đồ án dẫn dòng thi công và công tác hố móng 1.1. Vị trí và nhiệm vụ công trình 1.1.1. Vị trí công trình Công trình đầu mối hệ thống thủy lợi TL được xây dựng trên suối TC, thuộc xã X, huyện H, cách thị xã T 20 km về phía Bắc. 1.1.2. Nhiệm vụ công trình Công trình có các nhiệm vụ chính như sau: Cung cấp nước tưới cho nông nghiệp Phát điện Cung cấp nước cho sinh hoạt cho và công nghiệp Lòng hồ kết hợp nuôi trồng thủy sản; Cải tạo môi trường và du lịch
Đồ án dẫn dòng thi công & Công tác hố móng GVHD: NGUYỄN VĂN SƠN Chương : GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Vị trí nhiệm vụ công trình 1.1.1 Vị trí công trình Công trình đầu mối hệ thống thủy lợi TL xây dựng suối TC, thuộc xã X, huyện H, cách thị xã T 20 km phía Bắc 1.1.2 Nhiệm vụ công trình Công trình có nhiệm vụ sau: - Cung cấp nước tưới cho nông nghiệp - Phát điện - Cung cấp nước cho sinh hoạt cho công nghiệp - Lòng hồ kết hợp nuôi trồng thủy sản; - Cải tạo môi trường du lịch 1.2 Quy mô công trình Công trình gồm hạng mục: Đập đất, cống lấy nước, tràn xả lũ Đề số 66 Công trình Phụ Hà Bảng Zđđ 20.8 Bảng Tài liệu tính toán Qk Ql Cống Tràn 17.84 159 Bảng Thông số tràn xả lũ Chiều rộng ngưỡng Cao trình Kí hiệu Qx Loại Độ dốc dốc tràn (m3/s) tràn tràn (m) ngưỡng tràn nước (i) 162 Đỉnh 15 16.6 0.09 rộng Bảng SVTH: PHẠM VĂN HIẾU Thông số cống lấy nước LỚP 50CT-TH Đồ án dẫn dòng thi công & Công tác hố móng GVHD: NGUYỄN VĂN SƠN Kí hiệu Qtk Hình Đường kính cống (m3/s) dạng D(m) 0.3 Tròn 0.8 Cao trình đầu cống Độ dốc đáy cống (i) (m) +81.5 0.002 1.3 Thời gian thi công Công trình xây dựng khoảng năm kể từ ngày khởi công 1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình 1.4.1 Điều kiện địa hình Suối TC chảy qua vùng đồi thấp, đỉnh hình tròn, hai bên lòng suối có thềm rộng, thuận tiện cho việc thi công 1.4.2 Đặc trưng khí tượng, thủy văn Khu vực xây dựng nằm vùng nhiệt đới gió mùa Mùa mưa từ tháng V đến tháng X, mùa khô từ tháng XI đến tháng IV 1.4.3 Các đặc trưng thủy văn yếu tố dòng chảy vùng công trình đầu mối Hồ TL dự kiến xây dựng Suối TC Diện tích lưu vực tính đến tuyến đập đo 16,6 km2 • Lưu lượng thiết kế mùa lũ mùa kiệt theo số liệu bảng Đề Công Zđđ (m) 46 trình 93.0 • Bảng Lưu lượng Qk (m3) Ql (m3) Cống 3.6 118.8 tràn Giai đoạn 3 Quan hệ Q~Zh hạ lưu tuyến đập theo số liệu bảng Bảng Zh (m) 76 76.2 76.6 77.2 78 SVTH: PHẠM VĂN HIẾU Quan hệ Q ~ Zhl Q (m3/s) 2.7 6.7 25.9 59.7 LỚP 50CT-TH Đồ án dẫn dòng thi công & Công tác hố móng 79 80.2 GVHD: NGUYỄN VĂN SƠN 110.7 181.4 1.4.4 Động đất Khu vực xây dựng công trình có động đất cấp 1.5 Nguồn vật liệu xây dựng 1.5.1 Vật liệu đất Mỏ nằm phía vị trí đập tràn, cách tuyến đập 400m, gồm chủ yếu lớp đất sét có lớp sét từ trung đến nặng có lẫn dăm sạn xen kẹp, lớp có lúc dưới, lớp đất sét Bề dày khai thác tương đối đồng 2÷2,5m Mỏ nằm thượng lưu tuyến đập, cách tuyến