Đồ Án Thiết Kế Hồ Chứa Nước Canh Hiển Thuộc Xã Canh Hiển, Huyện Vân Canh Tỉnh Bình Định

Dẫn dòng thi công là công tác điều khiển dòng chảy từ phía thượng lưu về phía hạ lưu qua các công trình dẫn nước để tránh ảnh hưởng đến việc thi công các công trình được đê quai bảo vệ..

- Tọa độ địa lý như sau: 13037’ ÷13038’ vĩ độ Bắc.

+ Tưới hoa màu: 20 ha

- Cấp nước sinh hoạt cho khoảng 2.600 người dân trong khu hưởng lợi với mức 60lít/người/ngày

- Kết hợp giao thông nông thôn, nuôi trồng thủy sản, cung cấp nguồn thực phẩm và cải tạo môi trường sinh thái vùng dự án

1.3 Quy mô, kết cấu hạng mục công trình

1.3.1 Tuyến công trình: Trên suối Hòn Khô

1.3.2 Các thông số hồ chứa nước của phương án chọn

Bảng 1.1- Các thông số cơ bản của hồ chứa.

3 Mực nước gia cường thiết kế m 62.40 P = 1%

3 Lưu lượng thiết kế m3/s 0,60

4 Lưu lượng dẫn dòng lớn nhất qua

3 Lưu lượng thiết kế đầu kênh

1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình

1.4.1 Điều kiện địa hình

- Công trình đầu mối: Suối Hòn Khô bắt nguồn từ các dãy núi phía Nam và đông Nam, cao độ bình quân khoảng (600÷700)m sườn dốc lưu vực lớn (>30%) Đây là một lưu vực độc lập Tại vị trí dự kiến xây dựng công trình đầu mối, hai vách núi thu hẹp

- Lòng hồ: Hình thuôn dài theo suối, cao độ từ (+38÷+150m), có khả năng trữ nước lớn ở những cao độ từ +55m trở lên

- Khu tưới: Thuộc vùng bán sơn địa có diện tích tự nhiên 680ha Phạm vi khu tưới được bao bọc bởi sông Hà Thanh ở phía Bắc, các phía còn lại là các dãy đồi nhỏ Cao độ khu tưới trung bình (+20÷+40)m và nghiêng dần theo hướng Đông Nam - Tây Bắc Địa hình nhìn chung khá phức tạp, bị chia cắt bởi các hợp thủy và nhánh suối nhỏ, thuận lợi cho việc tiêu thoát nước nhưng gây khó khăn cho việc bố trí kênh tưới

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

1.4.2.1 Dòng chảy lũ chính vụ

Bảng 1.2- Bảng dòng chảy lũ chính vụ

Q(m 3 /s) - T.I 269 245 219 78,9

1.4.2.2 Dòng chảy lớn nhất các tháng mùa khô và lũ tiểu mãn

Bảng 1.3- Bảng dòng chảy các tháng mùa khô và lũ tiểu mãn.

Hình 1.1 – Đường đặc tính lòng hồ

Bảng 1.5- Bảng quan hệ lưu lượng và cao trình hạ lưu (Q-Z hl ).

Hình 1.2- Đường đặc tính lòng hồ Canh Hiển

1.4.3 Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn

1.4.3.1 Điều kiện địa chất công trình

a Vùng lòng hồ

- Khu vực nghiên cứu nằm trong thung lũng nhỏ hẹp kẹp giữa 2 dải núi kéo dài theo hướng Nam Bắc Địa hình bị phân cách mạnh Thành bờ hồ dày từ 1- 3 km được cấu tạo bằng đá Granit thuộc phức hệ Vân Canh rắn chắc, có hệ số thấm rất nhỏ cho nên khả năng mất nước từ hồ sang lưu vực bên cạnh là không thể xảy ra

- Sườn núi bao bọc bờ hồ có độ dốc khá lớn Nham thạch chủ yếu là lớp 5 có sức kháng trượt nhỏ, việc tái tạo bờ hồ có thể xảy ra nhưng không ảnh hưởng lớn vì bề dày của lớp này nhỏ (≤ 1m) bên trên lại có lớp phủ thực vật phát triển tốt nên không thể có hiện tượng trượt khối lớn làm lấp hồ chứa

b Vùng xây dựng tuyến đập

Cả vùng tuyến đập đều nằm trong một đơn vị cấu tạo địa tầng nham thạch chung tương tự nhau là đá Granit phức hệ Vân Canh Cấu tạo địa tầng từ trên xuống dưới như sau:

- Lớp 1: Thành phần cơ bản cát sạn sỏi thạch anh màu trắng vàng Trong đất lẫn

ít cuội sỏi về phía thượng lưu hàm lượng kích thước cuội sỏi tăng lên, lớp này phân bố

ở phía tả lòng suối, cao trình thấp hơn +40,50m, dày trung bình 1,5m

- Lớp 2: Thành phần cơ bản là á cát nặng - á sét nhẹ màu xám nâu, hàm lượng

sét trong đất 8-10%, lượng sạn sỏi trong đất chiếm trung bình 12%

Trong đất chứa nhiều tạp chất hữu cơ, đôi chỗ có đá lăn lớn Trạng thái tự nhiên đất

ẩm, kết cấu chặt, ít dính Thấm nước khá mạnh K = 2 x 10-3 cm/s Phân bố chủ yếu trên bề mặt địa hình, bề dày trung bình 0,4m

- Lớp 3: Cơ bản là á sét nhẹ màu vàng, trắng vàng, vàng nâu Hàm lượng cát hạt

thô trong đất khá cao 24,5%, lượng sét trong đất trung bình 15,5%, lượng sạn sỏi trong đất chiếm trung bình 12% trạng thái tự nhiên đất

ẩm, kết cấu chặt vừa, có tính dính nhẹ Thấm nước vừa K = 4 x 10-4 cm/s Lớp này phân bố ở cao trình +53 trở xuống, bề dày trung bình 1,5m

- Lớp 5: Hỗn hợp đá cuội, đá lăn chứa á sét Đá lăn chủ yếu là Granit bị phong

hóa, vỏ bọc tròn φ = 10 ÷ 25cm Khoảng trống của đá lăn được lấp đầy bằng sạn sỏi, á sét màu vàng, hàm lượng sạn trong đất trên 30% Trạng thái tự nhiên đất ẩm, kết cấu chặt, chặt cứng khó đào Thấm nước khá mạnh K = 5 x 10-4cm/s Phân bố tập trung ở sườn núi, bề dày lớp này kém ổn định thay đổi từ 0,6 ÷ 3,5m Nguồn gốc tàn tích deQ

- Lớp 6: Sét nhẹ màu trắng vàng, sáng trắng lốm đốm nâu đỏ Trong đất chứa

nhiều hạt bụi (>25%) đáy lớp đôi chỗ còn giữ nguyên cấu tạo của đá gốc Dùng tay bóp vụn được dễ dàng, vê được thành sợi dài Trạng thái tự nhiên đất ẩm, dẻo dính Kết cấu đất khá chặt, dẻo chặt thấm nước yếu K = 10-5 cm/s Phân bố chủ yếu ở phần hữu đập Bề dày trung bình 2÷3m Nguồn gốc tàn tích eQ

