơ lý của đất để làm căn cứ đối với yêu cầu thiết kế và quản lý công trình sau này. 3. Đối với các bộ phận khác của thân đập như tường tâm, tường nghiêng và tầng lọc phải thường xuyên kiểm tra chất lượng, bảo đảm lượng ngậm nước, khối lượng riêng khô. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 64 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Đối với tường răng thì việc bố trí lấy mẫu không được ít hơn 3 hàng, trong mỗi hàng điểm này cách điểm kia không quá 30m. Điểm lấy mẫu ở các hàng nên chênh lệch nhau, đối với mái đập, mỗi lần đầm xong một lớp phải lấy mẫu để thí nghiệm và sau khi sửa mái xong cũng phải kiểm tra một số nơi trọng điểm. Ngoài những nơi lấy mẫu qui định ra, còn kiểm tra ở những nơi nghi vấn (hàm lượng nước quá cao hoặc quá thấp, chất đất, đầm không đủ, rải đất không đều vv...)và những nơi kết hợp các bộ phận khác với thân đập (thân đập và kết cấu cứng của công trình, nơi kết hợp với sườn núi, chỗ tiếp giáp giữa các đoạn công tác với nhau vv..) Đối với đống đá tiêu nước thì chủ yếu là kiểm tra khống chế chất lượng đống đá, độ chặt, độ rỗng và cấp phối xem có phù hợp với qui phạm thi công và qui cách kỹ thuật ghi trong văn bản thiết kế hay không. Chú ỷ: Sau khi lấy mẫu phải lấp hố lấy mẫu thí nghiệm và đầm chặt trở lại. khi lấy mẩu thí nghiệm nếu đạt yêu cầu thì cán bộ phụ trách kỹ thuật mới cho đắp tiếp lớp khác, nếu chưa đạt yêu cầu thì phải đầm lại. - Phương pháp thí nghiệm đầm nén ở hiện trường: a) Mục đích Trong giai đoạn đầu của công tác đất nhất thiết cần phải tiến hành đầm nén thí nghiệm trong điều kiện sản xuất, khi sử dụng loại máy đầm đã được chọn với mục đích xác định: + Chiều dày lớp đầm. + Số lần đầm nén của máy đầm cho một dải đất đầm. + Độ ẩm tốt nhất của đất. b) Nội dung của phương pháp thí nghiệm như sau Bãi thí nghiệm chọn nơi bằng phẳng có chiều dài chừng 60m, chiều rộng khoảng 6m, chiều dài của bãi chia làm 4 đoạn, mỗi đoạn dài 15m rộng 6m. Mỗi đoạn lại chia thành 4 băng rộng 15/4 = 3,75 m. Nền của bãi thí nghiệm phải được san phẳng và đầm cho đạt hoặc vượt dung trọng khô thiết kế, có sơ đồ (như hình vẽ sau) W1 60 W2 W3 W4 n1 n2 n3 n4 n1 n2 n3 n4 15 15 60 15 15 Hình 3-15. Sơ đồ bố trí bãi thí nghiệm - Lần thứ nhất trên mỗi đoạn đổ một lớp đất có chiều dày đồng đều H = H 1 như nhau, nhưng có lượng nước khác nhau W1, W2, W3, W4. Sau đó bắt đầu đầm nén. Tại băng thứ nhất của mỗi đoạn đầm n1 lượt, tại băng thứ 2, 3, 4 của mỗi đoạn đầm n2, n3, n4 lượt. Sau khi đã đầm xong trong mỗi băng lấy khoảng 6÷9 mẫu để xác định khối lượng thể tích khô (dung trọng khô) bình quân của chúng. - Lần thứ hai cũng làm thí nghiệm như trên, nhưng với lớp đất dày H2 sau đó với lớp đất dày H3, H4 vv... GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 65 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Dựa vào kết quá của các lần thí nghiệm chọn ra chiều dày lớp đất rải. Số lần đầm tương ứng có khối lượng công tác đầm nén nhỏ nhất (tỉ số n/H đạt giá trị min) và tìm ra độ ẩm tối ưu, sử dụng các thông số này cho qui trình thi công đập đất chính thức. 3.2.6.5. Đầm đất 1. Lựa chọn máy đầm Đắp đập đất thường dùng 3 loại đầm sau: Đầm lăn (đầm trơn, đầm bánh hơi, đầm chân dê), đầm nện và đầm chấn động. Việc lựa chọn máy đầm phải dựa trên những yếu tố sau: + Tính chất của đất (đất dính hoặc không dính, tính đồng đều của hạt đất, lượng ngậm nước vv...) và mật độ cần nèn chặt. + Điều kiện thi công (khối lượng công trình, cường độ thi công, diện công tác lớn hay nhỏ và mùa thi công). Như vậy đối với đập đất Vạn Hội thì ta chọn loại đầm chân dê chấn động Dynapac CA-301 có các thông số kỹ thuật như sau: + Chiều dài của đầm: 2,2m. + Đường kính quả đầm: 1,8m. + Kích thước đáy chân cừu: (10 x13)cm. + Chiều dài chân cừu: 15 cm. + tổng số chân cừu: 150 cái. + Lực đầm: P = 30 ( kg/cm2 ). + Cơ cấu di chuyển bánh hơi. 2. Tính toán các thông số đầm nén của đầm chân dê - Xác định khối lượng tổng cộng và áp lực ở đáy chân dê. Xem khối lượng tổng cộng của đầm đều chuyển qua một hàng chân dê xuống đến lớp đất thì khối lượng tổng cộng của nó là: Q=P FN 130 ∗16 = 6361 (kg) = 6,361 (tấn) = 30 g 9,81 Trong đó : Q : Khối lượng tổng cộng của đầm (Tấn) P = 30 kg/cm2: Áp lực đơn vị của đáy chân cừu, có quan hệ với tính chất của đất, xác định từ bảng (8-5) trang 151 GTTC tập 1 N : Số chân cừu trong một hàng, N = 16 g = 9,81 (cm2/s): Gia tốc trọng trường F : Diện tích đáy 1 chân cừu có kích thước: 10*13 =130 (cm2) + Độ dày lớp đất rải: h = 1,5*L Trong đó: h : Độ dày của lớp đất rải (m) L = 0,15 m: Chiều cao của chân cừu. Vậy chiều dày lớp đất rải là: h = 1,5*0,15 = 0,225 (m) ` + Số lần đầm nén: Áp dụng công thức (8-5) trang 151 GTTC tập 1 n= K * S F *m Trong đó: n : Số lần đầm S : Diện tích bề mặt của đầm khi lăn một vòng (m 2) với đầm Dynapac CA-301 có chiều dài quả đầm L = 2,2 m, đường kính của đầm d =1,8 m. ⇒ S = 2* π * R * l = 2*3,14*0,9*2,2 = 12,44 (m2) GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 66 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội m : Tổng số chân cừu m = 150 F : Diện tích đáy của một chân cừu (cm2), F =130 (cm2) = 0,013 (m2) K : Hệ số xét đến sự phân bố không đồng đều của chân cừu, K = 1,3. ⇒ n = 1,3* 12, 44 = 8,3 (chọn số lần đầm n = 9 lần) 0, 013*150 Đối với loại đất có tính dính tương đối lớn có thể tăng số lần đầm thích hợp, nếu đã vượt qua số lần đầm mà vẫn không đạt được độ chặt cần thiết thì phải tăng thêm áp lực đơn vị của đầm. Để có được số lần đầm hợp lý nhất thì ngoài tính toán theo công thức như trên thì cần thực hiện công tác đầm thí nghiệm tại hiện trường. 