đập 500m gồm loại đất: sét, sét, bề dày trung bình 2,8m Mỏ nằm sau vai trái tuyến đập Mỏ chủ yếu đất sét, bề dày trung bình 2,5m cách tuyến đập 800m Mỏ nằm phía thượng lưu tuyến đập, cách tuyến đập khoảng 1500m, bề dày khoảng 2,4m, gồm đất sét, sét Bốn mỏ đất gồm hai loại nguồn gốc Eluvi Deluvi Đất bốn mỏ có dung trọng tự nhiên khô γtnk = 1,6T/m3 , dùng để đắp đập 1.5.2 Cát, đá, sỏi Dùng đá vôi mỏ Bache, đá tốt dùng công trường xây dựng Mỏ cách tuyến đập ÷7km Vì sỏi nên dùng đá dăm mỏ Bache để đổ bê tông, cát phân bố dọc sông Đà dùng làm cốt liệu tốt, cự ly vận chuyển khoảng ÷10km 1.5.3 Giao thông vận tải Công trình nằm huyện H cách quốc lộ khoảng 12km Đường đến công trình thuận tiện cho việc vận chuyển thiết bị thi công vật liệu xây dựng SVTH: PHẠM VĂN HIẾU LỚP 50CT-TH Đồ án dẫn dòng thi công & Công tác hố móng GVHD: NGUYỄN VĂN SƠN 1.6 Điều kiện dân sinh kinh tế Theo phương hướng quy hoạch huyện có dân số không nhiều lại có nhiều dân tộc khác Cuộc sống chủ yếu dựa vào nông nghiệp, điều kiện sinh hoạt thấp 1.7 Khả cung cấp điện nước 1.7.1 Cung cấp điện Cách công trình có đường dây cao 35KV chạy qua thuận tiện cho việc sử dụng điện cho công trường 1.7.2 Cung cấp nước Nước dùng cho sản xuất đảm bảo số lượng lẫn chất lượng nhờ việc sử dụng nguồn nước lấy từ sông, suối Nước cho sinh hoạt cần xử lý bảo đảm vệ sinh cho người dùng Điều kiện thi công - Công trình đầu mối thủy lợi Công ty M đảm nhận thi công - Vật tư thiết bị cung cấp đến chân công trình theo tiến độ - Máy móc đảm bảo cho việc thi công - Nhà thầu có khả tự huy động vốn đáp ứng nhu cầu thi công - Thời gian thi công năm SVTH: PHẠM VĂN HIẾU LỚP 50CT-TH Đồ án dẫn dòng thi công & Công tác hố móng GVHD: NGUYỄN VĂN SƠN Chương : CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 2.1 Dẫn dòng 2.1.1 Đề xuất phương án dẫn dòng Theo phân tích địa hình, địa chất, địa chất thủy văn ta đề xuất số phương án dẫn dòng sau: • Phương án 1: Năm Thi Thời đoạn dẫn Công trình Lưu lượng Tổ chức thi công Công dòng Mùa khô từ dẫn dòng Lòng sông tự dẫn dòng 3,8 - chuẩn bị nguyên vật liệu, kho 1/11 đến 30/4 nhiên bãi, đường thi công công tác chuẩn bị cho thi công - thi công tuynel dẫn dòng 118,4 - thi công phần vai phải đập - thi công tiếp phần vai phải đập Mùa lũ từ 1/5 Lòng sông thu đến 31/10 hẹp lên cao trình thiết kế +93 m Mùa khô từ tuynel dẫn - mở móng Thi công tràn - đắp đê quay ngăn phần lòng 1/11 đến 30/4 dòng 3,8 sông - thi công phần lòng sông lên cao 118,4 trình vượt lũ +86 m - tiếp tục thi công phần đập Mùa lũ từ 1/5 Lòng sông thu đến 31/10 hẹp lên cao trình thiết kế +93 Mùa khô từ Tuynel dẫn - thi công tràn - thi công vai trái đập 1/11 đến 30/4 dòng 3,8 - thi công tràn - cuối mùa khô ta phải xong tràn Mùa lũ từ 1/5 Tràn 118,4 đến 31/10 SVTH: PHẠM VĂN HIẾU - hoàn thiện phần lại - bàn giao công trình LỚP 50CT-TH Đồ án dẫn