- Lớp 7: Á sét chứa dăm sạn màu trắng vàng, xám xanh Hàm lượng sét giảm

dần theo độ sâu Hàm lượng và kích thước dăm tăng dần, dăm sạn chủ yếu là mảnh đá

bị phong hóa dang dở, dùng tay có thể bóp vụn thành dạng bột Đất còn giữ nguyên cấu tạo đá gốc Trạng thái tự nhiên đất ít ẩm có tính dính nhẹ, kết cấu chặt, rất chặt Thấm nước vừa K = 4 x 10-4cm/s Lớp này thường phủ trên bề mặt đá gốc, bề dày thay đổi từ 0,3-0,8m Nguồn gốc tàn tích

- Đá nền: Đá gốc dưới nền công trình chủ yếu là đá Granit phức hệ Vân Canh

màu hồng tươi, có mức độ phong hóa khác nhau

- Đới phong hóa mạnh: Nằm ngay dưới lớp 7 thành phần cơ bản là đá dăm bị

phong hóa dang dở thành vụn dăm nhỏ màu xám trắng, xám xanh, dùng búa đập nhẹ

dễ vỡ, các khe nứt trong đới này chủ yếu là khe nứt tách lấp đầy bằng khoáng vật sét hoặc Fe203

- Đới phong hóa vừa: Phân bố dưới lớp phong hóa mạnh Mức độ phong hóa

giảm, đá chứa nhiều khe nứt tách, độ mở khe nứt nhỏ, lấp đầy khe nứt chủ yếu là Fe203

màu nâu

- Đới phong hóa nhẹ: Thường ở khá sâu so với mặt đất tự nhiên 0,9÷1,5m (khu

vực lòng suối nông hơn do không có tầng phủ hoặc tầng phủ rất mỏng) đá nứt nẻ ít, các khe nứt thường kín, nõn khoan khá hoàn chỉnh, thấm nước yếu

1.4.3.2 Đánh giá điều kiện địa chất công trình vùng tuyến đập

- Địa tầng tại tuyến đập phía vai tả đập có tầng phủ dày trung bình 4m bao gồm các lớp đất 2, 5, 7 Lòng suối có đá gốc lộ trên mặt đất loại đá Granit phong hóa vừa.

- Phía vai hữu đập có tầng phủ dày từ 5÷9m bao gồm các lớp đất 3, 5, 6, 7 Bên dưới tầng phủ là mặt đá phong hóa lượng thấm nước yếu (q = 0,083l/phm2)

- Theo thiết kế kỹ thuật - thi công, thi công đã chọn vị trí này để tính toán thiết

kế Dưới đây là các chỉ tiêu cơ lý thấm tính toán của đất nền đập (tuyến chọn):

Bảng 1.6 - Các chỉ tiêu cơ lý của đất nền đập

1.4.3.3 Điều kiện địa chất thủy văn

- Nước ngầm: Qua kết quả tài liệu ép nước thì lưu lượng đơn vị q = 0,03- 0,08 l/ph.m2 Đá ở đây thuộc loại thấm nước yếu

- Nước suối cung cấp một phần cho nước ngầm Động thái nước trong trầm tích không ổn định lên xuống theo mùa và quan hệ mật thiết với nước mặt

- Nước sông: Khu vực công trình có sườn núi dốc, tầng phủ mỏng nhưng thảm thực vật còn tương đối tốt góp phần giữ nước cung cấp cho suối

1.4.4 Điều kiện dân sinh kinh tế khu vực

1.4.4.1 Điều kiện dân sinh

- Canh Hiển là một xã nằm về phía đông của một xã miền núi Vân Canh, có tổng diện tích tự nhiên là 3.680ha Trong đó diện tích đất tự nhiên của vùng hưởng lợi là

875 ha (gồm cả vùng lòng hồ và khu tưới)

- Vùng hưởng lợi nằm trong địa giới hành chính của hai thôn Chánh Hiển và Thanh Minh có diện tích 875 ha trong đó 420 ha đất nông nghiệp (chiếm 65,3% đất nông nghiệp toàn xã)

- Theo thống kê năm 2002 của huyện Vân Canh, các tài liệu về dân số và lao động trong xã Canh Hiển cho thấy:

1/ Tỷ lệ nông nghiệp cao, chiếm 77% tổng lao động trong toàn xã

2/ Mật độ dân số thấp, bình quân 62 người/km2

3/ Công tác dân số kế hoạch hóa gia đình thực hiện tốt, tỷ lệ tăng dân số tự nhiên đạt 1,3% năm

1.4.4.2 Kinh tế khu vực

- Nhân dân trong xã Canh Hiển chủ yếu là dân kinh tế mới lập nghiệp từ năm

1975 trở lại Những năm gần đây đã bắt đầu phát triển một số ngành nghề khác ngoài nông nghiệp nhưng không đáng kể, thu nhập chính của nhân dân trong xã vẫn là nông nghiệp (chiếm 83% tổng thu nhập) Tuy nhiên do chế độ thời tiết khắc nghiệt sản xuất phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, năng suất cây trồng vật nuôi bấp bênh chỉ đạt 125kg/người/năm Thu nhập bình quân 1,9 triệu đồng/người/năm Năm 2001 toàn xã

có 97 hộ nghèo chiếm 20,1% và tăng hơn năm 2000 là 1,5%

- Thu nhập chủ yếu là từ nông nghiệp (chiếm 83% tổng thu nhập) công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và ngành nghề hầu như không phát triển Tổng diện tích đất nông nghiệp của xã hiện nay là 547 ha trong đó diện tích được tưới 25 ha (4,5% so với đất nông nghiệp) Quá trình chuyển dịch cơ cấu cây trồng rất khó khăn do sản xuất phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, cơ sở hạ tầng còn yếu kém, trong đó đặc biệt là thủy lợi

- Vùng dự án chiếm 23,7% diện tích tự nhiên và 24,5% dân số toàn xã, nhưng diện tích đất nông nghệp chiếm 56,3%, sản lượng lương thực có hạn và sản lượng các

loại nông sản khác chiếm trên 65% so với toàn xã Từ đó cho thấy vị trí của vùng dự

án có vai trò rất lớn đến quá trình phát triển kinh tế xã hội của xã Canh Hiển

1.5 Điều kiện giao thông

- Tuyến tỉnh lộ 18 đi qua địa bàn xã được đầu tư xây dựng khá hoàn chỉnh là thuận lợi cho giao thông đối ngoại Trong vùng có 2 tuyến chính:

+ Tuyến phía đông: Hiện là đường đất dài 3,3 km nối từ tỉnh lộ 18 qua sông Hà thanh đến lòng hồ Canh Hiển

+ Tuyến phía tây: Hiện là đường đất dài 2,3 km nối từ tỉnh lộ 18 qua sông Hà Thanh phục vụ cho khu vực ở phía Tây

- Cả 2 tuyến đường trên chưa có cầu qua sông, vì vậy mùa mưa lưu thông và vận chuyển hàng hóa khó khăn

1.6 Nguồn cung cấp vật liệu, điện nước

1.6.1 Nguồn cung cấp vật liệu

Bảng 1.7- Bảng tổng hợp các khối lượng vật liệu đắp đập

Trữ lượng

Chiều dày bóc bỏ(m)

Chiều dày khai thác(m)

1.6.2 Nguồn cung cấp điện

Sử dụng điện lưới từ 2 trạm biến áp của Chánh Hiển và Thanh Minh đẻ phục vụ thi công và sinh hoạt… ở công trường

1.6.3 Nguồn cung cấp nước

Lấy từ suối Hòn Khô để phục vụ cho công tác thi công, sinh hoạt và cứu hoả…

ở công trường

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

1.7.1 Điều kiện cung cấp vật tư

Mua tại thị trấn Vân Canh hoặc mua từ thành phố Quy Nhơn cách công trình khoảng 23 km.