3. Phương pháp đầm Sau khi đã lựa ckọn máy đầm xong thì phương pháp đầm chính xác là khâu quan trọng để phát huy triệt để hiệu suất của máy đầm, đảm bảo chất lượng đập đất, thực hiện việc xây dựng công trình đập đất có chất lượng, tốt năng suất cao. Hiện nay người ta hay sử dụng hai phương pháp đầm đối với đầm chân dê là đầm đi đường vòng và đầm tiến lùi. Phương pháp thao tác đầm đi đường vòng đơn giản dùng với đoạn công tác rộng có thể tổ hợp 2÷3 đầm do một máy kéo điều khiển. Đầm theo phương pháp này thì năng suất tương đối cao, nén chặt đều, nhưng 4 góc của mặt công tác khó tránh khỏi đầm sót và đầm trùng. Tại chỗ máy quay vòng đất thường bị tác dụng của lực cắt và lực xoáy tương đối lớn nên kết cấu của đất dễ bị phá hoại, do đó khó đảm bảo chất lượng ở hai đầu mút đoạn công tác. Phương pháp đầm tiến lùi thường dùng đối với đoạn công tác hẹp, nhưng cũng thích hợp với đoạn công tác rộng. Đặc điểm của công tác này là thao tác đơn giản, dễ khống chế chất lượng. Nhưng ở 2 đầu mút đoạn công tác phải ngừng máy để thay đổi hướng máy chạy nên ảnh hưởng đến năng suất. 1 2 3 1 2 3 (a) (b) Hình 3-16. Sơ đồ các phương pháp đầm trên mặt đập. (a) Phương pháp đầm vòng (b) Phương pháp đầm tiến lùi Chính vì thế ta chọn phương pháp đầm là phương pháp đầm tiến lùi để thi công đập đất Vạn Hội. Nhưng cũng cần chú ý những điểm sau: Khi phân chia khu đầm thì chiều rộng hay hẹp đều được và chiều dài tốt nhất là 50÷100m. Khi đầm, ranh giới giữa các khu phải đặt mốc để tiện theo dõi, tránh đầm trùng nhau hoặc đầm sót. Đường ranh giới giữa khu lớp trên và khu lớp dưới phải so le nhau. Ở giải đất bắt đầu đầm và kết thúc đầm đều phải đầm thêm cho đủ số lần đầm. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 67 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Trong quá trình đầm phải chú ý thường xuyên kiểm tra tình hình rơi vãi vật liệu đổ trong thùng đầm dùng làm tải trọng dằn và mức độ mài mòn của chân dê để đảm bảo cho đầm làm việc bình thường. 3.2.6.6. Công tác bạt mái làm bảo vệ mái a) Công tác bạt mái Trong quá trìng thi công đập đất lên cao ta tiến hành kết hợp với công tác bạt mái đập thượng lưu và hạ lưu bằng máy ủi và máy đào. Công tác bạt mái được tiến hành như sau: - Máy ủi đứng trên mép mái dốc và di chuyển theo mái dốc từ trên xuống dưới, tức là vuông góc với trục của công trình, vừa di chuyển vừa gọt đất. - Máy đào đứng trên mặt đập vừa tầm với của máy ở độ cao thích hợp, máy bạt mái bỏ đất trên mặt đập, rồi dùng máy ủi san ra kết hợp với đầm chân cừu đầm đến khi nào đạt dung trọng thiết kế - Khi di chuyển từ dưới lên trên, máy ủi chỉ được đi dật lùi với tốc độ số 1. b) Công tác làm bảo vệ mái - Mái thượng lưu: Sau khi đắp đạt dung trọng khô thiết kế ta tiến hành bạt mái phẳng đúng độ dốc (m= 3,25 và 2,75) tiến hành đổ lớp dăm sỏi, cát dày 15cm đúng thiết kế và đổ bê tông mái. Khi lát đá hộc phải dùng đồng thời làm lọc. - Mái hạ lưu: + Đắp đống đá tiêu nước dùng ô tô tự đổ vận chuyển đá đổ từng lớp H = 0,5 ÷0,7m và dùng máy ủi san và đầm. + Mái hạ lưu san phẳng đúng độ dốc thiết kế (m = 3,0 và 2,5) rải lớp đất màu trồng cỏ xây rãnh tiêu nước ở cơ và dọc mái đúng đồ án thiết kế. ---------  --------- CHƯƠNG 4 TIẾN ĐỘ THI CÔNG 4.1. Nội dung và trình tự lập kế hoạch tiến độ công trình đơn vị 4.1.1. Mục đích và ý nghĩa - Kế hoạch tổng tiến độ thi công là một phần quan trọng trong thiết kế tổ chức thi công, vì nó quyết định đến tốc độ trình tự và thời gian thi công cho toàn bộ quá trình xây dựng công trình. - Mục đích của tổng tiến độ thi công công trình gồm những nội dung sau: + Đảm bảo công trình hoàn thành đúng hoặc vượt quá thời gian quy định, đưa công trình vào sử dụng trong thời gian ngắn nhất. + Việc thi công các hạng mục công trình được cân bằng liên tục không chồng chéo và tạo thuận lợi cho toàn bộ quá trình thi công công trình. + Sử dụng hợp lý tiền vốn, sức lao động, vật tư máy móc thiết bị, tránh gây lãng phí không cần thiết trong thi công. + Phân định rõ công trình chủ yếu, công trình thứ yếu để có kế hoạch tập trung nhân lực, thiết bị vật tư cho công trình mấu chốt đảm bảo tiến độ và chất lượng công trình. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 68 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội + Tiến độ xây dựng phát triển công trình theo thời gian và không gian được ràng buộc chặt chẽ với điều kiện địa chất, khí tượng thủy văn, lợi dụng điều kiện khách quan có lợi cho quá trình thi công và đảm bảo an toàn cho công trình. + Tốc độ thi công và trình tự thi công đã quy định trong kế hoạch tiến độ đều phải thích ứng với điều kiện kỹ thuật thi công và phương pháp thi công được chọn dùng, tận dụng các biện pháp thi công tiên tiến để rút ngắn tiến độ thi công. + Khi sắp xếp tiến độ thi công cần phải dựa vào điều kiện tự nhiên và tình hình thi công cụ thể tiến hành nghiên cứu tìm ra phương pháp tối ưu nhất đảm bảo an toàn và chất lượng công trình. 4.1.2. Phương pháp lập tiến độ Có 3 phương pháp - Phương pháp sơ đồ đường thắng (GANTT) - Phương pháp sơ đồ mạng xiên (CYCLOGRAM) - Phương pháp sơ đồ mạng lưới (PERT) Ta chọn phương pháp sơ đồ đường thắng (GANTT) để lập tiến độ thi công. 4.2. Kế hoạch tổng tiến độ thi công cho các hạng mục 4.2.1. Căn cứ để lập - Căn cứ vào tiến độ đã lập cho thi công công trình hồ chứa nước Vạn Hội thời gian thi công đã được phê duyệt là 2 năm kể từ lúc khởi công. - Căn cứ vào các bản vẽ kỹ thuật và từng hạng mục của công trình. - Căn cứ vào khả năng của đơn vị thi công, phương án dẫn dòng thi công đã chọn và các mốc khống chế. - Căn cứ vào các thông số liên quan đến mực nước trước đập mà ta đã tính toán. Ta tiến hành lập kế hoạch tổng tiến độ thi công cho công trình hồ chứa nước Vạn Hội như sau: a) Năm thứ nhất - Mùa khô dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên, mùa mưa dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. - Công việc thực hiện: Sau khi khở công xây dựng công trình ta tiến hành làm các công tác phụ trợ như làm lán trại, kho bãi, nhà sinh hoạt, nhà ban chỉ huy công trình, kiểm tra các loại tim tuyến và các mốc cao độ của từng hạng mục và tiến hành thi công theo phương án đã chọn, làm đường thi công nội bộ, bóc phong hoá bãi vật liệu, bóc phong hoá đào móng chân khay đập từ bờ trái đến dòng sông thiên nhiên và tiến hành đào móng tràn xả lũ, cống lấy nước. + Đắp đập từ bờ trái, phải đến bờ dòng sông thiên nhiên tới cao trình +32,00m. + Thi công xong cống lấy nước từ ngày 1/6 đến ngày 31/12 + Thi công một phần tràn xả lũ. + Khai thác và tập kết vật tư theo các vị trí đã lập. + Gia cố xếp đống đá chống xói mòn phần thân đập phía đã đắp nơi tiếp giáp với khu vực dẫn dòng đề phòng lũ về. + Tiếp tục lát mái thượng lưu đến cao trình đất đắp. + Tập kết và chuẩn bị vật liệu lấp dòng tại vị trí đã chọn. b) Năm thứ hai - Mùa khô dẫn dòng qua cống lấy nước kết hợp cống dẫn dòng, mùa mưa dẫn dòng qua cống lấy nước và tràn xả lũ. - Công việc thực hiện: + Ngăn dòng vào ngày 2/1và đắp đê quai. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 69 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội + Đào móng đoạn lòng sông của đập + Tiêu nước ban đầu trong hố móng + Thi công đắp đập đợt III, IV từ ngày 1/6 đến ngày 31/10 + Lát mái thượng lưu. + Thi công xong tràn xả lũ trước ngày 30/8 + Thi công rãnh thoát nước hạ lưu, trồng cỏ mái hạ lưu + Công tác hoàn thiện và chuẩn bị bàn giao đưa công trình vào sử dụng. 4.2.2. Khối lượng công việc để lập tiến độ Bảng 4-1. Kế hoạch cung ứng thiết bị máy móc Thời Thiết bị máy móc Mã hiệu gian Khối lượng Máy Máy ủi Máy định mức thi công Ôtô đào 110CV đầm ( ngày) Hạng mục Thi công hố móng bằng cơ giới AB.24143 30 123911m3 2 13 1 Đắp đập đợt I AB.63123 156 250058m3 2 8 2 2 Đắp đập đợt II AB.63123 120 264306m3 3 12 3 3 Đắp đập đợt III AB.63123 154 225646m3 2 8 2 2 Đắp đập đợt IV AB.63123 102 195114m3 2 Bảng 4-2. Kế hoạch cung ứng nhân lực 8 2 2 Hạng mục San dọn mặt bằng Bóc phong hóa nền đập Làm đường thi công Đào kênh dẫn dòng sau cống Đắp đê quai Công tác hố móng Biện pháp thi công Cơ giới Cơ giới Cơ giới Cơ giới Cơ giới Cơ giới Mã hiệu định mức Đơn Vị Thời Nhân gian công Nhân thi (công công công / (ngày) ngày) Định mức Khối lượng 0.286 380 8 109 14 0.65 192 15 125 8 5.79 150 25 869 35 8.34 50.74 15 423 28 1.48 210.13 18 311 17 0.81 1239.1 30 1004 33 100m2 AA.11213 100m 3 100m 3 100m 3 100m 3 100m 3 AB.24133 AB.31143 AB.27133 AB.63123 AB.24143 GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 70 Đồ Án Tốt Nghiệp Đào và vận chuyển đất đợt I Đắp đập đợt I Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội 100m3 Cơ giới Cơ giới AB.24143 0.81 2625.6 156 2127 14 1.48 2500.6 156 3701 24 1.8 0.81 582 2775.2 60 120 1048 2248 17 19 1.48 2643.1 120 3912 33 1.8 0.81 653 2369.3 60 154 1175 1919 20 12 1.48 2256.5 154 3340 22 1.8 0.81 1571 2048.7 80 102 2828 1660 35 16 1.48 1951.1 102 2888 28 1.8 2188 137 3938 29 1.75 2910 150 5093 34 4.87 40.5 10 197 20 9 310 107 2790 26 100m3 AB.63123 3 Đổ btct mái Cơ thượng lưu giới Đào và vận chuyển đất Cơ đợt II giới Đắp đập đợt Cơ II giới Đổ btct mái Cơ thượng lưu giới Đào và vận chuyển đất Cơ đợt III giới Đắp đập đợt Cơ III giới Đổ btct mái Cơ thượng lưu giới Đào và vận chuyển đất Cơ đợt IV giới Đắp đập đợt Cơ IV giới Đổ btct mái Cơ thượng lưu giới Lát đá khan Thủ mái hạ lưu công Rải cấp phối Cơ mặt đập giới Trồng cỏ mái Thủ hạ lưu công m AF. 15313a AB.24123 100m3 100m3 AB.63123 3 m AE.14210 AB.24123 100m3 100m3 AB.63123 3 m AE.14210 AB.24123 100m3 100m3 AB.63123 3 m AE.14210 3 m AE.12220 100m 2 100m 2 AD.21218 AL.17111 Để đánh giá chất lượng của biểu đồ cung ứng nhân lực ta dùng hệ số không cân đối K, được đặc trưng bởi tỷ số sau đây: K= A M AX A TB (4-1) Trong đó: AMAX - Trị số lớn nhất của số lượng công nhân biểu thị trên sơ đồ cung ứng nhân lực. ATB - Trị số trung bình của số lượng công nhân trong suốt quá trình thi công công trình, có thể tính như sau: GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 71 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội ATB = ∑ ai ti T Ở đây : ai - Số lượng công nhân làm việc trong ngày. ti - Thời đoạn thi công cần cung ứng số lượng công nhân trong mỗi ngày là ai (ngày). T - Thời gian thi công toàn bộ công trình ( 604ngày). Kế hoạch tiến độ xắp xếp hợp lý thì trị số K không nên vượt quá giới hạn (1,3÷1,6). Ta có Atb=48902/604=80.96 người AMAX = 129 người => K=129/80.96=1.59 Vậy kế hoạch tiến độ xắp xếp như trên là hợp lý. Tổng tiến độ thi công được thể hiện trong bản vẽ. ---------  --------- CHƯƠNG 5 BỐ TRÍ MẶT BẰNG CÔNG TRƯỜNG 5.1. Nguyên tắc bố trí mặt bằng công trường 1. Việc bố trí tất cả các công trình tạm đều không cản trở đến việc thi công và vận hành của công trình chính. Phải tổ chức thi công một cách cân đối, hợp lý, bảo đảm công trình được đưa vào vận hành sớm, tạo điều kiện tốt cho thi công. 2. Cố gắng giảm bớt phí tổn vận chuyển, bảo đảm vận chuyển được tiện lợi. Muốn thế cần bố trí hợp lý các xí nghiệp phụ, kho, bãi, máy móc, thiết bị và đường xá giao thông. 3. Cố gắng giảm bớt các công trình tạm, làm cho phí tổn công trình được rẻ nhất. Triệt để lợi dụng các công trình địa phương sẵn có và tận dụng những công trình tạm mới xây dựng vào việc phát triển công nghiệp địa phương sau khi đã xây dựng xong công trình chính, hoặc xây dựng sớm các công trình lâu dài để có thể phục vụ cho thi công. Tận dụng vật liệu tại chỗ và dùng kết cấu đơn giản tháo lắp di chuyển được để có thể sử dụng được nhiều lần. 4. Phải dự tính khả năng ảnh hưởng của thủy văn dòng chảy (như vấn đề ngập lụt trong lúc dẫn dòng thi công), để bố trí và xác định các công trình tạm trong thời kỳ sử dụng chúng. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 72 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội 5. Phù hợp với yêu cầu bảo an phòng hỏa và vệ sinh sản xuất. Đường xá giao thông trong công trường không nên cắt đường giao thông chính. Đường giao thông chính nên bố trí dọc theo hiện trường thi công không nên đi xuyên qua khu nhà ở, kho bãi hay các xưởng phụ gia công để đảm bảo vận chuyển được an toàn. Khoảng cách giữa các công trình kho bãi vật liệu nhà cửa phải tuân theo những tiêu chuẩn về an toàn phòng cứu hỏa của nhà nước. Những kho nguy hiểm như: thuốc nổ, xăng dầu vv...phải bố trí ở nơi vắng vẻ, cách xa trung tâm khu nhà ở và hiện trường thi công. Bố trí nhà ở phải chú ý đến hướng gió thổi , phải tránh bụi bậm, than khói hoặc nước bẩn do các xí nghiệp thải ra làm ảnh hưởng không tốt tới sức khỏe của công nhân. 6. Để tiện việc sản xuất và sinh hoạt, những xí nghiệp phụ và công trình có liên hệ mật thiết với nhau về quá trình công nghệ cũng như về quản lý, khai thác nên bố trí tập trung gần cạnh nhau để tiện việc lãnh đạo, chỉ huy, điều độ và quản lý, giảm bớt sự phân chia vốn không cần thiết. Trụ sở của ban chỉ huy công trường nên bố trí ở nơi vừa tiện lợi cho việc chỉ đạo thi công, vừa tiện lợi cho việc liên hệ với bên ngoài. Khu nhà ở của công nhân không nên bố trí quá xa hiện trường thi công. 7. Việc bố trí hiện trường phải chặt chẽ, giảm bớt diện tích chiếm đất, đặc biệt là diện tích canh tác để tiện cho việc quản lý sản xuất và hạn chế việc chiếm đất canh tác nông nghiệp. 5.2. Bố trí mặt bằng kho bãi, lán trại, điện nước, đường thi công Mặt bằng bố trí kho bãi lán trại ở hai bên vai đập, phía hạ lưu gần trục đường đất hiện có. Mặt bằng này được qui hoạch từ cao trình 25,00m trở lên để chống lũ, đều nằm trên vùng đất trống đồi trọc. Mặt bằng thi công nằm ở vị trí thuận lợi cho việc giao thông giữa công trình với bên ngoài trong mùa khô cũng như mùa mưa lũ, thuận lợi cho việc thi công các hạng mục công trình. 5.2.1. Nguyên tắc chọn kết cấu kho và bố trí kho bãi 5.2.1.1. Những nguyên tắc khi chọn hình thức kết cấu - Kết cấu kho phải phù hợp với yêu cầu bảo quản vật liệu. - Giá thành cần phải rẻ. - Cố gắng dùng vật liệu tại chỗ và kết cấu lắp ghép di chuyển được. - Làm cho diện tích và thể tích kho được lợi dụng có hiệu quả nhất. - Tiện cho công tác chất xếp và bốc dỡ. 5.2.1.2. Bố trí các loại kho bãi Các loại kho bãi được dùng trong công trình đập đất Vạn Hội chủ yếu như kho: Kho đựng xi măng, kho đựng sắt thép, kho xăng dầu, kho thuốc nổ. Việc bố trí cụ thể được thể hiện trên bản vẽ mặt bằng thi công. Cách bố trí một số loại kho như sau: + Kho xăng dầu: Khối lượng kho xăng dầu cần dự trữ trong kho phụ thuộc vào cường độ thi công, các công tác của công trình chính phụ thuộc vào phương thức vận chuyển và khoảng cách vận chuyển, phụ thuộc vào mức độ cơ giới hóa thi công và chất lượng xe máy. + Kho thuốc nổ: Phải xây riêng ra một số ngăn và xây nổi với hàng rào bảo vệ chu đáo, có cột thu lôi chống sét đảm bảo cách xa khu vực nhà cửa lán trại và khu hiện trường đang thi công theo cự ly an toàn, được qui định trong qui phạm. + Kho đựng vật tư: Gồm các kho như kho xi măng kho thép....thì nên bố trí gần hiện trường thi công để tiện lợi cho việc thi công. 5.2.2. Thiết kế và bố trí nhà ở và kho bãi trên công trường 5.2.2.1. Xác định diện tích nhà ở phục vụ cho sinh hoạt và thi công của cán bộ và công nhân trên công trường. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 73 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội a) Tính toán số người trên công trường Theo định tính khối lượng công việc và các số liệu được cung cấp thì số nhân công có mật độ cao nhất tại công trường là 357 người, ta tính toán diện tích nhà ở cho số người trên như sau: Toàn bộ số người thực tế trên công trường là: N = ( N1 + N2 + N3 + N4 + N5 )* k b) Tính toán nhà ở và sinh hoạt cho cán bộ, công nhân của công trường Theo qui định thì mỗi người trên công trường phải đảm bảo bình quân là: 3,5m 2/người. Như vậy tổng diện tích nhà ở trên công trường là: Fnhà ở = N x 3,5 =273 x 3,5 = 956 (m2) Trong đó: K - Hệ số xét đến nghỉ ốm, nghỉ phép, vắng mặt: k = 1,06. N1 = 129 người (là số công nhân trực tiếp sản xuất). N2 = 0,5N1 = 0,5 x 129 = 65 người (là số công nhân sản xuất phụ). N3 = 0,06(N1 + N2) = 0,06(129+ 65) = 12 người (là số cán bộ kỹ thuật và nhân viên phục vụ). N4 = 0,04(N1 + N2) = 0,04(129+ 65) = 8 người (là số nhân viên kỹ thuật và cấp dưỡng phục vụ) N5 = 0,05(N1 + N2) = 0,05(129 + 65) = 10 người (là số công nhân, nhân viên các cơ quan phục vụ cho công trường như bách hoá, lương thực, thực phẩm, ngân hàng, bưu điện, y tế...) Tổng số người có trên công trường là: N = ( 129 + 65 + 12+ 8 + 10 ) 1,06 = 238 (người). b) Tính toán nhà ở và sinh hoạt cho cán bộ, công nhân của công trường Theo qui định thì mỗi người trên công trường phải đảm bảo bình quân là: 3,5m 2/người. Như vậy tổng diện tích nhà ở trên công trường là: Fnhà ở = N x 3,5 =238 x 3,5 =833(m2) 5.2.2.2. Xác định diện tích kho bãi cần thiết để chứa vật liệu - Xác định diện tích kho chứa: Thông thường người ta dựa vào cường độ thi công trong một thời đoạn thi công lớn nhất để xác định. Diện tích được xác định theo công thức sau: F= q p (5-1) Trong đó: q - Khối lượng vật liệu cần cất trong kho (T,m3). P - Lượng chứa đựng vật liệu của mỗi m2 diện tích có ích của kho 2 3 2 (T/m hoặc m /m ) Tham khảo theo bảng 26-6 GTTC tập 2 trang 229. F - Diện tích có ích của kho (m2). Với q được xác định theo công thức sau: Nếu nhập vật liệu theo từng đợt, tức là vật liệu đợt này hết lại nhập đợt khác để bổ xung. Lúc đó lượng vật liệu được tính theo công thức: q = qbq* t GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 74 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Với: qbq - Khối lượng vật liệu dùng bình quân ngày của đợt thi công phải dự trữ (tấn hoặc m3). t - Thời gian cách quãng giữa hai đợt nhập vật liệu (có liên quan đến khoảng cách vận chuyển, thủ tục mua nhận đơn giản hay phức tạp). Nếu tính diện tích tổng hợp của kho (gồm cả đường đi và phòng quản lý) thì được xác định theo công thức sau: F0 = Trong đó: trang 230). F α (5-2) α - Là hệ số lợi dụng diện tích kho (tham khảo bảng 26-7GTTC tập 2 F0 - Diện tích tổng cộng của kho (m2). - Xác định diện tích kho chứa xi măng: Với thể tích bê tông V = 11549 m3. Sơ bộ ta có định mức cho m3 bê tông là 300kg xi măng ⇒ Khối lượng xi măng cần là: Q = 300 x 11549 = 3464700 (kg) = 3464,7 (T) Khối lượng kho ứng với mối lần nhập vật liệu là: q = qbq * t Trong