đồ án dẫn dòng thi công và công tác hố móng

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

Chương 1 : GIỚI THIỆU CHUNG

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

1.2 Quy mô công trình

Công trình gồm các hạng mục: Đập đất, cống lấy nước, tràn xả lũ

Bảng 1 Bảng 1 Tài liệu tính toán

Bảng 2 Thông số tràn xả lũ

Kí hiệu

tràn

Qx

(m3/s)

Loại tràn

Chiều rộng ngưỡng tràn (m)

Cao trình ngưỡng tràn

Độ dốc dốc nước (i)

rộng

Bảng 3 Thông số cống lấy nước.

Kí hiệu

cống

Qtk

(m3/s)

Hình dạng

Đường kính D(m)

Cao trình đầu cống (m)

Độ dốc đáy cống (i)

1.3 Thời gian thi công

Công trình được xây dựng trong khoảng 3 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 trong 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 và các yếu tố dòng chảy vùng công trình đầu mối

Hồ TL dự kiến xây dựng trên Suối TC Diện tích lưu vực tính đến tuyến

đập đo được 16,6 km2

Bảng 1 Lưu lượng.

trình

Bảng 1 Quan hệ Q ~ Z hl

79 110.7

1.4.4 Động đất

Khu vực xây dựng công trình có động đất cấp 7

1.5 Nguồn vật liệu xây dựng

1.5.1 Vật liệu đất

Mỏ 1 nằm phía vị trí đập tràn, cách tuyến đập 400m, gồm chủ yếu là lớp đất sét và có lớp

á sét từ trung đến nặng có lẫn dăm sạn xen kẹp, lớp này có lúc ở dưới, ở giữa và ở trên lớp đất sét Bề dày khai thác tương đối đồng đều

2÷2,5m

Mỏ 2 nằm ở thượng lưu tuyến đập, cách tuyến đập 500m gồm các loại

đất: á sét, sét, bề dày trung bình 2,8m

Mỏ 3 nằm ở sau vai trái tuyến đập Mỏ này chủ yếu là đất sét, bề dày trung bình 2,5m cách tuyến đập 800m

Mỏ 4 nằm phía thượng lưu tuyến đập, cách tuyến đập khoảng 1500m, bề

dày khoảng 2,4m, gồm đất sét, á sét

Bốn mỏ đất gồm hai loại nguồn gốc chính là Eluvi và Deluvi Đất ở bốn mỏ này có dung trọng tự nhiên khô γtnk = 1,6T/m3 , đều dùng để đắp đập được

1.5.2 Cát, đá, sỏi

Dùng đá vôi ở mỏ Bache, đá ở đó rất tốt dùng trong các công trường xây dựng Mỏ này cách tuyến đập 6 ÷7km

Vì sỏi ít nên dùng đá dăm ở mỏ Bache để đổ bê tông, cát phân bố dọc sông Đà dùng làm cốt liệu rất tốt, cự ly vận chuyển khoảng 5 ÷10km

1.5.3 Giao thông vận tải

Công trình nằm ở huyện H cách quốc lộ khoảng 12km Đường đến công trình thuận tiện cho việc vận chuyển thiết bị thi công và vật liệu xây dựng

1.6 Điều kiện dân sinh kinh tế

Theo phương hướng quy hoạch đây là một huyện có dân số không nhiều nhưng lại có nhiều dân tộc khác nhau Cuộc sống chủ yếu dựa vào nông nghiệp, điều kiện sinh hoạt thấp kém

1.7. Khả năng cung cấp điện nước

1.7.1 Cung cấp điện

Cách công trình có đường dây cao thế 35KV chạy qua thuận tiện cho việc sử dụng điện cho công trường

1.7.2 Cung cấp nước

Nước dùng cho sản xuất được đảm bảo cả về số lượng lẫn chất lượng nhờ việc sử dụng nguồn nước lấy từ các 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 do Công ty M đảm nhận thi công

- Vật tư thiết bị cung cấp đến chân công trình theo đúng tiến độ

- Máy móc đảm bảo cho việc thi công

- Nhà thầu có khả năng tự huy động vốn đáp ứng nhu cầu thi công

- Thời gian thi công 3 năm

Chương 2 : CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG

2.1 Dẫn dòng.

2.1.1 Đề xuất các phương án dẫn dòng

Theo phân tích về địa hình, địa chất, địa chất thủy văn ở trên ta có thể đề xuất một số phương án dẫn dòng như sau:

Năm Thi

Công

Thời đoạn dẫn

dòng

Công trình dẫn dòng

Lưu lượng dẫn dòng

Tổ chức thi công

1

Mùa khô từ

1/11 đến 30/4

Lòng sông tự nhiên

3,8 - chuẩn bị nguyên vật liệu, kho

bãi, đường thi công các công tác chuẩn bị cho thi công

- thi công tuynel dẫn dòng

- thi công phần vai phải đập

Mùa lũ từ 1/5

đến 31/10

Lòng sông thu hẹp

118,4 - thi công tiếp phần vai phải đập

lên cao trình thiết kế +93 m

- mở móng Thi công tràn chính 2

Mùa khô từ

1/11 đến 30/4

tuynel dẫn dòng

3,8 - đắp đê quay ngăn phần lòng

sông

- thi công phần lòng sông lên cao trình vượt lũ +86 m

Mùa lũ từ 1/5

đến 31/10

Lòng sông thu hẹp

118,4 - tiếp tục thi công một phần đập

lên cao trình thiết kế +93

- thi công tràn chính

3

Mùa khô từ

1/11 đến 30/4

Tuynel dẫn dòng

3,8 - thi công vai trái đập

- thi công tràn chính

- cuối mùa khô ta phải xong tràn chính

Mùa lũ từ 1/5

đến 31/10

Tràn chính 118,4 - hoàn thiện phần còn lại

- bàn giao công trình

• Phương án 2:

2.1.2 So sánh và chọn phương án dẫn dòng

Ưu điểm: thi công nhanh, cường độ vốn không cần cao

Nhược điểm : chỉ có 1 công trình dẫn dòng trong mùa kiệt có nguy cơ không dẫn hết nước nếu tính toán sai tần suất dẫn dòng

Ưu điểm : có khả năng ứng phó với lưu lượng dẫn dòng vượt quá tần suất thiết kế do có 3 công trình có thể dẫn dòng cùng một lúc : cống ngầm, cống lấy nước, tràn tạm

Nhược điểm: thời gian công trình kéo dài, vốn đầu tư cần nhiều hơn

công ttình.

Các công trình tham

gia dẫn dòng

Cống ngầm, cống lấy nước, tràn chính

Cống ngầm, cống lấy nước, tràn tạm và tràn chính

Khối lượng công việc

cho công tác dẫn dòng

thi công

Khối lượng đào đắp và thi công ít, dẫn được hết nước trong thời gian thi công công trình

Khối lượng đào đắp thi công các công trình nhiều

cường độ thi công được giảm bớt Thời gian thi công được rút ngắn

Công trình tạm nhiều hơn phương án 1 nên cường độ thi công cao hơn

Kỹ thuật thi công công

trình tạm

Việc chỉ có công trình tạm là cống ngầm nên kỹ thuật thi công không cần cao, có thể làm bằng thủ công

Thi công tràn tạm đòi hỏi phải

có kỹ thuật thi công tốt

Bảng 1 Định lượng

Do thời gian hoàn thành ngắn, công trình tạm ít, kỹ thuật thi công đơn giản nên phương án

1 có lợi về kinh tế hơn

Do vậy đề xuất chọn phương án 1 là phương án dẫn dòng thi công cho công trình

2.1.3 Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng dòng thi công

Theo Bảng 4.6 TCVN 285-2002

phục vụ công tác dẫn dòng (%)

Bảng 1 lưu lượng, mực nước lớn nhất để thiết kế công trình tạm thời phục vụ

công tác dẫn dòng (%)

Dựa vào cấp công trình và thời gian thi công công trình ta được : P= %

b. Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công.

2.2 Tính toán thuỷ lực qua lòng sông thu hẹp mùa khô năm xây dựng thứ 1

2.2.1 Mục đích

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

Xác định cao trình đê quay thượng và 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 của mùa lũ nên Qtk = 118,8 (m3/s)

Căn cứ vào lưu lượng dẫn dòng về mùa lũ và quan hệ Q~Zhl ta xác định được:

Zhl =+79,1 (m)

Độ chênh lệch mực nước thượng lưu và hà lưu là: ΔZ

Diện tích mặt cắt ướt lòng sông là: ω2

Diện tích đê quai và hố móng chiếm chỗ là: ω1

Bảng 3-1:quan hệ ztl ~ω2 và ztl ~ω1

Khi dòng chảy bị co hẹp do đê quai chiếm chỗ Tại mặt cắt co hẹp ngay tại điểm đầu đê quai

có sự thay đổi đột ngột về mực nước (giảm xuống) và lưu tốc dòng chảy (tăng nên)

Do đắp đê quai ngăn dòng về 1 phía nên hệ số co hẹp ε = 0,95

Ta chọn đê quai bằng đất nên hệ số mái đê phải: m ≥ 2 ( Chọn m=2,5)

Xác định cao trình mực nước thượng lưu bằng phương pháp thử dần như sau:

Giả thiết: ΔZgt =?

ztl (m) 2

2(m )

1(m )

ω

Suy ra cao trình mực nước thượng lưu:

ZTL = ZHL + ΔZ

Từ mặt cắt dọc tuyến công trình ứng với mỗi cao trình mực nước thượng lưu ta tính được một giá trị ω2 và ω1

Từ đây tính được lưu tốc tại 2 mặt cắt thượng lưu và lòng sông co hẹp

Vo =

ω2

% 10

QP

dd (m/s) và: Vc =

) 1 2

% 10

QP

dd (m/s)