dòng thi công & Công tác hố móng • GVHD: NGUYỄN VĂN SƠN Phương án 2: 2.1.2 So sánh chọn phương án dẫn dòng a • Ưu nhược điểm phương án Phương án Ưu điểm: thi công nhanh, cường độ vốn không cần cao Nhược điểm : có công trình dẫn dòng mùa kiệt có nguy không dẫn tính toán sai tần suất dẫn dòng • Phương án Ưu điểm : có khả ứng phó với lưu lượng dẫn dòng vượt tần suất thiết kế có công trình dẫn dòng lúc : cống ngầm, cống lấy nước, tràn tạm Nhược điểm: thời gian công trình kéo dài, vốn đầu tư cần nhiều b Phân tích định lượng kinh tế kỹ thuật Chỉ tiêu đánh giá Thời gian hoàn thành SVTH: PHẠM VĂN HIẾU Phương án mùa Phương án mùa LỚP 50CT-TH Đồ án dẫn dòng thi công & Công tác hố móng GVHD: NGUYỄN VĂN SƠN công ttình Các công trình tham Cống ngầm, cống lấy nước, Cống ngầm, cống lấy nước, tràn gia dẫn dòng tràn tạm tràn Khối lượng công việc Khối lượng đào đắp thi Khối lượng đào đắp thi công cho công tác dẫn dòng công ít, dẫn công trình nhiều thi công thời gian thi công công Cường độ thi công trình Do công trình tạm nên Công trình tạm nhiều cường độ thi công phương án nên cường độ thi giảm bớt Thời gian thi công công cao rút ngắn Kỹ thuật thi công công Việc có công trình tạm Thi công tràn tạm đòi hỏi phải trình tạm cống ngầm nên kỹ thuật thi có kỹ thuật thi công tốt công không cần cao, làm thủ công Bảng Định lượng Do thời gian hoàn thành ngắn, công trình tạm ít, kỹ thuật thi công đơn giản nên phương án có lợi kinh tế Do đề xuất chọn phương án phương án dẫn dòng thi công cho công trình 2.1.3 Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng dòng thi công a Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công Theo Bảng 4.6 TCVN 285-2002 Cấp công trình Tần suất lưu lượng, mực nước lớn để thiết kế công trình tạm thời I II III IV V phục vụ công tác dẫn dòng (%) Trong mùa khô 10% 10% 10% 10% 10% ≥ mùa khô 5% 5% 10% 10% 10% Bảng lưu lượng, mực nước lớn để thiết kế công trình tạm thời phục vụ công tác dẫn dòng (%) Dựa vào cấp công trình thời gian thi công công trình ta : P= % SVTH: PHẠM VĂN HIẾU LỚP 50CT-TH Đồ án dẫn dòng thi công & Công tác hố móng b GVHD: NGUYỄN VĂN SƠN Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công Năm I II III Công trình dẫn dòng Lòng sông tự nhiên Lòng sông tự nhiên Lòng sông tự nhiên Cống ngầm + cống lấy nước Tràn xả lũ Thời đoạn dẫn dòng tháng mùa lũ tháng mùa khô tháng mùa lũ tháng mùa khô tháng mùa lũ Thời gian dẫn dòng Từ: 01/05 đến 31/10 Từ: 01/11 đến 30/04 Từ: 01/05 đến 31/10 Từ: 01/11 đến 30/04 Từ: 01/05 đến 31/10 2.2 Tính toán thuỷ lực qua lòng sông thu hẹp mùa khô năm xây dựng thứ 2.2.1 Mục đích Xác định quan hệ Q~ZTL dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp Xác định cao trình đê quay thượng hạ lưu Xác định cao trình đắp đập chống lũ cuối mùa khô Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy 2.2.2 Nội dung tính toán +Xác định Qtk: Tính toán với Qtk mùa lũ nên Qtk = 118,8 (m3/s) Căn vào lưu lượng dẫn dòng mùa lũ quan hệ Q~Zhl ta xác định được: Zhl =+79,1 (m) Độ chênh lệch mực nước thượng lưu hà lưu là: ΔZ Diện tích mặt cắt ướt lòng sông là: ω2 Diện tích đê quai hố móng chiếm chỗ là: ω1 Bảng 3-1:quan hệ ztl ~ ω2 ztl ~ ω1 ztl (m) ω2 ( m ) ω1 (m ) 79 8,4 82 24,87 7,38 84 45,27 18,89 86 74,98 38,52 Khi dòng chảy bị co hẹp đê quai chiếm chỗ Tại mặt cắt co hẹp điểm đầu đê quai có thay đổi đột ngột mực nước (giảm xuống) lưu tốc dòng chảy (tăng nên) Do đắp đê quai ngăn dòng phía nên hệ số co hẹp ε = 0,95 Ta chọn đê quai đất nên hệ số mái đê phải: m ≥ ( Chọn m=2,5) Xác định cao trình mực nước thượng lưu phương pháp thử dần sau: Giả thiết: ΔZgt =? SVTH: PHẠM VĂN HIẾU LỚP 50CT-TH Đồ án dẫn dòng thi công & Công tác hố móng GVHD: NGUYỄN VĂN SƠN Suy cao trình mực nước thượng lưu: ZTL = ZHL + ΔZ Từ mặt cắt dọc tuyến công trình ứng với cao trình mực nước thượng lưu ta tính giá trị ω2 ω1 Từ tính lưu tốc mặt cắt thượng lưu lòng sông co hẹp P10% Q Vc = (m/s) ε (ω − ω ) P10% Vo = Q ω dd (m/s) và: dd 2 Từ hai giá trị Vo Vc ta tính giá trị ΔZ: 2 c o V −V ΔZ = ϕ g g (m) ϕ hệ số lưu tốc đê quay hình thang nên ϕ =0,8-0,85 lấy ϕ =0,8 So sánh với giá trị ΔZ giả thiết ban đầu đến độ xác 5% coi toán hội tụ Giá trị ZTL coi đạt yêu cầu Ta lập bảng tính toán với Qtk = 118,8 (m3/s) ΔZgt (m) 4.05 ZHL (m) ZTL (m) ω 2(m2) ω1(m2) 79.1 79.1 83.1 83.15 38.63 39.00 15.49 15.68 Vo (m/s) 3.06 3.04 Vc (m/s) 5.39 5.34 ΔZ(m) 4.14 4.08 Vì ΔZgt ΔZ lệch không 5% nên kết chấp nhận đc Vậy cao trình mực nước thượng lưu : +83.15 (m) 2.2.3 Ứng dụng kết tính toán : Xác định cao trình đắp đập vượt lũ: ZVL=ZTL+δ = 83,15 + 0,6 = +83,75 (m) Với: (δ = 0,5÷ 0,7m) Để đảm bảo an toàn vượt lũ cường độ đắp đập cân đối đợt, ta chọn cao trình đắp đập vượt lũ mùa khô năm thi công thứ ZVL= +86 (m) 2.3 Tính toán thủy lực qua cống tạm: 2.3.1 Nội dung tính toán - Trình tự tính toán: + Giả thiết lưu lượng dẫn dòng: Q = 3,6 m3/s + Chọn số liệu cống hình vuông: + b =1 m + a=1 m SVTH: PHẠM VĂN HIẾU LỚP 50CT-TH Đồ án dẫn dòng thi công & Công tác hố móng GVHD: NGUYỄN VĂN SƠN + D=1 m + i=0,001 + n=0,014 + chọn chiều dài cống: L = 15 m + chọn cao trình đáy cống : Zđáycống = +79 m, + Xác định chế độ chảy cống ngầm Giả thiết εgt1 =0,63 - Độ sâu mặt cắt co hẹp: hc = ε a = 0,63.1 = 0,63 m - Giả thiết cống chảy bán áp H = hc + ( Q ϕ ba b.hc g )2 = 0,63 + ( 3,6 )2 = 3.01(m) 0,85.1.0,63 2.9,8 Với ϕba = 0,85 ÷ 0,9 chọn ϕba =0,85 3,6 2 Độ sâu phân giới: yc = ( )1/3 = ( 9,8.1 )1/3 = 1,08 (m) A0 2/3 (2 y0 )5/3 0, 001 Ta có Q = Rho S0 ⇒ 3,8 = n 0, 014.