Thiết kế tổ chức thi công hồ chứa nước sông sắt

Kết luận: Qua phân tích mỗi nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương án dẫn dòng thi công, đề xuất được một số biện pháp công trình dẫn dòng và một số biện pháp thi công cho từng hạng

Gửi tin nhắn qua email huynhnv03@wru.vn or sdt 0986012484 để mình tặng bạn

bản cad và word nha - chúc bạn làm đồ án vui vẻ!

MỤC LỤC

Trang

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 Vị trí công trình 1

1.2 Nhiệm vụ công trình 1

1.3 Quy mô, kết cấu hạng mục công trình 2

1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình 3

1.5 Điều kiện giao thông 7

1.6 Nguồn cung cấp vật liệu, điện nước 8

1.7 Điều kiện cung cấp vật tư,thiết bị,nhân lực 8

1.8 Thời gian thi công được phê duyệt 8

1.9 Những khó khăn và thuận lợi trong qua trình thi công 9

CHƯƠNG 2: DẪN DÒNG THI CÔNG 10

2.1 Dẫn dòng 10

2.2 Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến chọn phương án dẫn dòng…… 10

2.3 Đề xuất phương án dẫn dòng 12

2.4 Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công………… 18

2.5 Tính toán thủy lực dẫn dòng 19

2.5.1 Mục đính 19

2.5.2.Tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp 19

2.5.3 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống 25

2.5.4 Tính toán thủy lực qua tràn tạm và cống lấy nước 31

2.5.5 Thiết kế kích thước công trình dẫn dòng 33

2.6 Ngăn dòng 36

2.6.1 Tầm quan trọng của công tác ngăn dòng 36

2.6.2 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng 36

2.6.3 Chọn vị trí và độ rộng cửa cửa ngăn dòng 37

2.6.4 Tính toán thủy lực ngăn dòng cho phương pháp lấp đứng 39

CHƯƠNG 3:THIẾT KẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH CHÌNH TRÀN XẢ LŨ 3.1 Công tác hố móng ……… 42

3.2 Công tác thi công bê tông 54

3.2.1 Phân chia đợt đổ, khoảnh đổ………… 54

3.2.2 Tính toán cấp phối bê tông……… 56

3.2.3 Tính toán máy trộn bê tông……… 60

3.2.4 Tính toán công cụ vận chuyển ……….………… 65

3.2.5 Đổ san đầm và dưỡng hộ bê tông……….……… 68

3.3 Thiết kế ván khuôn 72

3.3.1 Lựa chọn ván khuôn 72

3.3.2 Xác định tổ hợp lực tác dụng lên ván khuôn ……… 73

3.3.3 Lắp dựng và tháo dỡ ván khuôn……… 78

3.4 Công tác cốt thép ……….…… …….79

3.4.1 Khối lượng thép……… 79

3.4.2 Vật liệu cho công tác cốt thép 81

3.4.3 Kiểm tra cốt thép ……… 81

3.4.4 Kiểm tra chứng chỉ cốt thép …… 82

3.4.5 Gia công cốt thép 82

CHƯƠNG 4: KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THI CÔNG CÔNG … …… 84

4.1 Nội dung và trình tự lập tiến độ thi công công trình đơn vị … 84

4.2 Phương pháp lập tiến độ thi công 86

4.3 Kiểm tra tính hợp lý của biểu đồ cung ứng nhân lực 87

CHƯƠNG 5: BỐ TRÍ MẶT BẰNG THI CÔNG……… … … 88

5.1 Những vấn đề chung 88

5.2 Công tác kho bãi……… 89

5.3 Tổ chức cung cấp điện, nước trên công trường………… … 90

5.4 Bố trí nhà tạm trên công trường… … … … … 93

5.5 Đường giao thông 95

CHƯƠNG 6: DỰ TOÁN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH … … 96

6.1 Các căn cứ để lập dự toán……… … 96

6.2 Thiết lập dự toán……… …97

LỜI CẢM ƠN

Trong 5 năm học vừa qua, tập thể lớp Đắk lắk II nói chung và bản thân em nói riêng luôn được sự quan tâm, chỉ dạy của Ban giám hiệu nhà trường và Viện đào tạo & khoa học ứng dụng Miền Trung Đến nay em đã vinh dự được nhận đồ án

tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế tổ chức thi công công Tràn xả lũ hồ chứa nước

Sông Sắt” thuộc Huyện Bác Ái -Tỉnh Ninh Thuận Với sự hướng dẫn trực tiếp của

thầy giáo Bùi Ngọc Anh, các thầy cô giáo trong Viện Đào tạo & Khoa học Ứng dụng Miền Trung và các bạn trong tập thể lớp Đắk lắk II đến nay đồ án tốt nghiệp của em đã hoàn thành

Do trình độ, kiến thức cũng như kinh nghiệm của em còn hạn chế nên trong quá trình làm đồ án sẻ không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong các thầy, cô giáo, các bạn góp ý chỉ bảo thêm cho em để sau này phục vụ công tác được tốt hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Ngọc Anh đã trực tiếp hướng dẫn tận tình, chu đáo, cảm ơn tất cả các thầy cô trong Viện Đào tạo & Khoa học Ứng dụng Miền Trung và các bạn trong tập thể lớp Đắk lắk II đã nhiệt tình, tạo điều kiện hết mình giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình

Kính chúc quý thầy cô dồi dào sức khỏe và hạnh phúc

Em xin chân thành cảm ơn!

Ninh Thuận, tháng 11 năm 2013

Đồ án tốt nghiệp Trang 1 Ngành: Kỹ thuật công trình

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Vị trí công trình

Công trình hồ chứa nước Sông Sắt được xây dựng trên nhánh suối thuộc địa phận xã Phước Thắng, huyện Bác Ái, tỉnh Ninh Thuận, cách Thành phố Phan Rang

- Tháp Chàm 50 km về phía Tây Bắc

Khu hưởng lợi của hồ chứa nước Sông Sắt bao gồm các xã : Phước Đại, Phước Chính, Phước Tân, Phước Tiến và Khu tái định cư xã Phước Thắng Diện tích vùng tự nhiên toàn vùng 4751 ha

- Phía Bắc giáp dày núi Tà năng

- Phía Tây giáp dày núi TiaKour

- Phía Đông giáp sông cái

- Phía Nam giáp suối Trà co

và vùng Nam Vùng Bắc gồm 3 xã: Phước Đại, phước Tiến, Phước Tân Vùng Nam

là xã Phước Chính có diện tích tự nhiên 2000ha

1.2 Nhiệm vụ, cấp công trình

1.2.1 Nhiệm vụ công trình

Xây dựng hồ chứa nước Sông Sắt có quy mô điều tiết năm đảm bảo tưới cho

3800 ha đất canh tác từ 1 vụ thành 2÷3 vụ lúa, màu, bông, mía thuộc khu tưới Sông Sắt, trong đó đất khai hoang là 2983ha Trước mắt tưới cho 1332 ha thuộc khu tưới Sông Sắt và 529 ha thuộc khu tưới Trà Co

Cải thiện môi trường sinh thái cho vùng khô cạn hạ lưu và tạo cảnh quan du lịch cho xã Phước Đại, huyện Bắc Ái Kết hợp với nuôi trồng thủy sản

