đồ án môn học thiết kế đập đất

CHƯƠNG II : HÌNH THứC ĐậP VÀ CÁC CHỉ TIÊU THIếT Kế I. HÌNH THỨC ĐẬP: Căn cứ vào tài liệu điạ hình, điạ chất và vật liệu ta chọn hình thức là đập đất đồng chất, loại có tường nghiêng sân phủ. II. CấP CÔNG TRÌNH VÀ CHỉ TIÊU THIếT Kế: 1>Cấp công trình : Cấp công trình được xác định từ hai điều kiện sau: a>Theo chiều cao công trình và loại nền: Để xác định chiều cao đập, sơ bộ chọn: Đỉnh đập = MNDGC + d’ MNDGC = MNDBT + Hmax = 109 + 3 = 112 (m)  Đỉnh đập = 112 + 2 = 114 (m)

THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT

A- TÀI LIỆU CHO TRƯỚC :

I/ Nhiệm vụ công trình : Hồ chứa H trên sông S đảm nhận các nhiệm vụ sau

1> Cấp nước tưới cho 165.000 ha ruộng đất canh tác.

2> Kết hợp nuôi cá ở lòng hồ và cấp nước phục vụ dân sinh ở hạ lưu.

II/ Các công trình chủ yếu ở khu đầu mối :

1> Một đập chính ngăn nước.

2> Một đường tràn tháo lũ sang khu vực khác.

3> Một cống đặt dưới đập để lấy nước tưới

III/ Tóm tắt một số tài liệu cơ bản :

1> Địa hình : Cho bình đồ vùng tuyến đập.

2> Địa chất : Cho mặt cắt địa chất dọc tuyến đập Chỉ tiêu cơ lý của lớp bồi tích lòng sông cho ở bảng I Tầng đá gốc rắn chắc mức độ nứt nẻ trung bình, lớp phong hóa dày 0,5 – 1m.

3> Vật liệu xây dựng :

a> Đất : Xung quanh vị trí đập có các bãi vật liệu sau:

- Bãi vật liệu A : Trữ lượng 800.000 m 3 cự ly 800 m

- Bãi vật liệu B : Trữ lượng 600.000 m 3 cự ly 600 m

- Bãi vật liệu C : Trữ lượng 1.000.000 m 3 cự ly 1000 m

Chất đất thuộc loại thịt pha cát, thấm nước tương đối mạnh các chỉ tiêu như ở bảng

I Điều kiện khai thác dễ

Đất sét có thể khai thác tại vị trí cách đập 4km trữ lượng đủ làm thiết bị chống thấm b> Đá : Khai thác ở vị trí cách công trình 8 km, trữ lượng lớn, chất lượng đảm bảo đắp đập, lát mái Một số chỉ tiêu cơ lý : ϕ = 36 0 ; n = 0,4; γ k = 2,55 T/m 3 (của hòn đá)

c> Cát sỏi : Khai thác ở các bãi dọc sông, cự ly xa nhất là 3 km, trữ lượng đủ làm tầng lọc Cấp phối như ở bảng II.

Bảng I : Chỉ tiêu cơ lý của đất nền và vật liệu đắp đập

Chỉ tiêu Loại

HS rỗng N

Độ ẩm W%

ϕ (độ) C (T/m 2 )

γk

(T/m 3 )

k (m/s)

ẩm bão hòa ẩm bão hòa Đất đắp đập (chế bị) 0,35 20 23 20 3,0 2,4 1,62 10 -5

Sỏi 0,50 3,00 5,00 4> Đặc trưng hồ chứa :

- Các mực nước trong hồ và mực nước hạ lưu (bảng III).

- Tràn tự động có cột nước trên đỉnh tràn H max = 3m.

- Đỉnh đập không có đường giao thông chạy qua.

5> Tài liệu thiết kế cống :

- Lưu lượng lấy nước ứng với MNDBT và MNC (Q TK ) : bảng 3

- Mực nước khống chế đầu kênh dưới : bảng 3.

- Tài liệu về kênh chính : m = 1,5; n = 0,025; i = 10 -3 ÷ 10 -5

B- NỘI DUNG THIẾT KẾ

- Cắt dọc đập (hoặc chính diện hạ lưu);

- Các mặt cắt ngang đại biểu ở giữa lòng sông và bên thềm sông;

- Các cấu tạo chi tiết.

