Đồ án thiết kế hồ chứa nước Trà Co thuộc 2 xã Phước Tân và Phước Tiến – Huyện Bác Ái – Tỉnh Ninh Thuận

Cấu tạo địa hình của lòng sông và hai bê tại khu vực công trình đầu mối thuỷ lợi có ảnh hưởng trực tiếp đến việc bố trí các công trình ngăn nước và dẫn dòng thi công.. Tại tuyến xây dựng

CHƯƠNG 1GIỚI THIỆU CHUNG1.1 Vị trí công trình

Công trình hồ chứa nước Trà Co thuộc 2 xã Phước Tân và Phước Tiến – HuyệnBác Ái – Tỉnh Ninh Thuận :

a Tọa độ, vị trí địa lý của hồ chứa :

- Khu tưới một phần thuộc xã Phước Tân phần lớn thuộc xã Phước Tiến – Huyện

Bác Ái – Tỉnh Ninh Thuận

- Giới hạn của khu tưới là vùng đồng bằng mặn kẹp giữa suối Trà Co và sông Cái.

1.2 Nhiệm vụ của công trình

- Khai thác và sử dụng có hiệu quả nguồn nước của suối Trà Co tưới tự chảy cho

942 ha đất trong đó mới có một phần sản xuất được một vụ nhờ nước trời cho năng suấtthấp thành ruộng sản xuất 2 vụ chủ động được nước tưới cho năng suất cao

-Tiếp nước tưới cho trên 200ha đất trồng lúa của khu tưới đập Trà Co hiện có phía

1.3.Quy mô kết cấu các hạng mục công trình

Theo Quy chuẩn Việt Nam QCVN 04-05 : 2012 sử dụng trong thiết kế hồ chứa nước Trà Co thì:

- Đất nền thuộc nhóm B, Hđập > 15-35 m → Công trình thuộc cấp III

- Từ nhiệm vụ cấp nước tự chảy cho 942 ha, tra bảng QCVN 04-05:2012 → công trình thuộc cấp IV

Tần suất lũ thiết kế : P = 10 %

Tuần suất lũ kiểm tra: P = 0,2 %

Tần suất lũ thi công : P = 10 %

Các thông số TK chính của công trình được phê duyệt theo hồ sơ TKKT

9 Mực nước dâng gia cường (MNDGC P=1%)) m 160.70

10 Mực nước dâng gia cường (MNDGC P=0.2%) m 161.76

7 Cao trình đỉnh lăng trụ thóat nước m 144.00

8 Hệ số mái thượng lưu 3,0

10 Thiết bị thoát nước thân đập Lăng trụ + Áp mái

12 Thiết bị bảo vệ mái thượng lưu  Tấm BTCT đổ tại chỗ

10 Thiết bị thoát nước thân đập Lăng trụ + Áp mái

12 Thiết bị bảo vệ mái thượng lưu Tấm BTCT đổ tại chỗ

11 Thiết bị bảo vệ mái thượng lưu Tấm BTCT đổ tại chỗ

11 Thiết bị bảo vệ mái thượng lưu Tấm BTCT đổ tại chỗ

VII Cống lấy nước

4 Cao trình đáy cửa vào cống m 148.65

1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình

1.4.1 Điều kiện địa hình

1.4.1.1 Đặc điểm vùng 1 (Vùng dự kiến xây dựng hồ chứa nước Trà Co)

- Hồ chứa nước Trà Co nằm giữa các dãy núi cao Phía Đông là dãy núi Tiacmongnúi Yabô Núi Mavô núi Ya biô (+1220m) phía Tây là dãy núi đá đen núi Fgiagog Núi Asai phía Bắc là dãy núi Tha Ninh (+1020m) Tara Nhin và núi Ma rai (+1636m) núi Mavia

- Địa hình lòng hồ là vùng lòng chảo mở rộng phía hạ lưu phía thượng lưu nhỏ dần.Suối chính nằm sát giữa hai dãy núi cao Vùng lòng hồ có ba yên ngựa có cao trình thấpyên thấp nhất có cao trình +152,4m nên ngoài đập chính phải xây dựng thêm ba đập phụnhỏ

1.4.1.2 Đặc điểm địa hình vùng 2 (Khu tưới của hồ chứa nước Trà Co)

Khu tưới hồ chứa nước Trà Co là một vùng tương đối bằng phẳng nằm kẹp giữa suốiTrà Co và Sông Cái giới hạn từ cao độ +118 đến +138

Với đặc điểm là dải đất dạng thung lũng ven sông nên khu tưới của hồ Trà Co cónhững đặc điểm như sau :

- Khu tưới có cao độ cao độ dốc địa hình lớn

- Hướng dốc địa hình từ Tây Bắc sang Đông Nam

- Mặt bằng bị chia cắt nhiều bởi các suối tự nhiên

1.4.2 Điều kiện khí hậu thuỷ văn và đặc trưng dòng chảy

Khí hậu vùng dự án nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa lượng mưa BQNN trên

lưu vực vào khoảng 1500 mm Biến trình mưa hàng năm chia làm hai mùa rõ rệt : mùa

và tháng 6 xuất hiện những trận mưa lớn gây nên lũ gọi là lũ tiểu mãn Mùa mưa bắt đầu

từ tháng 9 đến tháng 12 tuy có 4 tháng mùa mưa nhưng lượng mưa chiếm từ 70% đến80% lượng mưa cả năm lượng mưa lớn tập trung nhiều nhất vào hai tháng 10 và tháng

11 Lượng mưa lớn cường độ mạnh dễ gây nên lũ lớn thông thường lũ lớn thường xảy ranhiều nhất vào 2 tháng 10 và tháng 11

1.4.2.1 Nhiệt độ không khí

Chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ tháng nóng nhất và nhiệt độ tháng nhỏ nhất từ 50

-60C Nhiệt độ trung bình ngày hầu như vượt trên 250C trừ một số ngày chịu sâu ảnh hưởngcủa gió mùa cực đới Bảng phân bố nhiệt độ TBNN (0C) trình bày bảng 1-2

Bảng phân phối các đặc trưng nhiệt độ không khí

Độ ẩm ven biển luôn luôn đạt trên 70% Từ tháng 5 đến tháng 8 độ ẩm thấp nhất xấp

xỉ 75% do kết quả của hiệu ứng Fơn Từ tháng 9 đến tháng 10 độ ẩm tăng nhanh và giảmdần từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Độ ẩm không khí tương đối trung bình và độ ẩmtương đối thấp nhất ghi trong bảng 1-3

Bảng phân phối các đặc trưng độ ẩm tương đối

Thời kỳ nhiều nắng từ tháng 12 đến tháng 5 năm sau số giờ nắng trung bình lớn hơn

200 giờ/ tháng thời kỳ từ tháng 6 đến tháng 11 số giờ nắng trung bình từ 180 đến 200 giờ/tháng Biến trình số giờ nắng trong năm ghi ở bảng 1-4

Bảng phân phối số giờ nắng trong năm

Bảng vận tốc gió trung bình các tháng trong năm

Bảng 1-5

m

V(m/s) 2.3 2.6 2.8 2.5 2.3 2.2 2.5 2.4 2.2 1.8 1.8 2.2 2.3Ghi chú : Năm 1993 tại Phan Rang đã quan trắc được trị số Vmax = 35m/s đây lànhững trị số cảnh báo trong tính toán thiết kế