đó: qbq = 3464,7/ 200 = 17,3 (T/ngày) ` t : Thời gian cách quãng giữa hai lần nhập vật liệu = 50 ngày ⇒ q = 17,3 * 50 = 865 Tấn Định mức chất xếp vật liệu trên kho bãi : Đối với vật liệu là xi măng ta có p = 1,30 ⇒F= q 865 = = 665 m2 p 1,3 - Diện tích tổng hợp kho: F0 = F 665 = = 1330 m2 α 0,5 Hệ số lợi dụng diện tích kho: α = 0,5 Với cách tính tương tự như trên ta xác định được diện tích của một số kho bãi khác theo bảng sau: Bảng 5-1. Diện tích các loại kho bãi Diện tích TT Loại kho Đơn vị Sử dụng Chiếm đất 2 1 Kho xi măng m 665 1330 2 2 Kho sắt thép m 125 250 2 3 Trạm sửa chữa xe máy m 150 150 2 4 Bãi tập kết xe máy thiết bị m 2000 2000 2 5 Kho xăng dầu m 100 200 2 6 Kho mìn m 50 50 7 Bãi cát sỏi m2 1500 1500 5.2.3. Tổ chức cung cấp nước cho công trường Toàn bộ lượng nước cho công trường bao gồm: Nước dùng cho sản xuất Qsx, nước dùng cho sinh hoạt Qsh, nước dùng để cứu hoả Qch. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 75 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Q = Qsx + Qsh + Qch (5-3) Trong đó: Q - Tống lượng nước cần dùng. Qsx - Nước dùng cho sản xuất. Qsh - Nước dùng cho sinh hoạt. Qch - Nước dùng để cứu hoả. a) Nước sản xuất - Dùng để trộn bê tông, rửa cốt liệu, dưỡng hộ bê tông, tưới ẩm đất, đầm đá, khai thác vật liệu bằng phương pháp thuỷ lực và cấp nước cho các loại xe máy vv... - Lượng nước cung cấp sản xuất (lít/s) cần nhiều hay ít phụ thuộc vào cường độ thi công, vào qui trình công nghệ của các máy móc và số ca máy sử dụng được tính theo công thức sau: Qsx = 1,1 Trong đó: ΣN m ∗ q ∗ K1 3600 ∗ t (5-4) 1,1 : Hệ số tổn thất nước. ∑Nm: Tống khối lượng công việc (số ca máy) Trong thời đoạn tính toán. Tính cho thời đoạn cao điểm nhất là: 3 máy đào loại Komatsu PC–400 có dung tích gàu q = 1,6 m3 và 13 ô tô Kmaz -222 có tải trọng 12 tấn và 3 máy ủi D50A-16, có 5 máy đẩm loại Dynapac CA-301. ⇒ Nm = số máy đào + số máy ủi + số ô tô + số máy đầm q : Lượng nước hao mức đơn vị cho 1 đơn vị khối lượng công việc (hoặc một ca máy), lít. tra bảng (27-8) GTTC tập 2 trang 225. - Lượng nước hao đơn vị của máy đào: + Lượng nước cần dùng cho một máy đào là (1÷1,7 lít/s.m3) ứng với giai đoạn đào cao nhất của máy đào 2500,579 m3 Vậy lượng nước dùng cho máy đào là: Nđào = 2500,579 * 1,7 = 4251 lít. - Lượng nước hao đơn vị của máy ủi: + Lượng nước dùng cho máy ủi là (15 ÷ 40lít/giờ). Máy ủi làm việc trong 2 ca thì lượng nước cần dùng là: Nủi = 30 * 14 = 420 lít. - Lượng nước hao đơn vị của ô tô: + Lượng nước dùng cho ô tô là 300 ÷ 400 lít/ca. Ôtô làm việc 2 ca ( 14 giờ) thì lượng nước cần dùng là: Nôtô = 2 * 350 = 750 lít - Lượng nước hao đơn vị của máy đầm: + Lượng nước dùng cho máy đầm là (15 ÷ 40 lít/giờ). Máy đầm làm việc trong 2 ca thì lượng nước cần dùng là: Ndam = 30 * 14 = 420 lít. K1 : Hệ số sử dụng nước không đều trong 1 giờ = 1,4 t : Số giờ làm việc = 14 giờ. Thay số vào công thức (5-4) ta tìm được GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 76 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Qsx = 1,1 ( 3 ∗ 4251 + 13 ∗ 750 + 3 ∗ 420 + 5* 420 ) ∗1, 4 3600 ∗14 =0,79 (lít/s) b) Nước cho sinh hoạt Bao gồm hai bộ phận nước là nước dùng cho công nhân làm việc trên hiện trường và nước dùng cho tất cả cán bộ công nhân và gia đình họ ở khu nhà ở trên công trường. Qsh = Q’sh + Q”sh (5-5) - Q’sh là lượng nước dùng cho công nhân làm việc trên công trường (lít/s) được xác định theo công thức: N ' ∗ α ∗ K1 Q , sh = n (5-6) 3600 Trong đó: N’n - Số công nhân làm việc trên công trường = 129 người α - Tiêu chuẩn dùng nước theo bảng (26-10) GTTC tập 2 trang 237. α = 20÷25 (l ng/ca), chọn α = 21 (l ng/ca) = 3 (l ng/giờ). K1 = 1,8÷2 Hệ số dùng nước không đều trong một ngày đêm lấy theo bảng (26-9) giáo trình thi công tập II trang 236. Chọn K1 = 1,8. Thay số vào (4-5) ta được Qsh Q , sh = 129 * 3 *1.8 = 0.194 360 (lít/s) - Q”sh là lượng nước dùng cho tất cả CBCN và gia đình họ ở trên khu vực nhà ở được xác định theo (lít/ngày đêm) theo công thức sau: N n" ∗ α ∗ K1 ∗ K 2 " Qsh = (5-7) 24 ∗ 3600 Trong đó: N’n - Số người trên khu nhà ở = 238 người K2 - Hệ số sử dụng nước không đều trong một ngày đêm, K 2 = 1,2÷1,3 chọn K2 = 1,2. α : Tiêu chuẩn dùng nước, lấy theo bảng (26-10) giáo trình thi công tập II trang 237. α = 30 ÷ 50 (l ng/ngđêm) chọn α = 40 (l ng/ngđêm). Thay các giá trị vào công thức ta tính được 238 * 40 *1.2 Q , sh = = 0.132 (lít/s) 360 Vậy: Qsh = Q’sh + Q”sh = 0,194 + 0,132 = 0,326 (lít/s) Vậy: Qsh = Q’sh + Q”sh = 0,222 + 0,15 = 0,372 (lít/s) c) Nước cửu hỏa - Lượng nước dùng cho cứu hỏa bao gồm nước dùng để cứu hỏa ở hiện trường và nước dùng để cứu hỏa ở khu vực nhà ở. Với diện tích cứu hỏa ở hiện trường nhỏ hơn 50 ha thì lấy lượng nước bằng 20 l/s. - Lượng nước dùng để cứu hỏa ở khu vực nhà ở phụ thuộc vào số người sống trong khu vực và số tầng của các nhà cao tầng. Ở khu vực nhà ở của công trường là lán trại và nhà tạm, số công nhân không vượt quá 5000 người nên ta chọn lượng nước là 10 (l/s). Qch = Qhiện trường + Qnhà ở Trong đó: Qhiện trường - Lượng nước dùng cho cứu hỏa tại hiện trường Q’ch= 20 (l/s) GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 77 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Qnhà ở - Lượng nước dùng để cứu hỏa khu nhà ở Q”ch = 10 (l/s) Qch = 20 + 10 = 30 ( l/s ). Vậy tổng lượng nước cần dùng cho công trường là: Q = Qsx + Qsh + Qch = 0,79 + 0.326+ 30 = 31,119 (lít/s). Tổng lượng nước phục vụ cho sản xuất và phòng chữa chảy được lấy tại suối Cái, là nhánh suối mà hồ chứa nước Vạn Hội cắt ngang qua. Còn nước sinh hoạt được lấy từ giếng khoan. 