thiết kế sơ bộ đập đất và cống ngầm

Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế sơ đập đất cống ngầm mục lục Chương 1: Tài liệu thiết kế 1.1 Tài liệu cho trước : 1.1.1 Nhiệm vụ công trình : .3 1.1.2 Các công trình chủ yếu khu đầu mối .3 1.1.3 Tóm tắt số tài liệu 1.2 Nội dung thiết kế .4 1.2.1 Đập đất 1.2.2 Cống ngầm Chương 2: thiết kế đập đất 2.1 Những vấn đề chung 2.1.1 Nhiệm vụ công trình : .5 2.1.2 Các công trình chủ yếu khu đầu mối 2.1.3 Chọn tuyến đập 2.1.4 Chọn loại đập .5 2.1.5 Cấp công trình tiêu thiết kế : 2.2 Các kích thước đập đất 2.2.1 Tính toán xác định cao trình đỉnh đập 2.2.2 Bề rộng đỉnh đập : 10 2.2.3 Mái đập đập 10 2.2.4 Thiết bị chống thấm : 11 2.2.5 Thiết bị thoát nước thân đập : 11 2.3 Tính toán thấm qua đập .12 2.3.1 Nhiệm vụ trường hợp tính toán : 12 2.3.2 Tính thấm cho mặt cắt lòng sông 12 2.3.3 Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi 15 2.4 Tính toán ổn định mái đập 17 2.4.1 Trường hợp tính toán : 17 2.4.2 Tài liệu tính toán .17 2.4.3 Phương pháp tính toán 18 2.4.4 Đánh giá hợp lý mái 20 2.5 Cấu tạo chi tiết 20 2.5.1 Đỉnh đập 20 2.5.2 Bảo vệ mái đập 20 2.5.3 Nối tiếp đập với bờ : 21 Chương 3: thiết kế cống ngầm 21 3.1 Những vấn đề chung 21 3.1.1 Nhiệm vụ cấp công trình tiêu thiết kế 21 3.1.2 Chọn tuyến hình thức cống 22 3.2 Thiết kế kênh hạ lưu cống .22 3.2.1 Thiết kế mặt cắt kênh 22 3.3 Tính diện cống .25 3.3.1 Trường hợp tính toán : Cống ngầm phân làm đoạn : 25 3.3.2 Tính bề rộng cống bc .25 3.3.3 Tính chiều cao cống cao trình đặt cống .28 3.4 Kiểm tra trạng thái chảy tính toán tiêu 29 3.4.1 Trường hợp tính toán .29 3.4.2 Xác định độ mở cống a : 29 Sinh viên thực : Trang Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế sơ đập đất cống ngầm 3.4.3 3.4.4 3.5 3.5.1 3.5.2 3.5.3 3.6 3.6.1 3.6.2 3.6.3 Kiểm tra dòng chảy cống : 30 Tính toán tiêu 32 Chọn cấu tạo cống 33 Cửa vào, cửa 33 Thân cống 33 Tháp van 33 Tính toán kết cấu cống 34 Mục đích tính toán 34 Trường hợp tính toán : 34 Xác định ngoại lực tác dụng lên mặt cắt cống : Tính cho 1m dài .34 o0o Sinh viên thực : Trang Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế sơ đập đất cống ngầm Chương 1: 1.1 Tài liệu thiết kế Tài liệu cho trước : 1.1.1 Nhiệm vụ công trình : Hồ chứa H sông S đảm nhận nhiệm vụ sau : 1) Cấp nước tưới cho 1650 ruộng đất canh tác 2) Cấp nước sinh hoạt cho 5000 dân 3) Kết hợp nuôi cá lòng hồ, tạo cảnh quan môi trường, sinh thái phục vụ du lịch 1.1.2 Các công trình chủ yếu khu đầu mối 1) Một đập ngăn sông 2) Một đường tràn tháo lũ sang lưu vực khác 3) Một cống đặt đập để lấy nước tưới 1.1.3 Tóm tắt số tài liệu 1.1.3.1 Địa hình : Cho bình đồ vùng tuyến đập 1.1.3.2 Địa chất : Cho mặt cắt địa chất dọc tuyến đập Chỉ tiêu lý lớp bồi tích lòng sông