đồ án môn thủy công phần 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI BỘ MÔN THUỶ CÔNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC THUỶ CÔNG (Tái lần thứ hai, có bổ sung, sửa chữa) NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI BỘ MÔN THUỶ CÔNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC THUỶ CÔNG (Tái lần thứ hai, có bổ sung, sửa chữa) NHÀ XUẤT BẢN XÀY DỰNG HÀ NỘI - 2004 LỜI GIỚI THIỆU Cuốn “ Đồ án môn học Thuỷ công” xuất lần đầu vào năm 1992 Sách tái bản, có bổ sung sửa chữa lần thứ vào năm 2001 Trong lần tái (năm 2004), sách giới thiệu thay đổi phân cấp công trình tiêu thiết kế trích từ Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 285-2002 (thay cho TCVN 5060 -90) Những sửa đổi chủ yếu bao gồm: - Thay đổi cấp thiết kế công trình theo lực phục vụ - Bổ sung tiêu chuẩn phân cấp công trình theo dung tích hồ chứa - Bổ sung tần suất lưu lượng mực nước lớn kiểm tra công trình thuỷ - Thay đổi thời gian tính toán dung tích bồi lắng hồ chứa bị lấp đầy - Những quy định chủ yếu tính toán công trình theo trạng thái giới hạn Ngoài có bổ sung, sửa chữa cần thiết số liệu đầu phần hướng dẫn, số hình vẽ đầu sách tham khảo Việc bổ sung sửa chữa sách lần PGS.TS Nguyễn Chiến KS.Lương Thị Thanh Hương đảm nhận Bộ môn Thuỷ công trân trọng giới thiệu đọc giả “ Đồ án môn học Thuỷ công” tái năm 2004 Bộ môn Thuỷ công LỜI NÓI ĐẦU Đồ án môn học phần nội dung quan trọng chương trình môn học Thuỷ công Nó nối liền lý thuyết thực tế thiết kế xây dựng công trình thuỷ lợi Trong năm qua, đồ án môn học môn thuỷ công biên soạn hướng dẫn phục vụ tích cực cho việc giảng dạy môn Thuỷ công Hiện kết việc áp dụng tiến khoa học kỹ thuật, nhiều phương pháp tính đời, nhiều qui phạm Nhà nước ban hành để thay cho qui phạm hệ trước Điều đòi hỏi, nội dung giảng dạy hướng dẫn đồ án môn học thuỷ công phải có điều chỉnh thích hợp Ngoài cần thể quán quan điểm tính toán chương trình môn học thuỷ công Cuốn "Đồ án môn học thuỷ công" viết nhằm đáp ứng phần yêu cầu cấp thiết nêu Cuốn sách nhằm đáp ứng nhu cầu tự học đông đảo sinh viên chuyên ngành khác có học môn Thuỷ công, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo tự đào tạo Cuốn sách có ích bạn có nhu cầu tìm hiểu môn Thuỷ công, bước đầu làm quen với việc thiết kế công trình thuỷ lợi Nội dung sách gồm có phần: Phần I- Các đề bài: Cho số liệu yêu cầu tính toán, vẽ Phần II- Hướng dẫn đồ án: Trình bày bước làm cụ thể, sơ đồ công thức tính toán bản, hướng dẫn sử dụng tài liệu cần thiết làm đồ án Phần III- Các phụ lục: Trình bày số bảng biểu đồ thị cần thiết cho việc làm đồ án Các tài liệu lấy từ qui phạm hành sách chuyên môn khác Cuốn sách đồng chí Nguyễn Chiến, Nguyễn Văn Hạnh, Nguyễn Cảnh Thái biên soạn thảo luận thông qua môn Thuỷ công, Trường Đại học Thuỷ lợi Hà Nội Chúng chân thành cảm ơn đồng chí Phạm Ngọc Quý, Lê Gia Vọng góp nhiều ý kiến bổ ích cho thảo, đồng chí Nguyễn Khắc Xưởng- Phòng Đào tạo Trường Đại học Thuỷ lợi có giúp đỡ quí báu để sách sớm mắt độc giả Mặc dù tác giả có nhiều cố gắng, không tránh khỏi thiếu sót Chúng mong nhận ý kiến xây dựng bạn đồng nghiệp gần xa Những góp ý xin gửi Bộ môn Thuỷ công, Trường Đại học Thuỷ lợi Hà Nội Chúng xin chân thành cảm ơn Các tác giả PHẦN I - CÁC ĐỀ BÀI ĐỒ ÁN SỐ TÍNH TOÁN LỰC VÀ THẤM PHẦN A - TÍNH TOÁN LỰC TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH