Đồ án thiết kế hồ chứa nước bản lả

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành: Công trình LỜI CẢM ƠN Sau thời gian mười bốn tuần làm đồ án tốt nghiệp, với cố gắng thân hướng dẫn nhiệt tình, khoa học thầy giáo TS Nguyễn Cảnh Thái – Bộ môn Thuỷ Công – Trường Đại Học Thuỷ Lợi, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Với đề tài : “ Thiết kế hồ chứa nước Bản Lả – PA1” Thời gian làm đồ án tốt nghiệp dịp tốt để em có điều kiện hệ thống lại kiến thức học năm trường, giúp em biết cách áp dụng lý thuyết học vào thực tế làm quen với công việc kĩ sư thiết kế công trình thuỷ lợi Những điều giúp em có thêm hành trang kiến thức chuyên ngành để chuẩn bị cho tương lai giúp em đỡ bỡ ngỡ bước vào nghề với công việc thực tế kĩ sư thuỷ lợi sau Đồ án vào sử dụng tài liệu thực tế công trình thuỷ lợi, (Công trình hồ chứa nước Bản Lả - Lạng Sơn), vận dụng tổng hợp kiến thức học Mặc dù thân cố gắng điều kiện thời gian hạn chế nên đồ án em chưa giải đầy đủ sâu sắc trường hợp thiết kế cần tính, mặt khác trình độ kinh nghiệm thực tế hạn chế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Em mong bảo, đóng góp ý kiến thầy cô giáo giúp cho đồ án em hoàn chỉnh hơn, xác hơn, giúp cho kiến thức chuyên môn em hoàn thiện Để đạt kết em thầy cô trường ĐHTL, thầy cô môn học sở, thầy cô môn chuyên nghành dạy bảo tận tình, truyền đạt tất tâm huyết cho em có ngày trở thành kỹ sư thực thụ Em xin chân thành cảm ơn thầy cô Cuối em xin chân thành cảm ơn đến thầy cô giáo môn Thủy Công đặc biệt thầy giáo TS Nguyễn Cảnh Thái tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện để em hoàn thành đồ án Hà Nội, ngày 10 tháng 05 năm 2008 Sinh viên thực Nguyễn Thị Thanh Huyền SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành: Công trình MỤC LỤC PHẦN IV: CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT CHƯƠNG X: TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG NGẦM 10.1 Mục đích phương pháp tính toán…………………………………… 140 10.1.1 Mục đích tính toán……………………………………………………… 140 10.1.2 Trường hợp tính toán…………………………………………………… 140 10.2 Tài liệu yêu cầu thiết kế……………………………………… 141 10.2.1 Tài liệu bản…………………………………………………………….141 10.2.2 Yêu cầu thiết kế………………………………………………………… 142 10.3 Xác định lực tác dụng lên cống……………………………………… 143 10.3.1 Áp lực đất………………………………………………………………….144 10.3.2 Áp lực nước……………………………………………………………… 145 10.3.3 Trọng lượng thân…………………………………………………… 145 10.3.4 Phản lực nền………………………………………………………………146 10.4 Xác định nội lực cống ngầm ………………………………………………148 10.4.1 Mục đích tính toán……………………………………………………………… 148 10.4.2 Phương pháp tính toán………………………………………………………… 148 10.4.3 Sơ đồ tính toán…………………………………………………………………….149 10.4.4 Kết tính toán………………………………………………………………….149 10.5 Tính toán cốt thép………………………………………………………… 152 10.5.1 Số liệu tính toán………………………………………………………… 152 10.5.2 Trường hợp tính toán…………………………………………………………….153 10.5.3 Tính toán cốt thép dọc chịu lực……………………………………………… 155 10.5.4 Tính toán cốt thép ngang……………………………… ………………………161 10.6 Tính toán kiểm tra nứt …………………………………… …………166 10.6.1 Mặt cắt tính toán………………………………………………………………….166 10.6.2 Tính toán kiểm tra nứt……………………………………………………… 166 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ………………………………………………….169 TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………… 170 SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành: Công trình MỞ ĐẦU Trong công xây dựng đổi đất nước, Đảng nhà nước ta có chủ trương đẩy nhanh công nghiệp hóa – đại hóa nông nghiệp nông thôn Mục tiêu phát triển nông nghiệp trước hết giải xóa đói giảm nghèo cho nông dân, phần lớn vùng khan nước Thực tế cho thấy địa phương làm tốt công tác thủy lợi cải thiện rõ đời sống nông dân Dự án Hồ thủy lợi thủy điện Bản Lả biện pháp nhằm giải chủ động nước tưới cho trồng, cấp nước sinh hoạt, công nghiệp, phát điện, sinh thái, cắt giảm phần lũ cho hạ du, nuôi trồng thủy sản Bên cạnh dự án thể lợi ích xã hội định, thể sách quan tâm Đảng Nhà nước đến phát triển kinh tế xã hội, an ninh kinh tế,… khu vực dự án Điều góp phần nâng cao lòng tin nhân dân vào lãnh đạo Đảng Nhà nước, vào sách mở cửa đổi đất nước Lòng tin nhân dân vùng dự án vào Đảng Nhà nước nâng cao góp phần ổn định an ninh trị, trật tự an toàn xã hội, góp phần thúc đẩy tiến trình công nghiệp hóa đại hóa, tạo phát triển đồng đều, bền vững, giảm bớt khoảng cách vùng sâu, vùng xa với khu vực đồng văn hóa, giáo dục kinh tế, khoa học kỹ thuật,… Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế hồ chứa Bản Lả - PA1” tỉnh Lạng Sơn giao với đồng ý Khoa Công trình – Trường Đại học Thủy Lợi, hướng dẫn tận tình TS Nguyễn Cảnh Thái nói riêng thầy cô Khoa, Trường nói chung Nhiệm vụ đồ án bao gồm phần sau: - Phần I: Tổng quan SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang - Phần II: Thiết kế sơ - Phần III: Thiết kế kỹ thuật - Phần IV: Tính toán chuyên đề kết cấu cống Ngành: Công trình PHẦN I: TỔNG QUAN CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.1 Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình, địa mạo khu vực xây dựng công trình 1.1.1 Vị trí địa lý -Lưu vực sông Kỳ Cùng thuộc vùng Đông Bắc Việt Nam, có toạ độ địa lý từ 21019’00” đến 22027’30” vĩ độ Bắc từ 106 006’07” đến 107021’45” kinh độ Đông, tính đến vị trí công trình đầu mối, hồ có diện tích lưu vực rộng 457 km - Vị trí công trình đầu mối hồ chứa nước Bản Lả thuộc địa phận xã Khuất Xá huyện Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn, có vị trí địa lý khoảng: 21035’ ÷ 21043’ vĩ độ Bắc 107000’ ÷ 107015’ kinh độ Đông -Vị trí khu hưởng lợi vùng dự án có vị trí địa lý khoảng: 21042’ ÷ 21046’ vĩ độ Bắc 106056’ ÷ 107001’ kinh độ Đông -Giới hạn vùng nghiên cứu: Phía Đông giáp huyện Đình Lập Trung Quốc Phía Tây giáp huyện Cao Lộc Chi Lăng Phía Nam giáp huyện Lục Ngạn tỉnh Bắc Giang Phía Bắc giáp huyện Cao Lộc Trung Quốc 1.1.2 Đặc điểm địa hình Sông Kỳ Cùng sông lớn tỉnh Lạng Sơn, phần thượng trung lưu nằm lãnh thổ Việt Nam có tên sông Kỳ Cùng Sông Kỳ Cùng bắt nguồn từ vùng núi Ba Xá cao 1000m chảy từ Đông Nam lên Tây Bắc qua Lộc Bình, SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành: Công trình Lạng Sơn, Điềm He, Na Sầm Thượng lưu sông Kỳ Cùng dốc, độ dốc đáy sông tới 70% có nhiều thác ghềnh, tới Lộc Bình sông Kỳ Cùng chảy qua sườn nam núi Mẫu Sơn vào vùng đồng ruộng Lạng Sơn độ dốc đáy sông giảm dần 13% Lưu vực sông Kỳ Cùng có địa hình phức tạp bao gồm: vùng núi cao, vùng đá vôi núi thấp đồi thuộc miền Đông Bắc nước ta Lịch sử cấu tạo địa chất, xảy đứt gãy kiến tạo địa tạo chu kỳ Inđôxini (trung sinh đại) tượng cướp dòng tạo nên hình chung địa hình độ cao giảm dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam, sông Kỳ Cùng chảy máng trũng Lộc Bình - Thất Khê có hướng ngược lại, từ Đông Nam lên Tây Bắc Sông Kỳ Cùng trước chảy vào vịnh Bắc Bộ, sau biến động nói đổi hướng chảy vào sông Tây Giang Trung Quốc Phía Đông phía Nam lưu vực vùng đồi thấp cao độ khoảng 500-600m Địa hình hình thành chủ yếu trình xâm thực, địa hình phân hai dạng: đồi thung lũng -Các dạng đồi có sườn dốc 25 0, có đồi gần giống nhau, có cao độ, hình dạng đỉnh sườn thoải - Các thung lũng quanh co uốn khúc liên tục bậc thềm Phía Bắc địa hình thấp hơn, đồi núi có sườn tròn thoải, thị xã Lạng Sơn có cửa ải Hữu Nghị Quan nối liền với Trung Quốc Dãy núi Mẫu Sơn Đông Bắc Lạng Sơn có địa hình độc lập, đột xuất cao hẳn lên phần đồi núi sông Kỳ Cùng sông Nà Làng đỉnh cao cao 1.574m Phía Tây lưu vực có dãy núi cao 1.000m, đỉnh Cốc Xa (1.131m) phân thuỷ sông Na Rì với sông Cầu Núi Khâu Pan (1.188m) phân thuỷ sông Bắc Giang với sông Hiến Các dãy núi nằm nội lưu vực sông Bắc Giang có độ cao từ 1.000 – 1.200m Phía Tây Nam phía Nam có dãy núi tiếp cận với vùng đá vôi Bắc Sơn, có độ cao trung bình 500-600m, đỉnh cao Bắc Hà (779m) Sông suối khu vực dày đặc, dòng chảy mặt phong phú, có nhiều cánh đồng phẳng phát triển nông nghiệp tốt 1.1.3 Đất đai thổ nhưỡng SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành: Công trình Đất đai vùng dự án thường nghèo mùn, lân nghèo đạm, nghèo kali… suất trồng thấp giảm dần bị rửa trôi, bào mòn, chủ yếu bao gồm loại đất sau: - Đất thung lũng đất ven sông nguồn phù sa sông suối sản phẩm bào mòn sườn đồi bồi tụ có diện tích không lớn, phân bố chủ yếu cánh đồng Lộc Bình vùng đồng khu vực hạ lưu công trình Đây loại đất tốt hàm lượng mùn cao, thích hợp với nhiều loại trồng, vùng trọng điểm lúa - Đất vàng nhạt đá cát, phân bố dọc đường 4B, thành phần giới nhẹ, sét chủ yếu cát cát pha, đất không kết cấu -Đất đỏ vàng nằm rải rác số nơi huyện Lộc Bình Đây loại đất có thành phần hữu nghèo -Đất dốc tự phân bố dải ruộng hẹp dài uốn quanh chân đồi, loại đất ít, phân tán, loại đất xấu, mùn -Đất mùn đỏ vàng phân bố dãy núi cao, đất có nhiều mùn hữu cơ, PH =3,1– 3,5 Càng xuống sâu độ PH giảm 1.2 Điều kiện thuỷ văn khí tượng Lạng Sơn có khí hậu nhiệt đới gió mùa, miền núi Mùa đông thịnh hành gió mùa Đông Bắc Bắc lạnh mưa, nhiều năm có sương muối Mùa hè thịnh hành gió mùa Đông Nam, Nam Tây Nam, nhiệt độ cao lạnh khô mưa 1.2.1 Nhiệt độ Nhiệt độ trung bình nhiều năm 21,1 0C, tháng mùa đông trung bình xuống tới 13-140C, lạnh vào tháng XII, I nhiệt độ xuống tới -2,1 0C Nhiệt độ trung bình cao thấp Lạng Sơn xem phụ lục 1-1 1.2.2.Gió Trong năm hướng gió mùa đông hướng Bắc mùa hè hướng Nam Đông Nam Tốc độ trung bình từ 2,0 đến 4,0 m/s, tốc độ gió mạnh tới 36 m/s, tháng VII, IX thường lặng gió Các hướng gió thịnh hành, tần suất gió tốc độ gió xem phụ lục 1-2 Hướng gió tốc độ gió mạnh tháng năm xem phụ lục 1-3 SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành: Công trình Bảng 1-1: Tốc độ gió lớn theo tần suất Tần suất P% V(m/s) 32,7 29,3 25 16,1 1.2.3 Mưa Lượng mưa trung bình nhiều năm Lạng Sơn 1320,8 mm, Lộc Bình 1146,3 mm, Đình Lập 1473,5 mm, Mẫu Sơn 2589,0 mm Mùa mưa tháng V đến tháng IX chiếm 74% lượng mưa năm Tháng có lượng mưa lớn tháng VI, VII, VIII đạt tới 592,8 mm (mưa tháng VIII đo trạm Mẫu Sơn) Lượng mưa bình quân tháng trạm đo lưu vực xem phụ lục 1-4 Lượng mưa bình quân lưu vực tính theo bình quân gia quyền lượng mưa trạm Đình Lập, Lộc Bình, Mẫu Sơn Xo = 1636,6 mm 1.2.4.