cho bảng Tầng đá gốc rắn mức độ nứt nẻ trung bình, lớp phong hoá dày 0.51m 1.1.3.3 Vật liệu xây dựng : Đất : Xung quanh vị trí đập có bãi vật liệu A(trữ lượng 800.000m3, Cự ly 800m); B(trữ lượng 600.000m3, Cự ly 600m); C(trữ lượng 1000.000m3, Cự ly 1Km);Chất đất thuộc loại thịt pha cát, thấm nước tương đối mạnh, tiêu bảng Điều kiện khai thác bình thường Đất sét khai thác vị trí cách đập km trữ lượng đủ làm thiết bị chống thấm Đá : Khai thác vị trí cách công trình km, trữ lượng lớn, chất lượng đảm bảo đắp đập, lát mái.Một số tiêu lý : =320 ; n=0.35 ; k=2.5T/m3.(của đá) Cát sỏi : Khai thác bãi dọc sông, cự ly xa km, trữ lượng đủ làm tầng lọc Cấp phối bảng Bảng - 1: Chỉ tiêu lý đất vật liệu đắp đập C(T/m2) Chỉ tiêu Loại Hệ số rỗng n Độ ẩm W(%) ẩm bão hoà ẩm Đất đắp đập (chế bị) 0.35 20 23 20 Sét(chế bị) 0.42 22 17 Cát 0.40 18 Đất 0.39 24 Sinh viên thực : bão hoà k (T/m3) K (m/s) 3.0 2.4 1.62 10-5 13 5.0 3.0 1.58 4x10-9 30 27 0 1.6 10-4 26 22 1.0 0.7 1.59 10-6 (độ) Trang Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế sơ đập đất cống ngầm Bảng - : Cấp phối vật liệu đắp đập d(mm) Loại d10 d50 d60 Đất thịt pha cát 0.005 0.05 0.08 Cát 0.05 0.35 0.40 Sỏi 0.5 3.00 5.00 1.1.3.4 Đặc trưng hồ chứa Bảng - : Các mực nước hồ mực nước hạ lưu : Đặc trưng hồ chứa Đề số Sơ đồ (1) 50 QCống (m3/s) MN hạ lưu(m) Max Khi MNC Khi (Qtk) MNDBT Mực nước D (km) MNC (m) MNDBT (m) Bình thường Đầu kênh (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) A 3.0 10.2 30.2 7.2 8.8 3.2 9.90 Tràn tự động có cột nước đỉnh tràn Hmax= 3m Các vận tốc gió tính toán : Bảng 1- : Vận tốc gió ứng với mức đảm bảo P% P% 20 30 50 V(m/s) 32 30 26 17 14 12 Chiều dài truyền sóng ứng với MNDBT : D (Lấy bảng 3) ;ứng với MNDGC : D = D + 0.3km Đỉnh đập đường giao thông chạy qua 1.1.3.5 Tài liệu thiết kế cống Lưu lượng lấy nước ứng với MNDBT MNC (QTK) : bảng Mực nước khống chế đầu kênh cấp : bảng Tài liệu kênh : m =1.5 ; n=0.025 ; i= (35) x 10-3 1.2 Nội dung thiết kế 1.2.1 Đập đất 1.2.1.1 Thuyết minh Phân tích chọn tuyến đập, hình thức đập Xác định kích thước đập đất Tính toán thấm ổn định Chọn cấu tạo chi tiết Sinh viên thực : Trang Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế sơ đập đất cống ngầm 1.2.1.2 Bản vẽ Mặt đập Cắt dọc đập (hoặc diện hạ lưu) Các mặt cắt ngang đại biểu lòng sông bên thềm sông Các cấu tạo chi tiết 1.2.2 Cống ngầm 1.2.2.1 Thuyết minh Phân tích chọn loại cống vị trí đặt cống Tính toán thuỷ lực xác định kích thước cống Phân tích lực để tính kêt cấu thân cống 1.2.2.2 Bản vẽ Cắt dọc, cắt ngang cống Mặt Chính diện thượng, hạ lưu Các cấu tạo chi tiết Chương 2: 2.1 thiết kế đập đất Những vấn đề chung 2.1.1 Nhiệm vụ công trình : Hồ chứa nước H sông S đảm nhận nhiệm vụ sau : Cấp nước tưới cho 