I Tài liệu: Trong thành phần cụm công trình đầu mối vùng núi có đập ngăn sông bê tông Các tài liệu thiết kế sau: Các mực nước cao trình: - Cao trình đáy đập (chỗ thấp nhất): +100 - MNDBT hồ: Xem bảng A - Cao trình bùn cát lắng đọng: +108 - Mực nước hạ lưu: +105 Tài liệu mặt cắt đập (xem hình A) - Cao trình đỉnh đập = MNDBT + 5m - Đỉnh phần mặt cắt (hình tam giác) ngang MNDBT - Bề rộng đỉnh: b = (m); đáy B = 0,8Hđ (Hđ - chiều cao mặt cắt bản) - Phần hình chiếu mái thượng lưu mặt bằng: nB, n = 0,2 (xem hình vẽ) - Đập có chống thấm sát mép thượng lưu Hệ số cột nước lại sau chống thấm α1 = 0,5 - Vật liệu thân đập có dung trọng γb = 2,4 T/m3 Hình A - Sơ đồ mặt cắt đập Bảng A - Số liệu tập phần lực §Ò sè 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 36 37 38 MNDBT (m) 145 146 147 148 149 150 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 140 141 142 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 140 141 142 143 144 145 146 V (m/s) D (km) §Ò sè 20 25 20 22 21 26 31 28 22 27 23 26 25 28 23 24 19 24 20 25 28 30 22 25 28 30 24 25 22 24 26 28 30 25 22 24 26 21 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 9,5 8,5 7,5 6,5 5,5 4,5 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 8,0 4,5 5,5 6,5 7,5 8,5 9,5 10,5 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 MNDBT (m) 147 148 140,5 141,5 142,5 143,5 144,5 145,5 146,5 147,5 148,5 149,5 150 149 148 147 146 145 144 143 142 141 150 149 148 147 146 145 145,5 146,5 147,5 148,5 140,0 140,5 141,0 141,5 142,0 142,5 V (m/s) 25 27 34 32 30 28 26 24 22 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 33 34 32 30 29 28 D (km) 9,0 10,0 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 2,5 3,5 4,5 5,5 6,0 7,0 6,5 5,5 4,5 3,5 2,5 2,0 4,0 6,0 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 Bảng A - Số liệu tập phần lực (tiếp theo) Đề số 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 MNDBT (m) 143,0 143,5 144,0 144,5 145,0 145,5 146,0 146,5 147,0 147,5 148,0 148,5 V (m/s) D (km) Đềsố 27 26 25 24 23 22 21 20 22 24 26 28 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 6,5 5,5 4,5 3,5 2,5 2,0 3,0 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 MNDBT (m) 149,0 149,5 149,5 146,0 147,0 148,0 149,0 150,0 146,5 147,5 148,5 145,5 V (m/s) 29 30 22 21 20 22 24 23 25 27 29 31 D (km) 4,0 5,0 7,0 6,5 5,5 4,5 3,5 2,5 3,5 3,5 2,5 2,0 3, Các tài liệu khác: - Tốc độ gió tính toán: V; Chiều dài truyền sóng: D (ứng với MNDBT): xem bảng A - Thời gian gió thổi liên tục: giờ;   - Vùng xây dựng có động đất cấp  K =  ; 20   - Các tiêu bùn cát lắng đọng: γk = 1,0 T/m3; nb = 0,45; ϕbh = 100 II Các yêu cầu tính toán: Xác định yếu tố sóng bình quân sóng có mức bảo đảm P = 1% ( h , λ , τ , hs1%); Độ dềnh cao sóng ηs Vẽ giản đồ áp lực sóng lên mặt đập thượng lưu Tính trị số áp lực sóng nằm ngang (Pmax) mômen với đáy đập (Mmax) - Tính cho mét dài đập Xác định ( trị số, phương chiều, điểm đặt ) vẽ tất lực tác dụng lên mét dài đập (trường hợp MNDBT, có động đất) PHẦN B - TÍNH THẤM DƯỚI ĐÁY CÔNG TRÌNH I Tài liệu: Các cống B C có sơ đồ kích thước hình B, hình C bảng B Nền cống đất cát pha (đồng đẳng hướng) có tiêu sau: γk = 1,55 T/m3; η= d 60 = 15; d 10 n = 0,35; K = 10-6m/s; ϕ = 200; C = 0; d50 = 0,15mm II Yêu cầu tính toán Dùng phương pháp tính thấm học (tỷ lệ đường thẳng, hệ số sức kháng