Độ ẩm Độ ẩm trung bình toàn năm 82%, độ ẩm cao vào tháng mùa mưa cao vào tháng VIII tháng IX Bảng 1-2: Độ ẩm tương đối Lạng Sơn (%) Th I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm g BQ 78 79 82 83 80 84 83 85 82 80 77 86 82 1.2.5 Bốc Lượng bốc lớn trung bình 1044 mm, lượng bốc lớn vào tháng V nhiệt độ cao mưa, tháng mùa khô lượng bốc lớn Bảng1- 3: Lượng bốc Lạng Sơn (mm) Th g BQ I II III IV V VI VII VII IX X XI XII Năm I 82, 69, 79, 88, 102, 87, 85, 75, 81, 98, 97, 95, 1044, 4 9 1.2.6 Phân phối dòng chảy năm Bản Lả (xem phụ lục 1-5) 1.2.7 Quá trình lũ thiết kế Bản Lả (xem phụ lục 1-6) 1.2.8 Lượng nước dùng đầu mối công trình hồ chứa SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành: Công trình Tổng lượng nước dùng đầu mối hồ chứa nước Bản Lả - Lạng Sơn phục vụ để tưới vụ có diện tích 1041ha, nguồn tưới màu 400ha, dân sinh công nghiệp 64.900m3/ngày đêm; phát điện 4MW; xả nước 1m3/s (xem phụ lục 1-7) 1.3 Điều kiện địa chất 1.3.1 Tổng quan toàn vùng Khu vực nghiên cứu xây dựng công trình phân bố chủ yếu thành tạo trầm tích tuổi Trias thuộc điệp Mẫu Sơn (T 3ms); trầm tích tuổi Kreta thuộc hệ tầng Mụ Gia (Kmg) phủ lên trầm tích chứa than Neogen hệ tầng Na Dương (N1nd) trầm tích đại thành phần sản phẩm phong hoá đá gốc (edQ) bồi lũ tích lòng suối thềm (aQ & apQ) Địa tầng từ lên chủ yếu sau Điệp Mẫu Sơn (T3ms) chủ yếu trầm tích lục nguyên màu đỏ chia làm phần rõ rệt Phần gồm đá cát kết hạt vừa, hạt thô màu xám, đôi chỗ chứa cuội thạch anh, có xen lớp kẹp mỏng sét kết màu phớt xám nâu đỏ chiều dày 800m Phía có chiều dày tương tự bao gồm đá sét kết bột kết màu nâu đỏ có ánh tím, vàng lục, đá sét kết xám phớt lục nâu đỏ có kẹp lớp đá kết hạt nhỏ thấu kính sét vôi hạt mịn màu xám lục Điệp tương đối ổn định chiều dày thay đổi từ rìa vào vùng trũng Điệp Văn Lãng (T3vl) chủ yếu đá cát kết bột kết phân bố phía Đông khu vực nghiên cứu Điệp có chứa than đá thành tạo cách khoảng 210 triệu năm Hệ tầng Mụ Gia (Kmg) chủ yếu đá cuội kết, sạn kết, bột kết, phân bố phía Đông khu vực nghiên cứu chiều dày hệ tầng dao động từ 500 – 700m Hệ tầng Na Dương (N1nd) trầm tích hệ tầng chia làm hai phần Phần bao gồm đá cuội kết đáy hỗn tạp, rắn chắc, hạt cuội từ 2-7cm chuyển lên đá cuội kết đá sét kết xen kẽ nhau, xen kẹp lớp đá sỏi kết, chiều dày hệ tầng từ 60-100m Phía dày 400m bao gồm trầm tích hạt nhỏ màu xám chứa than đá cát kết, cát kết vôi, bột kết màu nêu xám, xám đen, xen phân có vài vỉa than nâu lửa dài Các thành tạo trầm tích hệ Đệ Tứ chủ yếu sản phẩm phong hoá đá sét bột kết: đất sét, sét chứa dăm sạn phân bố chủ yếu sườn đỉnh đồi Phần thung SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành: Công trình lũng khe xuối trầm tích đại: cát cuội sỏi lẫn đất đến hỗn hợp cát cuội sỏi màu xám, xám vàng Chiều dày thành tạo hệ đệ tứ từ 2-10m, trung bình từ 3-5m 1.3.2 Địa chất công trình khu vực công trình đầu mối Tại khu vực tuyến đập tràn tiến hành khoan 11 hố khoan (KM2-1 ÷ KM24, KM2-6, KM2-7, KM2-9, KM2-10, KM2-14 ÷ Km2-16), tuyến cống lấy nước tiến hành khoan hố (KM2-5, Km2-8), nhà máy tiến hành khoan hố (KM2-11 ÷ KM2-13) Theo kết khoan điều kiện địa chất công trình khu vực sau: lớp aQ phân bố hầu hết long gần bờ sông dạng bãi bồi, phạm vi tuyến chiều dày lớp thay đổi từ 1,7 ÷ 3,0m, thành phần gồm hỗn hợp cát, cát pha, cuội sỏi, cuội sỏi có độ mài tròn tốt Đới edQ có chiều dày thay đổi từ 2,0 ÷ 9,0m thành phần sét pha màu nâu tím, nâu gụ, trạng thái dẻo cứng đến cứng lẫn dăm sạn Đới IA1 phân bố khu vực nghiên cứu với mức độ không liên tục vai trái đập mỏng hẹp, vai phải dày với chiều dày thay đổi từ 2,0 ÷ 17,0m sản phẩm phong hoá mãnh liệt thành sét, sét pha lẫn dăm sạn, mảnh vụ đá bột kết, cát kết phong hoá mềm yếu, đất thường trạng thái nửa cứng đến cứng Đặc trưng kháng cắt trạng that bão hoà lớp edQ IA1 thay đổi từ C = 0,20 ÷ 0,28 kg/cm2, φbh = 13 ÷ 180 Đới IA2 phân bố rộng phạm vi nghiên cứu, chiều dày thay đổi từ 2,0 ÷24,0m thành phần dăm cục lẫn sét pha đá bột kết xen kẹp cát kết, tính chất chặt vừa đến chặt, đới đôi chỗ nõn khoan dạng thỏi đá phong hoá mạnh gặp nước đá bị mềm yếu, bẻ tay Đới IB có chiều dày thay đổi từ 4,0 ÷ 18,0m đá bột kết màu nâu tím xen kẹp cát kết, đá nứt nẻ mạnh, phong hoá dọc theo khe nứt Đới IIA gặp độ sâu từ 12,0 ÷ 34,0m, đá bột kết màu nâu tím xen kẹp cát kết Cường độ kháng nén bão hoà đới IB thay đổi từ 100 ÷ 400kg/cm 2(ngoài phạm