1.7.2 Điều kiện nhân lực

Lực lượng lao động phổ thông lấy trong xã Canh Hiển Các kỹ sư lành nghề và lực lượng thi công khác từ các đơn vị thi công lớn trong ngành thủy lợi của Bộ và của Tỉnh

1.8 Thời gian thi công được phê duyệt

Công trình hồ chứa nước Canh Hiển, được phê duyệt xây dựng công trình trong thời gian 2 năm kể từ ngày khởi công

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

a Khó khăn: Khí hậu khắc nghiệt, điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị phải đi mua

xa, đường xá đi lại khó khăn

b Thuận lợi: Trong khu vực xây dựng công trình lực lượng lao động dồi dào,

thiết bị thi công hiện đại ít hư hỏng, đội ngũ công nhân kỹ sư lành nghề Địa chất là nền đá gốc nên rất thuận lợi cho sự ổn định của công trình

š & œ

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

Dẫn dòng thi công là công tác điều khiển dòng chảy từ phía thượng lưu về phía

hạ lưu qua các công trình dẫn nước để tránh ảnh hưởng đến việc thi công các công trình được đê quai bảo vệ

2.1.1 Mục đích và nhiệm vụ của công tác dẫn dòng

2.1.1.1 Đặc điểm chung khi xây dựng công trình thuỷ lợi:

Xây dựng trên các lòng sông, suối, kênh rạch hoặc bãi bồi: móng nhiều khi sâu

dưới mặt đất thiên nhiên của lòng sông, suối, nhất là dưới mực nước ngầm, nên trong quá trình thi công không tránh khỏi những ảnh hưởng bất lợi của dòng nước mặt, nước ngầm và nước mưa v.v…

Khối lượng công trình thường lớn, điều kiện thi công địa hình, địa chất thường không thuận lợi

Tuyệt đại đa số các công trình thuỷ lợi là dùng vật liệu địa phương, vật liệu tại chỗ

Trong quá trình thi công một mặt phải đảm bảo hố móng được khô ráo, một mặt phải đảm bảo các yêu cầu dùng nước ở hạ lưu tới mức cao nhất

Đặc điểm của công trình hồ chứa nước Canh Hiển là xây dựng trên suối Hòn Khô, lợi dụng các thung lũng có dãy núi bao bọc, tạo thành các lòng chảo để xây dựng

hồ chứa nước

Trong quá trình thi công đòi hỏi công trình đang xây dựng phải hoàn toàn cách

ly với dòng chảy để đảm bảo chất lượng công trình Do đó phải có biện pháp dẫn dòng hợp lý, sử dụng các đê quai, các biện pháp để đưa nước ra khỏi phạm vi công trình, để cho công các công trình đầu mối được an toàn, thuận lợi, đạt hiệu quả cao

2.1.1.2 Mục đích của dẫn dòng:

1/ Ngăn chặn những ảnh hưởng của dòng nước đến công trình

+ Đảm bảo hố móng công trình luôn được khô ráo, thi công được dễ dàng, kịp tiến độ xây dựng công trình

+ Đảm bảo cho phần công trình đang xây dựng được bảo vệ, ngăn cách khỏi dòng chảy bằng các công trình phục vụ dẫn dòng

2/ Đảm bảo chất lượng nước, các yếu tố thủy lực cơ bản của dòng chảy ít bị ảnh hưởng đến nhu cầu ở hạ lưu

2.1.1.3 Nhiệm vụ của công tác dẫn dòng:

+ Dẫn dòng thi công là một công tác có tính chất quan trọng, liên quan và quyết định nhiều vấn đề khác

+ Biện pháp dẫn dòng thi công ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch tiến độ thi công của toàn bộ công trình, làm thay đổi đặc điểm kết cấu công trình Sắp xếp cụm công trình đầu mối, phương pháp thi công và bố trí công trường cho hợp lý,

do đó ảnh hưởng đến giá thành xây dựng công trình Nếu không giải quyết đúng đắn

hợp lý khâu dẫn dòng thi công thì quá trình thi công sẽ không liên tục làm chậm tiến

độ thi công

+ Công tác dẫn dòng thi công chịu ảnh hưởng của nhiều nhân tố như thủy văn, địa trất, địa hình, đặc điểm kết cấu và sự phân bố các công trình thủy công, điều kiện lợi dụng dòng nước, điều kiện và thời gian thi công Do đó cần phải thấy rõ tầm quan trọng của công tác dẫn dòng thi công để làm tốt công tác điều tra nghiên cứu và giải quyết vấn đề khi đưa ra biện pháp dẫn dòng

2.1.2 Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến việc đề xuất phương án dẫn dòng thi công

Có nhiều các nhân tố tự nhiên cũng như liên quan đến kết cấu công trình, ảnh hưởng trực tiếp đến việc đề xuất và lựa chọn phương án dẫn dòng thi công Để hiểu rõ hơn về các tác động cũng như các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến việc đề xuất dẫn dòng thi công

Để đề xuất được phương án dẫn dòng thi công sát với thực tế, có tính khả thi thì phải đi sâu vào phân tích các nhân tố tác động trực tiếp, đến phương án dẫn dòng thi công công trình Vì công trình thủy lợi có tính chất đơn chiếc, không công trình nào giống công trình nào Do đó ta cần phải xem xét cụ thể cho công trình, hồ chứa nước Canh Hiển

+ Các nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến dân dòng thi công gồm có ;

- Yếu tố thủy văn dòng chảy: điều kiện địa hình, điều kiện địa chất, cấu tạo và sự bố trí của công trình thủy công điều kiện và khả năng thi công của nhà thầu, và điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy,

+ Phân tích cụ thể từng yếu tố :

1 Điều kiện thủy văn dòng chảy;

-Đặc điểm thủy văn dòng chảy của lưu vực hồ chứa nước Canh Hiển được chia làm

2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô,

Tuỳ thuộc vào lượng nước đến ở mỗi thời gian khác nhau sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến quy mô và kết cấu của công trình dẫn dòng Do đó đây là yếu tố quan trọng ảnh hưởng nhiều nhất đến việc đề xuất phương án dẫn dòng thi công

Căn cứ vào điều kiện thuỷ văn của công trình hồ chứa nước Canh Hiển ta nhận thấy lượng nước đến tuỳ thuộc vào từng mùa trong năm Mùa khô lượng nước ít, lưu lượng nhỏ, thời gian thường kéo dài, thường từ tháng 01 đến tháng 08, xuất hiện lũ tiểu mãn trong tháng 7 với lưu lượng Q10%ltm = 10,4 (m3/s) Còn mùa mưa thì lượng nước tập trung chủ yếu, với lưu lượng lớn hơn nhiều so với mùa khô Thời gian mùa mưa thường ngắn (Thường từ tháng 09 đến tháng 12 có lưu lượng Q10%= 78,9 (m3/s)