đồ giải) để xác định lưu lượng thấm q, vẽ biểu đồ tính tổng áp lực đẩy ngược lên đáy cống, tính gradien thấm bình quân gradien thấm cục cửa So sánh kết giải phương pháp nêu cho nhận xét Hình B: Sơ đồ cắt dọc cống B Hình C: Sơ đồ cắt dọc cống C Kiểm tra khả ổn định thấm nêu biện pháp xử lý (nếu cần) a- Nếu kết cấu đường viền thấm không đổi hệ số thấm K thay đổi kết tính toán thay đổi nào? b- Nếu kết cấu đường viền thấm không đổi chênh lệch cột nước H thay đổi kết tính toán thay đổi nào? Nếu cống xây dựng vùng triều (làm việc chiều) chênh lệch cột nước đổi chiều (giả sử trị số tuyệt đối H không đổi) kết tính toán sử dụng được, sao? Các kết cấu đường viền thấm có cần thay đổi không, sao? Bảng B - Số liệu tập phần thấm Đề số 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Sơ đồ B C l1 (m) 15,0 17,0 19,0 21,0 23,0 25,0 20,0 22,0 24,0 26,0 28,0 16,0 18,0 20,0 22,0 24,0 26,0 16,0 18,0 20,0 15,0 17,0 19,0 21,0 23,0 25,0 20,0 21,0 22,0 23,0 24,0 25,0 26,0 16,0 18,0 20,0 22,0 24,0 25,0 27,0 l2(m) 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 12,0 14,0 16,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 12,5 13,0 14,5 15,5 16,5 17,5 18,5 19,5 13,0 15,0 17,0 19,0 12,0 14,0 16,0 S1 (m) 5,0 6,0 7,0 8,0 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 6,0 7,0 8,0 7,5 6,5 5,5 4,5 5,0 6,0 5,5 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 7,0 6,0 5,0 4,5 5,5 6,5 7,5 4,5 5,0 6,0 7,0 6,5 7,5 z1 (m) 6,0 7,0 8,5 10,0 10,5 11,0 10,5 8,0 8,5 9,5 10,0 8,5 10,0 11,0 9,5 8,5 7,5 7,0 8,5 10,0 5,8 6,5 7,5 8,5 8,5 10,0 10,5 9,5 8,0 6,5 7,0 8,3 10,0 10,0 9,0 8,5 8,0 7,0 8,5 10,0 z2 (m) 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 3,0 2,0 1,0 1,5 2,5 3,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 3,0 2,0 1,0 1,5 2,5 3,5 4,5 4,0 3,0 2,0 1,0 2,5 3,5 T(m) 15,0 16,0 17,0 18,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 16,0 15,0 14,0 13,0 12,0 14,0 16,0 15,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 11,0 13,0 15,0 Bảng B - Số liệu tập phần thấm (tiếp) Đề số 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 10 Sơ đồ B l1 (m) 20,0 19,5 19,0 18,5 18,0 17,5 17,0 16,5 16,0 15,5 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 19,5 18,5 17,5 16,5 15,5 14,5 19,0 18,0 17,0 16,0 15,0 15,5 16,5 17,5 17,0 17,5 18,0 18,5 19,0 19,5 20,0 20,5 21,0 21,5 l2(m) 12,0 13,0 14,0 15,0 15,0 14,0 13,0 12,0 11,0 10,0 9,0 8,0 8,5 9,5 10,5 11,5 12,5 13,5 14,5 14,0 13,0 12,0 12,5 13,0 14,0 14,5 15,0 14,0 13,0 12,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 13,0 12,0 11,0 10,0 10,5 S1 (m) 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 7,5 6,5 5,5 5,0 6,0 7,0 8,0 8,0 6,0 6,0 5,0 5,0 7,0 7,0 8,0 6,5 7,5 7,5 6,5 5,5 6,0 7,0 7,0 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 5,0 4,0 3,5 4,0 6,0 z1 (m) 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 11,0 10,0 9,0 8,0 7,0 9,0 11,0 12,0 10,0 8,0 7,5 8,5 9,5 10,0 9,0 8,0 7,0 7,5 8,5 9,0 10,0 6,5 7,5 8,5 9,5 10,5 11,5 12,0 11,0 10,0 9,0 z2 (m) 1,0 2,0 3,0 4,0 3,5 2,5 3,0 3,5 4,0 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 3,0 3,5 4,0 3,0 2,0 2,5 2,5 3,5 3,5 3,0 2,0 1,5 2,5 3,5 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 3,5 3,0 2,0 T(m) 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 17,5 16,5 15,5 14,5 13,5 12,5 11,5 10,5 9,5 10,0 11,5 12,0 12,5 