1.2.2 Cấp công trình

Theo thiết kế công trình hồ chứa nước Sông Sắt là công trình cấp III

1.3 Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình

Bảng 1.1- Bảng các thông số kỹ thuật của công trình

6 Hình thức tiêu năng hạ lưu đập Đống đá tiêu nước

7 Hệ số mái thượng, hạ lưu đập TL1:3.0,1:3.5,1:4.0

HL 1:2.5,1:3.0,1:3.5

III Cống lấy nước

12 Hình thức tràn: Tràn thực dụng có cửa van

1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình

1.4.1 Điều kiện địa hình

Vùng công trình được bao bọc bởi các đồi núi có cao độ tuyệt đối từ +200m÷ 400m, có các dạng dải đồi thoải Do các dòng nước mặt bào xói tạo nên sự phân cắt hình thành khe rãnh, một số nơi thoát nước kém tạo thành các thung lũng xình lầy, tầng lớp phủ trên mặt dày đó là điều kiện phát triển thực vật rất tốt Vùng công trình đầu mối cũng như dọc tuyến kênh và các công trình đều nằm trong khu vực này

- Diện tích lưu vực : F = 137km2

- Chiều dài lưu vực : L = 9km

- Chiều dài sông chính : L = 12km

- Độ dốc bình sườn dốc : J = 320%

- Độ dốc bình quân đáy sông : J = 40%

Khu tưới là một thung lũng thấp dần từ đông bắc về tây nam, địa hình có dạng lòng máng thấp dần từ hai bên sườn dốc đổ vào Sông Sắt

Địa hình nơi canh tác nằm ở độ cao từ 115÷145m Sông sắt nằm giữa khu vực tưới, chia khu vực tưới làm hai vùng

Vùng tuyến công trình có các quả đồi nhô ra Thượng nguồn là dãy núi cao, thảm thực vật tương đối tốt

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

+ Đặc điểm khí hậu

Khí hậu vùng dự án nghiên cứu nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa , lượng mưa bình quân nhiều năm trên lưu vực vào khoảng 2000mm Tiến trình mưa hàng năm chia làm hai mùa rõ rệt: mùa khô và mùa mưa

Mùa khô bắt đầu từ tháng 1 đến tháng 8, trong thời kì này thường xuất hiện trận mưa lớn gây lũ vào tháng tháng 7, gọi là lũ tiểu mãn

Mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12 lượng mưa chiếm 70% đến 80% lượng mưa của cả năm Lượng mưa lớn, cường độ cao tập trung vào tháng 10 và tháng 11 thường gây lũ lớn

Nhiệt độ trung bình nhiều năm : 27,10C

Nhiệt độ trung bình tháng max : 290C

Nhiệt độ trung bình tháng min : 24,60C

d Dòng chảy các tháng mùa kiệt ứng với P = 10%

Bảng 1.3- Dòng chảy các tháng mùa kiệt ứng với tần suất 10%

10%(m3/s) 4,21 2,34 1,67 1,38 3,35 12,1 5,6 Dòng chảy mùa lũ xuất hiện vào tháng 10, có Qmax= 360 m3/s

g Đường đặc trưng lòng hồ

Bảng 1.5- Bảng quan hệ Q~Z hl

Zhl (m) 146,07 146,38 146,7 146,9 147,07 149,07 150,07 151,07 151,8

Q (m3/s) 0 2,34 6,92 12,10 16,39 109,8 148,6 278,8 360,0

Hình 1.3- Biểu đồ quan hệ mực nước và lưu lượng tại vị trí xây dựng công trình

1.4.3 Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn

Hồ sơ thiết kế thi công hệ thống công trình hồ Sông Sắt được lập trên cơ sở các tài liệu cơ bản về địa hình, địa chất, thủy văn của cả hai giai đoạn NCKT và bổ sung trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật – TC Trên cơ sở đó chúng tôi tiến hành tính toán thiết kế chọn ra phương án khả thi cho việc xây dựng công trình

1.4.4 Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực

+ Hiện trạng thủy lợi

Khu vực có khả năng sử dụng nước nằm trong 4 xã Phước Đại, Phước Tiến, Phước Tân, Phước Chính và Khu tái định cư xã Phước Thắng Cơ cấu đất canh tác như sau:

Bảng 1.5- Bảng cơ cấu đất canh tác

vị

Lúa rẫy

Lúa nước

Dân tộc rắc lay

Cơ sở hạ tầng phục vụ cho đời sống xã hội đã có điện, đường, trường, trạm phục vụ cho bà con nhân dân

1.5 Điều kiện giao thông

Giao thông đi lại trong vùng tương đối thuận lợi, tỉnh lộ 701 nối với quốc lộ 27 (tại Ninh Sơn) dài 24km đến vùng dự án Cột mốc km0 của tỉnh lộ 701 nằm tại địa phận xã Phước Đại cách tuyến đập khoảng 100m vì vậy công việc vận chuyển vật

tư, thiết bị, nhân công đến chân công trình là tương đối thuận lợi

Tỉnh lộ 701 đi qua các bãi vật liệu đất đắp đập, các bãi vật liệu này cách tuyến đập khoảng chừng 2km

Khi thi công công trình đầu mối chỉ cần xây dựng đường giao thông nội bộ công trường nối từ km0 của tỉnh lộ 701 vào các tuyến công trình, các tuyến đường thi công nội bộ cụ thể sau

Con đường liên xã từ Phước Đại đến Phước Thắng dài 1,2km, đường cấp phối

đã bị hư hỏng có nhiều ổ gà, mặt đường rộng khoảng chừng 4m, khi thi công cần sửa chữa và nâng cấp tuyến đường này

Làm mới 4,5 km đường nối ngầm Sông Sắt với các tuyến công trình và từ các bãi vật liệu lên đập để phục vụ cho việc thi công cụm công trình đầu mối

Kết hợp đê quai để làm đường trong quá trình thi công như đường vận chuyển, đường tránh…

1.6 Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước

1.6.1 Bãi vật liệu

Đất đắp: trong quá trình khảo sát thăm dò, thí nghiệm tìm ra được một bãi vật

tư tương đối gần với tuyến đập cự ly khoảng 2÷3km và các thành phần hạt khá đồng nhất với trữ lượng lớn

Đá: lấy tại Đèo Cậu cự ly 42km

Cát, sạn, sỏi: Có thể lấy tại Sông Sắt cự ly trung bình 5km

Xi măng, sắt thép: Có thể mua ở các cơ sở trong và ngoài tỉnh Ninh Thuận

1.6.2 Nước dùng cho thi công và sinh hoạt

Vào thời kỳ mùa khô, tại khu vực xây dựng không có nước Nước dùng cho thi công và nước dùng cho sinh hoạt đều phải lấy từ xa

Nước sinh hoạt: Dùng nguồn nước từ hệ thống cấp nước sinh hoạt suối Lạnh Nước xây dựng lấy ở Sông Sắt cự ly 2 km

1.6.3 Hệ thống cung cấp điện thi công

Đường dây trung và hạ áp 375 KVA Vị trí đấu nối tại PĐ032 thuộc đường dây 22KV Tân Sơn đi Phước Thành

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

1.7.1 Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị

Các loại vật tự chủ yếu được khai thác và mua ở trong tỉnh Ninh Thuận

1.7.2 Điều kiện cung cấp nhân lực, xe máy

Nhà thầu có đủ điều kiện về phương tiện, nhân lực có thể kết hợp sử dụng nhân lực địa phương để thi công công trình

1.8 Thời gian thi công được duyệt

Căn cứ vào khối lượng của từng hạng mục công trình

Căn cứ vào khả năng nhân lực, thiết bị, trình độ kĩ thuật của đơn vị thi công

và sự cộng tác của địa phương

Dựa vào điều kiện thực tế, thời gian thi công được duyệt là 3 năm từ năm 2013- 2015: được tính từ ngày khởi công xây dựng