vi ảnh hưởng đứt gãy đới biến đổi), IIA thay đổi từ 400 ÷ 750kg/cm ( phạm vi ảnh hưởng đứt gãy đới biến đổi) Lượng nước đơn vị đới IB IIA thay đổi từ 0,01 ÷ 0,65 l/pm (thuộc loại thấm vừa), đới IIB thuộc loại thấm yếu với lưu lượng nước đơn vị đại diện 0,072 l/pm 1.3.3 Điều kiện địa chất thuỷ văn SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình Trang 10 Ngành: Công Các tầng thành tạo đất đá vùng có tính thấm nước yếu đến trung bình, tầng đá gốc có tính phân lớp, nứt nẻ thuộc loại thấm yếu coi tầng cách nước Lớp đất phủ đới IA2 thuộc loại thấm nước trung bình đến nhiều Nước ngầm chứa lỗ rỗng tầng phủ khe nứt đới phong hoá đá gốc 1.4 Tình hình vật liệu xây dựng Đã tiến hành thăm dò tìm kiếm mỏ vật liệu đất dính tập trung chủ yếu phần hạ lưu thượng lưu tuyến công trình, bao gồm: mỏ vật liệu đất I, II, III, IV, V, VI VII Trong mỏ đất V, VI nằm phạm vi đo vẽ đồ địa hình tỉ lệ 1/1000 cụm công trình đầu mối Mỏ đất V nằm bên vai tráo cách cụm đầu mối chừng 300m phía thượng lưu, mỏ đất VI nằm bên vai phải cách cụm đầu mối chừng 600m phía thượng lưu sông Kỳ Cùng Các mỏ đất lại nằm tập trung phía hạ lưu tuyến công trình +Đặc điểm địa chất: qua kết đào hố khảo sát cho thấy mỏ phân bố lớp sườn tích, tàn tích, sản phẩm phong hoá mãnh liệt đá gốc bột kết, cát kết Thành phần gồm đất sét, sét pha màu nâu tím, nâu gụ lẫn sạn, trạng thái nửa cứng đến cứng, cục đôi chỗ đất trạng thái dẻo cứng +Chất lượng đất đắp: qua kết thí nghiệm mẫu đất mỏ cho thấy đất mỏ đáp ứng yêu cầu làm vật liệu cho đập đất (đất dạng sét) +Trữ lượng đất đắp: dựa vào phương pháp tính trữ lượng theo địa chất tính trữ lượng đất khai thác Khối lượng tầng bóc bỏ (0,5m đất lẫn rễ cây) mỏ vào khoảng 168.000m3, khối lượng tầng có ích vào khoảng 1.000.000m Trữ lượng ước tính cho chiều sâu hố đào thực tế sâu 4m, độ sâu lớn 4m vị trí hố đào đất có thành phần tương tự, nên trữ lượng khai thác lớn tuỳ thuộc vào trữ lượng thiết kế yêu cầu Trên sở kết thí nghiệm có tiêu lý đất đắp phục vụ thiết kế đập đất (xem phụ lục 1-8) Bảng tiêu lý đất đắp đập để thiết kế đập đất thủy lợi thủy điện Bản Lả (xem phụ lục 1-9) SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình 15 ∑ Trang 121 Wđn 2075,373 Ngành công -63,46 14234,95 Lớp đất ngưỡng tràn IA2, điều kiện để đảm bảo ngưỡng không bị trượt qua mặt trượt qua đáy chân khay ngưỡng - Theo phương pháp có xét đến lực dính đơn vị mặt phá hoại K= f o ∑ P + C B ∑N = 0,55.14234,95 + 2,5.25.42 = 5,0378 2075,373 Với tổ hợp lực đặc biệt [K] = 1,08 - Theo phương pháp lực ma sát mặt phá hoại hệ số an toàn là: K= f o ∑ P ∑N = 0,55.14234,95 = 3,77 2075,373 Vậy theo hai phương pháp K > [K] nên ngưỡng tràn ổn định trượt CHƯƠNG IX: THIẾT KẾ CỐNG 9.1 Những vấn đề chung 9.1.1 Nhiệm vụ, cấp công trình tiêu thiết kế 9.1.1.1 Nhiệm vụ công trình Cống lấy nước có nhiệm vụ chuyển nước từ hồ chứa nước Bản Lải xuống hạ lưu để cấp nước tưới cho xã vùng dự án, tạo nguồn cấp nước cho nhà máy nhiệt điện Na Dương, tạo nguồn cấp nước cho dân sinh công ngiệp , kết hợp phát điện Ngoài xả nước xuống sông tháng đến tháng để trì mực nước hạ lưu nhằm ổn định môi trường sinh thái hạ du Tổng diện tích cung cấp nước tưới cho 1.041 lúa vụ tạo nguồn cấp nước tưới cho 1.004 màu công nghiệp Theo kết tính toán thủy nông thi lưu lượng thiết kế tưới, sinh hoạt công nghiệp qua cống lớn Qc = 3,64(m3/s) SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình Trang 122 Ngành công 9.1.1.2 Cấp công trình - Theo điều kiện nhiệm vụ cống: cống cung cấp nước tưới cho 1.041ha đất canh tác, nên theo TCXDVN 285-2002 tra bảng 2-1 cấp công trình cấp IV - Theo cấp chung công trình đầu mối: cống ba công trình chủ yếu cụm công trình đầu mối nên ta thiết kế cống theo cấp chung toàn công trình đầu mối Vì ta xác định cấp công trình cấp II Kết hợp hai điều kiện ta có cấp công trình cấp II 9.1.2 Chọn tuyến hình thức cống 9.1.2.1 Vị trí công trình Căn vào nhiệm vụ công trình, tài liệu khảo sát địa hình địa chất, bình đồ mặt tổng thể khu vực xây dựng tuyến đâp, ta bố trí cống lấy nước bên bờ trái Do địa hình thoải chạy dọc sông nên ta bố trí tuyến cống thẳng góc với tuyến đập Dọc tuyến cống lớp đất mặt đới edQ lớp sườn tích, tàn tích: sét, sét pha lẫn dăm sạn đá bazan, đá granít, đá gneiss, tảng lăn đá gneiss, đất trạng thái dẻo cứng Chiều dày lớp từ 1-7(m), ta đặt cống lớp đất có độ chôn sâu định Cao trình đáy cống thượng lưu đặt thấp cao trình MNC cao cao trình bùn cát lắng đọng để tránh bùn cát chảy vào cống làm tắc cống 9.1.2.2 Hình thức cống - Cống đặt đập đất, mực nước thượng lưu thay đổi lớn từ MNDBT = 305,2(m) đến MNC = 294,5(m), mực nước khống chế khu tưới Z kc = 290(m), nên hình thức hợp lý cống ngầm có áp - Dùng tháp van để khống chế lưu lượng Trong tháp bố trí van sửa chữa van phẳng Vị trí đặt tháp van sơ chọn khoảng mái đập thượng lưu vị trí đặt cống Bố trí cửa