1.4.2.5 Lượng mưa TBNN lưu vực

Lượng mưa phân bố theo không gian lớn dần từ Đông sang Tây từ hạ lưu đếnthượng lưu Lưu vực Trà Co được khống chế bởi 5 trạm đo mưa :

Phía Tây Bắc : Trạm Hòn Bà Xo = 3300 (mm)

Phía Đông Bắc : Trạm Khánh Sơn Xo = 1800 (mm)

Phía Tây Nam : Trạm Sông Pha Xo = 1400 (mm)

Phía Đông Nam : Trạm Tân Mỹ Xo = 800 (mm) và trạm Nha Hố Xo = 800 (mm).Qua các phương pháp tính toán cho thấy lượng mưa lưu vực Trà Co biến đổi từ

1400 mm đến 1600 mm Ninh Thuận thuộc vùng khô hạn nên chọn lượng mưa BQNNlưu vực Trà Co đảm bảo thiên an toàn trong tính toán cấp nước

Xolv = 1500 (mm)

1.4.2.6 Dòng chảy năm

Từ các thông số thống kê dòng chảy năm tính toán dòng chảy năm thiết kế theo hàmphân phối mật độ Pearson III có kết quả ghi ở bảng 1-6

Dòng chảy năm thiết kế

1.4.2.8 Đường quá trình lũ thiết kế

Trạm Đá Bàn có diện tích lưu vực 126 km2 năm 1978 đã quan trắc trận lũ với cácthông số :

Qmax = 415 (m3/s) W1 ngày = 14,1.106 (m3)

Xét lưu vực nghiên cứu có điều kiện tương tự nên chọn làm trận lũ điển hình để thuphóng đường quá trình lũ thiết kế Kết quả thu phóng đường quá trình lũ thiết kế tại lưuvực Trà Co ghi tại bảng 1-10

Đường quá trình lũ thiết kế

1.4.2.9.Tài liệu địa hình vùng lòng hồ

Tài liệu bình đồ lòng hồ được khảo sát theo tỷ lệ 1:5000 đảm bảo yêu cầu trong tính toán thủy lợi Kết quả đo vẽ tính toán xác định đường đặc tính lòng hồ Trà co trên bản đồ

tỉ lệ 1:5000 như bảng 1-11

Đường đặc tính hồ chứa nước trà co

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 120.0

1.4.3 Điều kiện địa chất địa chất thuỷ văn

1.4.3.1 Đặc điểm địa chất nơi xây dựng công trình

- Toàn bộ khu vực lòng hồ bao gồm nền và bờ hồ chứa được cấu tạo bởi đá trầmtích gắn kết gồm : đá phiến sét đá phiến serixit đá phiến thạch anh serixit đá sừng thuộc hệ Là nhà (J2ln) có tuổi Jura giữa

- Đá được gắn kết cứng chắc không bị chia cắt bởi các đứt gãy kiến tạo Trong đáphát triển nhiều khe nứt chủ yếu là khe nứt cắt với mô đun khe nứt khác nhau trung bình10-15 khe nứt/1m nhưng chủ yếu là các khe nứt kín hoặc là được lấp nhét bằng các vậtliệu sét và ô xít sắt không có khả năng dẫn nước

- Trong khu vực lòng hồ hiện tượng trượt bề mặt sạt lở đá lăn kém phát triển do địahình sườn núi có độ dốc không lớn từ 150-20o bề dày lớp đá phong hoá tầng phủ mỏng

1.4.3.2 Địa chất của tuyến đập chính

* Địa hình

- Địa hình khu vực đầu mối là lũng sông hẹp với độ rộng dòng suối trung bình thayđổi từ 50m -100m Dọc theo dòng suối là cát cuội sỏi chảy từ thượng lưu đến hạ lưu Haivai đập là phần nhô ra của sườn núi Sườn núi vai trái từ thượng lưu đến hạ lưu đều dốc

có độ dốc trung bình khá lớn từ 300 – 450 phía trên tầng phủ tương đối dày sát mép nước

đá gốc lộ ra chạy từ thượng lưu đến hạ lưu Sườn núi vai phải có độ dốc thoải hơn đây làđỉnh dốc của đường ôtô đi từ xã Phước Tiến đi vào xã Phước Tân Chân núi ở sát mépnước đá gốc lộ ra chạy từ tim tuyến xuống hạ lưu đôi chỗ đá gốc lộ ra cả lòng suối

* Tầng phủ

Lớp 1a: Thành phần hỗn hợp cát cuội sỏi đá tảng màu xám vàng cuội sỏi chiếm

25% -30% Đá và cuội có thành phần chủ yếu là đá mac ma thạch anh phong hoá nhẹtương đối tròn cạnh kích thước và màu sắc đa dạng Lớp này phân bố dọc suối từ thượnglưu đến hạ lưu Chiều dày từ 4-5m nguồn gốc bồi tích trẻ (aQ)

Lớp 2: Đất á sét nặng lẫn ít dăm sạn đá phiến serixít mềm bở màu xám nâu nâu đỏ.

Trạng thái cứng kết cấu chặt vừa Phân bố sườn núi hai bên vai của tuyến đập.Bên vai tráilớp 2 có chiều dày 4-5m Vai phải mỏng hơn có chiều dày 0.5 - 1.0m

Đá Gốc: Trong khu vực công trình đầu mối tuyến đập chính đá gốc là trầm tích gắn kết hệ tầng La Ngà Tuổi Jura giữa (J 2 ln) Thế nằm của lớp đá là 195 < 85 Trong đá gốc

phiến serixít phát triển khe nứt kiến tạo theo hướng ĐB-TN thế nằm khe nứt 230-250 <50-55 Ngoài ra còn có hệ thống khe nứt phát triển theo mặt lớp của đá.Vai trái phân bố ở

độ sâu 4.0 - 5.0m gặp trong các hố khoan KM3, KM6 Vai phải đá gốc phân bố ở độ sâu0.5m -1.5m dưới lớp phủ pha tàn tích Ở lòng suối đá gốc nằm trực tiếp dưới lớp cuội sỏiphân bố ở độ sâu 4-5 m gặp trong các hố khoan KM1, KM4, KM6

Lớp 3: Đá phong hoá hoàn toàn thành đất á sét nặng màu xám nâu nâu đỏ lẫn nhiều

dăm sạn đá phiến serixit mềm bở Trạng thái nữa cứng trạng thái chặt vừa Đới đá phonghoá mãnh liệt – mạnh phân bố dưới lớp pha tàn tích và chủ yếu ở hai vai Chiều dày củađới ở vai trái 6- 7m gặp trong hố khoan KM3, KM6 ở vai phải mỏng hơn 0.5 - 1.5m

Lớp 4: Đá phong hoá vừa màu xám xám xanh Đá nứt nẻ vừa các khe nứt lấp nhét

bởi sét và oxít sét màu xám vàng nâu vàng Đá tương đối cứng, đới đá này phân bố ở haivai đập và ở lòng suối ở lòng suối đá phong hoá vừa nằm dưới lớp cuội sỏichiều dày 2.5 -3.0m