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

1.9.1 Khó khăn

Do hạn chế về thời gian, điều kiện thiên nhiên không thuận lợi như mưa, bão

sẽ gây khó khăn trong quá trình thi công

1.9.2 Thuận lợi

Do công tác chuẩn bị đi trước nên cho đến bây giờ chưa gặp khó khăn đáng

kể nào và quá trình thi công diễn ra một cách thuận lợi điển hình như:

- Khí hậu thuận lợi,đường xá, cầu cống thuận lợi

- Nguyên vật liệu, nhân lực phong phú

CHƯƠNG 2 CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 2.1 Dẫn dòng thi công

2.1.1 Mục đích và yêu cầu của công tác dẫn dòng thi công

2.1.1.1 Mục đích

- Dẫn dòng thi công: Là công tác dẫn nước từ thượng lưu về hạ lưu qua các công trình dẫn dòng đã xây dựng xong trước khi dẫn dòng

- Ngăn chặn sự ảnh hưởng bất lợi của dòng chảy đối với quá trình thi công

- Dẫn dòng chảy về phía hạ lưu đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng nước trong quá trình thi công

- Đảm bảo được các điều kiện thi công nhưng phải đảm bảo chất lượng nước

và các yếu tố thủy lực cơ bản của dòng chảy Nhu cầu dùng nước ở hạ lưu ít bị ảnh hưởng, vẫn dùng sử dụng được nguồn nước thiên nhiên cho sinh hoạt và sản xuất

- Trong công tác dẫn dòng thi công phải đảm bảo cả về kinh tế và kỹ thuật

2.1.1.2 Yêu cầu

- Cách ly công trình đang xây dựng hoàn toàn với dòng chảy để đảm bảo chất lượng công trình Do đó cần thiết phải sử dụng các đê quai, các biện pháp để đưa nước ra khỏi phạm vi công trình

2.2 Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến việc đề xuất chọn phương án dẫn dòng

Qua xem xét mục đích và yêu cầu của dẫn dòng thi công có thể thấy: Dẫn dòng thi công là công tác quan trọng vì nó ảnh hưởng đến nhiều vấn đề quan trọng như kinh tế, kỹ thuật Bản thân nó chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như thủy văn, địa hình, địa chất, đặc điểm kết thủy lực cơ bản, điều kiện lợi dụng dòng nước, điều kiện thi công và thời gian thi công công trình Dựa trên cơ sở đó để đưa ra những phương án dẫn dòng hợp lý sao cho khi thi công công trình đảm bảo được tiến độ thi công, giá thành rẻ đảm bảo được chất lượng, mỹ thuật công trình Không ảnh hưởng đến nhu cầu ở hạ lưu trong quá trình thi công đến khi hoàn thành công trình đưa vào sử dụng

2.2.1 Ảnh hưởng thủy văn

Yếu tố thủy văn là yếu tố tác động mạnh nhất, ảnh hưởng lớn nhất việc thi công công trình Tùy thuộc vào lượng nước đến mà quy mô, kích thước, kết cấu, biện pháp thi công và chi phí các công trình tạm thay đổi rất nhiều

Công trình hồ chứa nước Sông Sắt có độ dốc tương đối lớn nên mùa lũ về nước từ các dãy núi YaBô, YaBia, HàLa Thượng tập trung thành lũ khá lớn

Từ điều kiện khí hậu, địa hình, địa mạo trong lưu vực đến phân bố dòng chảy năm được chia làm 2 mùa rõ rệt và lưu lượng hai mùa cũng chênh nhau khá lớn: mùa

lũ và mùa kiệt Trong mùa lũ thì nguồn nước dư thừa nên sinh ra lũ quét, ngập úng cục bộ

Ngược lại mùa kiệt thì nguồn nước thiếu (khô hạn) không đáp ứng đủ nhu cầu cung cấp nước cho sản xuất và sinh hoạt trong vùng nên nhân dân trong vùng gặp nhiều khó khăn

Lưu lượng lớn nhất trong mùa kiệt xuất hiện vào tháng 7 với Qmax

=12,10m3/s Lưu lượng lớn nhất trong mùa lũ xuất hiện vào tháng 10 ứng với tầng suất P=10% có Qmax =360m3/s Do sự chênh lệch giữa hai mùa lớn nên ta chọn phương án dẫn dòng theo mùa và thời gian thi công đã được phê duyệt để giảm bớt chi phí cho công tác dẫn dòng Đồng thời chọn biện pháp công trình tạm để dẫn dòng thi công như: Lòng sông thiên nhiên, cống lấy nước, tràn tạm đủ khả năng xã

lũ

2.2.2 Ảnh hưởng của địa hình địa mạo

Tuyến xây dựng đập của hồ Sông Sắt có địa hình thoải hai bên, đó là điều kiện thuận lợi để việc bố trí dẫn dòng thi công công trình và tiến hành thi công đắp đập

cả vai trái, vai phải và tại những vị trí có địa hình thoải bằng phẳng trước

Địa hình khu vực không bằng phẳng, nên việc bố trí mặt bằng thi công, kho bãi vật tư không tập trung trong một khu vực nhất định

2.2.3 Ảnh hưởng địa chất, địa chất thủy văn

Điạ chất và địa chất thủy văn cho biết sự phức tạp trong quá trình thi công, biết khả năng chống xói lở dưới sự tác động của dòng chảy

Như được giới thiệu ở chương 1: địa chất ngoài lớp phủ trầm tích và sườn tích thì khu vực xây dựng có nền đá gốc rắn chắc nên có thể cho phép tăng độ thu hẹp dòng chảy khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp, nhưng càng kho khăn rất nhiều cho các biện pháp thi công khác như công tác đào móng, nổ mìn.…

2.2.4 Ảnh hưởng kết cấu công trình thủy công

Đập đất là loại công trình không thể cho nước tràn qua, nên trong quá trình thi công đắp đập phải đảm bảo cho từng giai đoạn luôn vượt cao trình mực nước thượng lưu và cao trình chống lũ

Khi thi công hố móng phải đảm bảo không cho nước tràn qua hố móng, hố móng luôn khô ráo, quá trình dẫn dòng phải thoát được lưu lượng nước đến, đê quai

phải đủ cao để đảm bảo được an toàn cho thi công hố móng cũng như thi công thân đập, không cho nước tràn vào hố móng trong khi thi công

Cống lấy nước có thể lợi dụng dẫn dòng, nên thi công vào mùa kiệt trong đó cần thi công cống trước để có công trình phục vụ dẫn dòng cho giai đoạn sau Để làm được điều đó cần phải sớm thi công công trình và hoàn thiện cống ở năm đầu, đồng thời cũng phải hoàn thiện đập phía cống lấy nước trước nhất

2.2.5 Ảnh hưởng lợi dụng tổng hợp dòng chảy

Trong quá trình thi công hồ chứa nước Sông Sắt để đảm bảo cho yêu cầu dùng nước sinh hoạt của công nhân và yêu cầu dùng nước của nhân dân trong vùng

Do đó phương án dẫn dòng đưa ra sao cho ta đảm bảo được mực nước hạ lưu không

bị thay đổi quá lớn Tuy việc đó có gây ra cho thi công thêm khó khăn phức tạp nhưng đem lại hiệu quả về kinh tế, xã hội

2.2.6 Điều kiện khả năng thi công công trình

Điều kiện bao gồm: Thời gian thi công, khả năng cung cấp thiết bị, vật tư, nhân lực, trình độ tổ chức quản lý đều được đảm bảo

Cần có kế hoạch sắp xếp công việc, thiết bị xe máy, vật tư…một cách khoa học cho từng giai đoạn nhằm đạt được hiệu quả kinh tế mà giá xây dựng đã đề ra và hoàn thành đúng tiến độ thi công