1650 ruộng đất canh tác Cấp nước sinh hoạt cho 5000 dân Kết hợp nuôi cá lòng hồ tạo cảnh quan môi trường, sinh thái phục vụ cho du lịch 2.1.2 Các công trình chủ yếu khu đầu mối Một đập ngăn sông Một đường tràn tháo lũ Một cống đặt đập để lấy nước 2.1.3 Chọn tuyến đập Dựa vào bình đồ khu đầu mối, ta thấy việc chọn tuyến đập (A - A) hợp lý : Tuyến đập chọn nơi thung lũng có hình hẹp, địa chất tốt, vật liệu xây dựng đập dễ khai thác gần vùng cần nước tưới 2.1.4 Chọn loại đập Căn vào điều kiện địa hình : Theo bình đồ vùng tuyến (sơ đồ A) đập : mặt đất thượng lưu - hạ lưu có độ dốc thay đổi từ 5m 50m vùng thấp 5m , tuyến nối đồi có 50m Tuyến chọn vị trí có hình hẹp Sinh viên thực : Trang Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế sơ đập đất cống ngầm Căn vào điều kiện địa chất : Tuyến công trình nằm tầng đá gốc rắn mức độ nứt nẻ trung bình, lớp phong hoá dày 0.5 - 1m Căn vào điều kiện vật liệu xây dựng : Đất : Xung quanh vị trí đập có bãi vật liệu A (trữ lượng 800.000m3, Cự ly 800m); B(trữ lượng 600.000m3, Cự ly 600m); C(trữ lượng 1000.000m3, Cự ly 1Km); Chất đất thuộc loại thịt pha cát, thấm nước tương đối mạnh tiêu bảng Điều kiện khai thác dễ Đất sét khai thác vị trí cách đập km trữ lượng đủ để làm thiết bị chống thấm Đá : Khai thác vị trí cách công trình km, trữ lượng lớn, chất lượng đảm bảo đắp đập, lát mái.Một số tiêu lý : = 320 ; n = 0.35 ; k = 2.5T/m3 (của đá) Cát sỏi : Khai thác bãi dọc sông, cự ly xa km, trữ lượng đủ làm tầng lọc Từ điều kiện địa hình, địa chất, điều kiện vật liệu xây dựng ta thấy việc chọn phương án xây dựng đập đất có ưu điểm sau : Tận dụng vật liệu địa phương, giá thành công trình rẻ xây dựng đập bê tông trọng lực Đập đất có cấu tạo đơn giản, bền, chống chấn động tốt, dễ quản lý, tôn cao, đắp dày thêm, đắp đập loại Điều kiện thi công rộng mở so với đập bê tông Từ phân tích ta chọn phương án : Đập đất 2.1.5 Cấp công trình tiêu thiết kế : 2.1.5.1 Cấp công trình :Xác định theo TCXDVN 285-2002 theo điều kiện sau : Cấp thiết kế công trình theo lực phục vụ Tức theo nhiệm vụ công trình vai trò công trình hệ thống Tra bảng 2.1 Trang TCXDVN 285 - 2002 Hồ chứa nước H có nhiệm vụ tưới cho 1650 ruộng đất canh tác Như công trình H sông S thuộc công trình cấp V.(< 0.2 x 103ha) Cấp thiết kế công trình theo đặc tính kỹ thuật hạng mục công trình thuỷ (Loại công trình thuỷ, loại đất nền) Tra bảng 2.2 Trang TCXDVN 285-2002 : Xác định chiều cao đập sau : Hđập = Đỉnh đập - Đáy suối (2.1-1) Trong : Đỉnh đập : Cao trình đỉnh đập sơ xác định Đỉnh đập = MNDGC + d = MNDBT + Hmax+ d d : chiều cao an toàn lấy : 3m Tacó : Đỉnh đập = 30.2 + + = 36.2m Đáy suối : Cao trình đáy suối tính cao trình mặt thấp sau dọn móng (không kể phần chiều cao chân khay) Theo mặt cắt địa