13,0 13,5 14,0 13,0 12,0 11,0 10,0 10,0 12,0 14,0 16,0 17,0 15,0 13,0 11,0 10,5 11,5 Hình 5-3 Để phân phối lực cắt không cân ứng suất thẳng đứng đáy mố xác định theo công thức nén lệch tâm: ΣG ΣM ± Fm Wm σm = (5-26) Trong G - tổng lực đứng, ΣM0 - tổng mômen ngoại lực lấy với tâm đáy mố; Fm - diện tích đáy mố; Wm - mômen chống uốn đáy mố Từ biểu đồ ứng suất đáy mố (hình 5-2), xác định trị số bình quân P K băng tính toán (K = 1,2 thứ tự mố) Cuối lực mố truyền cho đáy coi lực tập trung có trị số sau: P K = pK b d (5 - 27) Trong đó: b - bề rộng băng tính toán; d - chiều dày mố đáy; K - thứ tự mố Các lực phân bố băng: - Trọng lượng nước cống: q0 = γnhnb Trong hn - chiều dày lớp nước băng tính toán - Trọng lượng đáy: q1 = γb t b γb - dung trọng vật liệu đáy; t - chiều dày đáy băng tính toán - Lực đẩy (lực thấm lực thuỷ tĩnh); q2 = γnhđnb; - Phản lực (sơ coi phân bố đều); q3 = pp b Trong hđn cột nước đẩy băng tính toán; p p cường độ áp lực đáy móng băng tính toán Lực cắt không cân (Q): a Trị số: Xác định từ phương trình cân tĩnh: Q + ΣPk + 2l ∑ q i = (5-28) i =0 Trong 2l chiều dài băng xét; phép cộng vế trái (5-28) cộng đại số b Phân phối Q cho mố đáy (hình 5-3) - Xác định vị trí trục trung hoà: 112 y0 = ΣFm ⋅ y1 + Fd ⋅ y Fm + Fd (5-29) Trong đó: ΣFm - Tổng diện tích mố Fđ - Diện tích phần đáy y1, y2 - xem hình (5-3) Vẽ biểu đồ mômen tĩnh Sc băng tính toán: Sc = Fc yc (5-30) Fc - phần diện tích bị cắt; y c - khoảng cách từ trọng tâm phần diện tích bị cắt đến trục trung hoà - Tính diện tích biểu đồ Sc, phần tương ứng với mố (A1), với đáy (A2) - Phân phối Q cho mố (Qm) đáy (Qđ): A1 Qm = Q (5-31) A1 + A2 Qđ = Q - Qm - Phân Qm cho mố theo tỷ lệ diện tích: Qm Pk' = Fmk ΣFm (5-32) Fmk - diện tích mố thứ K; ΣFm - tổng diện tích mố; K - thứ tự mố - Phân Qđ cho đáy: Q q4 = d (5-33) 2l Tải trọng bên a Khi đầu mảng tính toán giáp với bờ đất - Xác định phạm vi đất đắp (do đào móng); - Tải trọng đứng: S = γđ hđ b (5-34) đây, γđ hđ dung trọng chiều cao cột đất đắp - Mômen áp lực đất nằm ngang gây (lấy đáy): M đ = E yđ (5-35) Trong E - áp lực đất ngang; y đ - khoảng cách từ điểm đặt E đến đáy băng - Tải trọng xe cộ đường: q5 b Khi đầu mảng tính toán tiếp giáp với mảng khác: tải trọng bên áp lực đáy móng qua mảng bên cạnh Nếu mảng giống sơ lấy tải trọng bên phản lực mảng xét: S = q3 Sơ đồ ngoại lực cuối cùng: gồm có: - Các lực tập trung mố: 113 Pk = Pk' + Pk" (k = 1, 2, ) - Lực phân bố băng: q = q + q1 + q + q4 - Lực bên từ phía giáp với đất: S, Mđ, q5; - Lực bên từ phía giáp với với mảng khác: S III Tính toán nội lực cốt thép: Nêu phương hướng, không yêu cầu tính cụ thể ♣5-7 Kết luận Tóm tắt nội dung làm, nêu tồn tại, kiến nghị, kết luận Bản vẽ: Trên khổ A1, cần thể hiện: - Cắt dọc cống; - Cắt ngang cống; - Chính diện thượng lưu, hạ lưu; - Các chi tiết: khe lún, mặt cắt tường cách, nối tiếp đáy với sân trước, cừ Các tài liệu để tham khảo: - TCXDVN 285-2002 - TCVN 4253 - 86 - QPTL C1 - 78 - Giáo trình Thuỷ công tập I, II - Giáo trình Thuỷ lực tập I II - Thiết kế cống (Trịnh Bốn, Lê Hoà Xướng) 114 Phần III - Các phụ lục Phụ lục Xác định cấp công trình tiêu thiết kế (Theo TCXDVN 285-2002) Bảng P1-1 Cấp thiết kế công trình theo đặc tính kỹ thuật hạng mục công trình thuỷ Cấp thiết kế Loại đất I II III IV V A >100 >70÷100 >25÷70 >10÷25 ≤10 B >75 >35÷75 >15÷35 >8÷15 ≤8 C >50 >25÷50 >15÷25 >8÷15 ≤8 2.