van cửa sử dụng van côn - Vật liệu làm cống: phía trước tháp van chọn cống hộp hình chữ nhật kích thước bxh = 1,0x1,2 (m) làm bê tông cốt thép, phía sau tháp van cống ống thép bọc bê tông Đường kính cống ống thép d (m) 9.1.2.3 Sơ bố trí cống Sơ chọn cao trình đáy cống Zđáy cống = 289(m) SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình Trang 123 Ngành công Tháp van bố trí lùi vào thân đập điều kiện làm việc tháp tốt lún chênh lệch so với phận thân cống lực chịu tương đối đều, tháp tránh sóng gió, cầu công tác giảm chiều dài Tuy nhiên phận phía trước cống làm việc có áp, khó kiểm tra tu sửa, yêu cầu nối tiếp tháp với đập phải tốt tránh gây thấm mặt tiếp xúc, bất lợi cho việc làm việc đập Nếu ta bố trí tháp van phía chân đập điều kiện làm việc ngược lại Chính ta bố trí tháp van khoảng mái đập thượng lưu vị trí đặt cống Từ vị trí đặt cống, cao trình đặt cống sơ ta xác định chiều dài cống sau: Chiều dài cống trước tháp van: L1 = 55(m) Chiều dài cống sau tháp van: L2 = 94(m) Tổng chiều dài cống: L = 149 (m) Độ dốc đáy cống: i = 0,001 Cao trình đáy cống xác hóa tính toán thủy lực sau 9.2 Thiết kế kênh hạ lưu cống Kênh hạ lưu cống có nhiệm vụ dẫn nước từ hạ lưu cống đến khu tưới Kênh hạ lưu thiết kế cho đảm bảo lưu lượng tưới đồng thời đảm bảo kênh làm việc an toàn không bị xói lở Kênh hạ lưu thiết kế trước để làm cho việc tính toán thủy lực cống 9.2.1 Thiết kế mặt cắt kênh Mặt cắt kênh hạ lưu cống tính toán với lưu lượng thiết kế tức lưu lượng lấy nước lớn nhất, theo tài liệu cho ta có Q = Qtk = 3,64(m3/s) Theo tuyến địa chất tuyến kênh qua đất trạng thái dẻo cứng ta sơ chọn tiêu thết kế sau: Mặt cắt kênh hình thang có hệ số mái m = 1,5 Độ dốc đáy kênh i = 2,5.10-4 Độ nhám lòng kênh n = 0,025 theo TCVN 4118-85 9.2.1.1 Xác định bề rộng đáy kênh b chiều sâu mực nước kênh h SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình Trang 124 Ngành công + Sơ xác định vận tốc không xói theo công thức: Vkx = K.Q0,1 (m/s) (9-2) Trong đó: Q: lưu lượng kênh (m3/s), Q = 3,64(m3/s) K: hệ số phụ thuộc vào đất lòng kênh, tra bảng 13 (trang 28) TCVN 4118-85 ta với đất sét, sét pha K = 0,62 ⇒ Vkx = 0,62.3,640,1 = 0,706 (m/s) +Sơ xác định chiều cao h theo công thức kinh nghiệm: h = 0,5(1+Vkx) Q (9-3) = 0,5.(1+ 0,706) 3,64 = 1,312 (m) + Có Q, h xác định b theo phương pháp mặt cắt lợi thủy lực 4.mo i 8,424 2,5.10 −4 f ( Rln ) = = = 0,0366 Q 3,64 Tra phụ lục 8-1 bảng tra thủy lực Rln = 0,87(m) Lập tỷ số h 1,312 = = 1,508, với m = 1,5 tra phụ lục 8-3 bảng tra thủy lực ta Rln 0,87 b b = 3,45 ⇒ b = Rln = 0,87.3,45 = 3(m) Rln Rln Chọn b = 3(m) 9.2.1.2 Kiểm tra tính hợp lý mặt cắt: Kênh có mặt cắt hợp lý tỷ số Ta có b = 0,5 ÷ h b = = 2,286 ⇒ Không thỏa mãn điều kiện khống chế Do ta phải h 1,312 định lại chiều rộng đáy kênh b tính lại chiều sâu dòng nước kênh h tương ứng Giả thiết lại chiều rộng đáy kênh b = 2,5 (m) Ta có: b 2,5 h = = 2,8736 tra phụ lục 8-3 ta = 1,612 Rln 0,87 Rln ⇒ h = Rln SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền h = 0,87.1,612 = 1,4(m) Rln Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình Kiểm tra Trang 125 Ngành công b 2,5 = = 1,783 ⇒ Thỏa mãn điều kiện khống chế h 1,4 9.2.2 Kiểm tra điều kiện không xói Vì kênh dẫn nước từ hồ chứa, hàm lượng bùn cát nước nhỏ nên không cần kiểm tra điều kiện bồi lắng cần kiểm tra điều kiện xói lở Điều kiện kênh không xói lở là: Vmax < Vkx (9-4) Trong đó: Vkx: lưu tốc không xói kênh, Vkx = 0,706 (m/s) Vmax: lưu tốc lớn kênh Vmax xác định ứng với lưu lượng Qmax = K.Q K: hệ số phụ thuộc vào Q lấy K = 1,2 ⇒ Qmax = 1,2.3,64 = 4,368 (m3/s) Để tính Vmax biết Qmax mặt cắt kênh ta phải xác định độ sâu mực nước h tương ứng kênh phương pháp đối chiếu mặt cắt lợi thủy lực Ta có: f ( Rln ) = b 2,5 4.mo i 8,424 2,5.10 −4 = = 2,688 = = 0,0305 ⇒ Rln = 0,93 ⇒ Rln 0,93 Q 4,368 ⇒ h h = 1,648 ⇒ h = Rln = 0,87.1,648 = 1,4336(m) Rln Rln Vậy với Qmax ta xác định độ sâu tương ứng kênh h = 1,4336 m) ω = (b+m.h).h = (2,5+1,5.1,4336).1,4336 = 6,67 (m2) Từ Vmax = Qmax 4,368 = = 0,655 (m/s) ω 6,67 Vậy Vmax = 0,655(m/s) < Vkx = 0,706 (m/s) Các thông số thiết kế kênh hạ lưu cống; - Bề rộng đáy kênh: bk =2,5 (m) - Độ dốc lòng kênh: i =2,5.10-4 - Hệ số mái kênh: m= 1,5 - Hệ số nhám: n = 0,025 - Chiều rộng bờ kênh: bbờ = 1(m) SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình Trang 126 Ngành công 9.3 Tính toán thủy lực cống 9.3.1 Xác định lưu lượng thiết kế cống Khi xác định lưu lượng thiết kế cống cần xét hai yêu cầu: lưu lượng cần tưới lưu lượng cần xả thi công 9.3.1.1 Lượng nước cần cho tưới Căn vào lượng nước yêu cầu hạ lưu ta xác định lưu lượng cần tưới Khi thiết kế việc tính diện tích tưới phạm vi có, ta phải xét tới khả mở rộng khu tưới sau Ngoài ta phải xét đến lượng nước trì mực nước hạ lưu đảm bảo điều kiện môi trường sinh thái, cung cấp nước sinh hoạt cho hạ lưu… 