chất tuyến đập sơ đồ A chiều cao bóc móng đáy suối 4.5m Sinh viên thực : Trang Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế sơ đập đất cống ngầm Như ta có Đáy suối = -3.00m Thay số vào (2.1-1) ta : Hđập= 36.2 - (-3) = 39.2 m Đập vật liệu đất, đá thuộc nhóm A : Tra bảng cấp công trình cấp III Như cấp công trình cấp III 2.1.5.2 Các tiêu thiết kế : Từ cấp công trình cấp III Tần suất lưu lượng, mực nước lớn : P = 1% (Theo bảng P1-3 Đồ án môn học Thuỷ Công Trang 133) Hệ số tin cậy : Kn=1.15 (Theo bảng P1-6 ĐAMH Thuỷ Công Trang 134) Tần suất lưu lượng, mực nước đảm bảo tưới P = 75% Tần suất lưu lượng, mực nước lớn dẫn dòng thi công : P = 10% Tần suất gió lớn P = 4% ứng với MNDBT tốc độ gió tính toán tính theo tần suất Đập cấp III tần suất gió tính toán P = 4% theo hướng gió bất lợi mà thuỷ văn cung cấp Trong đồ án theo tài liệu thuỷ văn lấy V = 28m/s ứng với MNDGC tốc độ gió tính toán lấy tốc độ gió bình quân lớn nhiều năm không kể hướng Trong đồ án lấy V = 12m/s ứng với tần suất P = 50% Độ vượt cao an toàn đỉnh đập đỉnh sóng (Theo QPVN 11-77 Trang18 bảng 3.2) 2.2 MNDBT : a = 0.5m MNDGC : a = 0.4m Hệ số an toàn ổn định mái đập (Theo QPVN 11-77) Tổ hợp tải trọng Kc =1.2 Tổ hợp tải trọng đặc biệt Kc =1.1 Các kích thước đập đất 2.2.1 Tính toán xác định cao trình đỉnh đập (Tính theo hướng gió bất lợi nhất) 2.2.1.1 Công thức kết tính toán : 1) Cao trình đỉnh đập xác định theo công thức : Được xác định từ hai mực nước MNDBT MNDGC : Đỉnh đập (1) = MNDBT + h + hsl + a Đỉnh đập (2) = MNDGC + h + hsl + a (2.2-1) (2.2-2) Trong : h h: độ dềnh gió ứng với gió tính toán lớn gió bình quân lớn hsl hsl: chiều cao sóng leo (có mức bảo đảm 1%) ứng với gió tính toán lớn gió bình quân lớn a, a: Độ vượt cao an toàn Từ (2.2-1) (2.2-2) chọn kết cao để xác định cao trình đỉnh đập Sinh viên thực : Trang Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế sơ đập đất cống ngầm 2) Xác định độ dềnh mực nước gió h : V2D cos (m) gH h 2.10 (2.2-3) ' h 2.10 V ' D' cos gH (m) (2.2-4) Trong : V : Vận tốc gió tính toán lớn V = 32 (m/s) V : Vận tốc gió bình quân lớn V= 12 (m/s) D : Đà sóng ứng với MNDBT D = 3.0 (km) = 3000 (m) D : Đà sóng ứng với MNDGC D= D + 0.3 = 3.3 (km) = 3300(m) g : Gia tốc trọng trường g = 9.81 (m/s2) H, H : Chiều sâu nước trước đập H = 30.2 5.0 = 25.2(m) với MNDBT H = 33.2 5.0 = 28.2 (m) với MNDGC : Góc kẹp hướng gió tính toán với trục dọc hồ: = 00 cos Thay trị số vào (2.2-3) (2.2-4) ta được: h 2.10 32 3000 1,00 0.016 (m) 9,81 25.2 h' 2.10 12 3300 1.00 0.0027 (m) 9.81 28.2 3) Xác định chiều cao sóng leo hsl Theo QPTL C1-78, chiều cao sóng leo tính toán ứng với mức bảo đảm P = 1% Giả thiết sóng tạo dòng vùng nước sâu : H > 0.5 Lúc chiều cao sóng leo xác định theo công thức : hsl 1% =hs 