(2 + y0 ) 2/3 Giải thử dần ta có y0 =1,73 m > yc= 1,1 m ⇒ S0 < Sc y0 > yc yc > d nên ta tính lk = E ( yc ) − E (hc ) S0 − S E(yc) = yc + Q2 3,82 = 1,13 + = 1, 71(m) 2.g b yc2 2.9,8.12.1,132 E(hc) = hc + Q2 3,82 = 0, 63 + = 2, 49(m) 2.g b hc2 2.9,8.12.0, 632 h= hc + yc 0, 63 + 1,13 = = 0,88(m) 2 A = b.h = 1.0,88 = 0,88(m ) p = b + 2h = + 2.0,88 = 2, 76(m) Rh = A 0,88 = = 0,32 p 2, 76 ⇒S =( n.Q A.Rh 2/3 )2 = ( 0, 014.3,8 ) = 0, 0167 0,88.0,322/3 SVTH: PHẠM VĂN HIẾU LỚP 50CT-TH Đồ án dẫn dòng thi công & Công tác hố móng ⇒ lk = GVHD: NGUYỄN VĂN SƠN 1, 71 − 2, 49 = 49, 68(m) > l ⇒ chảy bán áp 0, 001 − 0, 0167 Vậy giả thiết cống chảy bán áp = 0,34 2,92 Kiểm tra ε : ta có = Tra bảng 16-1trang 129 giáo trình tập thủy lực ta có: ε = 0,627 ≠ εgt1 = 0,63 - Giả thiêt tiếp: εgt2 = 0,627 - Độ sâu mặt cắt co hẹp: hc = ε a = 0,627.1 = 0,627 m H = 0,627 +( Kiểm tra : = 3,8 0,9.1.0,627 2.9,8 )2 = 2,94 m = 0,34 2,94 Tra bảng 16-1trang 129 giáo trình tập thủy lực ta có: ε = 0,627 = εgt2 = 0,627 Vậy ta có H = 2,94 m Suy ra: Ztl = Zđc + H = 79 + 2,94 = +81,94 m 2.3.2 Ứng dụng kết tính toán: + Xác định cao trình đắp đê quai thượng lưu: Zđqtl = 81,94 + 0,7 =+82,64 m Với a=(0,5 – 0,7) m 2.4 Đê quai a Kích thước mặt cắt đê quai b=3m m = 2,5 Cao trình đỉnh: ZĐQHL = ZHL + a’ = 79,1+0,5 =+79,6 m Với a’= 0,5 m 2.4.2 Tính khối lượng đê quai SVTH: PHẠM VĂN HIẾU LỚP 50CT-TH Đồ án dẫn dòng thi công & Công tác hố móng GVHD: NGUYỄN VĂN SƠN Chương : Chương : Công tác hố móng Bảng 1Bảng Tài liệu tính toán .1 Bảng 2Thông số tràn xả lũ .1 Bảng 3Thông số cống lấy nước .1 Bảng 1Lưu lượng .2 Bảng 1Quan hệ Q ~ Zhl Bảng 1Định lượng Bảng 1lưu lượng, mực nước lớn để thiết kế công trình tạm thời phục vụ công tác dẫn dòng (%) SVTH: PHẠM VĂN HIẾU LỚP 50CT-TH Đồ án dẫn dòng thi công & Công tác hố móng GVHD: NGUYỄN VĂN SƠN Mục Lục Chương : GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Vị trí nhiệm vụ công trình 1.1.1 Vị trí công trình .1 1.1.2 Nhiệm vụ công trình 1.2 Quy mô công trình 1.3 Thời gian thi công 1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình 1.4.1 Điều kiện địa hình 1.4.2 Đặc trưng khí tượng, thủy văn .2 1.4.3 Các đặc trưng thủy văn yếu tố dòng chảy vùng công trình đầu mối 1.4.4 Động đất 1.5 Nguồn vật liệu xây dựng 1.5.1 Vật liệu đất .3 1.5.2 Cát, đá, sỏi .3 1.5.3 Giao thông vận tải 1.6 Điều kiện dân sinh kinh tế 1.7 Khả cung cấp điện nước 1.7.1 Cung cấp điện 1.7.2 Cung cấp nước .4 Chương : CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 2.1 Dẫn dòng 2.1.1 Đề xuất phương án dẫn dòng 2.1.2 So sánh chọn phương án dẫn dòng 2.1.3 Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng dòng thi công 2.2 Tính toán thuỷ lực qua lòng sông thu hẹp mùa khô năm xây dựng thứ 2.2.1 Mục đích 2.2.2 Nội dung tính toán 2.2.3 Ứng dụng kết tính toán : 2.3 Tính toán thủy lực qua cống tạm: 2.3.1 Nội dung tính toán 2.3.2 Ứng dụng kết tính toán: 11 2.4 Đê quai 11 MỤC LỤC Đồ án dẫn dòng thi công & Công tác hố móng GVHD: NGUYỄN VĂN SƠN 2.4.2 Tính khối lượng đê quai .11 Chương : Công tác hố móng .12 Mục lục bảng số liệu MỤC LỤC