9.3.1.2 Lưu lượng xả lũ thi công Trong thời gian thi công cần dùng cống ngầm để xả lũ phải xét đến khả xả lũ Lưu lượng xả lũ tính theo tiêu chuẩn xả lũ thi công ( theo TCXDVN 285-2003 với công trình cấp II tần suất lưu lượng lớn để thiết kế chặn dòng 5%) giả thiết dòng chảy lượng mưa lớn ngày tháo đặn 24 9.3.1.3 Nếu cống cần xả lũ yêu cầu tháo vợi hồ chứa thời gian định: lưu lượng thiết kế cần phải vào nhiệm vụ xả lũ cống ngầm đảm nhiệm thời gian tháo vợi dung tích hồ chứa để định Dựa vào tài liệu thiết kế cho, nhiệm vụ công trình đảm nhiệm lưu lượng tính toán thiết kế cống Qtk = 3,64(m3/s) 9.3.2 Tính toán diện cống 9.3.2.1 Trường hợp tính toán Khẩu diện cống tính với trường hợp chênh lệch mực nước thượng hạ lưu nhỏ lưu lượng lấy tương đối lớn Tính với trường hợp MNC =294,5(m) thượng lưu, hạ lưu mực nước khống chế đầu kênh tưới Z kc = 290 (m) Chênh lệch mực nước thượng hạ lưu đó: [∆Z] = MNC –Zkc = 294,5 -290 = 4,5(m) 9.3.2.2 Sơ đồ tính toán Với trường hợp chênh lệnh mực nước thượng hạ lưu nhỏ để lấy đủ lưu lượng thiết kế Qtk cần mở hết cửa van Sơ đồ tính toán diện cống sau: SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình Trang 127 Ngành công Hình 9-1: Sơ đồ tính toán thủy lực xác định diện cống Trong đó: Zv- tổn thất cột nước cửa vào Zp-tổn thất qua khe phai ZL- tổn thất qua lưới chắn rác Zv- tổn thất qua tháp van Zvn-tổn thất qua van nón Zr- tổn thất cửa 9.3.2.3 Tính đường kính cống ống thép bọc bê tôngd Bề rộng cống phải đủ lớn để lấy lưu lượng thiết kế Q chênh lệch mực nước thượng hạ lưu [∆Z] khống chế tức phải đảm bảo điều kiện: ∑Z i ≤ [∆Z] (9-5) Trong đó: ∑Zi = Zv + Zp + ZL + Zvp + Zvn + Zr + iL (9-6) i: độ dốc dọc cống, i = 0,001 L: tổng chiều dài cống, L = 149(m) Trị số d xác định phương pháp giải dần ( hay phương pháp đồ thị) - Giả thiết giá trị d - Với giá trị d xác định tổn thất cột nước dọc theo chiều dài cống, sau tính tổn thất ∑Zi, lập quan hệ d ~ ∑Zi Từ [∆Z] tra quan hệ tìm d Với giá trị d tìm tổn thất cột nước sau: * Tổn thất cửa vào Vc2 Xác định theo công thức: Zv = ζv α 2g Trong đó: ζv: hệ số tổn thất cột nước cửa vào tính theo công thức SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình ζv = 0,5( − Trang 128 Ngành công ω ) với ω- diện tích cống; Ω- diện tích hồ chứa Do Ω Ω >>ω nên lấy ζv = 0,5 Q 3,64 = = 3,03 (m3/s) ω 1,0.1,2 Vcv: lưu tốc mặt cắt cửa vào cống; Vc = ⇒ Zv = 0,5 3,03 2.9,81 = 0,234 (m) * Tổn thất cột nước qua khe phai Xác định theo công thức Zp = ζp α V p2 2g Trong đó: ζp: phụ thuộc vào độ rộng tương đối khe van bn/b Nếu bp/b ≤ 0,1 lấy ζp = 0,05; bp/b ≥ 0,2 lấy ζp = 0,1; 0,1 ≤ bn/b ≤ 0,2 nội suy Với bp: bề rộng khe phai, chọn bp = 0,2(m); b- chiều rộng cống phần bố trí cửa van, b = bc = 1,0 ⇒ bp b = 0,2 = 0,2 Vậy ζp = 0,1 1,0 Vkp: lưu tốc cống mặt cắt trước khe phai; Vkp = Vcv = 3,03(m3/s) Vì có hai khe phai nên tổn thất cột nước qua khe phai là: Zp = 2.ζp α ⇒ Zv = 2.0,1 3,03 2.9,81 Vc2 2g = 0,094 (m) * Tổn thất qua lưới chắn rác Xác định theo công thức: Zl = ζl α Vcr2 2g t Trong đó: ζl: hệ số tổn thất qua lưới: ξ l = β sin θ   b β: hệ số phụ thuộc vào cấu trúc lưới chắn rác Lưới làm tròn, tra phụ lục III trang 122 “ Bài tập đồ án môn học trạm bơm” ⇒ β = 1,79 t: độ dày lưới, t = 20(mm) b: khoảng trống, b = 100(mm) SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình Trang 129 Ngành công α: góc nghiêng lưới chắn rác α = 750 ⇒ ξ l = 1,79 sin 75  20  = 0,2  100  Vcr: lưu tốc cống mặt cắt trước lưới chắn rác, Vcr = Vcv = 3,03 (m3/s) ⇒ Zl = 0,2 3,03 2.9,81 = 0,094 (m) * Tổn thất qua khe van phẳng tháp van: Xác định theo công thức: Zvp = ζvp α Vvp2 2g ζvp: xác định giống hệ số tổn thất qua khe phai Bề rộng khe van bv = 0,4(m) ⇒ bv 0,4 = = 0,4 > 0,2 Vậy ζp = 0,1 b 1,0 Vvp: lưu tốc cống mặt cắt trước khe van, Vvp = Vcv = 3,03(m3/s) ⇒ Zl = 0,1 3,03 2.9,81 = 0,047 (m) *Tổn thất thủy lực cửa van côn Xác định theo công thức: Zvc = ζvc α Vvc2 2g Do van mở toàn phần nên ta tra bảng 17 QPTL-C1-75 ζvc = 0,91 Vvc: vận tốc trung bình mặt cắt trước van côn, Vvc = 4.Q 4.3,64 = πd πd * Tính tổn thất cửa Xác định theo công thức: Zr = ζr α Vr2 2g Trong đó: ζr: hệ số tổn thất cột nước cửa tính theo công thức  ω ζr = 1 −  với ω- diện tích cống ω = πd / ; Ω- diện tích  Ω kênh dẫn Ω = (2,5+1,5.1,4).1,4 = 6,44 ⇒ ζr ⇒ Zr Vr: vận tốc trung bình mặt cắt cửa ra, Vr = Vvc * Tổn thất dọc đường Tổn thất dọc đường i.L = 0,001 149 = 0,149 (m) SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình Trang 130 Ngành công Kết tính toán cột nước tổn thất ứng với kích thước cống thể phụ lục 9-1 Hình 9-2: Đồ thị quan hệ d ~ ∑Zi Từ đồ thị hình 9-2, có chênh lệch mực nước hạ lưu cống khống chế [∆Z] = 4,5(m), ta tra giá trị d = 0,84 (m) Chọn d = 0,85(m) 9.3.3 Kiểm tra chế độ chảy có áp cống Cống làm việc chế độ có áp ổn định khi: + Bố trí cửa van cửa + Cửa cống đặt đầu vào mở hoàn toàn