1%.K1.K2.K3.K4 (2.2-5) Tính đại lượng không thứ nguyên: gt gt gD' gH gH ' ; ; ; ; V V' V ' V V ' Trong : t thời gian gió thổi liên tục, với hồ chứa lấy t = 6h = 21.600 s gt 9.81 21600 6621 ; V 32 gD 9.81 3000 28.7 ; V2 32 gH 9.81 25.2 0.24 ; V2 32 Sinh viên thực : gt 9.81 21600 17658 V' 12 gD ' 9.81 3300 225 V '2 12 gH ' 9.81 28.2 1.92 12 V' Trang Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế sơ đập đất cống ngầm Tra (đồ thị 35 trang 46 QPTL C1-78) Giá trị gt = 6621 V gt ' =17658 V' gD =28.7 V2 gD' =225 V'2 ghS V2 0.028 0.09 0.01 0.026 g V 2.08 4.3 1.1 1.98 Chọn giá trị nhỏ giá trị g hS 32 0.01 01 h 1.04 s 9.81 V2 g hS ' 12 0.026 026 h ' 0.38 S 9.81 V '2 g 32 1.10 1.10 3.59 V 9.81 g ' 12 1.98 1.98 ' 2.42 V' 9.81 Trị số xác định sau: g 9.81 3.59 20.11 (m) 2 3.14 g ' 9.81 2.42 ' 9.16 (m) 2 3.14 Kiểm tra lại điều kiện sóng nước sâu theo điều kiện: H > 0.5 H = 28.2 (m) ứng với MNDBT 0.5 x 20.11 = 10.05 (m) < H = 28.2(m) Chứng tỏ giả thiết sóng nước sâu đúng, MNDBT thỏa mãn đương nhiên MNDGC sóng nước sâu Tính h sl11% = K 1% ì h s Xác định theo đồ thị hình 36 Trang 47, QPTL-C1-78 ứng với MNDBT (i = 1%; h gD 28.74 ), ta có: K i i 2.07 V hs hS1% = hi = Ki hs = 2.07 1.04 = 2.16(m) ứng với MNDGC (i = 1%; h' gD ' 225 ), ta có: K i i 2.08 h' V' hS1% = hi = KI.h's = 2.08 0.38 = 0.79 (m) Sinh viên thực : Trang Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế sơ đập đất cống ngầm K1, K2 (tra bảng trang 14 QPTL C1-78) phụ thuộc vào lớp gia cố mái độ nhám tương đối mái Độ nhám mặt đá lát = 0.02 Với MNDBT: Với MNDGC: h s10 ' h s10 = = 0.02 = 0.01 k = 0.95; k = 0.85 2.16 0.02 = 0.025 k = 0.9; k = 0.8 0.79 K3 (tra bảng trang 14 QPTL C1-78) phụ thuộc vận tốc gió hệ số mái, dự kiến sơ chọn m = 3.5 với : V = 32(m/s) V' = 12 (m/s) k3 = 1.5 K4 (tra theo đồ thị hình 10, QPTL C-1-78) phụ thuộc hệ số mái m tỷ số /hsl% hs1% 20.11 ' 9.16 9.3 K 1.12 ; 11.54 K 1.4 2.16 h' s1% 0.79 Thay giá trị vào (2-6) : hsl1% = 0.95 x 0.85 x 1.5 x 1.12 x 2.16 = 2.93 (m) h'sl1% = 0.90 x 0.80 x 1.5 x 1.4 x 0.79 = 1.2 (m) Kết tính toán cao trình đỉnh đập Trường hợp h(m) hsl(m) a (m) (m) MNDBT = 30.2 0.016 2.93 0.50 33.34 MNDGC = 33.2 0.027 1.2 0.40 34.83 Với kết tính toán ta chọn cao trình đỉnh đập là:Đỉnhđập = 35 (m) 2.2.2 Bề rộng đỉnh đập : Chiều rộng đỉnh đập xác định theo yêu cầu cấu tạo, giao thông, thi công quốc phòng.Trong đồ án xác định cao trình đỉnh đập yêu cầu giao thông chọn : B = 5m 2.2.3 Mái đập đập 2.2.3.1 Mái đập : Mái đập phải ổn định điều kiện làm việc đập Độ xoải mái đập phải qui định tuỳ thuộc chất đất thân đập mức độ đầm nén đất, chiều cao đập, tính chất đất nền, điều kiện nước thấm, ngoại lực tác dụng lên mái, điều kiện xây dựng quản lý khai thác công trình Sơ mái đập định theo công