Đập bê tông, bê tông cốt thép loạI công trình thuỷ chịu áp khác có chiều cao, m A >100 >60÷100 >25÷60 >10÷25 ≤ 10 B >50 >25÷50 >10÷25 >5÷10 ≤5 C >25 >20÷25 >10÷20 >5÷10 ≤5 3.Tường chắn có chiều cao, m A >40 >25÷40 >15÷25 >8÷15 ≤8 B >30 >20÷30 >12÷20 >5÷12 ≤5 C >25 >18÷25 >10÷28 >4÷8 ≤4 >1000 >200÷1000 >20÷200 >1÷20 ≤1 LoạI công trình thuỷ 1.Đập vật liệu đất, đất-đá có chiều cao lớn nhât, m 4.Hồ chứa có dung tích Chú thích: Đất chia thành nhóm điển hình: Nhóm A – Nền đá Nhóm B – Nền đất cát, đất thô, đất sét trạng thái cứng nửa cứng Nhóm C – Nền đất sét bão hoà nước trạng tháI dẻo Chiều cao công trình đước tính sau: -Vơí đập vật liệu đất, đất-đá: Chiều cao tính từ mặt thấp sau dọn móng ( không kể phần chiều cao chân khay đến đỉnh đập) -Với đập bê tông loạI công trình xây đúc chịu áp khác: Chiều cao tính từ đáy chân khay thấp đến đỉnh công trình 115 Bảng P1-2 Cấp thiết kế công trình theo lực phục vụ Loại công trình thuỷ lợi Cấp thiết kế I II III IV V Hệ thống thuỷ nông có diện tích tưới diện tích tự nhiên khu tiêu, 103ha ≥ 50 >50÷10 >10÷2 >2÷0,2 0,2 Nhà máy thuỷ điện có công suất, 103 kW ≥ 300 >300÷50 >50÷5 >5÷0,2 0,2 Công trình cấp nguồn nước ( chưa xử lý) cho nghành sản xuất khác có lưu lượng, m3/s ≥ 20 >20÷10 >10÷2 >2 - Bảng P1-3 Lưu lượng, mực nước lớn thiết kế kiểm tra công trình thuỷ Loại công trình thuỷ lợi I II III IV V >0,1 ÷ 0,2* 0,5 1,5 (1000÷500) (200) (100) (67) (50) >0,02 ÷ 0,04* 0,1 0,2 0,5 (5 000 ÷ 2500) (1000) (500) (200) 0,2 0,5 1,5 (500) (200) (100) (67) (50) Cụm đầu mối loại (trừ công trình đầu mối vùng triều); Hệ thống dẫn thoát nước công trình liên quan không thuộc hệ thống tưới tiêu nông nghiệp; Công trình dẫn tháo nước qua sông suối hệ thống tưới tiêu nông nghiệp -Tần suất thiết kế (%) (Tương ứng với chu kỳ lặp lạI, năm) -Tần suất kiểm tra (%) (Tương ứng với chu kỳ lặp lạI, năm) Cấp thiết kế Công trình đầu mối vùng triều; Công trình hệ thống dẫn thoát liên quan hệ thống tưới tiêu nông nghiệp( trừ công trình dẫn tháo nước qua sông suối nói điểm 1) -Tần suất thiết kế (%) (Tương ứng với chu kỳ lặp lạI, năm) Chú thích: * Tần suất nhỏ áp dụng cho công trình có dạng lũ phức tạp, thường xuất vùng miền núi, trung du Tần suất lớn áp dụng cho công trình có dạng lũ ổn định thường xuất vùng đồng Bảng P1-4 Hệ số lệch tải (n) tính ổn định độ bền công trình 116 Tên tải trọng tác động n Trọng lượng thân công trình 1,05 (0,95) Trọng lượng thân lớp áo đường hầm 1,20 (0,90) áp lực thẳng đứng trọng lượng đất 1.10 (0,90) áp lực bên đất 1,20 (0,80) áp lực bùn cát 1,20 áp lực đá: - Trọng lượng đá tạo vòm 1,50 áp lực đá nằm ngang 1,20 (0,80) Trọng lượng đất, đá đường hầm 1.10 (0,90) áp lực nước tính, áp lực sóng, áp lực thấm ngược 1,00 áp lực nước ngầm lên áo đường hầm 1.10 (0,90) áp lực nước bên đường hầm (kể nước va) 1,00 áp lực mạch động nước 1,20 áp lực vữa xi măng 1,20 (1,00) Tải trọng đứng ngang máy nâng, bốc, dỡ, vận chuyển, tải trọng thiết bị cố định 1,20 Tải trọng gió 1,30 Tải trọng tàu thuyền 1,20 Tác động nhiệt độ độ ẩm 1.10 Tác động động đất 1,00 Bảng P1-5 Hệ số điều kiện làm việc (m) Các loại công trình loại m Công trình bê tông bê tông cốt thép đất đá nửa cứng 1,00 Công trình bê tông bê tông cốt thép đá a Khi mặt trượt qua khe nứt đá 1,00 b Khi mặt trượt qua mặt tiếp xúc bê tông đá, phần qua đá nguyên khối 0,95 Đập vòm công trình