thỏa mãn điều kiện - Cửa vào thuận - Thỏa mãn bất đẳng thức ξv + ωv Z v > ∑ξ + ωr Z (9-7) Trong đó: ζv: hệ số tổn thất đầu vào, ζv = 0,5 ωv: diện tích mặt cắt cuối đầu vào, ωv = 1,2 (m2) Zv: hiệu số cao độ mực nước thượng lưu cao độ trần cống mặt cắt cuối đầu vào, Zv = MNC – (Zđáyđầukênh + bc) = 294,5 – (289+ 1) = 4,5(m) ∑ζ: tổng hệ số tổn thất từ cửa vào đến cửa tính với mặt cắt ra, ∑ζ = 2,824 ωr: diện tích mặt cắt cửa , ωr = 0,567(m2) SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình Trang 131 Ngành công Z: cột nước tác dụng, xác định theo công thức (cửa ngập) Z = To – t + Zhp (9-7’) Trong đó: v o2 - To = T + - lượng riêng trước công trình ứng với mặt phẳng so sánh 2g Do nước từ hồ chứa vào cống nên bỏ qua lưu tốc tới gần, To = T = MNC – Zđáyđầukênh – iL = 294,5 – 289 + 0,001.149 = 5,649(m) - t: chiều sâu nước hạ lưu, t = 1,4(m) - Zhp: cột nước phục hồi, xác định theo công thức; 2ω v2 (v r − v ) 2ω + B.Z hp g Zhp = (9-7”) Với: B: chiều rộng phần liên hiệp, B = 2,5(m) ω 2: diện tích ướt dòng chảy cuối phần liên hiệp, ω = 6,44(m) v2: vận tốc trung bình cuối phần liên hiệp, v2 = 3,64/6,44 = 0,57(m.s) Thay số vào công thức (9-7”) giải Zhp = 0,32 (m) ⇒ Z = 5,649 – 1,4 + 0,32 = 4,569(m) Thay tất số liệu vào công thức(9-7) ta có: 0,5 + 1,2 4,3 > 2,824 + 0,567 4,569 ⇔ 2,03 > 0,62 Vậy thỏa mãn điều kiện (9-7) Thỏa mãn điều kiện cống chảy có áp 9.3.4 Xác định cao trình đặt cống * Cống hộp có kích thước bxh = 1,0x1,2 (m), cống ống thép bọc bê tông có đường kính d = 0,85 (m) * Cao trình đặt cống cửa vào Zcv = 289(m) * Cao trình đặt cống cửa Zcr = Zcv – iL = 289 – 0,001.149 = 288,85 (m) 9.4 Xác định độ mở cống Khả tháo cống có áp xác định theo công thức (tính với MNDBT) Q = µ.ω r gZ SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền (9-8) Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình Trang 132 Ngành công Trong đó: ωr: diện tích mặt cắt cửa ra, ωr = ωc = 0,567 (m2) Z: cột nước tác dụng cống, xác định theo công thức (9-7’) To = T = MNDBT – Zđáyđầukênh – iL = 305,2 – 289 + 0,001.149 = 16,349 (m) t = 1,4(m) Zhp: xác định theo công thức (9-7”), Zhp = 0,32(m) ⇒ Z = 16,349 – 1,4 + 0,32 = 15,269(m) μ: hệ số lưu lượng cống tính theo công thức µ= ω α r + ∑ ξ  r  ωi    (9-9) Với: αr: hệ số động mặt cắt ra, αr ∑ζi: tổng hệ số tổn thất cục ma sát theo chiều dài từ mặt cắt vào đến mặt cắt ra, ∑ζi = 2,824 ωi: diện tích mặt cắt cửa ứng với độ mở van côn để tháo lưu lượng Qtk = 3,64(m3/s) Thay giá trị vào công thức (9-8) ta có: 3,64 =  4.0,567   + 2,824   π d i  0,567 2.9,81.15,269 ⇒ di = 0,696(m) 9.5 Chọn chi tiết cấu tạo cống 9.5.1 Bộ phận cửa vào cửa Cửa vào cửa phải đảm bảo điều kiện nối tiếp thuận lợi với thượng hạ lưu cống - Cửa vào thường bố trí tường hướng dòng hình thức thu hẹp dần Góc thu hẹp tường hướng dòng θ = 21 Tường cánh làm BTCT M200 Chiều cao tường làm thấp dần theo mái - Cửa ra: cửa bố trí nối tiếp với kênh hạ lưu cống có chiều rộng đáy kênh hạ lưu cống bk = 2,5(m) Đọan đầu kênh thượng lưu bảo vệ đá vữa xây M100 SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình Trang 133 Ngành công 9.5.2 Thân cống 9.5.2.1 Mặt cắt thân cống Cống làm BTCT M200 đổ chỗ Mặt cắt ngang thân cống phía trước tháp van có cấu tạo hình hộp chữ nhật BBTCT M200, phía làm vát góc để tránh ứng suất tập trung Mặt cắt ngang thân cống sau tháp van có dạng ống thép bọc bê tông Chiều dày thành cống xác định theo điều kiện chịu lực, điều kiện chống thấm yêu cầu cấu tạo Theo điều kiện chống thấm cần đảm bảo điều kiện: t≥ H [J] (9-10) Trong đó: H: cột nước lớn nhất, H = MNDBT – Zcv = 305,2 – 289 = 16,2 (m) [J]: gradient thấm cho phép bê tông [J] = 15 ⇒t≥ H 16,2 = = 1,08(m) [ J ] 15 Theo điều kiện cấu tạo chọn chiều dày đỉnh cống t = 0,4(m), chiều dày đáy cống t = 0,5(m) Do tđỉnhcống = 0,4(m) tđáycống = 0,5(m) nhỏ yêu cầu chống thấm nên ta xử lý cách bên cống đắp thêm lớp đất đắp đập đầm nện kỹ thủ công dày 0,5(m) Trước tháp van Sau tháp van Hình 9-3: Cắt ngang thân cống trước tháp van SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình Trang 134 Ngành công 9.5.2.2 Phân đoạn cống Với chiều dài cống L = 149(m), để tránh tượng rạn nứt lún không ta phân cống thành 12 đoạn, đoạn dài 12(m), đoạn đầu dài 13,75(m) Các đoạn nối với khớp nối SIKA 032Y Hình 9-4: Cấu tạo khớp nối SIKA 032Y 9.5.2.3 Nối tiếp thân cống với Nối tiếp thân cống với nền, trước đổ bê tông cống ta rải lớp bê tông lót M100 dày 10cm mặt tiếp xúc cống 9.5.2.4 Nối tiếp thân cống với đập Dùng đất đắp đập đầm nện kỹ thủ công bao quanh cống dày 0,5(m) Tại chỗ nối tiếp đoạn cống làm thành gờ để nối tiếp cống đập tốt 9.5.3 Tháp van Tháp van bố trí mái thượng lưu đập, cách cửa cống đoạn 93,8(m), cách cửa vào cống đoạn 55,2 (m) Trong tháp van bố trí van sửa chữa van phẳng, có lỗ thông phía sau để tránh tượng chân không cống Trong tháp van ta bố trí cầu thang lên xuống kiểm tra Mặt cắt ngang tháp van có dạng hình 9-3, làm BTCT M200 Chiều dày thành tháp van thay đổi dật cấp, chiều dày phía 0,6(m), phía 0,5(m) Phía tháp van có nhà để đặt thiết bị đóng mở thao tác van Cầu công tác nối tháp van với đỉnh đập có chiều rộng 2(m), lan can cầu cao 1(m) SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình Trang 135 Ngành công VI-VI V-V TL:1-50 TL:1-50 Hình 9-5: Cấu tạo tháp van Tại cuối cống ta bố trí van côn Tại ta bố trí nhà van để thao tác van dễ dàng SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 [...]