- Chính diện thượng, hạ lưu.

- Các cấu tạo chi tiết.

Bảng IV : Tài liệu thiết kế đập đất và cống ngầm

Mực nước đầu kênh (m)

D

(km)

MNC (m)

MNDBT (m)

Bình Thường max

khi MNC (Q TK )

khi MNDBT

CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU

I NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH :

Hồ chứa nước H trên sông S là công trình lợi dụng tổng hợp, có các nhiệm vụ chính sau :

- Cung cấp nước tưới cho 165.000 ha ruộng đất canh tác;

- Nuôi cá ở lòng hồ;

- Cấp nước phục vụ dân sinh ở hạ lưu.

II CÁC CÔNG TRÌNH CHÍNH Ở KHU ĐẦU MỐI :

- Một đập chính ngăn sông;

- Một đường tràn tháo lũ sang lưu vực khác;

- Một cống đặt dưới đập để lấy nước tưới.

Căn cứ vào tài liệu địa hình, địa chất, vật liệu, điều kiện thi cơng và các yếu tố khác, tuyến đập được chọn tại vị trí D - D

3> Về vật liệu :

Qua quá trình khảo sát, đánh giá tình hình vật liệu, xung quanh vị trí dự kiến xây dựng đập cĩ nhiều bãi vật liệu với trữ lượng và chất lượng đảm bảo, nằm ở khu vực vận chuyển, khai thác tương đối dễ dàng Cự ly vận chuyển và trữ lượng như sau :

4> Điều kiện thi cơng :

Cơng trình nằm trong thung lũng, đường giao thơng chưa cĩ, nên phải làm đường thi cơng để tập kết xe máy, thiết bị thi cơng và nguyên vật liệu vào xây dựng cơng trình Mặt khác, với địa hình nơi dự kiến xây dựng cơng trình khi cĩ lũ thường lưu tốc ,lưu lượng lớn gây nguy hiểm cho việc thi cơng và làm chậm tiến độ xây dựng CT nên cần cĩ biện pháp phịng chống tốt, phải cĩ biện pháp dẫn dịng và thốt lũ hiệu quả

Cấp cơng trình được xác định từ hai điều kiện sau:

a>Theo chiều cao cơng trình và loại nền: Để xác định chiều cao đập, sơ bộ chọn:

∇Đỉnh đập = MNDGC + d’

MNDGC = MNDBT + H max = 109 + 3 = 112 (m)

∇ Đỉnh đập = 112 + 2 = 114 (m)

(d’ : độ vượt cao an tồn đỉnh đập trên mực nước lũ d’ = 1,5 ÷ 3,0 m).

Chiều cao đập = ∇ĐỈNHĐẬP -∇ĐÁY SÔNG= 114 – 80 = 34 (m)

Tra bảng P1-1 theo dạng nền ( theo TCVN 5060-90) => cơng trình thuộc cấp III

b> Theo nhiệm vụ công trình và vai trò công trình trong hệ thống :

Tra bảng P2-2 (theoTCVN 5060-90.)

Tưới 165.000 ha ⇒ công trình thuộc cấp II (chủ yếu); cấp III (thứ yếu)

Kết luận : Từ 2 điều kiện trên, chọn cấp của công trình là cấp II.

2> Chỉ tiêu thiết kế :

Với công trình cấp II ta xác định được :

- Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất (bảng P1-3) ⇒ P % = 0,5.

- Hệ số tin cậy (bảng P1-6) : K n = 1,20.

- Tần suất gió lớn nhất và gió bình quân lớn nhất dựa theo QPTL C1-78 (bảng P2-1)

để xác định cao trình đỉnh đập và giới hạn gia cố.

Tần suất gió lớn nhất P 4% ⇒ V 4% = 26 (m/s).

Tần suất gió bình quân lớn nhất P 50% ⇒ V 50% = 12 (m/s).

- Mức đảm bảo sóng lấy theo bảng P2-2 (Để tính ổn định và độ bền công trình) Công trình có biến dạng nghiêng gia cố đá đổ i = 1%.

- Độ vượt cao an toàn của đỉnh đập trên đỉnh sóng lấy theo bảng 5-1.GTTC1 trang 93 đối với :

- ∆ h và ∆h’: độ dềnh do gió ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bình quân lớn nhất.

- h sl và h sl ’: chiều cao sóng leo (có mức bảo đảm 1%) ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bình quân lớn nhất.