thức kinh nghiệm, sau trị số mái xác hoá qua tính toán ổn định Sơ định hệ số mái theo công thức : Mái thượng lưu Mái hạ lưu : m2 = 0.05H + 1.5 = 0.05 x 35 + 1.5 = 3.25 (m) Trong : H - chiều cao đập (m) Sinh viên thực : : m1 = 0.05H + 2.0 = 0.05 x 35 + 2.0 = 3.75 (m) Trang 10 Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế sơ đập đất cống ngầm Các hệ số vượt tải Trọng lượng thân : n = 1.05 áp lực đất thẳng đứng : n=1.1 áp lực đất nằm ngang : n=1.2 áp lực nước cống : n=1.00 Hệ số điều kiện làm việc : Hệ số tin cậy : K = 1.15 m = 3.1.2 Chọn tuyến hình thức cống 3.1.2.1 Tuyến cống : Phụ thuộc vào khu tưới tự chảy, cao trình khống chế tưới tự chảy, điều kiện địa chất quan hệ với công trình khác đường tràn xả lũ đổ sang lưu vực khác nên đặt cống bờ trái bờ phải Việc đặt cống bờ phụ thuộc vào khu tưới điều kiện địa chất nền, chọn tuyến cống cần lưu ý : Cố gắng đặt cống đá Tuy nhiên tầng phủ dày đặt cống đất, Khi không nên đặt cống mà cần đặt độ sâu định Đáy cống thượng lưu chọn cao mực nước lắng đọng thấp mực nước chết hồ Trong đồ án chọn đặt tuyến cống bờ phải đập 3.1.2.2 Hình thức cống : Vì cống dặt đập đất, mực nước thượng lưu lấy nước thay đổi nhiều (từ MNC đến MNDBT) nên hình thức lấy nước hợp lý cống ngầm lấy nước chảy không áp Vật liệu làm cống BTCT; mặt cắt cống hình chữ nhật Dùng tháp van để khống chế lưu lượng Trong tháp có bố trí van công tác van sữa chữa Vị trí đặt tháp sơ chọn khoảng mái đập thượng lưu vị trí đặt cống 3.1.2.3 Sơ bố trí cống : Từ vị trí dặt cống mặt cắt đập thiết kế Sơ bố trí cống để từ xác định chiều dài cống làm cho việc tính toán thuỷ lực sau Để sơ xác định chiều dài cống chọn cao trình đáy cống cống thấp MNC 1.2m (Cao trình đáy cống xác định xác phần tính toán thuỷ lực) Vậy cao trình đáy cống chọn sơ : đáy cống = 9.00 (m) 3.2 Thiết kế kênh hạ lưu cống Kênh hạ lưu thiết kế trước để làm cho việc thiết kế cống 3.2.1 Thiết kế mặt cắt kênh Mặt cắt kênh thiết kế với tiêu cho trước (Các tiêu lấy chương I): Sinh viên thực : Trang 22 Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế sơ đập đất cống ngầm Lưu lượng thiết kế : Qtk = 3.2 (m3/s) ứng với MNC Hệ số mái : m = 1.5 Hệ số nhám : n = 0.025 Độ dốc đáy kênh : i = x10-4 3.2.1.2 Xác định chiều rộng đáy kênh b độ sâu mực nước kênh h a) Sơ xác định vận tốc không xói theo công thức (TCVN 4118-85) VKX = K x Q0.1(m/s) (3.2-1) Trong : K : Hệ số phụ thuộc đất lòng kênh, với cát pha K = 0.53 Q : Lưu lượng thiết kế kênh Q = 3.2 (m3/s) Ta có : VKX = 0.53 x 3.20.1 = 0.60 (m/s) b) Sơ xác định chiều sâu h theo công thức kinh nhgiệm : h 0.5 (1 V KX ) Q 0.5 (1 0.6) 3.2 0.85(m) (3.2-2) c) Xác định b theo phương pháp đối chiếu với măt cắt lợi thuỷ lực : Với m = 1.5 4m = 8.424 (PL-8-1, bảng tra thuỷ lực) Tính : F(R ln ) = m i 8.424 2.10 = Q 3.2 = 0.037 Tra phụ lục 8-1 bảng tra thuỷ lực : Rln = 0.86 Vậy ta có : h 0.85 = = 0.99 R ln 0.86 Tra phụ lục 8-3 bảng tra thuỷ lực : b = 8.4 b =Rln x 8.4 = 0.8 x 0.86 = 7.22 R ln m Kiểm tra tỉ số : b 7.22 = = 8.49 > b lớn, chọn lại b = m tìm h h 0.85 b = = 2.33 R ln 0.86 Tính Tra phụ lục 8-3 bảng tra thuỷ lực : h = 1.72 R ln h = Rln x 1.72 = 0.86 x 1.72 = 1.48m Kiểm tra tỉ số : b = = 1.35 Thuộc khoảng (0.5 2) Chứng tỏ b, h hợp lý h 1.48 3.2.1.3 Kiểm tra điều kiện không xói Vì kênh dẫn nước từ hồ chứa nên hàm lượng bùn cát nước nhỏ, nên không cần kiểm tra điều kiện bồi lắng Ngược lại cần kiểm tra điều kiện xói lở lòng dẫn, tức phải khống chế : Vmax< [V]kx Trong : Sinh viên thực : Trang 23 Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế sơ đập đất cống ngầm Vmax : Là lưu tốc lớn kênh, tính với lưu lượng Qmax Qmax= K x QTK = 1.2 x 3.2 = 3.84 (m3/s) Xác định chiều độ sâu mực nước kênh hmax ứng với lưu lượng Qmax Với m = 1.5 4m = 8.424 (PL-8-1, bảng tra thuỷ lực) Tính : F(R ln ) = m i 8.424 2.10 = Q max = 0.031 Tra phụ lục 8-1 bảng tra thuỷ lực : Rln = 0.88 Vậy ta có : b = = 2.27 R ln 0.88 Tra phụ lục 8-3 bảng tra thuỷ lực : h = 1.737 R ln hmax = Rln x 1.737 = 0.88 x 1.737 = 1.53 m Xác định vận tốc lớn kênh ứng với lưu lượng Qmax Vmax = Q max Q max 3.84 = = = 0.58(m) [...]... liệu làm cống là BTCT; mặt cắt cống hình chữ nhật Dùng tháp van để khống chế lưu lượng Trong tháp có bố trí van công tác và van sữa chữa Vị trí đặt tháp sơ bộ chọn ở khoảng giữa mái đập thượng lưu tại vị trí đặt cống 3.1.2.3 Sơ bộ bố trí cống : Từ vị trí dặt cống và mặt cắt đập đã thiết kế Sơ bộ bố trí cống để từ đó xác định chiều dài cống làm căn cứ cho việc tính toán thuỷ lực sau này Để sơ bộ xác... sau này Để sơ bộ xác định chiều dài cống có thể chọn cao trình đáy cống cống thấp hơn MNC 1.2m (Cao trình đáy cống sẽ xác định chính xác ở phần tính toán thuỷ lực) Vậy cao trình đáy cống chọn sơ bộ : đáy cống = 9.00 (m) 3.2 Thiết kế kênh hạ lưu cống Kênh hạ lưu được thiết kế trước để làm căn cứ cho việc thiết kế cống 3.2.1 Thiết kế mặt cắt kênh Mặt cắt kênh được thiết kế với chỉ tiêu cho trước (Các chỉ... học Thủy công: Thiết kế sơ bộ đập đất và cống ngầm Đáy kênh = MNđầu kênh - htk = 9.90 1.48 = 8.42 (m) 3.2.1.6 Sơ bộ xác định chiều dài cống Chiều dài cống tương ứng với Đáy cống = 9.00 (m) là : L = 140 (m) 3.3 Tính khẩu diện cống 3.3.1 Trường hợp tính toán : Cống ngầm được phân làm 2 đoạn : Đoạn I : L = 44 m Dòng chảy trong cống là dòng có áp ổn định Đoạn II: L = 96 m, dòng chảy trong cống là dòng... án môn học Thủy công: Thiết kế sơ bộ đập đất và cống ngầm Kết luận với trường hợp MNDBT = 30.2m, lưu lượng qua cống là Q = 3.0 (m3/s) trong cống có nước nhảy nhưng chiều cao