5.2.4. Tổ chức cung cấp điện cho công trường Tổng lượng điện phục vụ trên công trường phụ thuộc vào yêu cầu sản xuất và sinh hoạt. Tổng lượng điện bao gồm: Điện cung cấp sinh hoạt, điện cung cấp công tác bảo vệ và điện dùng cho công tác sản xuất. a) Điện dùng cho sinh hoạt Được xác định theo công thức sau: P=FxN (5-8) Trong đó: F - Diện tích thắp sáng. N - Công suất đơn vị.Xác định theo bảng (26 - 17) trang 245 giáo trình thi công tập II. Bảng 5-2. Bảng lượng điện tiêu hao dùng trong sinh hoạt Diện Công suất Lượng Công Lượng Hạng mục nhà tích đơn vị điện Hạng mục nhà Diện suất điện tiêu 2 2 cửa (m ) (W/m2) tiêu hao cửa tích (m ) đơn vị hao (W) (W) (W/m2) Nhà ở 833 13 10166 Bệnh xá 50 15 750 Phòng khách 16 15 240 Nhà cứu hoả 8 15 120 Phòng làm việc 63 15 945 Nhà vệ sinh 6 15 90 Nhà ăn 76 15 1140 Bách hóa 25 15 375 b) c) Điện phục vụ công tác bảo vệ Công suất điện thắp sáng để bảo vệ kho bãi là: P=FxN (5-9) Trong đó: F - Diện tích kho bãi là. N - Công suất đơn vị. Xác định theo bảng (26 - 17) trang 245 giáo trình thi công tập II. Công suất đơn vị khi thắp sáng các kho bãi là: 3 W/m2= 0,003 (kW/m2) TT 1 2 3 4 5 6 7 Bảng 5-3. Công suất thắp sáng các kho bãi Loại kho Đơn vị Diện tích(F) Kho xi măng kW 665 Kho sắt thép kW 125 Trạm sửa chữa xe máy kW 150 Bãi tập kết xe máy thiết bị kW 2000 Kho xăng dầu kW 100 Kho mìn kW 50 Bãi cát sỏi kW 1500 GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Công suất(P) 1,99 0,38 0,45 6 0,3 0,15 4,5 Trang 78 Đồ Án Tốt Nghiệp 8 Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Tổng kW 4590 13,77 - Lượng điện cần dùng để phục vụ thắp sáng đường thi công: Pđường = 6 * 2,5 = 15 (kW). - Lượng điện cần dùng để phục vụ thắp sáng thi công đập đất: Pphục vụ TC = 34000 * 0,8 = 27,2 (kW). Vậy tổng lượng điện phục vụ công tác bảo vệ công trường là: P = 13,77 + 15 + 27,2 = 55,97 (kW). d) Chọn loại máy phát điện Điện phục vụ thi công có thể dùng máy phát điện diezel 75 KVA hoặc dùng điện lưới quốc gia đấu vào đường dây điện 220/380V của địa phương đã xây dựng nằm cách tuyến đập khoảng 500m. 5.2.5. Bố trí đường thi công a) Đường thi công ngoài công trường Đường thi công ngoài công trường phải làm mới lại bề rộng 7m trên mặt đường có dải cấp phối đá dăm, sạn, dốc về hai phía để thoát nước mưa và có rãnh thoát nước mưa hai bên đường, để ô tô vận chuyển vật tư vào kho, bãi vật liệu ra vị trí xây dựng các hạng mục công trình. b) Đường thi công trong công trường Khi thiết kế đường thi công ta cần giải quyết các vấn đề sau: - Chọn tuyến đường ngắn, độ dốc thấp ( độ dốc ngang từ 3÷ 5% ) - Mặt cắt ngang đường từ 6 đến 8 m - Đối với những đoạn đường mòn cần sửa chữa nâng cấp thì chỉ cần vận chuyển sỏi đỏ để đắp rồi dùng xe ban tự hành ban phẳng rồi dùng máy lu đầm chặt. - Đối với những đoạn đường mới mở, ta xác định tim tuyến xong rồi dùng máy ủi tạo tuyến mặt đường. Đoạn nào nền đất yếu tận dụng đá đào móng đập trải một lớp để chống lún đường, ta đắp một lớp sỏi đỏ dày khoảng 20 đến 25 cm và dùng xe ban tự hành tạo mặt đường dốc về hai bên (có độ dốc từ 3÷ 5%). Những đoạn vượt qua suối thì ta dùng ống thép tròn có đường kính từ (30 đến 60 cm) hay ngầm đá tuỳ theo từng địa hình cụ thể. 5.2.6. Công tác an toàn và vệ sinh môi trường - Công tác bảo đảm an toàn lao động được tuân thủ một cách nghiêm ngặt theo quy phạm kỹ thuật an toàn xây dựng TCVN 5308 – 1991, quy phạm an toàn trong công tác xếp dỡ TCVN 3147 – 90, tổ chức thi công TCVN 4055 -85 và các quy phạm, tiêu chuẩn hiện hành khác có liên quan đến an toàn lao động, vệ sinh môi trường. - Vận chuyển đất đắp phải được tưới nước thường xuyên đường thi công để hạn chế bụi, tiêu thoát nước kịp thời không để bùn đọng lại trên đường. Ô tô chở các vật lịêu dễ rơi vãi phải có bạt che đậy. - Thường xuyên kiểm tra xe máy, thiết bị thi công để hạn chế tiếng ồn, dầu nhớt và khói thải ra môi trường xung quanh. - Cây cối đất đá thải được đổ đúng bãi thải quy định theo thiết kế đã được duyệt. - Sau khi hoàn thành từng hạng mục công trình thì phải tiến hành vệ sinh thu dọn đất đá, các vật liệu dư thừa còn sót lại. Tháo dỡ lán trại, kho xưởng và san ủi hoàn trả lại mặt bằng tự nhiên cho công trình. * An ninh trật tự: GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 79 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội - Nhà thầu phải có trách nhiêm đăng ký tạm trú tạm vắng cho tất cả cản bộ công nhân viên tại chính quyền địa phương, giáo dục nhắc nhở công nhân giữ dìn an ninh trật tự, không gây mất đoàn kết với nhân dân địa phương. - Sinh hoạt, lao động phải có giờ giấc để có sức khỏe cho người lao động. * Phòng chữa chảy nổ: - Tất cả các vật liệu dễ chảy nổ như xăng dầu, hệ thống điện dùng cho thi công phải có biện pháp an toàn phòng chảy nổ. - Kho xăng dầu, thuốc nồ, vật liệu dễ chảy phải để đúng nơi quy định, xa nguồn lửa. - Trang bị đầy đủ các dụng cụ phòng chữa chảy, phải thường xuyên nhắc nhở cản bộ nhân viên ý thức trách nhiệm trong công tác phòng chảy chữa chảy. ---------  --------- CHƯƠNG 6 DỰ TOÁN 6.1. Mục đích của việc lập dự toán Dự toán công trình là một loại văn kiện dùng tiền tệ để biểu diễn phí tổn xây dựng công trình theo nội dung thiết kế đã được cấp trên phê duyệt. Dự toán được lập ra dùng để so sánh tính toán hợp lý về mặt kinh tế của các phương án xây dựng công trình và làm số liệu căn cứ để khống chế tài khoản chi phí của Nhà nước đối với công trình xây dựng. 6.2. Ý nghĩa của việc lập dự toán Dự toán là một bộ phận trong hồ sơ thiết kế kỹ thuật và thiết kế tổ chức thi công, là chỗ dựa kinh tế để Nhà nước đầu tư tài khoản và thực hiện chế độ hợp đồng giao nhận thầu, đồng thời là một yếu tố quan trọng để thực hành và củng cố chế độ hạch toán kinh tế. Dự toán là một mục tiêu cho đơn vị xây dựng tiết kiệm và phấn đấu hạ giá thành, là căn cứ để đánh giá công trình đã làm xong rẻ hay không rẻ, đánh giá trình độ tổ chức quản lý của đơn vị thi công. Cũng là thước đo để khống chế tình hình hoàn thành kế hoạch xây dựng cơ bản, đẩy mạnh tốc độ thi công công trình. 6.3. Cơ sở của lập dự toán Cơ sở lập dự toán dựa trên những tài liệu, định mức và đơn giá sau: - Căn cứ khối lượng trong bản vẽ thi công. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 80 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội - Căn cứ hồ sơ thiết kế cơ sở của các phương án thiết kế. - Phương pháp thi công: cơ giới hay thủ công. - Nghị định 99/2007/NĐ-CP ngày 13/06/2007 về quản lý chi phí đầu tư xây dựng công trình. - Thông tư 05/2007/TT – BXD ngày 25/7/2007 của Bộ Xây Dựng về việc hướng dẫn lập và quản lý chi phí đầu tư xây dựng công trình. - Thông tư 05/2009/TT – BXD ngày 15/04/2009 của Bộ Xây Dựng về việc hướng dẫn điều chỉnh dự toán xây dựng công trình. - Đơn giá xây dựng công trình – phần xây dựng và lấp đặt, phần khảo sát xây dựng tỉnh Bình Định ban hành theo văn bản số 3371/UBND-XD, 3372/UBND-XD, 3373/UBNDXD ngày 29/10/2007 của UBND tỉnh Bình Định. - Định mức xây dựng công trình- Phần xây dựng theo quyết định số 24/QĐ-BXD ngày 29/07/2005 của Bộ Xây Dựng. - Định mức chi phí quản lý dự án và tư vấn đầu tư xây dựng công trình ban hành kèm theo văn bản số: 957/QĐ-BXD ngày 19/9/2009 của Bộ Xây Dựng. - Hướng dẫn số 01/HD-SXD ngày 22/02/2008 của Sở Xây Dựng Bình Định về việc hướng dẫn lập tổng mức đầu tư và dự toán xây dựng công trình theo nghị định số 99/2007/NĐ-CP ngày 13/06/2007 của Chính Phủ. - Hướng dẫn số 02/HD-SXD ngày15/07/2010 của Sở Xây Dựng Bình Định về việc điều chỉnh dự toán xây dựng công trình theo thông tư 04/2010/TT-BXD ngày 26/05/2010 của Bộ Xây Dựng. - Quyết định 10/2009/QĐ-UBND ngày 02/04/2009 của UBND tỉnh Bình Định về việc quy định cước vận chuyển hàng hóa bằng ô tô tải trên địa bàn tỉnh Bình Định. - Quyết định số 25/2008/QĐ-BGTVT ngày 27/11/2008 và quyết định số 359/QĐUBND ngày 10/06/2008 của UBND tỉnh Bình Định về xếp loại đường bộ. - Công bố giá vật liệu xây dựng Quý 1/2011 của liên sở Tài Chính Vật giá – xây dựng Bình Định. a) Phương pháp lập chi phí xây dựng (GXD) công trình Theo bảng sau tổng hợp sau: Bảng 6-1. Chi phí xây dựng. STT Nội dung chi phí I Chi phí trực tiếp Cách tính n ∑ (Q 1 Chi phí vật liêu j VL 3.542.296.997 NC 19.579.216.743 M 410.238.609 TT 27.759.479.230 T 5,5%* T 1.526.771.358 C 5,5%( T + C ) 1.610.743.782 TL ∑ (Q ∗ B ∗ ( g j j =1 j h 3 Chi phí máy thi công 4 Chi phí trực tiếp khác Chi phí trực tiếp II Chi phí chung III Thu nhập chịu thuế tính trước GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 ∑ (Q j =1 giá trị 4.227.726.881 j =1 m 2 Chi phí nhân công ∗ D j vl ) + CLvl Ký hiệu j NC ∗ K dk + g kvNC ) ∗ D j m ) + CLmtc 2,0%*( VL + NC + M ) ( VL + NC + M ) +TT Trang 81 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Chi phí xây dựng trước thuế ( T + C + TL ) 30.896.994.370 GTGT = G*10%. 3.089.699.437 Chi phí xây dựng sau thuế G +GTGT 33.986.693.807 VI Chi phí nhà tạm hiện trường Tổng giá trị xây dựng G * 2%*(1+10%) VI Thuế giá trị gia tăng G GTGT GXD 679.733.876 GXDNT 34.666.427.684 Ba bốn tỷ, sáu trăm sáu mươi sáu triệu, bốn trăm hai báy nghàn, sáu trăm tám bốn đồng. 1. Chi phí vật liệu (VL): n ∑ (Q VL = j =1 j ∗ D j vl ) + CLvl (6-1) Trong đó: - Qj : khối lượng công tác xây dựng thứ j. VL - D j : chi phí vật liệu của công tác xây dựng thứ j. n VL vl DVL j = ∑ ( Di ∗ G )(1 + K ) j =1 + Di : lượng vật liệu thứ I (i=1÷n) tính cho một đơn vị khối lượng công tác xây dựng trong định mức dự toán xây dựng công trình. + GjVL : giá trị của một đơn vị vật liệu thứ i (I = 1÷n) được xác định phù hợp với tiêu chuẩn, chủng loại và chất lượng vật liệu cho công trình xây dựng trên thị trường do tổ chức có chức năng cung cấp, báo giá của nhà sản xuất, thông tin giá của nhà cung cấp hoặc giá của loại vật liệu có tiêu chuẩn, chất lương tương tự đã và đang được sử dụng ở công trình khác và được tính đến hiện trường công trình. + Kvl : hệ số tính chi phí vật liệu khác (nếu có) so với tổng chi phí vật liệu. 2. Chi phí nhân công (NC): m NC = ∑Q j j −1 ∗ B j ∗ ( g NC ∗ K dc ∗ g KV NC ) (6-2) Trong đó: - Qj : khối lượng công tác xây dựng thứ j. - B j : Lượng hao phí lao động tính bằng ngày công trực tiếp theo cấp bậc bình quân cho một đơn vị khối lượng công tác xây dựng thứ j trong dự toán xây dựng công trình. - gNC : đơn giá ngày công của công nhân trực tiếp xây dựng công trình theo cấp bậc khu vực. - gkvNC : phụ cấp nhân công theo từng khu vực. - Kdc : hệ số điều chỉnh giá nhân công theo từng thời điểm (thời điểm từ 2010 trở đi: Kdc = 1) 3. Chi phí máy thi công (M): h M= ∑ (Q j −1 j ∗ D j M ) ∗ CLMTC (6-3) Trong đó: - Qj : khối lượng công tác xây dựng thứ j. GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 82 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội - DjM : chi phí máy thi công của công tác xây dựng thứ j n D Mj = ∑ ( M i ∗ g mtc )(1 + K mtc ) j =1 + Mj : là lượng hao phí ca máy của loại máy, thiết bị thi công chính thứ j (j = 1 – n) tính cho một đơn vị khối lượng công tác xây dựng trong định mức dự toán xây dựng công trình. + gjmtc : là giá ca máy của loại máy, thiết bị thi công chính thứ j (j = 1- n) theo bảng giá ca máy và thiết bị thi công của công trình hoặc giá thuê máy xác định theo hướng dẫn của bộ xây dựng. + Kmtc : là hệ số tính chi phí máy khác (nếu có) so với tổng chi phí máy, thiết bị thi công chủ yếu xác định trong định mức dự toán xây dựng công trình. - CL mtc : là chênh lệch máy thi công được tính theo hướng dẫn của bộ xây dựng tại thông tư số 06/2010-TT-BXD ngày 26/05/2010 của Bộ Xây Dựng. 4. Chi phí trực tiếp khác(TT): Chi phí trực tiếp khác được tính bằng tỷ lệ (%) trên tổng chi phí vật liệu, chi phí nhân công, chi phí máy và thiết bị thi công tùy theo đặc điểm tính chất của từng loại công trình. TT = 2,0%*( VL + NC + M ) (6-4) 5. Chi phí chung (C ): Chi phí chung được tính bằng tỉ lệ phần trăm so với chi phí trực tiếp trong dự toán xây lắp. Đối với công trình thuỷ lợi thì chi phí chung bằng 5,5% chi phí trực tiếp trong dự toán xây lắp C = 5,5%* T. (6-5) 6. Thu nhập chịu thuế tính trước ( TL ): Trong dự toán xây lắp công trình, đối với công trình thuỷ lợi, mức thu nhập chịu thuế tính trước bằng 5,5% so với chi phí trực tiếp và chi phí chung. TL = 5,5%( T + C ) (6-6) Vậy giá trị xây lắp trước thuế: G = ( T + C + TL ) (6-7) Thuế giá trị gia tăng