- a, a’: Độ vượt cao an toàn.

Từ (2-1) và (2-2) chọn kết quả cao nhất để xác định cao trình đỉnh đập.

1

2 6

(m) (2-3)

∆ = − cosβ

gH

DV10.2h

2

' 2 ' 6 '

(m) (2-4) Trong đó :

V : Vận tốc gió tính toán lớn nhất V = 26 (m/s)

V’ : Vận tốc gió bình quân lớn nhất V’= 12 (m/s)

966,0.32.81,9

7400.1210.2

Trong đó: Giả thiết trường hợp đang xét là sóng nước sâu H > 0,5 λ (2-6).

Tính các đại lượng không thứ nguyên:

Trong đó : t là thời gian gió thổi liên tục, với hồ chứa lấy t = 6h = 21.600 s.

814926

2160081

,

9V

gt = × =

; 17658

12

2160081

,

9'V

gt = × =

;

583,10126

700081

,9V

,9'V

'gD

2

Tra đồ thị P2-1 xác định được :

240,181

,9

018,026h018

032,012'h032,0'V

'h

S 2

81,9

6,1266

5,212'5,2'V

'

gτ = ⇒τ = × =

Trị số λ xác định như sau:

(m)096,2814

,32

241,481,92

τ

=

(m)608,1414

,32

058,381,

92

'g

τ

=λ

* Kiểm tra lại điều kiện sóng nước sâu theo (2-6) :

⇒ h S1% = hi = K I  h s = 2,02×1,240 = 2,50 (m)

+ Ứng với MNDGC (i = 1%; 504,125

'V

02,0

k 3 :Tra bảng P 2-4 phụ thuộc vận tốc giĩ và hệ số mái, ở đây dự kiến sơ bộ chọn m = 3,5 với :

V = 26(m/s) và V' = 12 (m/s) ⇒ k 3 = 1,5

k 4 : Tra từ đồ thị P 2-3 phụ thuộc hệ số mái m và tỷ số λ/h sl%

50,2

096,

608,14'h

- Chiều rộng cơ đập b = 3 (m)

- Cao trình cơ ∇CƠ ĐẬP = 95 (m)

- Hệ số mái trên cơ m t = m 2 = 3,0

- Hệ số mái dưới cơ m d = m 3 = 3,5

IV THIẾT BỊ CHỐNG THẤM :

Qua tài liệu được cung cấp, đất đắp đập và đất nền lớp trên cĩ hệ số thấm khá lớn nên cần cĩ thiết bị chống thấm cho thân đập và nền.

Từ tài liệu đã cho ta phân ra 3 đoạn như sau :

- Đoạn lịng sơng dài khoảng 250 (m): Trên cùng là lớp bồi tích cĩ chiều dày trung bình 15m, hệ số thấm k n = 10 -6 m/s

- Đoạn thềm phải và thềm trái: 50 (m) trên là lớp phủ tàn tích cĩ chiều dày trung bình 1,5 (m) cĩ hệ số thấm bằng hệ số thấm của đoạn thềm sơng ứng với mỗi đoạn,mỗi dạng tầng thấm ta chọn thiết bị chống thích hợp Ở đây, ta chọn thiết bị chống thấm kiểu tường nghiêng sân phủ bằng vật liệu tại chỗ (đất sét).

Trong đĩ : Đoạn thềm phài và thềm trái do tầng phong hố mỏng, ta bỏ và làm sân phủ theo cấu tạo.

Đoạn lịng sơng làm sân phủ.

10

1

2 ≤δ

≤ Trong đĩ :

H là cột nước lớn nhất = MNDGC – ∇ĐÁY ĐẬP= 112 – 80 = 32 (m)

* Vậy chọn chiều dày chân tường δ 2 = 8 (m)

Cao trình đỉnh tường nghiêng: Chọn khơng thấp hơn cao trình MNDGC ở thượng lưu, chọn ∇ đt = 113 (m)

Chiều dày sân phủ:

Chiều dày sân phủ: L S = (3 ÷ 5)H

Với chiều sâu nước hạ lưu khơng quá lớn chọn kiểu thốt nước hình lăng trụ.

Cao trình đỉnh lăng trụ được chọn cao hơn nước hạ lưu max = (1,0 ÷2) m.