Lớp 5: Đá phong hoá nhẹ - tươi màu xám xám xanh xẫm Nứt nẻ ít cứng chắc, đới

này phân bố ở cả hai vai đập và lòng suối dưới đá phong hoá vừa ở lòng suối đới nàynằm sâu 7 - 8 m

1.4.4 Điều kiện dân sinh kinh tế khu vực

Dự án hồ chứa nước Trà Co được xây dựng trên địa bàn 2 xã Phước Tân và PhướcTiến

Dân cư sống trong vùng Dự án phần lớn là dân tộc RăcLây sống chủ yếu bằng nghềlàm rẫy ruộng canh tác là những thềm III dọc sông nhưng rất thiếu nước mùa màng bấpbênh phụ thuộc hoàn toàn vào thiên nhiên Tập trung đông dân nhất là vùng xã Phước

Tiến và một số hộ dân thôn Đá Trắng Ma Ty xã Phước Tân Nghề nghiệp làm rẫy và khaithác gỗ Nói chung đời sống kinh tế khó khăn đời sống văn hóa còn thấp Ngoài ra có một

số bộ phận nhỏ người Kinh sống rải rác trên các trục giao thông làm thủ công hoặc buônbán nhỏ

Xuất phát từ nhu cầu cần nước như vậy nên việc xây dựng hồ chứa Trà Co là cầnthiết và cấp bách để người dân an cư lạc nghiệp không bỏ nương rẫy đi chặt phá rừng đầunguồn làm mất cân bằng sinh thái ô nhiễm môi trường dẫn đến nạn thiên tai lũ lụt cànglàm cho đời sống nhân dân trong vùng thêm khố khăn lạc hậu.Ngoài ra việc xây hồ chứatạo diều kiện dể phát trển kinh tế xã hội nâng cao đời sống văn hóa tinh thần cho đồngbào dân tộc góp phần rút ngắn khoảng cách giữa đồng bằng và miền núi

1.5 Điều kiện giao thông

- Đường từ Phan Rang đến thị trấn Ninh Sơn dài 35 km là quốc lộ 27A đường cấpII

- Đường từ thị trấn Ninh Sơn đến thôn Trà Co dài 12 km là quốc lộ 27B (Ninh Cam Ranh) đường cấp II

Sơn Đường từ Quốc lộ 27B vào cụm công trình đầu mối dài 3km đường loại IV

Nói chung điều kiện giao thông đến vị trí công trình đầu mối là thuận lợi khi thicông cần làm thêm các đường nội bộ công trường để vận chuyển đất và các vật liệu xâydựng khác

1.6 Nguồn cung cấp vật liệu điện nước

1.6.1.Nguồn vật liệu xây dựng

a/ Đất đắp đập

- Khai thác tại các mỏ AB4567 có các cự ly vận chuyển trong phạm vi 1,5km

- Trữ lượng đất đắp rồi dào đủ để đắp đập chính và các đập phụ

b/ Cát cuội sỏi

- Mỏ 1: Cách tuyến đập chính 200m về phía thượng lưu

- Mỏ 2: Cách tuyến đập chính 1 km về phía hạ lưu

Trữ lượng cát cuội sỏi ở các mỏ này đủ để làm tầng đệm tầng lọc và cát để trộn bêtông

c/ Đá: Đá xây dựng có thể khai thác ở mỏ nằm cách bản Suối Vơ khoảng 1 km cách

tuyến đập chính khoảng 3,4 km nhưng khi khai thác cần phải mở đường mới Đá thuộc

loại Granit màu xám cứng chắc số lượng và chất lựong đủ để xây lát và đổ bê tông côngtrình.

1.6.2.Điện nước

Khu vực công trình có đường điện 35 KV chạy qua thuận tiện cho việc cấp điện đểvận hành cửa van đường tràn và cống lấy nước sau này Trong giai đoạn thi công cũng cóthể xây trước trạm hạ thế để cấp điện cho công trường Ở các điểm thi công lẻ có thểdùng điện từ máy nổ

Nước cho thi công và sinh hoạt: Sử dụng nước sông Trà Co và các giếng đào

1.7 Điều kiện cung cấp vật tư thiết bị nhân lực

Phần chính thiết bị và vật tư xây dựng công trình hồ chứa nước Trà Co được vậnchuyển từ Phan Rang Các thiết bị cơ khí và của van được vận chuyển từ TP.Hồ ChíMinh Đường vận chuyển vật tư thiết bị thuận lợi

Đơn vị thi công có đầy đủ nhân lực và thiết bị để thi công công trình

1.8 Thời gian thi công được phê duyệt

Dựa vào điều kiện thực tế trên thời gian thi công công trình hồ chứa nước Trà Co là2,5 năm

Từ đầu tháng 1 năm 2017 đến hết tháng 6 năm 2019

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

Qua việc phân tích các tài liệu cơ bản ta thấy việc thi công công trình gặp một sốthuận lợi và khó khăn sau:

1.9.1 Thuận lợi

- Công trình nằm gần các tuyến giao thông chính

- Nguồn nhân lực kinh phí dồi dào

1.9.2 Khó khăn

- Điều kiện khí tượng thủy văn diễn biến phức tạp

- Khối lượng công trình tương đối lớn nhưng phân tán

CHƯƠNG 2CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG

2 -1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN TẠI TUYẾN CÔNG TRÌNH CHÍNH.

2-1.1 Đặc điểm địa hình.

        Cấu tạo địa hình của lòng sông và hai bê tại khu vực công trình đầu mối thuỷ lợi

có ảnh hưởng trực tiếp đến việc bố trí các công trình ngăn nước và dẫn dòng thi công Vìvới những sông suối lớn, có lòng sông rộng có thể dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

        Tại tuyến xây dựng công trình, lòng sông tương đối rộng, đất nền là các dạngtrầm tích bồi lắng của dòng sông nên có thể dùng phương án dẫn dòng qua lòng sông thuhẹp, thi công trên bãi bồi trước sau đó ngăn dòng và thi công phần còn lại, và dẫn dòngqua cống ngầm

2-1 2 Điều kiện địa chất thuỷ văn

        Lựa vào đặc trưng thủy văn dòng chảy quyết định chọn phương an dẫn dòng thicông vì lưu lượng, lưu tốc, mực nước lớn hay nhỏ biến đổi nhiều hay ít, mùa lũ và mùakhô dài hay ngắn đều ảnh hưởng trực tiếp đến việc chọn phương án dẫn dòng thi công.        Qua tài liệu thủy văn tại tuyến công trình Trà Co ta thấy: Mùa lũ bắt đầu vàotháng 9 và kết thúc vào tháng 12, thời gian tập trung làm nhanh, mùa khô bắt đầu từtháng 1 kết thúc vào tháng 8 Mặt khác lưu lượng mùa lũ và mùa kiệt chênh nhau khá lớnnên ta phải có phương án dẫn dòng thi công thích hợp Mùa lũ nên dẫn dòng qua lòngsông thu hẹp hay lòng sông tự nhiên, thi công các công trình chính như cống, tràn, kênh mùa kiệt chặn dòng và thi công đập chính, lưu lượng mùa này có thể dẫn qua kênh hoặcqua cống ngầm

2-1.3 Tình hình phân bố dòng chảy, điều kiện lợi dụng tổng hợp nguồn nước.