Từ đó ta thấy rằng nếu công trình hồ chứa nước Canh Hiển thiết kế dẫn dòng theo năm thì phải lấy lưu lượng mùa lũ ứng với tần suất dẫn dòng để làm căn cứ thiết

kế công trình dẫn dòng cho cả năm Như vậy thì rất lãng phí vì: mùa khô lưu lượng ít chỉ cần công trình dẫn dòng loại nhỏ

Do đó ở đây chọn phương án dẫn dòng đề xuất ra là nên dẫn dòng theo mùa

Mùa khô lợi dụng các công trình có sẵn để dẫn dòng với lưu lượng nhỏ, để có

đủ thời gian dẫn dòng cho mùa lũ như thế sẽ giúp tiết kiệm chi phí xây dựng

2 Điều kiện địa hình , địa mạo khu xây dựng công trình :

Tuyến xây dựng công trình đập đất hồ chứa nước Canh Hiển trên suối Hòn Khô bắt nguồn từ các dãy núi phía Nam và Đông Nam, phía trước đập có địa hình thuận lợi, đường mặt đất tự nhiên phía trái đập với cao độ bằng phẳng, diện thi công rộng và

có công trình khuất nằm dưới thân đập Do đó sẽ thi công đập ở bên vai trái trước (hướng từ hạ lưu về thượng lưu)

Cấu tạo địa hình của lòng suối tương đối bằng phẳng với 2 vách núi thu hẹp nên rất thuận lợi cho đi lại, bố trí lán trại, kho bãi

Vậy rút ra kết luận từ các lập luận trên nên ta chọn phương án đắp bờ trái trước, sau đó đắp bờ bên phải

3 Điều kiện địa trất, địa trất thủy văn:

Địa chất chung của cả khu vực xây dựng công trình hồ chứa Canh Hiển gồm đất sét và á sét, thuận lợi cho việc đắp đập, đê quai ngăn nước

Tuy nhiên mức độ thu hẹp dòng chảy trong quá trình thi công đắp đập không được quá lớn làm tăng lưu tốc dòng chảy gây xói lở cống dẫn dòng, đê quai

Ngoài ra cũng có thể đào kênh để dẫn dòng vì điều kiện địa chất như vậy cũng tiện cho công tác thi công đào, đắp kênh

4 Kết cấu của công trình thủy công:

Việc bố trí các công trình đầu mối cũng như kết cấu của từng hạng mục công trình sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến phương án dẫn dòng Nếu công trình được làm bằng các vật liệu cứng chắc chắn như đá đổ, bê tông thì có thể cho nước tràn qua Do đó ta

có thể lợi dụng vào trong quá trình dẫn dòng khi có lũ về

Nếu công trình kết cấu là đất thì tuyệt đối phải luôn nằm trên mực nước một khoảng cách an toàn Ngoài ra có thể lợi dụng cống lấy nước đã thi công hoàn thiện từ trước để dẫn dòng vào mùa khô ở gian đoạn sau khi đã chặn dòng

Trong quá trình thi công công trình, cố gắng lợi dụng các công trình có sẵn vào

trong công tác dẫn dòng thi công để giảm thiểu tối đa chi phí cho công trình tạm Do

đó cần thiết phải tìm hiểu về kết cấu, vị trí và các tính năng khác của từng loại công trình

Bố trí cống lấy nước bên vai trái đập và tràn tạm bên vai phải, nhằm đáp ứng công tác dẫn dòng vào mùa khô năm thứ 2, để ta thi công đập đến cao trình khống chế

Thi công hoàn thiện tràn xả lũ bên vai phải đập, để tận dụng vào công tác dẫn dòng vào mùa mưa năm thứ 2, ngăn dòng đắp đập đến cao trình thiết kế, lấp tràn tạm

và hoàn thiện công trình

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

Trình tự thi công ưu tiên việc đắp đập lên hàng đầu, sau đó thi công các hạng mục trong công trình, bố trí trình tự thi công sao cho lợi nhất, ưu tiên các công trình trọng điểm trước, để đem lại hiệu quả kinh tế cao

Vật liệu thi công chính chủ yếu là đất dùng để đắp đập

Lợi dụng kết cấu công trình dẫn dòng tràn tạm và cống Lấy tràn tạm là một bộ phận của tràn chính sẽ tạo điều kiện để thi công toàn bộ công trình nhanh hơn, mang lại hiệu quả kinh tế cao Do đó phải có biện pháp thi công cống, tràn chính trước và phải hoàn thành sớm cùng phần đập phía trên cống để dẫn nước vào cống

5 Điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy

Trong quá trình thi công hồ chứa nước Canh Hiển để đảm bảo cho yêu cầu dùng nước cho sinh hoạt và nhu cầu dùng nước tưới cũng như giao thông thủy dưới hạ lưu tuyến đập Do đó phương án dẫn dòng đưa ra sao cho đảm bảo mực nước hạ lưu không bị thay đổi quá lớn Chất lượng nước vẫn được giữ nguyên như lúc ban đầu Vì vậy phải có phương án đưa nước trở lại lòng sông phía hạ lưu

6 Điều kiện và khả năng thi công

Điều kiện nhân lực đầy đủ đáp ứng nhu cầu nhân công cho công trường

Thiết bị máy móc, trang thiết bị vật tư hoàn toàn tốt ít hư hỏng trong quá trình thi công, đảm bảo cho việc thi công công trình trong thời gian quy định

Kết luận: Qua phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương án

dẫn dòng cho thấy: Có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương án dẫn dòng Dựa vào địa hình, thời gian và các yếu tố khác trong quá trình thi công để phân tích, đề xuất được phương án dẫn dòng hợp lý, về cả hai mặt kỹ thuật và kinh tế Các phương án có thể sử dụng để dẫn dòng như: Lòng sông thiên nhiên, cống lấy nước, kênh, tràn tạm đủ khả năng xả lũ, tràn xã lũ chính

2.1.3 Đề xuất các phương án dẫn dòng thi công

2.1.3.1 Nguyên tắc đề xuất phương án dẫn dòng

1/ Thời gian thi công ngắn nhất

2/ Phí tổn dẫn dòng và giá thành công trình thấp nhất

3/ Thi công thuận tiện, liên tục, an toàn và chất lượng cao

4/ Triệt để lợi dụng các điều kiện có lợi của thiên nhiên và các đặc điểm của kết cấu công trình thủ công để giảm bớt khối lượng và giá thành các công trình tạm

5/ 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 công khoa học để tranh thủ tối đa thi công vào mùa khô với hiệu quả cao nhất Cụ thể

là mùa khô mực nước thấp, đắp đê quai ngăn dòng, tập trung đắp đập với tốc độ nhanh vượt lũ tiểu mãn và lũ chính vụ.