Ứng với hạ lưu không có nước, sơ đồ đơn giản nhất được chọn là thoát nước kiểu áp mái Khi cần thiết hạ thấp đường bão hòa có thể chọn kiểu gối phẳng hay ống dọc.

CHƯƠNG IV

TÍNH TOÁN THẤM QUA ĐẬP VÀ NỀN I.NHIỆM VỤ, TRƯỜNG HỢP TÍNH TOÁN :

1> Nhiệm vụ :

- Xác định lưu lượng thấm.

- Xác định dường bão hòa trong thân đập.

- Kiểm tra độ bền thấm của đập và nền.

2> Các trường hợp tính toán :

Trong thiết kế đập đất cần được tính với các trường hợp làm việc khác nhau của đập như sau:

- Thượng lưu là MNDBT, hạ lưu là mực nước min.

- Thượng lưu là MNDGC, hạ lưu là mực nước max.

- Ở thượng lưu mực nước rút đột ngột.

- Trường hợp thiết bị thoát nước làm việc không bình thường.

Trong đồ án môn học chỉ yêu cầu tính với trường hợp thứ nhất.

3> Các mặt cắt tính toán :

Yêu cầu của đồ án tính với 2 mặt cắt đại biểu:

- Mặt cắt lòng sông (chỗ tầng thấm dày nhất).

- Mặt cắt sườn đồi (đập trên nền không thấm nước).

4> Tài liệu dùng cho tính toán :

- MNDBT = 109 (m), mực nước hạ lưu tương ứng 87,5 (m).

- MNDGC = 112 (m), mực nước hạ lưu tương ứng 89,5 (m).

Đất đắp đập và đất nền có các chỉ tiêu như bảng I.

II TÍNH THẤM CHO MẶT CẮT LÒNG SÔNG :

Nền đập lớp trên là lớp bồi tích có chiều dày 18,5 (m), có hệ số thấm k n = 10 -6 (m/s).

Đất đắp đập là thịt pha cát, có hệ số thấm k đ = 1.10 -5 (m/s).

Tầng thấm như vậy là quá dày và hệ số thấm khá lớn Biện pháp xử lý thấm ở đây ta chọn theo hình thức:

+ Tường nghiêng + sân phủ bằng đất sét.

+ Thiết bị thoát nước hạ lưu loại lăng trụ bằng đá đổ.

1> Sơ đồ tính: SƠ ĐỒ TÍNH THẤM QUA MẶT CẮT LÒNG SÔNG (SƠ ĐỒ 1)

3 1

n 0,44T L mh

Thhk

q

++

−

( ) L (mh 0),44T

Thhk

mhL2

hhkq

3

2 3 n

3

2 2

2 3 ñ

+

−

−+

−

−

Trong đó: T - Chiều dày tầng thấm T = 18,5 (m)

L S –Chiều dài sân phủ L = 128m

L - Chiều dài đáy đập L =(4,0x34)+5+(3,5x13)+3+(10x3,5)-(1,5x4) = 181 (m)

h 1 - Cột nước thượng lưu ứng với MNDBT: h 1 = 109 - 80 = 29 (m).

h 2 – Cột nước hạ lưu h 2 = 87,5 - 80 = 7,5 (m).

h 3 – Chiều cao phía thượng lưu của đường bão hòa.

k đ = 1.10 -5 m/s ; k n = 1.10 -6 m/s m: hệ số mái đập thượng lưu m = 3,5 Thay các trị số vào công thức (3-1) và (3-2) ta có :

3

3 6

3

3 6

h5,314,136

5,18h2910.1h5,31285,1844,0

5,18h2910

.1q

+

−

=+

2 2 3 5

h,38,189

5,185,7h10.1h5,31812

3h10

.1

q

−

−+

−

−

(3-2')

Để giải được hệ phương trình trên, ta giả thiết các giá trị của h 3 , thay vào hệ để tìm

q, thử dần cho đến khi q (3-1') = q (3-2'), ta có kết quả giải hệ phương trình lưu lượng thấm như sau: h 3 = 20,62 (m); q = 0,074.10 -5 (m 3 /s - m).

3> Đường bão hòa:

Trong hệ trục như sơ đồ 1, phương trình đường bão hòa có dạng như sau :

X.mhL

hhhY

3

2 2

2 3 2 3

5,762,

20mhL

hhJ

3

2 3 ñ

III-So sánh ta thấy J k = 0,09 < [ J k ] = 0,65 Vậy an toàn về xói trong thân đập.