- Phương án dẫn dòng thường được căn cứ vào tình hình địa chất địa chất thuỷ văn của tuyến xây dựng công trình để lựa chọn, Khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp phải đảm bảo lưu lượng thiết kế và ảnh hưởng do xói lở là nhỏ nhất

Tại tuyến công trình cho phép dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp trước khi dẫn dòng qua cống ngầm

Theo tình hình địa chất tại tuyến xây dựng công trình cho phép đắp đê quai bằng đất, bằng vật liệu khai thác tại các bãi vật liệu Địa chất thuỷ văn khu vưc Địa chất thuỷ văn của khu vực suối Trà Co là cuội sỏi trầm tích có lượng nước ngầm rất lớn do vậy ngoàiviệc ngăn dòng mặt nước còn phải chú ý đến việc xử lý nước ngầm trong hố móng công trình

- Điều kiện lợi dụng tổng hợp nguồn nước

Trong thời gian thi công cần đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng chảy tới mứccao nhất như tưới ruộng, phát điện, vận tải thủy, nuôi cá, nước dùng cho công nghiệp và sinh hoạt Tuy nhiên việc này làm cho thi công thêm khó khăn phức tạp hơn nhưng đem lại hiệu quả kinh tế cao.

2-2 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CÔNG TRÌNH.

2-2 1 Đặc điểm phân bố công trình đầu mối.

        Giữa công trình đầu mối thủy lợi và phương án dẫn dòng có mối quan hệ hữu cơmật thiết, khi thiết kế công trình thủy lợi đầu tiên phải chọn phương án dẫn dòng Ngượclại, khi thiết kế tổ chức thi công phải thấy rõ, nắm chắc đặc điểm cấu tạo và sự bố trícông trình để có kế hoạch khai thác và lợi dụng chóng vào việc dẫn dòng Trong côngtrình này thì ta có thể tận dụng tràn xả lũ, công tác đào hố móng tràn trong mùa kiệt đểtận dụng dẫn nước trong mùa lũ, nên khi đắp đập phải có kế hoạch để vượt được cao trình

lũ chính vụ vì công trình không cho phép nước tràn qua

2-2 2 Điều kiện khả năng thi công.

        Từ các tài liệu đã có cho ta biết khả năng thiết bị máy móc, vật tư, nhân lực cungcấp đầy đủ Tuy vậy do điều kiện địa hình, địa chất thủy văn, kết cấu công trình nên việc bốtrí mặt bằng trình tự thi công cũng bị hạn chế

        Trong thi công cũng có thể có nhiều đơn vị xây lắp hợp đồng thi công, nên việc

bố trí tổng thể thi công như: Vừa làm cống vừa làm tràn, đắp đập hoặc vừa đắp đập vừađắp đê quai thượng lưu Vì vậy việc bố trí phải căn cứ vào tình hình thiết bị sẵn có củatừng đơn vị mà ký kết hợp đồng và sắp xếp cho hợp lý

        Tuy nhiên do khối lượng của công trình tương đối lớn nên không thể thi côngtrong mốc thời gian ngắn được mà phải tiến hành trong mốc thời gian dài Mặt khác cónhững mốc cao trình khống chế bắt buộc phải hoàn thành trong mốc thời điểm nào đó Vìvậy cho nên ứng với từng giai đoạn thi công thì ta phải có từng phương án dẫn dòng thicông cho phù hợp.       

   Kế hoạch tiến độ thi công không những phụ thuộc vào thời gian thi công do Nhànước quy định mà còn phụ thuộc vào biện pháp dẫn dòng thi công, do đó chọn đượcphương án dẫn dòng hợp lý sẽ tạo điều kiện thi công hoàn thành đúng hoặc vượt thời gianquy định

* Kết luận:

        Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương án dẫn dòng và tuỳ thuộcvào địa hình, thời gian mà có những phương án lựa chọn thích hợp Do đó khi thiết kế dẫndòng cần phải điều tra cụ thể, nghiên cứu kỹ và phân tích toàn diện để chọn phương án dẫndòng hợp lý, lợi dụng được cả hai mặt kinh tế và kỹ thuật Mùa kiệt ta có thể dẫn dòng quakênh dẫn, cống ngầm, mùa lũ đưa nước qua lòng sông thu hẹp và kết hợp với qua tràn

2- 3 NHIỆM VỤ, TẦM QUAN TRỌNG VÀ Ý NGHĨA CỦA CÔNG TÁC DẪN DÒNG

2-3 1 Nhiệm vụ của công tác dẫn dòng thi công :

        - Mục đích của dẫn dòng thi công là tìm biện pháp hợp lý tối ưu nhằm dẫn dòngchảy từ thượng lưu về hạ lưu hạn chế và đẩy lùi những tác động phá hoại của dòng chảy,

để công trình được thi công trong điều kiện hố móng khô ráo, đồng thời vẫn đảm bảođược yêu cầu lợi dụng tổng nguồn nước Và không gây ngập lụt ở thượng, hạ lưu côngtrình

Công trình thủy lợi thường được xây dựng trên các lòng sông, suối, kênh rạchhoặc bãi bồi, móng nhiêu khi sâu dưới mặt đất tự nhiên của lòng sông suối, nhất là dướimực nước ngầm, nên trong quá trình thi công không tránh khỏi những ảnh hưởng bất lợicủa dòng nước mặt, nước ngầm, nước mưa

Trong quá trình thi công, công trình thuỷ lợi cần phải luôn đảm bảo khả năng

dùng nước theo yêu cầu của hạ lưu, và các yêu cầu khác như giao thông thủy, nuôi trồngthuỷ sản …

Mặt khác, do đập sử dụng vật liệu địa phương (đất) nên không thể để nước tràn quaphá hoại phần đập đã thi công

+ Đáp ứng được yêu cầu dùng nước ở hạ lưu

+ Giảm khối lượng công trình tạm , đẩy nhanh tiến độ và an toàn trong thi công

2-3 2 Tầm quan trọng của công tác dẫn dòng

Dẫn dòng thi công là một công tác có tính chất quan trọng, quyết định đến tiến độthi công, giá thành công trình, biện pháp thi công và công tác hố móng

Biện pháp dẫn dòng thi công có ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch tiến độ thi côngcủa toàn bộ công trình, làm thay đổi đặc điểm kết cấu công trình Chọn phương pháp thicông và bố trí công trường làm ảnh hưởng đến giá thành xây dựng công trình Nếu khônggiải quyết đúng, hợp lý khâu dẫn dòng thi công thì sẽ ảnh hưởng đến tiến độ thi công vàchất lượng công trình…

Công tác dẫn dòng thi công chịu ảnh hưởng của nhiều nhân tố như thủy văn, địa

kiện thi công… Do đó nhất thiết phải thấy rõ tầm quan trọng của công tác dẫn dòng thicông để đưa ra biện pháp dẫn dòng cho phù hợp.