ngăn chống khác đá 0,75 Các mái dốc tự nhiên nhân tạo 1,00 Bảng P1-6 Hệ số tin cậy (Kn) Cấp công trình I II III IV V 117 Kn 1,25 1,20 1,15 1.10 1.10 Bảng P1-7 Hệ số an toàn ổn định nhỏ mái đập đất [Kcp] (Theo 14TCN-157-2005) Điều kiện làm việc (Tổ hợp lực tác dụng) Cấp đập I II III IV-V Bình thường (cơ bản) 1,50 1,35 1,30 1,25 Đặc biệt 1,20 1,15 1,10 1,05 Bảng P1-8 Chiều cao an toàn a tớnh cao trỡnh đỉnh đập đất (Theo 14TCN-157-2005) Điều kiện làm việc hồ chứa Chiều cao an toàn a theo cấp đập I II III IV V Ở mực nước dâng bỡnh thường 1,5 1,2 0,7 0,5 0,5 Ở mực nước lũ thiết kế 1,0 1,0 0,5 0,5 0,5 Ở mực nước lũ kiểm tra 0,5 0,3 0,2 0,2 0,0 Phụ lục Các đặc trưng sóng gió lên công trình Bảng P2-1 Tần suất gió lớn tính toán xác định cao trình đỉnh đập đất (Theo 14TCN-157-2005) Trường hợp tính toán Tần suất gió theo cấp đập (%) I -II III - IV V Mực nước dâng bình thường 10 Mực nước lũ thiết kế 25 50 50 Ghi chú: Trường hợp mức nước lũ kiểm tra không xét đến sóng leo gió gây 118 Bảng P2-2 Mức bảo đảm tính toán chiều cao sóng i% tính ổn định độ bền công trình ( theo QPTL C1-78) Loại công trình Công trình có biên dạng thẳng đứng Công trình xuyên thông vật chắn bị nước chảy bao Cấp I Cấp II Cấp III - IV Công trình gia cố bờ cấp II III - IV Công trình có biên dạng nghiêng gia cố - Các bê tông - Đá đổ i% 1 13 Chú thích: (của bảng P2-2): Khi xác định tải trọng lên công trình cần lấy theo chiều cao sóng có mức bảo đảm cho hi chiều dài sóng phạm vi từ 0,8 tới 1,4 λ , tương ứng với lực tác dụng lớn sóng Cần lấy mức bảo đảm tính toán sóng hệ thống: - Khi xác định mức độ bảo vệ vùng nước trước bến cảng: 5%; - Khi xác định sóng leo: 1% Khi định cao trình công trình xuyên thông xây dựng vùng nước hở, phép lấy mức bảo đảm tính toán chiều cao sóng hệ thống 0,1% có luận chứng thích đáng Bảng P2-3 Các hệ số K1, K2 tính chiều cao sóng leo 1% ( theo QPTL C1-78) Đặc trưng lớp gia cố mái Bản bê tông (bê tông cốt thép) cuội sỏi, đá gia cố khối bê tông (bê tông cốt thép) Độ nhám tương đối ∆/h1% K1 K2 < 0,002 0,005 - 0,01 0,02 0,05 0.10 > 0,20 1 0,95 0,90 0,80 0,75 0,70 0,9 0,9 0,85 0,80 0,70 0,60 0,50 Bảng P2-4 Hệ số K3 tính chiều cao sóng leo 1% 119 ( theo QPTL C1-78) 0,4 0,4 - 3-5 >5 Khi vận tốc gió > 20m/s 1,3 1,4 1,5 1,6 Khi vận tốc gió ≤ 10m/s 1,1 1,1 1,1 1,2 Hệ số mái mα Hệ số K3 Bảng P2-5 Hệ số Ki để tính sóng leo có mức bảo đảm i% i% 0,1 10 30 50 Ki 1,1 0,96 0,91 0,86 0,76 0,68 Bảng P2-6 Hệ số K xác định chiều cao sóng leo ( theo QPTL C1-78) 3 (độ) 10 20 30 40 50 60 K 0,98 0,96 0,92 0,87 0,82 0,76 120 121 λ λ H a) s s b) H h ch ch h/ H c) ® Pmax h h(H+ ) h/ 122 h h/ H d) m Mmax 2 h hH H h( + + ) 6 h/ Phụ lục Đặc trưng độ bền thấm đất đất đắp đập Bảng P3-1 Hệ số C để kiểm tra chiều dài cần thiết đường viền thấm công trình Loại đất C Loại đất C Đất sét chặt 1,5 Cuội sỏi hạt nhỏ 3,5 Đất sét chặt vừa 1,7-2,0 Cát hạt lớn 4,0 Đất sét mềm, đất thịt 0,2-2,5 Cát hạt trung bình 5,0 Đá cuội, sỏi hạt lớn 2,5 Cát hạt nhỏ 6,0 Cuội sỏi hạt trung bình 3,0 Cát mịn 7,0 Bảng P3-2 Gradien thấm cho phép để kiểm tra độ bền thấm đặc biệt đất đập (Theo CHuΠ II - ẩ 12-67) Loại đất Jk công trình cấp I II III IV-V Đất sét 0,7 0,80 0,90 1,08 Đất sét 0,35 0,40 0,45 0,54 Cát hạt lớn 0,32 0,35 0,40 0,48 Cát hạt trung bình 0,22 0,25 0,28 0,34 Cát hạt nhỏ 0,18 0,20 0,22 0,26 Bảng P3-3 Gradien cho phép để kiểm