... trình lũ đến và xả ta có thể xác định được dung tích cắt lũ và mực nước lớn nhất trong kho 3.3.5.3 Công thức tính toán Quá trình tính toán xem phụ lục 3-1, phụ lục 3-2, phụ lục 3-3, phụ lục 3-4, phụ lục 3-5, phụ lục 3-6 Kết quả tính toán điều tiết lũ hồ Bản Lải với P = 0,5% Bảng 3-11: Kết quả tính toán điều tiết lũ hồ chứa nước Bản Lả Yếu tố Btr = 30(m) Btr = 40(m) Btr = 50(m) ∇ ngưỡng (m) 298,2 298,2... 45,962 So sánh ΔV+ = 120,748 (106 m3)> ΔV- = 45,962 (106 m3) nên với hồ chứa Bản Lả ta chỉ cần điều tiết năm Giải thích các cột trong bảng 3-5 -Cột (1): thứ tự các tháng sắp xếp theo năm thuỷ văn -Cột (2): số ngày của từng tháng -Cột (3): tổng lượng nước đến của từng tháng WQi = Qi.Δti Qi lấy ở bảng 3-2 Δti: thời gian của một tháng (s) -Cột (4): lượng nước cần dùng lấy ở bảng 3-4 -Cột (5): lượng nước thừa... trong bảng 3-6 -Cột (1): thứ tự các tháng sắp xếp theo năm thuỷ văn -Cột (2): là cột (7) của bảng 3-5 cộng với dung tích V c, vậy Vt là dung tích của kho nước ở cuối mỗi thời đoạn tính toán Δti Khi kho bắt đầu tích nước, trong thiết kế thường giả thiết trước đó kho nước đã tháo cạn đến H c (trong bảng là đầu tháng V dung tích trong kho chính là Vc) -Cột (3): Vi là dung tích bình quân trong hồ chứa nước, ... ở hồ chứa Bảng 3-3: Lượng bốc hơi ở hồ chứa (mm) Tần suất I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm 75% 33,7 28,6 32,4 36,1 41,9 35,8 35,1 31,1 33,5 40,1 40,1 38,9 427,3 -Yêu cầu cấp nước Diện tích khu tưới 1041ha, mức đảm bảo cấp nước (tần suất thiết kế) là 75%, đồng thời cung cấp cho sinh hoạt, công nghiệp, phát điện …Lượng nước cần dùng cho từng tháng Bảng 3-4: Lượng nước cần dùng cho từng tháng... tràn đỉnh rộng có cửa van điều tiết SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình Trang 17 Ngành công PHẦN II: THIẾT KẾ SƠ BỘ CHƯƠNG III ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ, ĐIỀU TIẾT LŨ 3.1 Tính toán điều tiết hồ 3.1.1 Những tài liệu cần có -Đặc trưng địa hình hồ chứa Bảng 3-1: Đặc trưng địa hình hồ chứa STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Z(m) Cao trình Diện tích Dung tích Z(m)... V(10 0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 6 m 3) 350.0 Hình 3-1: Quan hệ Z ~ F, Z ~ V hồ Bản Lả -Dòng chảy năm thiết kế có: Qo = 11,1m3/s; Cv = 0,48; Cs = 0,70; P = 75% -Phân phối dòng chảy năm thiết kế (Q ~ t)tk cho trong bảng Bảng 3-2: Phân phối dòng chảy năm thiết kế SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình Tần suất I II III Trang 18 IV V VI VII Ngành công VIII IX X XI... (m) -Thời gian gió thổi liên tục t = 6(h) = 6.3600 (s) 4.2 Thiết kế mặt cắt cơ bản của đập đất 4.2.1 Cao trình đỉnh đập Cao trình đỉnh đập là cao trình lớn nhất xác định trên cơ sở tính toán độ vượt cao của đỉnh đập trên các mực nước tính toán của hồ chứa, (mực nước dâng bình thường, mực nước lớn nhất khi có lũ thiết kế và lũ kiểm tra) đảm bảo nước không tràn qua đỉnh đập quy định theo cấp công trình... 37,2 (m) ta tra bảng 2-2 được cấp công trình cấp II 3.2.1.2 Theo nhiệm vụ công trình Theo nhiệm vụ công trình thì hồ chứa nước Bản Lả được xây dựng để phục vụ cho 1041ha lúa, cung cấp nước cho nhà máy thủy điện với Nlm = 3,2MW Theo TCXDVN 285 – 2002 tra bảng 2-1 xác định được cấp công trình cấp IV Vậy cấp công trình là cấp II 3.2.2 Các chỉ tiêu thiết kế Căn cứ vào tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén.. .Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình Trang 11 Ngành: Công Bảng kiến nghị tính toán khối đá cho thiết kế đập, tràn, cống lấy nước, nhà máy (xem phụ lục 1-10) SVTH: Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp 45C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình Trang 12 Ngành công CHƯƠNG II: ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ 2.1 Tình hình dân sinh kinh tế và phương hướng phát triển kinh tế -Lòng hồ Bản Lả kéo trên 5 xã gồm (xã... nước, lấy k = 2% lượng nước bình quân -Cột (7): Wtti là lượng tổn thất tổng cộng Wtti = Wbi + Wti 3.1.4.3 Tính Vh có kể đến tổn thất Ta lập bảng giống như bảng 3-5 nhưng ở bảng này lượng nước yêu cầu là lượng nước cần tưới cộng với lượng nước tổn thất vừa tính ở bảng 3-6 Bảng 3-7: Tính toán Vh có kể tổn thất Tháng Δti WQi Wq (ngày) (106 m3) (106 m3) ΔV+ ΔV- (106 m3) (106 m3) nước (106 m3) (1) (2) (3)