2-3 3 Ý nghĩa của công tác dẫn dòng

- Biện pháp dẫn dòng ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch tiến độ thi công của toàn bộcông trình, hình thức kết cấu, chọn và bố trí công trình đầu mối, chọn phương pháp thicông và cuối cùng là ảnh hưởng đến giá thành công trình

- Cá biệt có những công trình có khối lượng nhỏ, ở sông suối nhỏ, ít nước, điều kiệnxây dựng và khả năng thi công cho phép, có thể xây dựng xong trong một mùa khô thì cóthể không phải dẫn dòng còn nói chung dẫn dòng hầu như là một công tác tất yếu

2-3 3 Nhiệm vụ của dẫn dòng thi công

        - Dẫn dòng thi công là dẫn dòng chảy trong sông suối theo đường dẫn nhân tạohoặc lòng sông thiên nhiên Hướng dòng chảy ra cho hố móng khô ráo, cách ly với dòngchảy Tránh những tác động đến thi công, từ mục đích của việc dẫn dòng ta xác địnhđược nhiệm vụ của việc dẫn dòng thi công

        a- Chọn tần xuất lưu lượng thiết kế dẫn dòng

- Chọn tuyến và sơ đồ thích hợp cho từng giai đọan thi công Chọn phương án dẫndòng phù hợp đảm bảo tiến độ thi công và giá thành rẻ

- Tính toán thủy lực, điều tiết dòng chảy Lựa chọn kích thước công trình dẫn dòng,ngăn dòng

- Định ra các mốc thời gian, thời đọan thi công từng hạng mục công trình và tiến độthi công khống chế

- So sánh các phương án dẫn dòng Từ đó lựa chọn, tìm ra phương án tối ưu nhất.Dẫn dòng thi công là công tác không thể thiếu khi thi công các công trình thủy lợi.Phương án dẫn dòng đưa ra sẽ khống chế tiến độ thi công, từ đó ánh hưởng đến giá thànhcủa công trình Do vậy, phương án dẫn dòng thi công phải hợp lý (thông qua việc so sánhlựa chọn kỹ càng) đảm bảo công trình thi công được liên tục, cường độ thi công cao vàkhông chênh lệch nhau nhiều, hoàn thành công trình đúng hoặc trước theo thời gian thicông được duyệt Đảm bảo vấn đề lợi dụng tổng hợp dòng chảy

2-3 4 Đề xuất một số phương án dẫn dòng

2-3 4 1 Nguyên tắc lựa chọn phương án dẫn dòng thi công

Qua nghiên cứu vào bình đồ phân bố công trình đầu mối các tài liệu đã phân bố ởtrên như: điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn lợi dụng tổng hợp dòng chảy Cuối cùngvới khả năng thi công trong từng tháng từng mùa

- Căn cứ vào thời gian thi công hoàn thành để nêu ra các phương án thi công khácnhau Từ đó đưa ra các phương án lựa chọn phương án tối ưu làm phương án dẫn dòngthi công công trình Phương án được lựa chọn là phương án có lợi về mặt kinh tế đồngthời đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

- Thời gian thi công ngắn nhất.

- Phí tổn dẫn dòng và giá thành rẻ nhất.

- Thi công thuận tiện, liên tục, an toàn và chất lượng cao.

- Triệt để lợi dụng các điều kiện có lợi của thiên nhiên và các đặc điểm của kết cấucông trình thủy công để giảm bớt khối lượng và giá thành các công trình tạm

- Khai thác mọi khả năng, lực lượng tiên tiến về kỹ thuật tổ chức quản lý như: máy

móc có năng suất cao, phương pháp và công nghệ thi công tiên tiến, tổ chức thi côngkhoa học để tranh thủ tối đa thi công vào mùa khô với hiệu quả cao nhất Cụ thể là mùakhô với mực nước thấp, đắp đê quai ngăn dòng, tập trung đắp đập với tốc độ nhanh vượt

lũ tiểu mãn và lũ chính vụ

- Khi thiết kế các công trình tạm nên chọn các phương án thi công đơn giản, dễ làm, thicông nhanh, dỡ bỏ dễ dàng, tạo điều kiện cho công trình sớm khởi công và thi công thuậnlợi, đặc biệt là tạo điều kiện để công trình sớm phát huy tác dụng

- Vì vậy căn cứ vào các điều kiện trên có thể đề xuất 2 phương án dẫn dòng và hìnhthức dẫn dòng cũng như tiến độ khống chế thi công công trình được trình cụ thể như sau :

2.3.5 Phương án I

Công trình được thi công trong vòng 2,5 năm, bắt đầu khởi công từ 01/01/2017 Trongkhoảng thời gian đến hết tháng 31/ 01/ 2017 tiến hành chuẩn bị cho công tác thi công baogồm giải phóng mặt bằng, dựng lán trại, làm đường giao thông, vận chuyển vật tư, xemáy, bố trí nhân sự, máy móc, điện nước để phục vụ cho quá trình thi công

Thời gian thi công là 2,5 năm bắt đầu từ tháng 1 năm 2017 kết thúc cuối tháng 6 năm 2019

Phương án I được thể hiện ở bảng (2-1)

Bảng 2-1Nă

Lưu lượngdẫn dòng Công việc phải làm và mốc khống chế

Q10% = 106(m3/s)

- Chuẩn bị mặt bằng thi công, làm đường thi công, lán trại các khu vực phụ trợ cho thi công.bốc phong hóa

- Làm nhà quản lý, làm trạm biến áp, đường điện

- Đắp đê quai dọc

- Thi công cống xã sâu ở vai phải đập chính (phục

vụ công tác dẫn dòng năm thứ 2 và thứ 3

- Đào móng, phá đá nổ mìn mở móng tràn

- Thi công móng đường tràn ở đập phụ số 1

- Thi công cống lấy nước ở đập phụ số 2

Q10% = 106(m3/s)

- Đào móng và xử lý hai vai đập chính

- Tiến hành Đắp hai vai đập chính và đập phụ số 2

- Đổ bê tông áp mái Thượng lưu

- Tiếp tuc đổ bê tông tràn xả lũ đến cao trìnhngưỡng tràn, đường tràn

- Thi công xong tràn xả lũ đến cao trình mặt đập

xả lũ

Q10% = 410

(m3/s)

- Đắp đê quai thượng, hạ lưu chặn dòng

- Ngăn dòng vào tháng 1, nạo vét lòng suối đậpchính, khoan phụt xử lý nền đập đoạn này

- Tiếp tục đắp đập đoạn lòng suối đến cao trìnhthiết kế

- Đắp đập chính hai vai đến cao trình thiết kế,

Q10% = 1,85(m3/s)

(Chặn dòng)

Q10% = 106(m3/s)

- Tiến hành san trả mặt bằng, dọn dẹp vệ sinh

- Hoàn thành thủ tục nghiệm thu bàn giao đưa công trình vào sử dụng

Lưu lượngdẫn dòng Công việc phải làm và mốc khống chế

Q10% = 106(m3/s)

- Chuẩn bị mặt bằng thi công, làm đường thi công, lán trại các khu vực phụ trợ cho thi công

- Làm trạm biến áp, đường điện

- Đắp đê quai dọc

- Thi công cống xã sâu ở vai phải đập chính (phục

vụ công tác dẫn dòng năm thứ 2 và thứ 3)

- Thi công móng đường tràn ở đập phụ số1

- Thi công cống lấy nước ở đập phụ số2

Q10% = 34(m3/s)