tra độ bền thấm đặc biệt thân đập đất (Theo CHuΠ II - 53 - 73) Loại đất Jk công trình cấp I II III IV-V Đất sét chặt 1,50 1,65 1,80 1,95 Đất sét 1,05 1,15 1,25 1,35 Cát hạt trung bình 0,70 0,80 0,90 1,00 Cát pha 0,55 0,65 0,75 0,85 Cát hạt nhỏ 0,45 0,55 0,65 0,75 123 Jgh Jgh= f( ) [J] = f( ) Hình P3-1 Trị số Jgh để kiểm tra xói ngầm học đất (Tài liệu thí nghiệm V.S Istômina) 124 d60 = d10 Mục lục Đồ án môn học thuỷ công Trang Lời giới thiệu Lời nói đầu (Cho lần xuất thứ nhất) Phần I - Các đề Đồ án số Tính toán lực thấm Mục A Tính toán lực tác dụng lên công trình Mục B Tính thấm đáy công trình Đồ án số Thiết kế đập đất Đồ án số Thiết kế cống ngầm A Tài liệu cho trước B Nội dung thiết kế Đồ án số Thiết kế đập bê tông trọng lực A Tài liệu B Yêu cầu nhiệm vụ Đồ án số Thiết kế cống lộ thiên A Tài liệu B Yêu cầu đồ án Phần II Hướng dẫn đồ án Đồ án số Tính toán lực thấm Đ1-1 Tính toán lực tác dụng lên công trình Đ1-2 Tính toán thấm đáy công trình Đồ án số Thiết kế đập đất Đ2-1 Những vấn đề chung Đ2-2 Các kích thước đập đất Đ2-3 Tính toán thấm qua đập Đ2-4 Tính toán ổn định mái đập Đ2-5 Các cấu tạo chi tiết Đ2-6 Kết luận Đồ án số Thiết kế cống ngầm lấy nước đưới đập đất Đ3-1 Những vấn đề chung Đ3-2 Thiết kế kênh hạ lưu cống Đ3-3 Tính diện cống 5 12 12 12 13 25 25 28 38 38 43 44 44 44 48 55 55 55 58 64 67 69 70 70 71 72 125 ≤ Đ3-4 Kiểm tra trạng thái chảy tính toán tiêu Đ3-5 Chọn cấu tạo cống Đ3-6 Tính toán kết cấu cống Đ3-7 Kết luận Đồ án số Thiết kế đập bê tông trọng lực Đ4-1 Mở đầu Đ4-2 Tính toán mặt cắt đập Đ4-3 Tính toán chống thấm Đ4-4 Tính toán thuỷ lực đập tràn Đ4-5 Tính toán ổn định đập Đ4-6 Phân tích ứng suất thân đập Đ4-7 Các cấu tạo chi tiết Đ4-8 Kết luận Đồ án số Thiết kế cống lộ thiên Đ5-1 Giới thiệu chung Đ5-2 Tính toán thuỷ lực cống Đ5-3 Bố trí phận cống Đ5-4 Tính toán thấm đáy cống Đ5-5 Tính toán ổn định cống Đ5-6 Tính toán kết cấu đáy cống Đ5-7 Kết luận Phần iII Các phụ lục Phụ lục - Xác định cấp công trình tiêu thiết kế Phụ lục - Các đặc trưng sóng gió lên công trình Phụ lục - Đặc trưng độ bền thấm đất đất đắp đập 126 75 77 79 81 82 82 82 86 87 90 91 93 93 94 94 94 97 100 101 103 107 108 108 111 115 [...]... 46 ,1 46,0 45,9 14 5,0 14 5,5 14 6,0 14 5,9 14 5,7 14 5,5 14 5,3 14 5 ,1 145,8 14 5,6 14 5,4 QTM (m3/s) 11 0 11 2 11 4 11 6 11 8 12 0 12 5 13 0 12 8 12 6 12 4 12 2 12 0 11 8 11 6 11 4 11 2 11 0 11 3 11 5 11 7 11 9 12 1 12 3 12 5 11 0 11 1 11 3 11 5 11 7 11 9 12 1 12 3 12 5 12 7 12 6 s 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 u bi II III MNDB T (m) 18 9 ,1 189,3 18 9,5 18 9,7 18 9,9 19 0,0... 2,0 1, 5 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,5 3,3 3 ,1 3,0 2,9 2,8 2,7 2,6 11 1,0 11 7,5 11 9,5 12 1,0 12 3,5 11 5,5 11 1,5 11 2,5 11 3,5 11 4,5 11 5,5 11 6,5 85,0 88,5 91, 0 95,5 97,5 93,0 92,0 90,0 88,0 86,0 84,5 89,5 10 ,0 10 ,2 10 ,4 10 ,6 10 ,8 11 ,0 11 ,2 11 ,4 11 ,6 11 ,8 12 ,0 12 ,2 12 ,4 14 3,0 13 7,0 14 0,0 14 3,0 14 6,0 14 4,0 14 2,0 14 0,5 13 9,5 13 8,5 13 7,5 13 5,0 10 3,0 10 6,0 10 9,0 11 3,0 11 7,0 11 1,0 11 2,0 11 0,0 10 8,0 10 6,0... 14 5,0 14 5,5 14 6,0 QTM (m3/s) 12 4 12 2 12 0 11 8 11 6 11 4 11 2 11 0 11 5 12 0 12 5 11 2 11 7 12 2 11 0 11 5 12 0 12 5 13 0 12 8 12 6 12 4 12 2 12 0 11 8 11 6 11 4 11 2 11 0 12 9 12 7 12 5 12 3 12 1 11 9 11 7 29 s 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 u bi III IV MNDB T (m) 290,5 290,7 290,9 390,0 390,2 390,4 390,6 390,8 3 91, 0 389,0 389 ,1 389,3 389,5 389,7 MNC (m) 14 6,5 14 5,7 14 5,3 345,5 345,7 345,9 346 ,1 346,0 345,8 345,6 345,4 345,2... 