đầu ra sử dụng để trả số giá trị gia tăng đầu vào mà doanh nghiệp xây dựng đã ứng trả trước khi mua vật tư, vật liệu được tính bằng 10% giá trị xây lắp trước thuế. GTGT = GVL. 10%. (6-8) Giá trị xây lắp sau thuế bao gồm giá trị dự toán xây lắp trước thuế cộng với thuế giá trị gia tăng đầu ra. GXD = G +GTGT = ( T + C + TL ) + GTGT (6-9) Chi phí xây dựng nhà tạm lán trại: GXDNT = G * 2%*(1+10%) (6-10) GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Trang 83 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Trần Văn Vững SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16 Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội Trang 84 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội BẢNG TỔNG DỰ TOÁN KHỐI LƯỢNG ĐẬP ĐẤT TT Mã hiệu Nội dung công việc Đơn vị Khối lượng Công tình phụ trợ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 AA.11112 Phát rừng thủ công rừng loại 1, 100 m2 380,00 Đắp nền đường bằng máy đầm AB.31142 100 m3 150,00 16T,độ chặt K=0,09 Đào nền đường bằng máy đào AB.64123 100 m3 172,00 1,6 m3, đất cấp II Đào xúc đất bằng máy đào 1,6 AB.24142 100 m3 22,00 m3 đất cấp II Đập đất Đào san đất trong phạm vi AB.22252 [...]... mựa ma 2.4.3 Chn lu lng thit k dn dũng thi cụng Sau khi xỏc nh c tn sut thit k dn dũng thỡ vic chn lu lng thit k dn dũng ph thuc vo thi on dn dũng thi cụng Phi chn lu lng dn dũng thi cụng ng vi mi thi on thit k dn dũng thi cụng i vi cụng trỡnh tm tn sut dn dũng 10% lu lng thit k dn dũng c chn nh sau GVHD: Th.S Trn Vn Vng SVTH: Trn ỡnh Nguyờn - Lp TH16 Trang 16 n Tt Nghip Thit K Thi Cụng H Cha Nc Vn Hi... cung cp vt t, thit b, nhõn lc - Vn cung cp vt t, thit b cho thi cụng: Do v trớ cụng trỡnh cỏch xa trung tõm thnh ph, i sng xó hi cũn nghốo nn, cụng nghip cha cú iu kin phỏt trin nờn vt t, thit b cho thi cụng l khụng cú k c cỏc thit b n gin thay th v sa cha nhng h hng nh cng khụng cú Do ú khi tin hnh thi cụng phi chỳ ý n vic cú thit b thay th v sa cha h hng ca cỏc thit b trong quỏ trỡnh thi cụng ch... ờ quai ớt + Giỏ thnh cụng trỡnh gim + Ch ng c tin thi cụng, p t thi cụng an ton Vy phng ỏn 1 l phng ỏn cú li nht v c hai mt kinh t v k thut, nờn ta chn phng ỏn ny thit k k thut thi cụng h thng cụng trỡnh h cha nc Vn Hi 2.4 Xỏc nh lu lng thit k dn dũng thi cụng 2.4.1 Chn tn sut thit k dn dũng thi cụng Theo TCVN 285-2002 tn sut lu lng mc nc ln nht thit k cỏc cụng trỡnh tm phc v cụng tỏc dn dũng c xỏc... sau khi ngn dũng cú thi gian p ờ quai, bm nc, no vột h múng thi cụng thun li h múng cng nh phn p c d dng - m bo trc khi ngn dũng cú thi gian chun b nh hon thnh cụng trỡnh thỏo nc v cụng trỡnh dn nc, chun b thit b v vt liu - m bo thi cụng phn p chớnh n cao trỡnh chng l trc khi l tiu món xy ra - ng thi trong thi gian thi cụng cụng trỡnh khụng b nh hng n vic s dng ngun nc nh phc v thi cụng, nc sinh hot... 10% Khi cụng trỡnh chớnh tham gia cụng tỏc dn dũng ta chn tn sut thit k dn dũng bng tn sut ca cụng trỡnh chớnh l 1% 2.4.2 Chn thi on thit k dn dũng thi cụng Chn thi on thit k dn dũng l mt vn phc tp vỡ nú liờn quan n nhiu vn nh c im thu vn v khớ tng, c im kt cu cụng trỡnh, phng phỏp dn dũng kh nng thi cụng - Nm th nht: + Dn dũng qua sụng thi n nhiờn 8 thỏng mựa khụ + Dn dũng qua lũng sụng thu hp 4 thỏng... vc h lu khụng b giỏn on + Ch ng c tin thi cụng cụng trỡnh - Nhc im: GVHD: Th.S Trn Vn Vng SVTH: Trn ỡnh Nguyờn - Lp TH16 Trang 15 n Tt Nghip Thit K Thi Cụng H Cha Nc Vn Hi Thi gian thi cụng p rt ngn ch cú hai nm m khi lng t p p l rt ln nờn ũi hi cụng tỏc ch o thi cụng rt cht ch c v thi gian v cht lng cụng trỡnh b) Phng ỏn 2 4 - u im: + t p ớt b phõn on + Cú thi gian x lý nn + m bo yờu cu dựng nc... thnh h cha Do ú m dn dũng thi cụng cụng trỡnh l mt tt yu Mun thi cụng c thỡ phi ra phng ỏn dn dũng tht hp lý v chớnh xỏc mi m bo c vic hon thnh thi cụng cụng trỡnh theo ỳng tin thi cụng ra, m bo hp lý giỏ thnh ca cụng trỡnh - i vi p t thỡ trong quỏ trỡnh thi cụng ũi hi h múng luụn c khụ rỏo v phi thi cụng liờn tc iu ú ũi hi trong quỏ trỡnh thi cụng chỳng ta phi cú bin phỏp thi cụng h múng cng nh thõn... dng cng dn dũng riờng cng ly nc riờng - Dn dũng qua lũng sụng thi n nhiờn nm th nht - Dn dũng qua cng dn dũng, trn x l nm th hai Nm thi cụng Thi gian Mựa khụ t 01/01 ữ31/08 Bng 2-2 Ni dung phng ỏn 2 Cụng trỡnh dn Lu lng Cỏc cụng vic phi lm v dũng dn dũng mc khng ch - Thi cụng cng dn dũng Dn dũng qua - Thi cụng cng ly nc lũng sụng thi n 20 - Thi cụng trn x l 3 nhiờn (m /s) - o múng, x lý nn - p p giai... trong quỏ trỡnh thi cụng 1.9.1 Nhng khú khn Cỏc hng mc cụng trỡnh cú khi lng bờ tụng tng i ln, kt cu tng i phc tp, giao thụng khú khn, ngun cung cp vt liu tuy khụng phi ly xa nhng vn Chuyn nguyờn vt liu thi cụng phi tin hnh lm ng xỏ san i mt bng thi cụng nờn cng mt mt s thi gian lm nh hng n tin thi cụng GVHD: Th.S Trn Vn Vng SVTH: Trn ỡnh Nguyờn - Lp TH16 Trang 11 n Tt Nghip Thit K Thi Cụng H Cha... cụng ch ng trong cụng tỏc iu phi mỏy múc thi cụng - Vn nhõn lc: Do õy l vựng min nỳi do ú m tỡm kim nhõn lc cú trỡnh cao l khụng cú m ch cú th tỡm kim nhõn lc ph thụng nhng cng khụng c di do Do ú khi tin hnh thi cụng phi tớnh toỏn nhõn cụng v iu ng sao cho hp lý m bo ỳng tin 1.8 Thi gian thi cụng c phờ duyt Thi gian thi cụng ton b cụng trỡnh l 24 thỏng (2 nm) Thi gian bt u t 01/01/2011 n 31/12/2012 ... Nghiệp Thi t Kế Thi Cơng Hồ Chứa Nước Vạn Hội CHƯƠNG GIỚI THI U CHUNG 1.1 Vị trí cơng trình Hồ chứa nước Vạn Hội xây dựng suối Cái, thơn Vạn Hội xã Ân Tín, huyện Hồi Ân, tỉnh Bình Định Lưu vực hồ chứa. .. Nghiệp Thi t Kế Thi Cơng Hồ Chứa Nước Vạn Hội 2.9 Xác định vị trí tương đối tuyến đê quai tuyến ngăn dòng Chương 3: THI T KẾ TỔ CHỨC THI CƠNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN 3.1 Cơng tác hố móng 3.1.1 Thi t kế tiêu... lượng nước năm thi t kế: W75% = 30,9 106m3 Phân phối dòng chảy năm thi t kế theo mơ hình thực đo trạm An Hồ năm 1991 bảng sau Bảng 1-6 Phân phối dòng chảy năm thi t kế hồ chứa nước Vạn Hội Tháng