- Tiến hành Đắp hai vai đập chính và đập phụ số 2

- Đổ bê tông áp mái Thượng lưu

- Hoàn thiện cống lấy nước

- Xây nhà quản lý và nhà tháp, cầu công tác ở đậpchính

Q10% = 410

(m3/s)

- Đắp đập chính hai vai đến cao trình thiết kế, hoànthành đập phụ số 2

- Tiếp tục đổ bê tông áp mái Thượng lưu

- Hoàn thiện tràn xả lũ (cả khâu lắp đặt thiết bị)

Q10% = 1,85(m3/s)

- Đắp đê quai thượng, hạ lưu chặn dòng

- Ngăn dòng vào tháng 1, nạo vét lòng suối đậpchính, khoan phụt xử lý nền đập đoạn này

- Tiến hành san trả mặt bằng, dọn dẹp vệ sinh

- Hoàn thành thủ tục nghiệm thu bàn giao đưacông trình vào sử dụng

Lũ tiểumãn dẫndòngquantràn xảlũ

Q10% = 106(m3/s)

2-4 So sánh các phương án dẫn dòng

2-4.1 Phương án I

2-4.1.1.Ưu điểm

- Do cống dẫn dòng nằm dưới đập chính nên giảm được khối lượng đắp đập

- Cường độ thi công vừa phải

- Giảm được khối lượng đê quai thượng lưu

- Tận dụng cống dẫn dòng để làm cống xã sâu, xã bùn cát Kéo dài tuổi thọ côngtrình

- Tận dụng được cống lấy nước làm cống dẫn dòng

- không phải đắp đê quai dọc

2-4.2.2 Nhược điểm

- Cường độ thi công cao

- Địa hình phức tạp nên khối lượng đào, đắp kênh dẫn dòng lớn

- Địa chất nền gây khó khăn cho việc đào kênh

- Khối lượng đê quai thượng lưu lớn hơn

- Cường độ thi công lớn, sau khi ngăn dòng thì cường độ đắp đập cao nhưng dễ bốtrí

Kết luận: Qua quá trình phân tích, so sánh ta quyết định chọn phương án dẫn dòng phục vụ cho việc thi công hồ chứa Tra Co là phương án I Vì phương án I là phương án

có lợi hơn về cả hai mặt kinh tế và kỹ thuật để thiết kế kỹ thuật thi công hệ thống côngtrình hồ trà co

2-5 Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công

- Khái niệm: Lưu lượng thiết kế dẫn dòng là trị số lưu lượng lớn nhất ứng với tầnsuất và thời đoạn dẫn dòng thiết kế

- Khi xác định lưu lượng thiết kế phải tiến hành theo các bước sau:

2-5.1 Chọn tần suất dẫn dòng thi công

Tần suất thiết kế dẫn dòng phụ thuộc vào cấp của công trình, được xác định theoquy phạm hiện hành

Theo Quy chuẩn Việt Nam QCVN 04-05:2012 (bảng 7-trang 20) thì tần suất lưulượng, mực nước lớn nhất để thiết kế công trình tạm thời phục vụ công tác dẫn dòng

Hệ thống công trình đầu mối hồ chứa nước Trà Co là công trình cấp III Thời gianthi công mùa khô nên ta có tần suất dẫn dòng thi công là 10%

+ Thời gian thi công theo từng giai đoạn, lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công là lưulượng lớn nhất trong giai đoạn ứng với tần suất dẫn dòng thi công

+ Lưu lượng lớn nhất trong mùa lũ ứng với tần suất P = 10% ; Q = 410 (m3/s)

+ Lưu lượng lớn nhất trong mùa khô ứng với P = 10% ; Q = 106 (m3/s)

Sau khi đã xác định được tần suất thiết kế dẫn dòng thì trị số lưu lượng thiết kế dẫn dòngchỉ phụ thuộc vào thời đoạn dẫn dòng

2-5.2 Chọn thời đoạn dẫn dòng thiết kế.

Với tần suất thiết kế dẫn dòng đã có thì việc chọn lưu lượng thiết kế chủ yếu phụthuộc vào thời đoạn dẫn dòng thiết kế Khi xác định thời đoạn dẫn dòng cần nghiên cứu

kỹ một cách tổng hợp và toàn bộ 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

+ Căn cứ vào đặc điểm thủy văn đã nêu ở chương I cụ thể trong bảng 1.8 và bảng1.9 ta thấy nên chọn thời đoạn dẫn dòng mùa khô từ tháng 1– tháng 8 và mùa lũ từ tháng

9 – 12

+ Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công là một vấn đề khá phức tạp vì nó liênquan đến rất nhiều vấn đề như: Đặc điểm thuỷ văn, khí tượng, đặc điểm kết cấu côngtrình, phương pháp dẫn dòng, điều kiện và khả năng thi công

+ Công trình hồ chứa nước Lanh Ra gồm các hạng mục như đập đất, cống, tràn xả

lũ Vì vậy ta nên lợi dụng kết hợp dẫn dòng theo mùa hoặc theo năm thi công, khối lượngcông trình đầu mối Lanh Ra tương đối lớn, nên không thể thi công dứt điểm các hạngmục trong một mùa khô hay một năm, nên ta phải chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng saocho phù hợp với quá trình thi công Do đó ta có thể chọn thời đoạn dẫn dòng làm nhiềuđợt qua các công trình như: kênh, cống ngầm, tràn

+ Mùa khô thì đê quai chắn nước.

2-5.3 Tính toán thuỷ lực và điều tiết theo phương án chọn

- Xác định quan hệ Q ~ ZTL khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

- Xác định cao trình đê quai thượng và hạ lưu

- Xác định cao trình đắp đập chống lũ cuối mùa khô, trước mùa lũ chính vụ

- Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy

2-5.3.2 Tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp

Năm thứ nhất

+ Đối với công trình hồ chứa nước Lanh Ra theo phương án dẫn dòng thi công đãchọn, mùa khô năm thứ nhất Dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên 8 tháng mùa khô, từtháng 1 đến tháng 8 với lưu lượng lớn nhất của mùa kiệt Q = 106 (m3/s) Chính vì thếtrong thời gian này phải thi công các phần công trình cao hơn mực nước ứng với giá trịlưu lượng trên

+ Vào mùa lũ năm thứ nhất các công trình đã thi công trong mùa khô sẽ cản trở vàchiếm một phần mặt cắt ướt của lòng sông cũ Khi đó lòng sông bị thu hẹp một phần vì

thế ta phải tính toán dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp ở giai đoạn này Dẫn dòng qua lòngsông thu hẹp 4 tháng mùa mưa, từ tháng 9 đến tháng 12 với lưu lượng Q = 410 (m3/s).Mục đích tính toán dẫn dòng qua dòng sông thu hẹp ở giai đoạn này là xác định mựcnước dâng lên ở thượng lưu của phần đập đã đắp trong mùa khô Từ mực nước tính toán

đó là căn cứ để đắp đập vượt cao trình này thì đập đất mới an toàn, đồng thời phải tínhtoán lưu tốc của dòng chảy để kiểm tra xói lở của lòng dẫn để có biện pháp gia cố lòngdẫn và phần đập đã đắp

Năm thứ hai:

+ Đầu mùa khô dẫn dòng qua cống xả sâu 8 tháng mùa khô, từ tháng 1 đến tháng 8với lưu lượng Q = 106 (m3/s)