2 ,1 2,0 1, 8 1, 6 1, 4 1, 5 1, 7 1, 9 2 ,1 (4) 60,0 60,5 60,6 60,7 60,8 61, 0 61, 2 61, 4 61, 6 61, 8 62,0 61, 5 61, 0 11 1,5 11 2,0 11 2,5 11 3,0 11 4,0 11 5,0 11 6,0 11 7,0 11 7,5 11 6,5 11 5,5 11 4,5 11 3,5 85,0 85,5 86,0 86,5 87,0 87,5 88,0 88,5 89,0 87,3 86,3 85,3 (5) 74,5 75,0 75,5 76,0 76,5 77,0 76,8 76,6 76,4 76,2 76,0 76,5 75,5 13 3,5 13 4,0 13 5,0 13 6,0 13 7,0 13 8,0 13 7,5 13 6,5 13 5,5 13 4,5 13 3,5 13 4,0 13 5,0 10 2,5 10 3,5 10 4,5... 11 7,0 11 1,0 11 2,0 11 0,0 10 8,0 10 6,0 10 4,0 10 8,0 30,0 30,2 30,5 30,7 30,9 31, 0 31, 2 31, 4 31, 6 31, 8 32,0 32,2 32,5 10 7,5 10 9,5 11 0,5 11 1,5 11 2,0 10 8,5 10 9,0 11 0,0 11 1,0 11 1,5 11 2,0 10 8,0 81, 0 84,5 87,5 90,0 92,0 88,0 87,0 86,0 85,0 84,0 83,0 82,0 7,0 7,2 7,4 7,6 7,8 8,0 7,9 7,7 7,5 7,3 7 ,1 6,9 6,7 11 0,0 14 4,5 11 1,5 11 6,7 11 4,2 11 2,5 11 0,5 11 2,0 11 3,5 11 4,0 11 4,5 11 0,5 84,0 86,5 89,5 92,5 94,5 90,5 89,5... 19 0,0 18 9,8 18 9,5 18 9,3 18 9,6 18 9,8 18 9,4 19 0,0 18 9,5 290,0 290,5 2 91, 0 289,0 289,2 289,4 289,6 289,8 290,0 290,2 290,4 290,6 290,8 2 91, 0 289 ,1 2 91, 3 289,3 289,5 289,7 289,9 290 ,1 290,3 MNC (m) 14 5,2 14 5,0 14 5,7 14 5,4 14 5,3 14 5 ,1 145,9 14 6,2 14 6,4 14 5,8 14 5 ,1 145,6 14 6,5 14 5,5 14 6,0 14 6,5 14 5,5 14 5,0 14 5,2 14 5,4 14 5,6 14 5,8 14 6,0 14 6,2 14 6,4 14 5 ,1 145,3 14 5,5 14 5,7 14 5,9 14 6 ,1 146,3 14 6,5 14 5,0 14 5,5 14 6,0... 60,20 60,35 60,50 60,70 60,90 61. 10 61, 30 61, 50 61, 60 61, 15 59,70 11 1 .10 11 1,60 11 2,50 11 2,70 11 3,65 11 4,60 11 5,65 11 6,60 11 7,20 11 6,20 11 5 ,15 11 4 ,15 11 3,20 84,60 85 ,15 85,60 86 .10 86,70 87,20 87,70 88 .10 88,65 87,00 86,00 85,00 10 0 2,3 85 ,1 105,0 83,4 85,5 3,3 3,0 84,75 17 18 19 Tỷ lệ NGang 1: 2500 Đứng 1: 500 mặt cắt địa chất tuyến đập Đầu đề a 20 21 Tỷ lệ NGang 1: 2500 Đứng 1: 500 mặt cắt địa chất tuyến... 345,0 344,8 QTM (m3/s) 11 5 11 3 11 1 10 8 11 0 11 2 11 4 11 6 11 8 12 0 12 2 12 4 12 6 12 5 u s bi 87 88 89 90 91 92 IV 93 94 95 96 97 98 99 10 0 MNDB T (m) 389,9 390 ,1 390,3 390,5 390,7 390,9 389,0 389,2 389,4 389,6 389,8 390,0 389,5 390,5 MNC (m) 345 ,1 345,3 345,5 345,7 345,9 346 ,1 346,0 346,4 346,6 346,8 346,2 346,0 345,5 345,0 QTM (m3/s) 12 3 12 1 11 9 11 7 11 5 11 3 11 1 10 9 11 0 11 5 12 0 12 5 12 3 12 1 6 Cỏc ti liu khỏc... 10 4,5 10 5,5 10 6,5 10 7,5 10 8,5 10 9,5 10 9,0 10 8,0 10 7,0 10 6,0 (6) 57,5 57,7 57,9 58,0 57,8 57,6 57,4 57,2 57,0 56,8 56,6 56,4 56,8 10 7,5 10 7,3 10 7 ,1 106,9 10 7,0 10 7,2 10 7,4 10 7,6 10 7,8 10 8,0 10 8 ,1 107,9 10 7,7 81, 5 82,0 82,5 83,0 83,5 84,0 84,5 84,3 84 ,1 84,0 83,8 83,6 (7) 59,0 59,2 59,4 59,6 58,5 59,0 59,0 58,8 58,7 58,5 57,0 57,2 58,5 10 9,5 10 9,3 10 9,0 10 8,0 10 8,2 10 8,4 10 8,4 10 8,2 10 9,5 10 9,0 10 9,0 10 9,2... 11 ,0 12 ,0 11 ,5 10 ,5 9,5 8,5 9,0 10 ,0 11 ,0 12 ,5 12 ,0 11 ,5 10 ,5 9,5 8,5 z2 (m) 1, 0 1, 5 2,5 3,0 4,0 5,0 5,0 4,5 4,0 4,0 5,0 4,5 3,5 2,5 2,0 3,0 4,0 4,5 5,0 5,5 T (m) 12 ,5 13 ,5 15 ,5 16 ,0 17 ,5 18 ,0 17 ,0 16 ,0 15 ,0 14 ,0 13 ,0 12 ,0 11 ,0 11 ,5 12 ,5 13 ,5 14 ,5 15 ,5 16 ,5 17 ,5 N S 2 - THIT K P T N S 3 - THIT K CNG NGM 11 A - TI LIU CHO TRC I Nhim v cụng trỡnh H cha nc H trờn sụng S m nhn cỏc nhim v sau: 1 Cp nc ti