Từ hai giá trị Vo và Vc ta tính được giá trị ΔZ:

g

V

Vc o

2 2

2

2

2

−

ϕ hệ số lưu tốc vì 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 chính xác 5% thì coi là bài toán hội tụ Giá trị

ZTL được coi là đạt yêu cầu

Ta lập bảng tính toán với Qtk = 118,8 (m3/s)

ΔZgt (m) ZHL (m) ZTL (m) ω2(m2) ω1(m2) Vo (m/s) Vc (m/s) ΔZ(m)

4 79.1 83.1 38.63 15.49 3.06 5.39 4.14 4.05 79.1 83.15 39.00 15.68 3.04 5.34 4.08

Vì ΔZgt và ΔZ lệch nhau không quá 5% nên kết quả này có thế chấp nhận đc

Vậy cao trình mực nước thượng lưu là : +83.15 (m)

2.2.3 Ứng dụng kết quả 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 và cường độ đắp đập cân đối giữa các đợt, ta chọn cao trình đắp đập vượt lũ mùa khô năm thi công thứ 2 là 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

+ 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 của 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 + (

g h b

Q c

ba 2

ϕ )2 = 0,63 + ( 0,85.1.0,63 2.9,8

6 , 3

)2 = 3.01(m) Với ϕba= 0,85 ÷0,9 chọn ϕba=0,85

Độ sâu phân giới: yc = ( )1/3 = ( 2

2

1 8 , 9

6 , 3 )1/3 = 1,08 (m)

Ta có

5/3 2/3

0

(2 )

0,014.(2 2 )

ho

Q R S

+

Giải thử dần ta có y0 =1,73 m > yc= 1,1 m

S0 < Sc

y0 > yc và yc > d nên ta đi tính lk =

0

( )c ( )c

E y E h

S S

−

−

E(yc) = yc +

3,8

2 c 2.9,8.1 1,13

Q

m

g b y = + =

E(hc) = hc +

3,8 0,63 2, 49( )

2 c 2.9,8.1 0,63

Q

m

g b h = + =

0,63 1,13

0,88( )

c c

h y

h= + = + = m

2 1.0,88 0,88( )

A b h= = = m

2 1 2.0,88 2,76( )

p b= + h= + = m

h

R = 0,88 0,32

2,76

A

p = =

0,014.3,8

0,88.0,32 h

n Q

S

A R

⇒

1,71 2, 49

49,68( ) 0,001 0,0167

k

− > l ⇒ chảy bán áp.

Vậy giả thiết cống chảy bán áp là đúng

Kiểm tra ε : ta có =

92 , 2

1 = 0,34 Tra bảng 16-1trang 129 giáo trình bài 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 +(

8 , 9 2 627 , 0 1 9 , 0

8 , 3

)2 = 2,94 m

Kiểm tra : =

94 , 2

1 = 0,34 Tra bảng 16-1trang 129 giáo trình bài 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 quả 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 = 3 m

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

Chương 3 :

Chương 4 : Công tác hố móng.

Bảng 1Bảng 1 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 2

Bảng 1Định lượng 7

Bảng 1lưu lượng, mực nước lớn nhất để thiết kế công trình tạm thời phục vụ công tác dẫn dòng (%) 7

Mục Lục

Chương 1 : GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 Vị trí và nhiệm vụ công trình 1

1.1.1 Vị trí công trình 1

1.1.2 Nhiệm vụ công trình 1

1.2 Quy mô công trình 1

1.3 Thời gian thi công 2

1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình 2

1.4.1 Điều kiện địa hình 2

1.4.2 Đặc trưng khí tượng, thủy văn 2

1.4.3 Các đặc trưng thủy văn và các yếu tố dòng chảy vùng công trình đầu mối 2

1.4.4 Động đất 3

1.5 Nguồn vật liệu xây dựng 3

1.5.1 Vật liệu đất 3

1.5.2 Cát, đá, sỏi 3

1.5.3 Giao thông vận tải 3

1.6 Điều kiện dân sinh kinh tế 4

1.7 Khả năng cung cấp điện nước 4

1.7.1 Cung cấp điện 4

1.7.2 Cung cấp nước 4

Chương 2 : CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 5

2.1 Dẫn dòng 5

2.1.1 Đề xuất các phương án dẫn dòng 5

2.1.2 So sánh và chọn phương án dẫn dòng 6

2.1.3 Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng dòng thi công 7

2.2 Tính toán thuỷ lực qua lòng sông thu hẹp mùa khô năm xây dựng thứ 1 8

2.2.1 Mục đích 8

2.2.2 Nội dung tính toán 8

2.2.3 Ứng dụng kết quả tính toán : 9

2.3 Tính toán thủy lực qua cống tạm: 9

2.3.1 Nội dung tính toán 9

2.3.2 Ứng dụng kết quả tính toán: 11

2.4 Đê quai 11

2.4.2 Tính khối lượng đê quai 11 Chương 4 : Công tác hố móng 12

Mục lục bảng số liệu