+ Dẫn dòng qua cống lấy nước và tràn xả lũ 4 tháng mùa mưa, từ tháng 9 đến tháng

12 với lưu lượng Q = 410 (m3/s)

Năm thứ ba:

+ Đầu mùa khô dẫn dòng qua cống xả sâu với lưu lượng chặn dòng Q = 1,85 (m3/s),

6 tháng mùa khô, từ tháng 1 đến tháng 6 với lưu lượng lũ tiểu mãn (xã qua tràn Q = 106(m3/s))

a- Mức độ thu hẹp cho phép của lòng sông

- Mức độ thu hẹp lòng sông do các yếu tố sau quy định

+ Lưu lượng dẫn dòng thi công

+ Điều kiện không xói của lòng sông và địa chất 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 cótrọng 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

b - Nội dung tính toán

- Sơ đồ tính toán

Lòng suối đã thu hẹp

Hình 2- 1: Sơ đồ thu hẹp lòng suối

Mức độ thu hẹp của dòng sông được biểu thị bằng công thức sau: ( GT thi côngtậpI)

K = 100% (2-1 )Trong đó :

K : Mức độ thu hẹp của lòng sông, K = ( 30÷60)%

:Tiết diện ướt của lòng sông mà đê quai và phần công trình chiếm chỗ (m2) : Tiết diện ướt của lòng sông cũ (m2)

c- Xây dựng quan hệ (Q~Zhl):

Xây dựng quan hệ (Q~Zhl) dòng chảy trong sông tự nhiên:

Coi dòng chảy qua lòng sông thu hẹp là dòng chảy qua kênh hở

Căn cứ vào trắc dọc đập xác định được diện tích ướt ( ) và chu vi ướt ( ) ứng vớitừng cao trình mực nước qua mặt cắt

Cột 1: số thứ tự

Cột 2: h (m) cột nước lòng sông giả thiết

Cột 3: Diện tích mặt cắt ướt của lòng sông : = (b+m.h).h (m2)

Cột 4: Chu vi ướt : = b + 2.h (m)

Cột 5: Bán kính thủy lực : R = (m)

Cột 6: Độ nhám lòng sông : n = 0,025 (theo bảng tra thủy lực phụ lục 10-1, trị số hệ sốnhám n của lòng song thiên nhiên trong những điều kiện rất tốt (sạch, thẳng, lòng sôngbằng đất, với dòng chảy tự do)

Bề rộng của đoạn lòng sông co hẹp : b = 28 (m)

m: là hệ số mái m = 3 (m)

Độ dốc lòng sông chính: i = 0,00107

Cột 7: Hệ số Sê-Di xác định theo công thức: C =

Số mũ thủy lực y xác định theo công thức : y = 1,5.√ n

Cột 8: Lưu lượng qua mặt cắt xác định theo công thức Sê-Di:

Q = (m3/s) Cột 9: Zhl cao trình mực nước hạ lưu ứng với cột nước lòng sông giả thiết (m)

Giả thiết nhiều giá trị cao trình mực nước hạ lưu (Zhl) và cột nước lòng sông (h), tính giá trị Q tương ứng , ta xác định được quan hệ (Q~hhl)

Kết quả tính và quan hệ được thể hiện ở đường quan hệ và bảng (2-3)

bảng (2-3)Bảng tính quan hệ Q - Zhl T

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 140

Hinh 2-3 : Sơ đồ tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp

+ Mức độ thu hẹp của lòng sông:

Với tần suất P = 10% ta có lưu lượng dẫn dòng về mùa lũ ứng với Q = 410 (m3/s)

Từ quan hệ Q ~ Zhl được Zhl= 143,885 (m) Ta xác định được cao trình hạ lưu :

Zhl= 143,885 (m) → hhl = Zhl – Zđs = 143,885 – 140.01 = 3,875 (m)

Trong đó:

hhl : chiều cao cốt nước hạ lưu (m)

Zđs = 140.01(m) : Chiều cao đáy sông xác định được dựa vào mặt cắt dọc đập

Ứng vớicao trình mức nước hạ lưu Zhl = 143,885 (m) đo trên cắt dọc đập xác định được

= 100,33 m2

- Tính w 2:

Từ sơ đồ tính như trên, coi dòng chảy qua mặt cắt thu hẹp là qua đập tràn đỉnhrộng chảy ngập Từ mặt cắt C-C coi hc = hhl = 3,875 (m)

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

Để xác định ta phải xác định được Z,mà Zcòn là ẩn số do đó ta phải giảthiết

: Là diện tích ướt của lòng sông cũ phía thượng lưu.

 * + = Z = 1,03 22 = 22,66 (m2)

Ứng với cao trình mực nước hạ lưu Zhl = 143,885 (m) đo trên cắt dọc đập xác địnhđược : w1= 100,33 (m2); = 180,95 (m2)

 = 180,95 + 22,66 = 203,61 (m2) Ứng với hhl = 3,875 (m) ta có = 203,61 (m2)

Ứng với Zgt = 1,03 (m) ta đo được chiều rộng trung bình của lòng sông B = 22(m)

Từ đó xác định được diện tích ướt của lòng sông cũ là w2 = 203,61 (m2)

Thay vào công thức (2-1 ) → K = = 49,28%

Ứng với mức độ co hẹp của lòng sông K = 49,28%nằm trong khoảng (30%-60%) như vậy không cần giảm khối lượng đắp đập (đợt I)

d - Tính lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp (Vc):

Xác định lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp của lòng sông để có biện pháp gia cố mái

Lưu tốc bình quân tại mặt cắt thu hẹp được tính theo công thức :

Vc = (m/s) (2-2)

Trong đó :

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

Qmax10% = 410 (m3/s): Lưu lượng thiết kế thi công mùa lũ (m3/s)

= 0,95 : hệ số thu hẹp, thu hẹp một bên

Thay vào công thức (2-2) Tính được Vc:

Vc = = = 4,18 (m/s)

Sau khi sơ bộ xác định hệ số thu hẹp k và tính được lưu tốc bình quân tại mặt cắt thu hẹp Vc Căn cứ vào địa chất của đoạn sông thu hẹp sẽ xác định được lưu tốc bình quân cho phép không xói

So sánh:

- Nếu Vc > tức là lòng sông, bờ sông và đê quai dọc bị xói lở cần gia cố lòng sông

- Nếu Vc < lòng sông không bị xói lở

Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN4118-2012 mục 7.2.12), khi không biết bán kính thủy lực, vận tốc không xói cho phép được xác định theo công thức sau:

Kết luận: lòng sông và bờ sông bị xói lở nên cần phải gia cố

Để lòng sông không bị xói lở cần gia cố lòng sông bằng các biện pháp sau :

- Bố trí đê quai thuận chiều dòng chảy hoặc làm tường hướng dòng

- Nạo vét và mở rộng lòng sông để tăng diện tích co hẹp, tức làm giảm lưu tốc bìnhquân tại mặt cắt thu hẹp Vc

- Thu hẹp phạm vi hố móng và mặt cắt đê quây dọc

- Trường hợp cần thiết có thể dùng rọ đá bố trí thượng hạ lưu để bảo vệ lòng sông

và bờ sông, tại khu vực thi công nơi có mái tiếp giáp với lòng sông

e - Xác định chênh lệch cột nước: (m):