- Với nền đập, cần phải đảm bảo điều kiện : J k n ≤ [ J k ]

5,1888,025,216128

5,729T

88,0LL

hhJ

S

2 1 n

×++

−

=+

So sánh ta thấy J k = 0,06 < [ J k ] = 0,25 Vậy an toàn về xói ngầm trong nền.

III TÍNH THẤM CHO MẶT CẮT SƯỜN ĐỒI :

Với tài liệu địa hình, địa chất đã cho sơ đồ chung cho mặt cắt sườn đồi là đập đất trên nền không thấm nước, hạ lưu không có nước, thiết bị thoát nước kiểu áp mái.

1> Sơ đồ tính: SƠ ĐỒ TÍNH THẤM QUA MẶT CẮT SƯỜN ĐỒI (SƠ ĐỒ 2)

2> Lưu lượng thấm:

Theo phương pháp phân đoạn, lưu lượng thấm q, các độ sâu h 3 , a 0 được xác định từ

hệ 3 phương trình sau: (chọn mặt cắt có cao độ đáy đập sau khi đã bóc bỏ lớp phủ là 95 (m)

để tính toán)

αδ

−

−

=

Sin.2

Zhhk

q 12 23 20

0 2 3 1

2 0

2 3

ñ 2L m h m a

ahk

akq

- Giả thiết h 3 thay vào phương trình (3-6) giải ra tính được q.

- Thay q vào phương trình (3-8), tính được a 0

- Thay a 0 và h 3 vào phương trình (3-7), tính được q.

Thử dần cho đến khi q tính được từ 3 phương trình bằng nhau là được, ta có kết quả giải hệ phương trình lưu lượng thấm như sau:

h 3 = 9,5 (m); a 0 = 0,68 (m); q = 3,6210 -6 (m 3 /s ).

3> Đường bão hòa:

Trong hệ trục như trên sơ đồ 2, phương trình đường bão hòa có dạng :

X.k

q2hY

ñ

2

3 −

= (3-9) KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ĐƯỜNG BÃO HÒA (Cho mặt cắt sườn đồi)

Từ kết qủa này, ta vẽ được đường bão hòa trong thân đập như ở sơ đồ 2.

4> Kiểm tra độ bền thấm đặc biệt:

- Với thân đập, cần phải đảm bảo điều kiện : J k đ ≤ [ J' k ]

57,4.5,35,89

57,4mh

L

hJ

3

3 k

I/ TRƯỜNG HỢP TÍNH TOÁN: Theo qui phạm qui định, khi thiết kế đập đất cần kiểm tra

ổn định với các trường hợp sau:

1> Cho mái hạ lưu :

- Khi thượng lưu là MNDBT, hạ lưu chiều sâu nước lớn nhất có thể xảy ra, thiết bị chống thấm và thoát nước làm việc bình thường (tổ hợp cơ bản).

- Khi thượng lưu MNDGC, sự làm việc bình thường của thiết bị thoát nước bị phá hoại (tổ hợp đặc biệt).

2> Cho mái thượng lưu :

- Khi mực nước hồ rút nhanh từ MNDBT đến mực nước thấp nhất có thể xảy ra (tổ hợp cơ bản).

- Khi mực nước ở thượng lưu ở cao trình thấp nhất (nhưng không nhỏ hơn 0,2H đập) -tổ hợp cơ bản.

- Khi mực nước hồ rút nhanh từ MNDGC đến mực nước thấp nhất có thể xảy ra (tổ hợp đặc biệt).

Trong phạm vi đồ án môn học này, chỉ giới hạn kiểm tra ổn định cho mái hạ lưu, trường hợp tổ hợp cơ bản.

II/ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP CUNG TRƯỢT :

1> Phương pháp tính toán :

Trong thực tế mặt trượt của mái đập là mặt cong ,song để đơn giản ta coi đó là một phần của mặt trụ ,cắt một dải thân đập có l=1m và tính toán theo bài toán phẳng.

a> Xác định vùng chứa cung tâm trượt nguy hiểm:

Kết hợp 2 phương pháp của Filennit và Fandeep để xác định cung tâm trượt nguy hiểm:

* Phương pháp Fandeep:

Qua điểm giữa của mái đập vẽ một đường thẳng đứng và một đường thẳng hợp với mái đập một góc 85 0 , từ điểm đó làm tâm vẽ cung tròn có bán kính R và r, các bán kính này phụ thuộc vào chiều cao và mái dốc đập.