Kết luận:

Qua phân tích mỗi nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương án dẫn dòng thi công, đề xuất được một số biện pháp công trình dẫn dòng và một số biện pháp thi công cho từng hạng mục công trình như (đập, tràn, cống), có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương án dẫn dòng Dựa vào địa hình, thời gian thi công đề xuất phương án dẫn dòng cho hợp lý, cả hai mặt kỹ thuật và kinh tế Có thể

sử dụng vào công trình để dẫn dòng như: Lòng sông thiên nhiên, cống lấy nước, tràn tạm đủ khả năng xả lũ

2.3 Đề xuất các phương án dẫn dòng thi công

Trên cơ sở phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến công trình hồ chứa nước Sông Sắt với thời gian thi công được duyệt là 3 năm Em đề xuất được hai phương án dẫn dòng thi công như sau

+ Phương án I: Thời gian thi công là 3 năm, khởi công bắt đầu từ tháng

Lưu lượng dẫn dòng

Các công việc phải làm và các

Dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên

Lưu lượng lớn nhất mùa khô ứng với tần suất P=10%

Qmax = 12,10(m3/s)

- Công tác chuẩn bị, tập kết máy móc,thiết bị

- Làm đường thi công, lán trại, kho bãi và các khu phụ trợ phục vụ cho thi công

- Xác định tim các công trình, mốc tọa độ khống chế

- Xin các loại giấy phép về xây dựng: Như nổ mìn, khai thác đất…

- Tập kết vật tư, nhân lực trên công trường

- Bóc phong hóa bãi vật liệu, bóc phong hóa nền đập, thi công vai trái đập đập, vai phải đập đất đến cao trình vượt lũ tiểu mãn

- Thi công đào đất móng cống lấy nước, bê tông thân cống

- Đắp đập bên vai trái đến cao trình vượt lũ chính vụ

- Thi công đào móng tràn xả lũ

- Thi công kênh dẫn dòng

Mùa

mưa

Từ đầu tháng 09/2013 đến 31/12/2013

Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

Lưu lượng lớn nhất ứng với dòng chảy

lũ P=10%

Qmax =360 (m3/s)

- Thi công hoàn thiện thân cống, cửa vào, cửa ra cống lấy nước

- Đắp đất hoàn trả mặt bằng móng cống lấy nước

- Thi công tường tháp cống

- Tiếp tục thi công tràn xả lũ

- Đắp phần còn lại đến cao trình vượt lũ tiểu mãn khi dẫn dòng qua cống

- Tiếp tục đắp đập đến cao trình vượt lũ chính vụ

Dẫn dòng qua Cống lấy nước

Lưu lượng lớn nhất mùa khô ứng với tần suất P=10%

Qmax = 12,10(m3/s)

- Đắp đê quai ngăn dòng đầu mùa khô tháng 1/2014

- Đào, bóc móng xử lý phạm vi long sông

- Thi công tràn xã lũ

- Thi công tiếp tường tháp cống

- Thi công hoàn thiện kênh dẫn dòng phía bờ trái của tràn

- Đắp đập đến cao trình vượt lũ tiểu mãn khi dẫn dòng qua cống

Mùa

mưa

Từ đầu tháng 09/2014 đến 31/12/2014

Dẫn dòng qua cống

và kênh dẫn dòng

Lưu lượng lớn nhất ứng với dòng chảy

lũ P=10%

Qmax = 360(m3/s)

- Thi công tiếp tường tháp cống

- Đào phá đê quai thượng, hạ lưu

- Đắp đập đến cao trình vượt lũ chính vụ

- Thi công bạt sửa mái thượng, hạ lưu phần đã đắp đất

Dẫn dòng qua Cống lấy nước

Lưu lượng lớn nhất mùa khô ứng với tần suất P=10%

Qmax = 12,10(m3/s)

- Đắp đập đến cao trình thiết kế -Hoàn thiện tràn chính,cầu công tác

- Bạt sửa mái phần còn lại mái thượng, hạ lưu

- Thi công bê tông cốt thép khung dầm, lát đá hộc mái thượng lưu

- Thi công hoàn thiện tường tháp cống

- Đắp hoàn trả lại mặt bằng kênh dẫn dòng

Mùa

mưa

Từ đầu tháng 09/2015 đến 31/12/2015

Dẫn dòng qua cống

và qua tràn chính

Lưu lượng lớn nhất ứng với dòng chảy

lũ P=10%

Qmax = 360(m3/s)

- Thi công hoàn thiện nhà tháp

- Thi công hoàn thiện bê tông khung, dầm, lát đá hộc mái thượng lưu

- Thi công bê tông tường chắn sóng, hoàn thiện mặt đập

- Thi công thiết bị thoát nước

- Thi công rải đất màu mái hạ lưu

- Trồng cỏ mái đập, xây rãnh thoát nước hạ lưu đập

- Lắp đặt thiết bị van, máy đóng

mở

- Hoàn thiện, chuẩn bị công tác nghiệm thu bàn giao công trình đưa vào sử dụng

+ Phương án 2: Thời gian thi công là 3 năm, bắt đầu từ tháng 01/01/2013 kết thúc 31/12/2015

Bảng 2.2 - Nội dung phương án II

Năm

TC Thời gian

Công trình dẫn dòng

Lưu lượng dẫn dòng

Các công việc phải làm và các mốc không chế

Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

Lưu lượng lớn nhất mùa khô ứng với tần suất P=10%

Qmax = 12,10 (m3/s)

- Công tác chuẩn bị, tập kết thiết bị

- Làm đường thi công, lán trại, kho bãi và các khu phụ trợ phục vụ cho thi công

- Xác định tim các công trình, mốc cao tọa độ khống chế

- Xin các loại giấy phép về xây dựng: nổ mìn, khai thác đất…

- Tập kết vật tư, nhân lực trên công trường

- Xử lý nền đập, thi công vai trái đập và vai phải đến cao trình vượt lũ tiểu mãn

- Đào móng cống và thi công thân cống lấy nước

- Đào đất, đá móng tràn xả lũ

Mùa

mưa

Từ đầu tháng 09/2013 đến 31/12/2013

Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

Lưu lượng lớn nhất ứng với dòng chảy

lũ P=10%

Qmax = 360 (m3/s)

- Thi công hoàn thiện thân cống, cửa vào, cửa ra cống

- Thi công tiếp đất, đá móng tràn xả lũ

- Tiếp tục đắp hai vai đập đến cao trình vượt lũ chính vụ

- Đắp đất hoàn trả cống lấy nước

- Thi công tường tháp cống

Dẫn dòng qua cống lấy nước

Lưu lượng lớn nhất mùa khô ứng với tần suất P=10%

Qmax = 12,10(m3/s)

- Hoàn thiện đào móng tràn xả

lũ

- Thi công bê tông tràn xả lũ

- Tiếp tục thi công tường tháp

- Đắp đê quai ngăn dòng chính vào mùa khô đầu tháng 2/2014

- Bơm nước, xử lý đào bóc móng lòng suối

- Tiếp tục đắp đất đến cao trình vượt lũ chính vụ

- Thi công đào tràn tạm hoàn thiện

Mùa

mưa

Từ đầu tháng 09/2014 đến 31/12/2014

Dẫn dòng qua cống lấy nước

và tràn tạm

Lưu lượng lớn nhất ứng với dòng chảy

lũ P=10%

Qmax=360 (m3/s)