Sau khi lòng sông bị thu hẹp thì trạng thái dòng chảy tăng lên dòng sông thay đổimực nước ở thượng lưu dâng lên

Độ cao cột nước dâng khi lòng sông bị thu hẹp với lưu lượng Q = 410 (m3/s) đượcxác định theo công thức sau :

(Giáo trình thi công tập 1) (2-4)

Trong đó :

- Độ cao cột nước dâng khi lòng sông bị thu hẹp (m)

Vc: Lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp lòng sông,Vc = 4,18(m/s)

V0 - Lưu tốc lòng sông chưa bị thu hẹp (m/s)

V0 = = = 2,014 (m/s)

g – Gia tốc trọng trường: g = 9,81 (m/s2): Hệ số lưu tốc phụ thuộc vào bố trí mặt bằng đê quai với đê quai dạng hình thang

Thay các giá trị vào công thức (2-4) ta có :

Kết luận: Vậy khi lòng sông bị thu hẹp mực nước dẫn dòng tăng lên = 1,03 (m) f- Xác định cao trình mực nước thượng lưu : Ztl

Trong đó :

Ztl : Mực nước phía thượng lưu đập

Zhl : Mực nước phía hạ lưu đập; Zhl = 143,885(m) (tra quan hệ Q ~ Zhl)

: Độ chênh mức nước thượng hạ lưu đập: = 1,03 (m)

Thay vào (2-5) ta có : Ztl = Zhl + = 143,885 + 1,03 = 144,915 (m)

Ứng với kết quả tính toán: Cao trình đắp đê quai dọc

Zđqd = Ztl + ( = 0,5 0,7) chọn = 0,585chọn = 0,585: là độ vượt cao an toàn

Zđqd = 144,915 + 0,585 = 145,5 (m)Vậy mùa kiệt năm thứ nhất đến ngày 31/8/2017 năm thứ nhất ta phải thi công đập đất phải vượt trên cao trình 145,5 (m) < ∇ ngưỡng cống = 136,55 (m)

2-5.4 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống xã sâu (đầu mùa khô năm thứ 2,3):

Bảng 2-5: Các thông số của cống

+ Kiểm tra trạng thái chảy trong cống

+ Kiểm tra điều kiện xói lở hạ lưu cống

2-5.4.2 Các bước tính toán:

+ Xác định quan hệ Qc~hsc: Do chế độ chảy của kênh quyết định chế độ chảy của cống vì thế ta tính kênh sau cống, bằng cách tính thủy lực kênh sau cống ứng với cấp lưu lượng Qc ta xác định được cột nước đầu kênh hđk (coi cột nước là cột nước sau cống hđk =

hsc)

+ Tính toán thủy lực cống:

Từ quan hệ Qc~hsc, với một giá trị Qc ta có một giá trị hsc

Giả thiết hình thức nước nhảy trong cống

Ứng với hình thức giả thiết xác định được Htl

Kiểm tra điều kiện giả thiết

2-5.4.3 Tính toán:

a Tính toán thủy lực kênh sau cống:

+ Xác định kích thước kênh sau cống (h*b): ta xác định với mỗi cấp lưu lượng qua cống Với công trình này lợi dụng công trình lâu dài nên bk = 6 (m)

Giả thiết một số lưu lượng thay đổi từ 1,85 (m3/s) đến 110 (m3/s) và dùng phương pháp đối chiếu mặt cắt có lợi nhất về thủy lực để tính toán ta xác định được giá trị hsc từ Q

Sau đây ta tính cho trường hợp với Q = Qtk = 1,85 (m3/s) các trường hợp khác tính tương

tự :

Như vậy ta xác định h ứng với 1 giá trị Qc (lập bảng tính h)

Theo phương pháp đối chiếu mặt cắt lợi nhất về thủy lực

(2-6) Thông số kênh :

Với hệ số mái m = 1,5 tra bảng thủy lực phụ lục 8-1 → 4 = 8,424

Hệ số nhám n = 0,014 (theo bảng tra thủy lực phụ lục 4-3, trị số hệ số nhám n của Pavơlốpski, đối với ống bẩn (ống dẫn và ống tháo), kênh máng bằng bê tông trong điều kiện trung bình)

Bề rộng kênh bk = 6 m

Đô dốc đáy kênh i = 0,001

Thay vào công thức (2-6) → f(Rln) = = 0,144 tra bảng thủy lực phụ lục 8-1 với hệ số nhám n = 0,014 → Rln =0,41

=> = 14,634 tra bảng thủy lực phụ lục 8-3 với m =1,5

bê tông cốt thép, vật liệu atphan và bitum)

Tính hsc : Chiều cao cột nước sau cống hsc= hk + Z3

Sau khi đã tìm được quan hệ Qc  hk ta xác định được Qc  hsc theo công thức đậptràn đỉnh rộng chảy ngập trong thiết kế cống

+ bk = 6 (m) : Bề rộng đáy kênh hạ lưu

+ hk = 0,283 (m) : Chiều sâu cột nước trong kênh hạ lưu

+ g : Gia tốc trọng trường, g = 9,81

Có m là hệ số lưu lượng: m = (0,34  0,36), bảng (14-12) GTTL tập 2 trang 150.Chọn m = 0,35, tra bảng (14-13) GTTL tập 2 trang 150 ta có:

+ n: hệ số chảy ngập.Tra bảng 14-13 GTTL tập 2 trang 150 Có n = 0,96,mặt khác ta có :

Chênh lệch cột nước thượng hạ lưu:

+ Với  = 1 là hệ số lưu tốc tới gần

+ Vb : Vận tốc chảy trong bể tiêu năng

V b = Q

ω b=b b (h Q k +d) 10)

(2-Trong đó:

+ bb: Chiều rộng cuối bể tiêu năng; bb = 1,2 m

+ d: Chiều sâu bể tiêu năng: d = 1m

(2-Sau khi tính toán ta có giá trị tương ứng trong bảng (2-7) sau

Kết Quả ta lập được quan hệ Qc ~ hsc

Vậy cao trình của bờ kênh sẽ là: Zbk = Zđk + hđk + a = 148,65 + 0,283 + 0,4 = 149,333 (m)

Ta có mực nước đầu kênh và mực nước sau công chênh lệch nhau không đáng kể, nên ta

có : hđk = 0,283 ; hsc = 0,3459 (m)

b Kiểm tra điều kiện xói :

Vì kênh dẫn nước từ hồ chứa nên hàm lượng bùn cát trong nước nhỏ, nên không cần

kiểm tra bồi lắng cho kênh, nhưng cần phải kiểm tra điều kiện xói lở của kênh:

Để đảm bảo kênh không bị xói lở cần kiểm tra thỏa mãn điều kiện: Vmax < [ Vkx]

Trong đó:

+ [ Vkx] : Vận tốc không xói cho phép của kênh Đơn vị:(m/s)

Với [ Vkx] = K.Qmax0,1 Trong đó :

K: Hệ số phụ thuộc vào đất lòng kênh, tra bảng ta được K = 0,68

Qmax: Lưu lượng lớn nhất trong kênh, được tính theo công thức:

Qmax = 1,2.Qtk

⇒ Qmax = 1,20 106 = 127,2 (m3/s)