Với H đ = 34 (m); m tb = 3,0 mái đập trung bình Tra bảng (4-1) GTTC tập I ta có:

là điểm M 1 Từ đáy hạ lưu đập dựng 1 đường thẳng vuông góc xuống dưới có độ sâu là H đ ;

từ điểm đó dựng đường nằm ngang có chiều dài 4,5H đ , xác định được điểm M.(xem hình vẽ sau).

b> Xác định hệ số ổn định K minmin :

Từ 3 điểm trên MM 1 vẽ 3 cung đi qua điểm A ở chân hạ lưu đập, xác định được K min ;

Từ điểm cho K min ta đựng 1 đường vuông góc với MM 1 , vẽ 3 cung đi qua điểm A như trên, xác định được K minmin của điểm chân ra A Làm tương tự với các điểm chân ra khác lân cận điểm A ta sẽ xác định được K minminmin

Trong phạm vi đồ án này, chỉ yêu cầu tìm K minmin ứng với điểm chân ra A ở chân đập 2> Các bước tính toán :

- Chia khối trượt thành các dải có chiều rộng b; chọn b = 10 (m)

- Áp dụng công thức tính hệ số an toàn của Ghecxevanốp:

n n

T

lCtg

.WN

h n : Chiều cao cột nước tính từ đường bảo hòa tới đáy dải.

N n , T n : Thành phần pháp tuyến và tiếp tuyến của trọng lượng dải G n

N n = G n cosα n : T n = G n sinα n

G n = b(∑γ i Z i ) n

Z i : Chiều cao phần dải tương ứng có dung trọng γ i

γ1 : Với đất ở trên đường bảo hòa lấy theo dung trọng tự nhiên.

γ2 : Với đất ở dưới đường bảo hòa lấy theo dung trọng bảo hòa

Công thức tính đổi các chỉ tiêu cơ lý của các loại đất : tài liệu cho γ k

Để tiện xác định các đại lượng trong công thức (4-1) ta tiến hành lập bảng tính

Sơ đồ tính toán cho trường hợp cơ bản (xem các bảng tính và hình vẽ kèm theo)

Từ kết quả tính toán ta có:

* Hệ số ổn định mái hạ lưu, trường hợp cơ bản tại chân ra A là: K minmin = 1,425

3> Đánh giá tính hợp lý của mái :

Mái đập đảm bảo an toàn về trượt nếu thỏa mãn điều kiện :

K minmin ≥ [ K] (4-2) Trong đó [K] phụ thuộc cấp công trình và tổ hợp tải trọng được tra từ bảng P 1-7 (Phụ lục I) QP VN11-77 Công trình cấp II; tổ hợp tải trọng chủ yếu [K] = 1,30

Với K minmin = 1,425 > [K] = 1,30 Vậymái đập hạ lưu đảm bảo ổn định, an toàn và hợp lý về điều kiện kinh tế.

1/ Với mái thượng lưu :

- Chọn hình thức bảo vệ mái: ứng với trường hợp MNDBT, theo kết quả tính toán ở chương II có h s1% = 2,36m >1,25m→ chọn hình thức bảo vệ mái bằng tấm bê tông lát.

- Chiều dày tấm bê tông xác định theo điều kiện ổn định chống đẩy nổi và lật, trong

đồ án này sơ bộ lấy chiều dày = 25cm

- Phạm vi lát mái thượng lưu được tính từ ∇ĐỈNH ĐẬP= 108 m xuống dưới cao trình

mực nước chết một đoạn là 1,5h s1% Ta cĩ 1,5 h s1% = 3,54 m.

→ cao trình thấp nhất cần lát mái là: ∇MNC– 3,54 = 85 – 3,54 = ∇81,46m

Để thuận tiện trong quá trình thi cơng chọn phạm vi lát mái thượng lưu từ cao trình đỉnh đập 108 m đến cao trình 81 m.