- Thi công tiếp tường tháp cống

- Tiếp tục đắp đập cao dần đều toàn bộ tuyến

- Bạt sửa mái thượng, hạ lưu phần đã đắp

- Tiếp tục thi công bê tông tràn

Dẫn dòng qua cống lấy nước

Lưu lượng lớn nhất mùa khô ứng với tần suất P=10%

Qmax = 12,10(m3/s)

- Đắp đất trả mặt bằng tràn tạm

- Tiếp tục đắp đập đến cao trình thiết kế

- Tiếp tục thi công hoàn thiện tường tháp cống

- Bạt sửa mái đập thượng, hạ lưu phần còn lại đúng yêu cầu thiết kế

- Thi công bê tông cốt thép khung dầm, lát đá hộc mái thượng lưu

- Thi công hoàn thiện tràn xả lũ vào cuối tháng 7 năm thứ III

- Thi công hoàn thiện thiết bị thoát nước hạ lưu đập

Mùa

mưa

Từ đầu tháng 09/2015 đến 31/12/2015

Dẫn dòng qua cống

và tràn xả

lũ

Lưu lượng lớn nhất ứng với dòng chảy

lũ P=10%

Qmax=360 (m3/s)

- Thi công hoàn thiện nhà tháp cống

- Tiếp tục thi công hoàn thiện

bê tông khung dầm, lát mái đá hộc thượng lưu

- Thi công tường chắn sóng, hoàn thiện mặt đập

- Thi công hoàn thiện cầu công tác

- Lắp đặt thiết bị cửa van, máy đóng mở

- Thi công rải đất màu mái hạ lưu

- Thi công rãnh dăm lọc ca rô thoát nước mái hạ lưu

- Xây rãnh thoát nước và trồng

cỏ mái hạ lưu

- Hoàn thiện toàn bộ công trình

- Chuẩn bị công tác ngiệm thu bàn giao công trình

2.3.1 So sánh, chọn phương án dẫn dòng

Từ hai phương án đề xuất trên ta nhận thấy:

Ưu điểm:

- Có thời gian xử lý nền

- Đảm bảo phục vụ nước ở hạ lưu

- Đập đất không bị gián đoạn

- Dễ bố trí hiện trường thi công

- Chỉ cần đắp đê quai một lần nên

khối lượng đắp đê quai ít, ngăn

dòng dễ dàng

- Dể bố trí mặt bằng thi công, cùng lúc thi công được nhiều hạng mục

- Vùng hạ lưu đảm bảo nguồn nước sinh hoạt và sản xuất

- Đập đất được thi công liên tục

- Thời gian đắp đập dài, chủ động tiến độ

Nhược

điểm:

- Tiến độ thi công, khối lượng thi

công lớn và không được đồng đều,

thời gian tích nước trong hồ dài

không an toàn trong khi thi công

- Khối lượng đào đắp kênh dẫn

dòng lớn

- Kênh dẫn dòng có khả năng xói lở

- Sau khi ngăn dòng thời gian tích nước trong hồ dài không an toàn trong thi công

- Khối lượng đắp đê quai lớn

- Tràn tạm có khả năng xói lở khi dẫn dòng

- Tích lũ tiểu mãn sớm trong hồ không an toàn

- Giá thành công trình tăng

* Phương án 2:

- Dễ bố trí hiện trường thi công cùng lúc được nhiều hạng mục

- Điều kiện cấp nước sinh hoạt cho vùng hạ lưu không bị gián đoạn

- Thời gian thi công dài chủ động được tiến độ thi công đắp đất an toàn

- Giá thành công trình giảm

Qua phân tích đánh giá lựa chọn phương án dẫn dòng, ở đây chọn phương án 2

là phương án chọn để làm phương án thiết kế dẫn dòng thi công

2.4 Xác định lưu lượng dẫn dòng thi công

2.4.1 Khái niệm : Lưu lượng dẫn dòng thi công là lưu lượng lớn nhất ứng với tần

suất và thời đoạn dẫn dòng thi công

 Tần suất dẫn dòng thi công

Tần suất dòng thi công phụ thuộc vào cấp công trình, được xác định theo tiêu chuẩn hiện hành

Theo tài liệu thiết kế: Công trình hồ chứa nước Sông Sắt thuộc công tình cấp III, với công trình đầu mối dâng nước cấp III.Tra theo QCVN 04-

05/2012/BNN&PTNT thì tần suất thiết kế dẫn dòng là P =10%

 Thời đoạn dẫn dòng thi công

Phụ thuộc vào điều kiện thủy văn dòng chảy (mùa lũ, mùa kiệt, và các giá trị lưu lượng lũ (tiểu mãn, chính vụ) và phụ thuộc vào phương án dẫn dòng đã chọn ứng với từng thời kỳ dẫn dòng có các mục đích sau:

Công trình hồ chứa nước Sông Sắt được thi công trong 3 năm nên thời đoạn dẫn dòng thi công được chọn 3 năm

+ Mùa kiệt bắt đầu từ tháng 1 đến tháng 8

+ Mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 12

* Năm thứ III:

Mùa kiệt bắt đầu từ 01/2015 đến 31/08/2015 dẫn dòng qua cống lấy nước Mùa mưa bắt đầu từ 09/2015 đến 31/12/2015 dẫn dòng qua cống lấy nước và tràn xả lũ

2.4.2 Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công

Với tần suất thiết kế dẫn dòng thi công đã có thì việc chọn lưu lượng thiết chủ yếu dựa vào thời đoạn dẫn dòng thi công Khi xác định thời đoạn dẫn dòng nghiên cứu kỹ một cách tổng hợp và toàn diện các vấn đề liên quan như:

- Đặc điểm thủy văn, khí tượng của vùng thi công

- Đặc điểm kết cấu công trình

- Phương án dẫn dòng

- Điều kiện và khả năng thi công

Công trình Hồ chứa nước Sông sắt được đắp bằng đất, phải đảm bảo điều kiện

kỹ thuật không cho phép nước tràn qua Căn cứ vào phương án dẫn dòng đã chọn, điều kiện và khả năng thi công của đơn vị thi công, quyết định chia thời đoạn dẫn dòng theo từng thời kỳ

Trên cơ sở tần suất và thời đoạn dẫn dòng thiết kế đã xác định được:

- Lưu lượng dẫn dòng cho toàn mùa kiệt: Ql tiểu mản = 12,10m3/s

- Lưu lượng dẫn dòng cho mùa lũ: Qlchính vụ = 360m3/s

2.5 Tính toán thủy lực dẫn dòng thi công

2.5.1 Mục đích

- Xác định mực nước thượng lưu vào các yếu tố thủy lực dòng chảy theo từng giai đoạn dẫn dòng qua các công trình dẫn dòng khác nhau

- Xác định cao trình đê quai thượng và hạ lưu

- Xác định cao trình đắp đập chống lũ cuối mùa khô

- Xác định lưu tốc thu hẹp để kiểm tra xói

2.5.2 Nội dung tính toán thủy lực qua lòng sông thu hep

+ Mức độ thu hẹp cho phép của lòng sông, do các yếu tố sau quy định:

- Lưu lượng dẫn dòng thi công

- Điều kiện chống xói của lòng sông và địa chất ở hai bờ

- Đặc điểm cấu tạo của công trình

- Đặc điểm và khả năng thi công trong các giai đoạn nhất là giai đoạn công trình có 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

h hl H

Hình 2.3- Cắt ngang đoạn thượng lưu

a/ Tính toán thủy lực cho mùa kiệt ứng với Q kiệt max = 12,10 m 3 /s (lũ tiểu mãn )

- Với lưu lượng dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp Qdd = 12,10 (m3/s), (Lưu lượng dẫn dòng = lưu lượng lũ tiểu mãn) Tra quan hệ Q ~ Zhl xác định được Zhl = 146.9 (m)