6/ Khi thiết kế các công trình tạm nên chọn các phương án thi công đơn giản, dễ làm, thi công nhanh, dỡ bỏ dễ dàng, tạo điều kiện cho công trình chính sớm khởi công

và thi công thuận lợi, đặc biệt là tạo điều kiện để công trình sớm phát huy tác dụng

Các công việc phải làm

Dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên

10,4(m3/s)

- Làm đường thi công, lán trại, kho bãi

và các khu phụ trợ phục vụ cho thi công

- Tập trung máy móc, làm nhà, lán trại

- Bóc phong hóa bãi vật liệu, đào móng các công trình trên khô như đập, tràn, cống lấy nước

- Thi công hoàn thiện cống lấy nước và kênh xả ra sông trong mùa khô

- Đắp chân khay và đắp đập bờ trái trước

vì có bố trí cống lấy nước nằm dưới đáy công trình ở bên vai trái, đến cao trình vượt lũ tiểu mãn và thi công phần bảo vệ mái đập ở thượng lưu

Mùa mưa:

(09/2017

đến 12/2017)

Dẫn qua lòng sông thu hẹp

78,9(m3/s)

- Thi công đập đến cao trình khống chế

lũ chính vụ và hoàn thiện phần mái thượng lưu

- Thi công phần bên phải đập lên đến cao trình phòng lũ tiểu mãn và lũ

- Thi công tràn xả lũ, thi công bể tiêu năng, dốc nước, tường chắn hai bên của tràn

Dẫn dòng qua cống lấy nước

và tràn tạm

10,4(m3/s)

- Đầu tháng 01 đắp đê quai thượng, hạ lưu

- Chặn dòng vào giữa tháng 01

- Nạo vét hố móng đập đoạn lòng sông còn lại, đào chân khay đập

- Đắp đập chính đến cao trình phòng lũ tiểu mãn

- Thi công tràn xả lũ hoàn thiện trước lũ chính vụ, khi làm xong tràn chính mà đập chưa đắp xong thì phải bố trí cho an toàn

Mùa mưa:

(09/2018

đến 12/2018)

Dẫn dòng qua tràn tạm và cống lấy nước

78,9(m3/s)

- Đắp đập đến cao trình thiết kế và hoàn thiện phần áp mái thượng lưu đập, đường giao thông trên mặt đập, tường chắn sóng

- Lát đá bảo vệ mái thượng lưu, trồng cỏ mái hạ lưu, trải cấp phối mặt đập, xây rãnh tiêu nước

Bảng 2.2 - Phương án 2: Thời gian thi công là 2 năm từ tháng 1/2017 đến tháng

Các công việc phải làm

10,4(m3/s)

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

- Bóc phong hóa bãi vật liệu, đào móng chân khay đập phía vai trái, vai phải đập, cống lấy nước, móng tràn

- Thi công cống lấy nước và tràn xả lũ

- Đắp đập bên trái và bên phải đập lên đến cao trình phòng lũ tiểu mãn

- Tiếp tục thi công cống lấy nước và tràn xả

lũ, tầng lọc mái thượng lưu

78,9(m3/s)

- Thi công hoàn thiện cống lấy nước, tiếp tc thi công xây đúc tràn xả lũ

- Đào kênh dẫn dòng từ cống xả sau cống lấy nước về lòng sông cũ ngoài phạm vi đê quai

hạ lưu Để mực nước hạ lưu không làm giảm khả năng tháo nước của cống

- - Thi công hoàn thiện tầng lọc mái thượng lưu

lũ tiểu mãn)

10,4(m3/s)

- Bóc phong hoá bãi vật liệu (Đ, E) và số I

- Đắp đê quai thượng lưu phần bên phải và trái (chừa lại phần ngăn dòng)

- Chặn dòng vào giữa tháng 01

- Bơm tiêu nước hố móng, xử lý rò rỉ đê quai

- Tiếp tục thi công tràn xả lũ

- Đào và nạo vét hố móng đoạn lòng sông còn lại

- Đào móng và gia cố chống xói tràn tạm bằng đá đào móng

- Bố trí tràn tạm bên phải đập, gia cố tràn tạm bằng đá hộc Để chống xói lở mạnh vào chân công trình bên phải đập, ta có thể gia cố mái tràn bằng rọ đá

- Đắp đập đoạn lòng sông còn lại lên đến cao trình vượt lũ tiểu mãn (chừa lại phạm vi tràn tạm)

- Thi công hoàn thiện tràn xả lũ chính

78,9(m3/s)

- Đắp lấp tràn tạm vào cuối mùa khô sau lũ tiểu mãn

- Đắp đập đến cao trình thiết kế

- Lát mái thượng lưu, thi công vật thoát nước phía hạ lưu đập

- San lấp mặt bằng bãi vật liệu

- Xây đá và hoàn thiện tường chắn sóng đỉnh đập, và rãnh thoát nước cơ đập

- Thi công hoàn thiện đường cấp phối mặt đập

- Trồng cỏ mái hạ lưu

- Hoàn thiện và nghiệm thu bàn giao đưa công trình vào sử dụng

2.1.3.3 Phân tích đánh giá lựa chọn phương án dẫn dòng

* Ưu điểm

Không phải xây tràn tạm và các công trình

phục vụ cho dẫn dòng khác nên giảm được

khối lượng công trình, giảm được giá thành thi

công

Thi công được liên tục cả trong mùa kiệt và

mùa lũ không bị gián đoạn đảm bảo được tiến

độ thi công

Đảm bảo yêu cầu dùng nước cho hạ lưu

Cường độ đắp đập vượt lũ tiểu mãn không cần khống chế nhờ đã làm tràn tạm (cao độ tùy thuộc B tràn tạm)

Thi công được trong cả mùa lũ và mùa kiệt

Đảm bảo yêu cầu dùng nước cho hạ lưu

* Nhược điểm

Cường độ đắp đập để vượt lũ tiểu mãn cao

Cường độ ngăn dòng, thi công cao máy

móc và nhân lực không đáp ứng được đầy đủ

Kinh phí dẫn dòng thi công tăng

do phải xây dựng tràn tạm

2.1.3.4 Đánh giá chọn phương án

Trình tự thi công đập đất giữa 2 phương án cơ bản là giống nhau Phương án 1

có ưu điểm nổi bật là khối lượng công trình dẫn dòng nhỏ, nhưng cường độ đắp đập vượt lũ tiểu mãn khá cao Phương án 2 tuy phải tốn kém kinh phí để xây dựng tràn tạm, giá thành công trình có tăng lên nhưng giảm được cường độ đắp đập và tiến độ thi công khá đồng đều và ổn định so với phương án 1

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

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

b Các căn cứ để tính toán

- Phương án dẫn dòng thi công đã chọn

- Tài liệu thủy văn dòng chảy ứng với tần suất p=10%

- Căn cứ vào các mặt cắt dọc mặt cắt ngang của lòng sông ,các bản vẽ thiết kế công trình

- các tài liệu về địa hình và địa chất, các quy phạm hiện hành

2.1.2.1 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua dòng sông thu hẹp

a Mùa khô năm thứ 1

đối với công trình hồ chứa nước Canh Hiển, thì theo phương án dẫn dòng thi công đã chọn, mùa khô năm thứ 1 dẫn dòng qua dòng sông thiên nhiên với giá trị lưu lượng lớn nhất của mùa kiệt: Q = Qlũ tiểu mãn = 10,4m3/s chính vì thế ta phải thi công phần công trình

từ vị trí nằm trên mực nước ứng với giá trị lưu lượng trên Căn cứ vào biểu đồ quan hệ

Q ~ ZHL ở chương 1 xác định được mực nước Z1 = 39,75 m

b Mùa lũ năm thứ 1.