2/ Với mái hạ lưu :

Mái hạ lưu cần được bảo vệ chống xĩi do nước mưa gây ra, ở đây ta dùng hình thức trồng cỏ, dưới lớp cỏ rải lớp đất màu dày 10 cm Trên mái đào rãnh nhỏ nghiêng so với trục đập gĩc 45 0 , trong rãnh bỏ đá dăm để tập trung nước mưa, nước từ rãnh tập trung vào mương bố trí ở ngang cơ, mương ngang dốc về hai bờ nối vào mương dọc dẫn nước về hạ lưu

III/ NỐI TIẾP ĐẬP VỚI NỀN BỜ :

1/ Nối tiếp đập với nền :

Về hình thức chống thấm cho nền đã được nêu trên Ở đây đề cập việc xử lý mặt tiếp giáp giữa thân đập và nền Bĩc bỏ lớp phong hĩa nền từ (0,3 ÷ 1,0)m

b> Theo cấp chung của cả cơng trình đầu mối:

Vì cống là một trong những cơng trình quan trong ở khu đầu mối Ở phần thiết kế đập đất cấp của cơng trình được xác định là cấp II, do đĩ cống ngầm lấy nước dưới đập cũng thuộc cấp II.

Kết luận: Từ 2 điều kiện trên ta chọn cấp cơng trình là cấp II.

3> Các chỉ tiêu thiết kế: Với cơng trình cấp II, ta xác định được các chỉ tiêu cần thiết cho việc tính tốn thiết kế cống như sau:

- Tần suất lưu lượng P% = 0,5%

- Hệ số vượt tải:

+ Trọng lượng bản thân công trình n = 1.05 + Ap lực thẳng đứng của trọng lượng đất n = 1.10 + Ap lực bên của đất n = 1.20 + Ap lực nước trong cống n = 1.00

- Hệ số điều kiện làm việc m = 1.00

- Hệ số tin cậy K n = 1.20

* Tài liệu cho trước

- Mực nước dâng gia cường: MNDGC = 112 m.

- Mực nước dâng bình thường: MNDBT = 109 m.

- Mực nước chết: MNC = 91 m.

- Lưu lượng thiết kế cống : Qtkế = 4 m 3 /s Ứng với MNC.

- Cao trình mực nước khống chế tưới tự chảy đầu kênh Z đkênh = 90,78 m.

II> CHỌN TUYẾN VÀ HÌNH THỨC CỐNG :

1> Tuyến cống :

Tuyến cống phụ thuộc vào nhiều yếu tố, vị trí khu tưới, điều kiện địa chất nền và quan hệ với các công trình khác Ở đây, tràn xả lũ chuyển tải lượng nước lũ qua lưu vực khác nên ta có thể đặt cống ở bờ phải hay bờ trái đập đều được Khi quyết định đặt bờ nào phải xem xét vị trí khu tưới và điều kiện địa chất Căn cứ vào mặt cắt địa chất tuyến đập ta thấy rằng địa chất 2 bờ tương đối giống nhau, tầng thấm rất dày nên cống sẽ được đặt trên nền lớp bồi tích thềm sông Mặt khác, ta lại thiếu tài liệu bình đồ khu tưới do đó có thể xác định tuyến cống dựa vào bình đồ đập chính Ở đây ta chọn tuyến đặt cống ở bờ phải đập 2> Chọn hình thức cống :

- Vì cống đặt dưới đập đất, mực nước thượng lưu khi lấy nước thay đổi nhiều (từ MNC đến MNDBT) nên chọn hình thức hợp lý nhất là cống ngầm lấy nước không áp.

- Vật liệu làm cống là bê tông cốt thép, có tiết diện là hình chữ nhật.

- Để khống chế lưu lượng ta dùng tháp van Trong tháp van có bố trí van công tác và van sửa chữa Vị trí đặt tháp van sơ bộ chọn ở khoảng giữa mái dốc thượng lưu tại vị trí đặt cống.

3> Sơ bộ bố trí cống:

Từ vị trí đặt cống và mặt cắt đập đất đã thiết kế Sơ bộ bố trí cống để từ đó xác định chiều dài cống làm căn cứ cho việc tính toán thủy lực cống sau này Để sơ bộ xác định chiều dài cống có thể chọn cao trình đáy cống thấp hơn MNC là 1,5 m đồng thời đáy cống ở thượng lưu đặt cao hơn mức bùn cát lắng đọng Cao trình đáy cống sẽ được xác định chính xác ở phần tính toán thủy lực.

Vậy Z đáy cống = 85 – 1,5 = 83,5 m.

Căn cứ vào cao trình đáy cống chọn sơ bộ này cùng với tuyến cống và mặt cắt ngang đập ta xác định sơ bộ chiều dài cống là L cống = 172 m