Có Zhl = 146,90 (m) hhl = Zhl - Zđs = 146.90 – 146.07 = 0,83 (m)

Đưa Zhl lên mặt cắt dọc đập ta xác định được tiết diện ướt của lòng sông mà

đê quai và hố móng chiếm chỗ thu hẹp 2 bên Đo được tổng 1= 104 (m2)

 *: Tiết diện ướt của lòng suối cũ tính với mực nước hạ lưu

B: là chiều rộng trung bình của lòng sông ứng với từng giá trị Z giả thiết

Để xác định 2 ta phải xác định được Z, mà Z còn là ẩn số do đó ta phải giả thiết Zgt = 0,003 m  Ztl= Zhl+Zgt = 146,90 + 0,003 = 146,90 (m)

Ứng với hhl = 0,83 (m) ta có: 1 =95,5 (m2) và 2* = 163 (m2)

Ứng với Zgt = 0,003 m ta đo được chiều rộng trung bình của lòng sông B = 14,17 (m)

Từ đó xác định được diện tích ướt của lòng sông cũ là 2 = 163.04 (m2)

- Xác định lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp

Công thức tính: Vc =

) ( 2 1

% 10

+ Vc: Lưu tốc bình quân tại mặt cắt thu hẹp của lòng suối (m/s)

+ Qlũ10%: Lưu lượng dẫn dòng thi công thiết kế mùa kiệt (lũ tiểu mãn) Qmax

% 10

10 , 12

 = 0,161(m/s)

- Xác định cao trình mực nước thượng lưu: Z tl

Sau khi lòng suối bị co hẹp thì trạng thái dòng chảy bị thay dổi (Nước dâng lên)

Độ cao dâng nước được tính theo công thức :

g

V g

V c

2 2

: Độ cao nước dâng

: Quan hệ lưu tốc ( chọn = 0,85)

V0: Lưu tốc đến gần đoạn thu hẹp ở thượng lưu (m/s)

0 , 074 ( /s)

04 , 163

10 , 12

2

% 10

074 , 0 62 , 19

161 , 0 85 , 0

1 2

2

2

2 0 2

g

V g

5 , 95

 So sánh Vc = 0,161 (m/s) < [V]kx = 1,4 – 1,6 (m/s)

 Thỏa mãn điều kiện vậy lòng sông không bị xói lở

Sau khi lòng suối bị thu hẹp thì trạng thái chảy của dòng chảy thay đổi (nước dâng lên)

Độ cao nước dâng được xác định;Z = 0,003 (m)

cao trình mực nước thượng lưu: Ztl

 H tl = Zhl + Z = 146.90 + 0,003 = 146.90 (m)

Trong đó:

- Z: Độ cao nước dâng

- Htl: Cột nước thượng lưu

- hhl : Cột nước hạ lưu

+ Ứng dụng kết quả tính toán

- Xác định cao trình đắp đập vượt lũ tiểu mãn năm thứ nhất (đợt 1)

ZVL= ZTL+ Với (=0,5  0,7m); chọn (=0,55)

Z VL = 146.90 + 0,5 = 147.40 (m)

Vậy năm thứ nhất ta thi công đập đất phải vượt trên cao trình vượt lũ tiểu

mãn đợt 1 là: 147.422 m

b/ Tính toán thủy lực cho mùa lũ ứng với Q lũ 10% = 360 m 3 /s (lũ chính vụ)

+ Với lưu lượng dẫn dòng qua long sông thu hẹp Qdd = 360 (m3/s), (Lưu lượng dẫn

dòng = lưu lượng lũ chính vụ) Tra quan hệ Q ~ Z hl: xác định Zhl = 151,80 (m)

 *: Tiết diện ướt của lòng suối cũ tính với mực nước hạ lưu

B: là chiều rộng trung bình của lòng sông ứng với từng giá trị Z giả thiết

Để xác định 2 ta phải xác định được Z, mà Z còn là ẩn số do đó ta phải giả thiết Zgt = 0,20 m  Ztl= Zhl+Zgt = 151,80 + 0,20 = 152.00 (m)

Ứng với hhl = 5,73 (m) ta có: 1 = 328 (m2) và 2* = 540 (m2)

Ứng với Zgt= 0,20 m ta đo được chiều rộng trung bình của lòng sông B = 66,64 (m)

Từ đó xác định được diện tích ướt của lòng sông cũ là 2 = 553,3 (m2)

- Xác định lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp

Công thức tính: Vc =

) ( 2 1

% 10

+ Vc: Lưu tốc bình quân tại mặt cắt thu hẹp của lòng suối (m/s)

+ Qlũ10%: Lưu lượng dẫn dòng thi công thiết kế mùa kiệt (lũ tiểu mãn) Qmax

=12,10 (m3/s)

+  = 0,9: hệ số thu hẹp 2 bên

Thay giá trị vào công thức (2.6) ta được:

Vc =

) ( 2 1

% 10

360

 = 1,776(m/s)

- Xác định cao trình mực nước thượng lưu: Z tl

Sau khi lòng suối bị co hẹp thì trạng thái dòng chảy bị thay dổi ( Nước dâng lên)

Độ cao dâng nước được tính theo công thức :

g

V g

V c

2 2

: Độ cao nước dâng

: Quan hệ lưu tốc ( chọn = 0,85)

V0: Lưu tốc đến gần đoạn thu hẹp ở thượng lưu (m/s)

0 , 651 ( /s)

3 , 553 360

2

% 10

651 , 0 62 , 19

776 , 1 85 , 0

1 2

2

2

2 0 2

g

V g

 So sánh Vc = 1,776 (m/s) > [V]kx = 1,4 – 1,6 (m/s)

Vậy không thỏa mãn điều kiện lòng sông bị xói lở cần phải gia cố lòng sông

Sau khi lòng suối bị thu hẹp thì trạng thái chảy của dòng chảy thay đổi (nước dâng lên)

Độ cao nước dâng được xác định;Z = 0,20 (m)

cao trình mực nước thượng lưu: Ztl

 H tl = Zhl + Z = 151.80 + 0,20 = 152.00 (m)

Trong đó:

- Z: Độ cao nước dâng

- Htl: Cột nước thượng lưu

2.5.3.2 Nội dung tính toán

Trong thực tế khi thi công kênh đoạn hạ lưu cống chừa lại để dẫn dòng qua cống Khi dẫn dòng chảy sau cống ta đào một đoạn kênh hạ lưu đến cống xả xuống lòng sông cũ (Dòng chảy tự do sau cống) để tận dụng được hết khả năng chảy của cống Theo tài liệu thiết kế kỹ thuật có các thông số kỹ thuật của cống như sau:

+ Lưu lượng thiết kế dẫn dòng lớn nhất: Qdd = 4,50 (m3/s)

+ Cao trình đáy cống tại cửa vào Zđc = +156,50 (m)

+ Cao trình đáy cống tại cửa ra Zcra = +156,26 (m)

+ Chiều dài từ tháp cống đến cửa ra = 90 (m)

+ Chiều dài từ cửa vào tới tháp cống = 30 (m)

+ Mặt cắt ngang cống b.h=1,6.2,0(m)

+ Cống đóng mở bằng van côn hạ lưu

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 để tính toán ta coi cửa cống mở hoàn toàn (a = h = 2m)

2.5.3.3 Tính với giá trị Q sau khi chặn dòng và trước lũ tiểu mãn

Theo tài liệu thủy văn đã cho lưu lượng lớn nhất sau khi chặn dòng đến

trước lũ tiểu mãn là tháng 1 với lưu lượng là Q = 4,21 (m3/s)