- Đến mùa lũ năm thứ 1, mực nước sông tăng lên, các phần công trình đã thi công ở mùa khô sẽ chiếm một phần diện tích 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

- Mục đích tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp ở giai đoạn này để xác định mực nước dâng lên ở thượng lưu, của phần đập đã đắp từ giá trị mực nước đó sẽ

là căn cứ để đắp đập vượt cao trình mực nước thì đập đất với an toàn Đồng thời phải tính toán lưu tốc của dòng chảy, để kiểm tra khả năng xói lở của lòng dẫn và có biện pháp gia cố lòng dẫn cũng như phần đập đã đắp

- Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng

Khái niệm:

Lưu lượng thiết kế dẫn dòng là trị số lưu lượng lớn nhất ứng với tần suất và thời đoạn dẫn dòng thiết kế

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

- Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công :

Chọn theo QCVN 04-05:2012/BNNPTNTvới công trình cấp III tần suất lưu lượng mực nước lớn nhất để thiết kế công trình phục vụ cho công tác dẫn dòng P = 10%

Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng:

Công trình hồ chứa nước Canh Hiển được thi công trong 2 năm, phân tích điều kiện thủy văn và chọn theo mùa

Căn cứ vào tài liệu dòng chảy năm thiết kế có:

• Mùa kiệt bắt đầu từ tháng 1 đến tháng 8

• Mùa lũ bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 12

- Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công:

Với tần suất thiết kế dẫn dòng đã chọn (P = 10%) thì việc chọn lưu lượng thiết

kế chủ yếu dựa vào dẫn dòng thiết kế cho từng thời đoạn

• Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công mùa kiệt: Qkiệt

ta cấn tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp để kiểm tra mức

độ thu hẹp của lòng sông và có biện pháp bảo vệ chống xói lở cho phần đập đã đắp

2) Trường hợp 2: Vào mùa lũ năm thứ nhất ta dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp Khi đó việc tính toán thủy lực dẫn dòng qua long song thu hẹp còn có

là để xác định mực nước ở thượng lưu để làm căn cứ đắp đập vượt lũ Đây là bài toán tính thử dần vì các thong số cần tính toán lớn hơn số phương trình

có được.Trình tự tính thử dần như sau:

Bước 1: Từ Qdd ta tra quan hệ Q – Zhl được giá trị Zhl

Căn cứ vào bãn vẻ mặt cắt dọc đập ta xác định được Zđs

 HHL = Zhl – Zđs

Bước 2: Căn cứ vào mặt cắt dọc đập và Zhl từ đó đo được ω1 như hình vẽ Hình 2.1 và

đo được ω*

Bước 3: Giả thiết giá trị ∆Ζgt

ω

= (m/s) (2.3)

Vc = ( 2 1)

% 10 max

ωω

* Nếu ∆Ztt ~ ∆Ζgt thì giả thiết là chính xác,

Nếu K thuộc khoảng từ 30% - 60% thì thõa mãn điều kiện co hẹp lòng sông

* Nếu ∆Ztt ≠ ∆Ζgt thì giả thiết lại ∆Ζgt sau đó lại thực hiện các bước đến khi thỏa mãn

Nếu K thuộc khoãng từ 30% - 60% thì thỏa mãn điều kiện co hẹp lòng sông

- Kiểm tra xói lở: Vc ≤ [V]kx

a) Các tài liệu tính toán :

- Lưu lượng dẫn dòng thi cộng: Qdd = Qtiểu mãn

-Mặt cắt dọc,mât cắt ngang lòng sông tại vị trí xây xựng đập

-Quan hệ Q ~ ZHL

Vc hc Vo

Z

Hình 2 3 – Sơ đồ tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp

Trong đó:

HTL: Cột nước ở thượng lưu

ZTL:Mực nước thượng lưu

V0: Lưu tốc tới gần ở thượng lưu

Với tần suất P = 10% ta có lưu lượng dẫn dòng về mùa lũ tiểu mãn ứng với Q = 10,4 m3/s Tra quan hệ ( Q~Zhl) xác định được cao trình mực nước hạ lưu ZHL = 39,75 (m)

=>hhl1 = Zhl – Zđs = 39,75 – 38,97 =0,78 (m)

Bước 2:

Với Zhl = 39,75(m) ta dựa vào mặt cắt dọc đập ta xác định được tiết diện ướt của lòng sông mà đê quai và hố móng chiếm chổ là: ω1 = 12,4 m2 và diện tích của lòng sông cũ là: ω* = 26,6 m2

Bước 3: Giả thiết giá trị ∆Zgt= 0,04 m

2

27,34ω

dd c

= thuộc khoảng (30% - 60%), nên độ co hẹo lòng sông là hợp lý

- Kiểm tra xói lở: Vc ≤ kx

2 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp cuối mùa lũ năm thứ nhất

Q dẫn dòng = Q lũ

Bước 1: Từ quan hệ Q~ ZHL ứng với các giá trị Qdẫn dòng =Q lũ=78,9m3/s ta xác định được cao trình mực nước hạ lưu ZHL1

Cao trình đáy sông : Zđs = 38,97 (m)

Với tần suất P = 10% ta có lưu lượng dẫn dòng về mùa lũ tiểu mãn ứng với Qtm= 78,9 m3/s Tra quan hệ ( Q~Zhl) xác định được cao trình mực nước hạ lưu Zhl = 42,28 (m)

=>hhl1 = Zhl – Zđs = 42,28 – 38,97 = 3,31 (m)

Bước 2:

Với Zhl = 42,28(m) ta dựa vào mặt cắt dọc đập ta xác định được tiết diện ướt của lòng sông mà đê quai và hố móng chiếm chổ là: ω1 = 82,9 m2 và diện tích của lòng sông cũ là: ω* =128,08 m2

Bước 3: Giả thiết giá trị ∆Zgt= 0,20 (m)

2

134,8ω

dd c

ZVL= ZTL+δ Với (δ=0,5 ÷ 0,7m); chọn (δ=0,5)

ZVL= 42,34 + 0,5 = 42,84 (m)

Vậy năm thứ nhất ta thi công đập đất phải vượt trên cao trình vượt lũ chính vụ đợt 1 là: 42,84 m

1 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống

- Sau khi ngăn dòng vào tháng 1 ở đầu mùa khô của năm thứ 2 mực nước trong hồ

sẽ dâng lên đến cao trình ngưỡng cống và dòng chảy mùa kiệt được dẫn qua cống

để thi công nốt phần đập còn lại lúc này để an toàn cho quá trình thi công đào móng Ta sử dụng đê quai để bảo vệ để cho đê quai đảm bảo an toàn trong suốt quá trình làm việc thì mực nước ở thượng lưu và hạ lưu trong suốt quá trình dẫn dòng thi công qua cống phải luôn thấp hơn cao trình của đê quai

- dự kiến thời gian thi công đào móng và đắp đập đến cao trình an toàn kéo dài từ

tháng 1 đến hết tháng 4 đến tháng 5 phần đập đã đắp phải đảm bảo đủ cao để vượt mực nước ở thượng lưu (đến cuối tháng 4 đập phải tự ngăn được nước và đê quai hết thời gian sử dụng )

- Do đó từ số liệu thủy văn ứng với tần suất p = 10% ở chương 1 thì lưu lượng dẫn

2 Sơ đồ tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống

Hình 2 – 3 Sơ đồ dẫn dòng qua cống lấy nước khi cống chảy không áp

- Do đó, trong tính toán ta coi mực nước ở hạ lưu cống chảy tự do Hn < D/2 thấp hơn tâm cống Đối với cống ngầm, tùy theo lưu lượng nước chảy qua cống và hình dạng kích thước của cống mà cống sẽ có 3 trạng thái chảy như sau:

- hn ( độ sâu hạ lưu )>D: cống ngắn, cột nước H lớn, dòng chảy xiết phóng ra a ngoài cửa cống, hr<hk ( độ sâu phân giới), hr>hn

- hn<D: hr<D

- Có nước nhảy trong cống nhưng độ sâu nước nhảy h’’<D

* Chảy có áp:

+ H > D ( H lớn)

+ Đường mặt nước trong lòng cống vượt trần cống,

- hn ( độ sâu hạ lưu )>D khi đó cửa ra bị ngập

- hn<D: hr>D

- Có nước nhảy trong cống nhưng độ sâu nước nhảy h’’<D

Đối với cống ngập để xác định được trạng thái chảy ở trong cống ta sử dụng phương pháp vẽ đường mặt nước trong cống: Nếu đường mặt nước chạm trần cống trong phạm vi chiều dài của cống thì chắc chắn cống chảy có áp Nếu khi đường mặt nước chạm trần cống nhưng chiều dài của đường mặt nước lại lớn hơn chiều dài cống thì có thể cống chảy bán áp hoặc tự do tùy theo cột nước ở thượng lưu cống

Đường mặt nước được vẽ từ mặt cắt co hẹp c-c với giá trị h1=hc=ɛ.a cho đến khi giá trị hc= D Sau đó tính toán chiều dài của đường mặt nước với chiều dài đoạn cống còn lại để tìm trạng thái chảy trong cống

3.Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống

Theo tài liệu thiết kế kỹ thuật có các thông số kỹ thuật của cống như sau:

- Cao trình ngưỡng cống : Zngc = 44,80(m)

- Lưu lượng lũ tiểu mãn : Qtiểu mãn = 10,4 (m3/s)

- Lưu lượng thiết kế của cống : Qc = 0,60 (m3/s)

∑ + +

=

R C

L g

c

.

2 1 2

ξα

s 4 3



s = 12(mm) = 0,012(m): Chiều dày của thanh lưới

b = 50(mm) = 0,05(m) : Khoảng cách giữa hai thanh lướiβ= 1,79 : Hệ số hình dạng

α = 750 : Góc nghiêng đặt lưới so với phương ngang

Thay các giá trị vào (2-9) ta được

lcr

3

05 , 0 012 , 0

79,1

∑ξc = 0,2+1+0,28+0,26 = 1,74

C: Hệ số sêzi Tính theo công thức

6

1

1

R n

χ

n = 0,011: Là hệ số nhám

1 6

1 6

Từ điều kiện cống ngầm chảy có áp, hạ lưu chảy tự do ta giả thiết từng giá trị

H0 và thay vào công thức (2-1) ta xác định được từng giá trị Q tương ứng Ta lập bảng như sau

H0 - Cột nước trước cống tính từ cao trình đáy cống

D – chiều cao cống ngay sau cửa vào

∆эi = эi+1 - эi: Biến thiên tỷ năng của dòng chảy giữa 2 mặt cắt (i+1) và i

L= ∑ ∆L: Chiều dài cộng dồn

Sau khi tính toán ta lập bảng tính kết quả như sau

Bảng 2.1 – Bảng tính vẽ đường mặt nước trong cống

ST

1 0,366 0,105 1,149 0,092

61,02

5

17,40

3

80,37

7 15,802 -

57,72

9

(4,582 )

0,079

2 0,400 0,126 1,256 0,100

61,93

6

14,57

0

35,08

0 11,220 0,08

19,72

6

(6,288 ) 0,319

3 0,500 0,196 1,570 0,125

64,28

2 9,325 4,371 4,932 0,40

2,584

(2,195 )

0,853

4 0,600 0,283 1,884 0,150

66,26

Vậy ta giả thiết trên là đúng

* Ứng dụng kết quả tính toán:

Về nguyên tắc ta phải tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống với tất cả các giá trị lưu lượng của từng tháng mà cống làm việc vì mỗi khi giá trị lưu lượng thay đổi thì chế độ làm việc của cống cũng thay đổi (chạy tự do có áp hoặc bán áp ) từ kết quả tính toán

đó ta chọn giá trị mực nước ở thượng lưu cao nhất để làm căn cứ thiết kế đê quai Tuy nhiên trong khuôn khổ của đồ án này ,được sự cho phép của giáo viên hướng dẫn em tạm lấy kết quả tính toán với giá trị lưu lượng lớn nhất để làm căn cứ thiết kế đê quai

- Cao trình đê quai thượng lưu năm thi công thứ hai

•Tính toán thủy lực dẫn dòng đồng thời qua cống và tràn tạm

• 2.2.3 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua đồng thời qua Tràn tạm và cống

2.2.3.1 Mục đích và các trường hợp tính toán

Sau khi chặn dòng và làm công tác xử lý hố móng thì đập đất được đắp trên toàn bộ chiều dài Khi thi công đập đất luôn phải đảm bảo không cho phép nước tràn qua đỉnh đập Với cống lấy nước thường khẩu diện nhỏ chỉ tải được một phần nào đó lưu lượng dẫn dòng nhất là khi có lũ Trong khi đó tràn chính của công trình thường nằm ở vị trí trên cao và cũng đang trong giai đoạn hoàn thiện, không thể dùng vào trong công tác dẫn dòng Do đó bắt buộc phải bố trí tràn tạm nằm thấp hơn cao trình tràn chính ở vào vị trí để đảm bảo đập đang đắp dở luôn an toàn trong mỗi tình huống

a) Mục đích:

- Xác định cao trình và các thông số kích thước của tràn tạm

- Xác định mực nước ở thượng lưu của tràn tạm để làm căn cứ xác định cao trình đắp đập mùa lũ

b) Các trường hợp tính toán:

Hình 2.5- Sơ đồ tính toán thuỷ lực dẫn dòng đồng thời qua tràn tạm và cống

1 Tính với giá trị lũ tiểu mãn ( nếu khi tính thủy lực dẫn dòng qua cống mà cống không đủ tải ( Hcống rất lớn))

2 Tính với giá trị lũ chính vụ

ZTr - ZTC =∆h

Hc: Cột nước ở thượng lưu cống ( cống mở hoàn toàn)

ZTl: Mực nước dâng lên ở thượng lưu

Khi tính toán thì cống mở hoàn toàn để tăng cường khả năng tháo qua cống và cống có thiết kế dẫn dòng thi công

+ Khi tính toán dẫn dòng thi công với giá trị lưu lượng lớn như ở bài toán đặt ra thì thường cống chảy ở trạng thái có áp và tràn chảy ở trạng thái tự do, do đó ta phải áp dụng các công thức tính tương ứng sau đó sẽ kiểm tra lại các trạng thái chảy

+ Các thông số của tràn tạm:

- Cao trình ZTr = 50 (m)

- Chiều rộng b = 4 (m)

Đối với các thông số của tràn thì trong thục tế cần phải thông qua tính toán nhiều phương án khác nhau sau đó so sánh để lựa chọn ra phương pháp bố trí tràn tạm có chi phí nhỏ nhất và đảm bảo yếu tố kỹ thuật: Khối lượng đào – lắp tràn tạm là nhỏ, đập đắp đảm bảo tiến độ và luôn nằm trên cao khi lũ về

* Các bước tính toán:

Trong thực tế khi lũ về thì lưu lượng nước đến sẽ tăng dần từ 0 đến giá trị lưu lượng Qlũ 10% sau đó sẽ giảm dần Vì vậy mực nước trong hồ sẽ dâng dần lên và không bao giờ vượt quá giá trị như sẽ tính toán ở dưới đây Tuy nhiên được sự cho phép của Giáo viên hướng dẫn và để tăng cường độ an toàn cho quá trình thi công ta sẽ dùng kết quả tính toán ở dưới để làm căn cứ đắp đập vượt lũ.