nước nhảy thấp hơn trần cống Như vậy không nguy hiểm cho cống Chế độ chảy qua cống là ổn định, cống làm việc an toàn 3.4.4 Tính toán tiêu năng Khi độ chênh mực nước thượng hạ lưu lớn, để chuyển lưu lượng qua cống phải dùng cửa van... liệu địa chất Dựa vào tài liệu địa chất trong đầu bài chỉ tiêu cơ lý đất nền và vật liệu đắp đập (bảng 1.1-1) ta tính thêm một số chỉ tiêu cơ lý tính đổi như bảng sau Bảng 2.4-1 : Một số chỉ tiêu cơ lý tính đổi Sinh viên thực hiện : Trang 17 Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế sơ bộ đập đất và cống ngầm Độ k tn bh đn tn ẩm 3 3 3 3 W% (T/m ) (T/m ) (T/m ) (T/m ) (Độ) No Loại đất 1 Đất đập 2 đắp bh tgtn... án môn học Thủy công: Thiết kế sơ bộ đập đất và cống ngầm Lưu lượng thiết kế : Qtk = 3.2 (m3/s) ứng với MNC Hệ số mái : m = 1.5 Hệ số nhám : n = 0.025 Độ dốc đáy kênh : i = 2 x10-4 3.2.1.2 Xác định chiều rộng đáy kênh b và độ sâu mực nước trong kênh h a) Sơ bộ xác định vận tốc không xói theo công thức (TCVN 4118-85) VKX = K x Q0.1(m/s) (3.2-1) Trong đó : K : Hệ số phụ thuộc đất lòng kênh, với cát... Trang 11 Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế sơ bộ đập đất và cống ngầm Mái lăng trụ : Mái thượng lưu : m = 1.5 Mái hạ lưu : m = 2.0 Mặt tiếp giáp của lăng trụ với đập và nền có bố trí tầng lọc ngược 2.2.5.2 Đoạn trên sườn đồi : ứng với trường hợp hạ lưu không có nước, sơ đồ đơn giản nhất có thể chọn là thoát nước kiểu áp mái 2.3 Tính toán thấm qua đập và nền 2.3.1 Nhiệm vụ và các trường hợp tính toán :... 3.1.1.3 Các chỉ tiêu thiết kế Từ cấp công trình là cấp III dựa vào qui phạm ta xác định đươc các chỉ tiêu TK Tần suất mực nước lớn nhất trước hồ : P =1% Sinh viên thực hiện : Trang 21 Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế sơ bộ đập đất và cống ngầm Các hệ số vượt tải Trọng lượng bản thân : n = 1.05 áp lực đất thẳng đứng : n=1.1 áp lực đất nằm ngang : n=1.2 áp lực nước trong cống : n=1.00 Hệ số điều... Thủy công: Thiết kế sơ bộ đập đất và cống ngầm 3.5 Chọn cấu tạo cống 3.5.1 Cửa vào, cửa ra Để đảm bảo điều kiện nối tiếp thuận lợi với kênh thượng, hạ lưu.Ta bố trí tường hướng dòng theo hình thức mở rộng dần Góc chụm của hai tường hướng dòng ở cửa vào lấy 200 và ở cửa ra 100 Các tường cánh làm hạ thấp dần theo mái Cấu tạo cửa ra kết hợp với việc bố trí bể tiêu năng Cuối bể tiêu năng có bộ phận chuyển... ta có thể lấy : Chiều cao lớp đất trên đường bão hoà : Z1 = đđ - MNDBT = 35 30.18 = 4.82 m Chiều cao lớp đất dưới đường bão hoà: Z2 MNDBT -cv - Hc tn = 30.18 - 8.54 - 2 - 0.4 = 19.24 m Sinh viên thực hiện : Trang 34 Đồ án môn học Thủy công: Thiết kế sơ bộ đập đất và cống ngầm Dung trọng tự nhiên của đất đắp đập : 1= tn= 1.94 (T/m3) Dung trọng đẩy nổi của đất đắp đập : 2= đn = 0.97 (T/m3) Ta có