Giả thiết là cống làm việc theo cống dài chảy không áp

Z TL

Z hl C

C

Hình 2.4 – Sơ đồ dẫn dòng qua cống lấy nước khi cống chảy không áp

Trước hết tính dòng không đều trong cống:

hk = 3

2 2

gb

Q

= 3

2 2

6 , 1 81 , 9

21 , 4

Lấy độ sâu cuối cống hD = hk = 0,89 (m)

Tính dòng không đều bằng phương pháp cộng trực tiếp, xuất phát từ cuối

cống, ta được kết quả ghi ở bảng sau:

Đồ án tốt nghiệp Trang 27 Ngành: Kỹ thuật công trình

Kết quả tìm được độ sâu cống là hx = 1,135 m

Xét chỉ tiêu ngập:

27 ,

Vậy phần đầu cống làm việc như đập tràn đỉnh rộng chảy ngập:

) (

2 b h x g H h x

(2.8)

Ta tính được:

x x

h g h b

Q

2 2 2

2 2

Lấy 0,87và thay vào công thức trên ta được:

) ( 49 , 1 135 , 1 81 , 9 2 135 , 1 6

2 2 2

Z dqtl = Z TL + a ’ = 158.99 + 0,5 = 159.49 m

2.5.3.4 Tính toán thủy lực cống với giá trị Q =Q tiểu mãn

* Ứng với Q dd = 12,10 (m 3 /s) (lưu lượng lũ tiển mãn)

+ Xác định chế độ chảy trong cống:

Cống dẫn dòng là cống mở hoàn toàn vì vậy a = d = 2 m

Muốn xác định chế độ chảy trong cống, ta cần vẽ đường mặt nước ở trong cống Giả thiết dòng chảy trong cống có áp, lưu lượng dẫn dòng qua cống là lưu lượng dẫn dòng cho mùa kiệt Q = 12,10 m3/s

Ta có công thức tính lưu lượng cho cống chảy có áp là:

) 2 (

2 g H0 iL D

(2.10) Với  tính theo: c

 





R C

L g

* 2 1





 ` (2.11)

Trong đó:

c– tổng hệ số tổn thất cục bộ (quy về lưu tốc trong cống) bao gồm:

Tổn thất do thu hẹp cửa vào:

th

 = 0,15 Tổn thất do mở rộng:

mr

 = 0,36 Vậy:

c = 0,15 + 0,36 = 0,51 Bán kính thủy lực của toàn mặt cắt (dòng chảy có áp):

) 0 , 2 6 , 1 (

2

0 , 2 6 , 1

120 62 , 19 51 , 0 1 , 1

Q

2

2 120 002 , 0 81 , 9 2 ) 0 , 2 6 , 1 ( 73 , 0

1 , 12 2

2

.

2 2

1 ,

m s m b

gb

Q

= 3

2 2

6 , 1 81 , 9

21 , 4

= 0,89 (m)

Vậy cần tính độ dài đoạn đường nước dâng Lk từ độ sâu hc = 1,41 m tới độ sâu bằng chiều cao cống d =2,0m để xác định trạng thái chảy Dùng phương pháp cộng trực tiếp với phương trình:

Ji

Đồ án tốt nghiệp Trang 30 Ngành: Kỹ thuật công trình

Sinh viên: Phạm Tiến Ánh Lớp: Đắk Lắk 2

Zđđtm2 = Ztl + 

Trong đó  = (0,5 ÷ 0,7)m chon  = 0,58

Ztl

dq = Ztl +  = 159,12 + 0,58 = 159.70 m

Đồ án tốt nghiệp Trang 31 Ngành: Kỹ thuật công trình

Sinh viên: Phạm Tiến Ánh Lớp: Đắk Lắk 2

+ Tính toán đồng thời dẫn dòng qua tràn tạm và qua cống.

Với bài toán này ta coi như toàn bộ lưu lượng dẫn dòng được chuyển hết qua

cống và tràn tạm Và khi lũ xuất hiện thì coi như mực nước trong hồ cao bằng

ngưỡng tràn tạm Trong quá trình tính toán thì ta coi như tràn tạm chảy tự do và

cống chảy có áp, lưu lượng dẫn dòng được tính theo công thức sau: Qdẫndòng= QCống

Trong đó:

+ ZTC: Cao trình tâm cống (m) + ZĐầu cống = 156.50 (m): Cao trình ngưỡng cống + H = 2 (m): chiều cao cống

→Thay các giá trị vào (2.15) ta có:

2

2 5 156

Đồ án tốt nghiệp Trang 32 Ngành: Kỹ thuật công trình

Sinh viên: Phạm Tiến Ánh Lớp: Đắk Lắk 2

2. g H c iLH

 (2.15)

- Trong đó:

+ µ =

R C

gL

2

21

1





c– tổng hệ số tổn thất cục bộ (quy về lưu tốc trong cống) bao gồm:

Tổn thất do thu hẹp cửa vào: th = 0,15

2

0 , 2 6 , 1



 : Bán kính thủy lực

014 , 0

gL

2

21

0,120.81,9.251,01

2g H c iL D = 0,10.3,2 )

2

20,120.002,0(62,

= 0,32 19 , 62 (H c  14 , 91 )

Đồ án tốt nghiệp Trang 33 Ngành: Kỹ thuật công trình

Sinh viên: Phạm Tiến Ánh Lớp: Đắk Lắk 2

* Mặc khác:

Hcống = HTràn + ΔH ( hình vẽ 2.7) Với ΔH= 5,0 (m)

3

.2 b g H Tràn

m (2.16) Trong đó:

+ m = 0,35: Gọi là hệ số lưu lượng của đập tràn đỉnh rộng phụ thuộc vào tính chất thu hẹp của cửa vào lấy theo trị số gần đúng của Cumin

2.5.5 Thiết kế kích thước công trình dẫn dòng

2.5.5.1.Thiết kế đê quai

Đồ án tốt nghiệp Trang 34 Ngành: Kỹ thuật công trình

Sinh viên: Phạm Tiến Ánh Lớp: Đắk Lắk 2

+ Tuyến đê quai:

Đê quai là một công trình ngăn nước tạm thời, ngăn cách hố móng với dòng chảy để tạo điều kiện cho công tác thi công trong hố móng được khô ráo, khi thi công công trình chính xong thì đê quai được phá dỡ đi Khi đắp đê quai cần thõa mãn các yêu cầu cơ bản sau:

+ Phải đủ cường độ, ổn định, chống thấm và phòng xói tốt

+ Cấu tạo đơn giản, đảm bảo xây dựng sửa chữa, tháo dỡ dễ dàng và nhanh chóng

+ Phải liên kết tốt với hai bờ

+ Khối lượng đào đắp ít, cần vận dụng vật liệu, thi công với thời gian ngắn và giá thành rẻ

Vị trí tuyến đê quai được xây dựng trên nền đá rắn chắc, vật liệu dùng là vật liệu địa phương được lấy từ các mỏ A, B, C và tận dụng đất đào để đắp đê quai

Tại thời điểm chặn dòng là mùa khô nên lưu lượng đến còn ít, lòng sông không rộng nên trong phần thiết kế đê quai thượng không tính đến chiều cao an toàn của sóng, độ dốc lòng sông không đáng kể

Đê quai thi công bằng phương pháp đầm nén dùng đất lấy từ mỏ và tận dụng đất đá đào móng tràn chính, chân khay tim đập, móng cống để đắp, để giảm bớt khối lượng và giá thành

2.5.5.2 Cao trình đê quai thương lưu:

Căn cứ vào cao trình đáy cống và lưu lượng Q10% của tháng chặn dòng (cụ thể

là tháng 2) ta thiết kế cao trình đê quai thượng lưu để phục vụ cho việc chặn dòng vào mùa kiệt năm thứ 2 sẽ là:

Zđqtl = Ztl + 

Trong đó:

Zđqtl: Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu (m)

Ztl: Là cao trình mực nước thượng lưu ứng với lưu lượng Q = 12,10 m3/s

: Độ vượt cao an toàn thượng lưu và hạ lưu của đê quai = (0,3 0,5)

Z dqtl = Z TL +  = 158.99 + 0,5 = 159.49 m

Bề rộng mặt đê quai thượng lưu là b = 5m, hệ số mái m =1:2,5 chiều dài đê quai LđqTL = 103,2 (m)

Đồ án tốt nghiệp Trang 35 Ngành: Kỹ thuật công trình

Sinh viên: Phạm Tiến Ánh Lớp: Đắk Lắk 2

Hình 2.7 - Mặt cắt ngang điển hình của đê quai thượng lưu

2.5.5.3 Đê quai hạ lưu:

Vì đê quai hạ lưu kết hợp làm đường giao thông Có Q kiệt max = 12,10 m 3 /s từ bảng quan hệ ta được Z hạ lưu = 146.90 m

Để đảm bảo hố móng được khô ráo, ta chọn cao trình đê quai hạ lưu là:

Z dqhl = Z hl +  = 146.90 + 0,5 = 147.40 (m)

Để đảm bảo việc đi lại thuận tiện trong khi thi công hố móng cũng như thi công đập, ta chọn mặt cắt đê quai hạ có hình dạng như sau:

Bề rộng mặt đê quai là b = 6m, hệ số mái m = 1:1,5 chiều dài LđqHL = 43,7(m)

Tại vị trí đê quai là nền đá rắn chắc vật liệu đắp đê quai bằng vật liệu tận dụng đất

Đồ án tốt nghiệp Trang 36 Ngành: Kỹ thuật công trình

Sinh viên: Phạm Tiến Ánh Lớp: Đắk Lắk 2

2.6 Ngăn dòng

2.6.1 Tầm quan trọng của công tác ngăn dòng

Ngăn dòng là một công tác khẩn trương và phức tạp với một thời gian ngắn nhất, đòi hỏi tốn ít vật liệu và nhân lực nhưng phải chặn được dòng chảy ở cửa ngăn dòng; dòng chảy được dẫn qua công trình dẫn dòng hoặc trữ lại trong hồ Nó càn là công tác có tính chất chủ yếu mấu chốt trong quá trình thi công các công trình thủy lợi lớn Vì vậy chọn phương án dẫn dòng hợp lý có ý nghĩa to lớn về mặt kinh tế và

kỹ thuật

Sau khi tính toán thủy lực cống dẫn dòng, ta xác định được các cao trình đắp đập khống chế, cao trình của đê quai

Như vậy công tác ngăn dòng có vai trò rất quan trọng: khống chế toàn bộ tiến

độ thi công nhất là tiến độ thi công đập Do đó phải tính toán phân tích, lựa chọn để xác định các thông số tính toán trong thiết kế ngăn dòng, phương pháp nhăn dòng từ

đó đề ra biện pháp tổ chức thi công ngăn dòng

2.6.2 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng

2.6.2.1 Chọn ngày ngăn dòng

Chọn ngày ngăn dòng cần dựa vào các điều kiện sau đây:

- Chọn lúc nước kiệt nhất đầu mùa khô

- Đảm bảo sau khi ngăn dòng có đủ thời gian đắp đê quai, bơm cạn nước, nạo vét móng, xử lý nền xây đắp công trình chính hoặc bộ phận công trình chính đến cao trình vượt lũ trước khi lũ đến;

- Đảm bảo trước khi ngăn dòng có đủ thời gian làm công tác chuẩn bị như đào hoặc đắp các công trình tháo nước hoặc dẫn nước, chuẩn bị vật liệu, thiết bị …;

- Ảnh hưởng ít nhất đến việc lợi dụng tổng hợp dòng chảy

Hồ chứa nước Sông Sắt có yêu cầu lớn nhất là phải có đủ thời gian đắp đập đến cao trình vượt lũ sau khi ngăn dòng và khi ngăn dòng công trình dẫn nước đã xây dựng xong trước đó

Dựa vào những điều kiện đã phân tích trên ta chọn ngày ngăn dòng là vào lúc 8 giờ ngày 01 tháng 02 năm 2014 thi công vì có các điều kiện thuận lợi sau:

- Lúc này băt đầu tháng thứ 2 của mùa khô có lưu lượng nhỏ: Q10% = 2,34 (m³/s) Theo tài liệu thủy văn đây là lúc chưa kiệt nhất so với tháng III, IV, V Nhưng để đảm bảo tiến độ, thời gian thi công các hạng mục công trình cần phải ngăn dòng vào đầu tháng 02/2014

- Các công trình phục vụ cho công tác ngăn dòng đã được chuẩn bị sẵn sàng, vật liệu tập kết đầy đủ

- Đảm bảo sau khi ngăn dòng có đủ thời gian để đắp đê quai, bơm nước, nạo vét

hố móng và thi công đập chính thuận lợi, dễ dàng

Đồ án tốt nghiệp Trang 37 Ngành: Kỹ thuật công trình

Sinh viên: Phạm Tiến Ánh Lớp: Đắk Lắk 2

2.6.2.2.Chọn tần suất lưu lượng thiết kế ngăn dòng

Thời gian ngăn dòng đã được xác định thì lưu lượng thiết kế ngăn dòng chỉ phụ thuộc vào tần suất thiết kế ngăn dòng

Lưu lượng thiết kế ngăn dòng là trị số lưu lượng trung bình của 3 ngày tại thời điểm ngăn dòng tương ứng với tần suất thiết kế ngăn dòng Tần suất thiết kế phụ thuộc vào cấp công trình và lấy theo QCVN 04-05-2012/BNN&PTNT tần suất lưu lượng lớn nhất tính toán lấp dòng là 10% đối với công trình cấp III

2.2.2.3 Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng

Căn cứ vào QCVN 04-05-2012/BNN&PTNT và tài liệu thủy văn, ứng với tần suất thiết kế thi công P = 10% ta chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng là Q10% = 2,34 (m³/s)

2.6.3 Chọn vị trí và độ rộng cửa ngăn dòng

2.6.3.1 Chọn vị trí

Khi xác định vị trí cửa ngăn dòng cần áp dụng các nguyên tắc sau:

- Bố trí cửa ngăn dòng ở giữa dòng vì dòng chảy thuận, khả năng tháo nước lớn

2.6.3.2 Xác định bề rộng cửa ngăn dòng

Chiều rộng cửa ngăn dòng được quyết định bởi các yếu tố sau:

- Luu lượng thiết kế ngăn dòng

- Điều kiện chống xói của nền

- Cường độ thi công

- Yêu cầu về tổng hợp lợi dụng dòng chảy

- Trên suối Sông Sắt không có yêu cầu về vận tải thủy, lưu lượng thiết kế ngăn

dòng nhỏ Q = 2,34 (m3/s) do đó chọn bề rộng cửa ngăn dòng là B= 6m

2.6.3.3 Phương án ngăn dòng và tổ chức thi công ngăn dòng

* Phương pháp ngăn dòng:

Có nhiều phương pháp ngăn dòng như: đổ vật liệu vào dòng chảy (đất, cát, đá,

bó cành cây, khối bê tông ); nổ mìn định hướng; bồi đắp bằng thủy lực, đóng cửa cống Phương pháp được áp dụng nhiều là đổ đất đá trực tiếp ngăn dòng