Coi như khi lũ về với giá trị Q = Qlũ 10% ( hoặc Q = Qlũ tiểu mãn 10%) thì mực nước trong hồ bằng cao trình tràn

Bước 1:Từ trạng thái chảy của cống và tràn tạm theo sơ đồ tính toán trên ta có:

3

.2 b g H o

3

.2 b g H Tràn

Để đảm bảo an toàn cho công ta lấy QCống = Qtk = 0,6 (m3/s) (2-11)

Bước 2: Theo sơ đồ dẫn dòng đồng thời qua tràn và cống thì

Qdẫndòng= QCống + QTràn

=> Qdẫndòng = 2

3

.2 b g H Tràn

m + QCống (2-12)

=> Tìm được Htr

=> Tìm được Hc

Có Htràn ta tính được ZTL : ZTL = Ztràn + Htràn

 Cao trình đắp đê quai thượng lưu: Zvl = Ztl + δ (δ =0,5÷0,7)

Bước 3: Kiểm tra trạng thái chảy của tràn và cống

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

Với bài toán này ta coi như toàn bộ lưu lượng dẫn dòng được chuyển hết qua cống và tràn tạm Và khi lũ xuất hiện thì coi như mực nước trong hồ cao bằng ngưỡng tràn tạm Trong quá trình tính toán thì ta coi như tràn tạm chảy tự do và cống chảy có

áp, lưu lượng dẫn dòng được tính theo công thức sau: Qdẫndòng= QCống + QTràn

Công thức tính cao trình tâm cống như sau:

ZTC = ZĐầu cống +

2

D

Trong đó:

Tính độ chênh lệch chiều cao giữa ngưỡng tràn và tâm cống tính theo công thức sau: ΔH= ZTràn - ZTC

Trong đó:

+ ZTràn = 50 (m) : Cao trình ngưỡng tràn tạm dẫn dòng năm thứ 2

→Thay các giá trị vào ta có:

m (2.16)Trong đó:

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

ZVL = Ztl + δ = 55,42 +0,6 = 56,02 m

Bước 3: Kiểm tra trạng thái chảy của tràn và cống

* Kiểm tra trạng thái chảy của cống: Độ sâu cột nước sau nước nhảy hd” nếu > d thì nước chảy trong cống là có áp

Công thức tính : hd” = hn + (J-i)L =0,6+(0,014-0,01)132 = 1,128 m

Trong đó: J – độ dốc thủy lực khi chảy đầy cống:

Ta thấy: hd” = 1,128 m > d =0,6m => Trạng thái chảy trong cống là chảy có áp

* Kiểm tra trạng thái chảy của tràn:

Hai bức tường hai bên làm thu hẹp dòng chảy, do đó mực nước phía thượng lưu phải dâng lên, tạo nên một độ chênh lệch mực nước, thì dù không có ngưỡng cao hơn đáy kênh ta cũng coi đó là hiện tượng chảy qua đập tràn đỉnh rộng

Điều kiện chảy ngập:

Tạm coi hn là độ sâu dòng đều trong kênh hình thang cân có đáy b = 5m; độ dốc i

% = 0%; hệ số mái m =2,0; Q = Qlũ 10% = 78,9 m3/s; Độ nhám: n = 0,01

Ta có m = 2,0 ⇒ 4m0 = 9,88 (Tính theo công thức Agơrốtskin 2

=>

ln

513,330,375

h R

* Tuyến đê quai

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

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

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

+ Phải liên kết tốt với hai bờ

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

Để chọn được tuyến đê quai hợp lý đảm bảo được các yêu cầu nêu trên, sau khi nghiên cứu kỹ bình đồ mặt bằng tổng thể bố trí cụm công trình đầu mối ta thấy rằng:+ Vị trí đắp đê quai ở thượng lưu được nối từ bên phải đập chính hướng vào tràn tạm dẫn dòng, nhánh đê quai này có nhiệm vụ ngăn nước từ thượng lưu về không cho tràn vào hố móng làm ảnh hưởng đến thi công hố móng đập

+ Vị trí đê quai hạ lưu cũng được đắp từ vai phải đập hướng vào kênh dẫn dòng, nhánh đê quai này có nhiệm vụ ngăn nước từ phía hạ lưu không cho tràn vào hố móng đập

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

* Kích thước mặt cắt đê quai

Đê quai kết hợp làm đường thi công, nên ở đây chọn:

+ Bề rộng đê quai thượng lưu: Btl = 5m

+ Bề rộng đê quai hạ lưu: Bhl = 5m

+ Hệ số mái thượng và hạ lưu: m = 1,25

* Cao trình đỉnh

Đê quai được đắp vào đầu tháng 01 và thời điểm chặn dòng là giữa tháng 01 năm 2018 (đầu mùa khô) Nhiệm vụ đê quai chỉ phục vụ cho thi công cho các tháng đầu mùa khô (từ tháng 01 đến cuối tháng 6) nên lượng nước trước đê quai không lớn lắm, vì vậy trong tính toán đê quai ta bỏ qua độ cao an toàn do sóng

Nhiệm vụ của đê quai là ngăn nước vào hố móng đập chính

2.1.6.1 Thiết kế đê quai thượng lưu

B=5m MNTL

m 2

=1.7 5

m 1 =1 .2 5

m

2=1 25

.25

Hình 2.6- Sơ đồ mặt cắt đê quai thượng lưu

Trong trường hợp tính toán cho đê quai thượng lưu ứng với mực nước lưu lượng như đã xác định ở phần tính toán dẫn dòng qua cống có cao trình mực nước thượng lưu ZTL = 51,36 (m), ứng với lưu lượng dẫn dòng là Qdd = 1,83 (m3/s).ta có

B=5m

2=1 25

m1=1 2 5

Hình 2.7- Sơ đồ mặt cắt đê quai hạ lưu

Đê quai hạ lưu ứng với lưu lượng dẫn dòng lớn nhất trong mùa khô là cong

+ Zhl = 39,75 (m): Là cao trình mực nước hạ lưu

→ Thay các giá trị vào công thức (2-17) ta được: Zđqhl = 39,75 + 0,4 = 40,15 (m)

2.2 Ngăn dòng

* Tầm quan trọng

Ngăn dòng là một công tác khẩn trương và phức tạp với một thời gian ngắn nhất, đòi hỏi tốn ít vật liệu và nhân lực nhưng phải chặn được dòng chảy ở cửa ngăn dòng, dòng chảy được dẫn qua công trình dẫn dòng hoặc trữ lại trong hồ Nó còn là công tác

có tính chất chủ yếu mấu chốt trong quá trình thi công các công trình thủy lợi lớn Vì vậy chọn phương án ngăn dòng hợp lý có ý nghĩa to lớn về mặt kinh tế và kỹ thuật Sau khi tính toán thủy lực cống dẫn dòng, ta xác định được cao trình của đê quai

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

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

đó đề ra biện pháp tổ chức thi công ngăn dòng

2.2.1 Chọn ngày tháng ngăn dòng