TKTCTC công trình hồ chứa truồi

- Lượng mưa gây lũ: Bảng 1-10: Lượng mưa 1 ngày lớn nhất thiết kế 1.4.2.2.Thuỷ văn công trình Dòng chảy trong sông Truồi chia thành 2 mùa rõ rệt : mùa kiệt từ tháng I đến tháng VI tron

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG1.1 Vị trí công trình

- Cụm công trính đầu mối được xây dựng trên sông Truồi, thuộc xã Lộc Hòa,huyện Phú Lộc, tỉnh Thừa thiên -Huế

- Hệ thống hồ chứa nằm trên phần đất đai thuộc các Huyện :Phú lộc ,Hươngthủy , Phú vang (Tỉnh Thừa thiên Huế )

-Tên gọi công trình :Công trình thủy lợi Nam sông Hương ( Hồ Truồi)

- Tọa độ địa lý khu vực Công trình đầu mối:

Từ 16008’ đến 16010’ vĩ độ bắc

Từ 107045’ đến 107048’ kinh độ đông

1.2 Nhiệm vụ công trình

Đáp ứng những nhiệm vụ sau:

- Tưới cho diện tích 5.150ha đất canh tác, trong đó :

+Tưới tự chảy : 3.862ha

+ Tạo nguồn : 1.288 ha

lượng 1.106m3/năm

1.3 Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình

Cụm công trình đầu mối được thiết kế theo TCXDVN 285-2002

- Cấp công trình : Đầu mối cấp III, hệ thống kênh cấp IV

- Tần suất lũ thiết kế : Đầu mối P=1,0%, hệ thống kênh P=1,5%

- Mức bảo đảm tưới và mưa thiết kế : P=75%

- Tần suất thiết kế công trình dẫn dòng và công trình phụ : P=10%

- Tần suất gió lớn nhất thiết kế : P=4%

- Động đất cấp 6 trên thang 12 cấp

Các thông số cơ bản

1.3.1 Các thông số cơ bản của hồ chứa

Bảng 1-1: Các thông số cơ bản của hồ chứa

Bảng 1-2: Các thông số cơ bản của đập đất

đá, xủ lý nền bằng chân khay giữa kết hợp với khoan

phụt

- Hình thức làm tràn dọc có mặt cắt thực dụng bằng BTCT M200, 3 cửa van cungbằng thép 3(5×4) đóng mở bằng piston thuỷ lực, dốc tiêu năng máng phun

1.3.4 Cống lấy nước

- Tuyến cống tại vai phải đập, trên nền đất

- Cuối cống có đạt 1 bic câm để lắp đặt máy thuỷ điện khi cần thiết và mộtống xả tưới lắp van côn

- Hạ lưu cống có đặt một vab côn φ =1.400mm trong buồng van rộng 6m dài

- Mực nước cuối cống đầu kênh chính là 194,50 m

- Hình thức là cống ngầm dưới đập, có áp, kết hợp dẫn dòng thi công bằngthép trong hành lang BTCTM200, van phẳng bằng thép dự trữ sửa chửatrong tháp lấy nước ở thượng lưu, van côn làm việc ở hạ lưu

1.3.5 Hệ thống kênh chính

- Kênh chính bằng BTCT có mắt chũ nhật dài ∑LKC =16.080m, có một

bên bờ kết hợp giao thông nông thôn B=4m

- Lưu lượng thiết đầu kênh : Qtk=2,60m3/s

- Mực nứơc thiết kế đầu kênh : MNTKDK =161,54m Tổng số công trình trênkênh chính : ∑CTCK=120 công trình

- Số lượng kênh cấp 1 : n=29 kênh

- Tổng chiều dài kênh chính cấp 1 : ∑Lc1=59.330m

1.3.6 Công trình trên hệ thống kênh

Bảng 1-3: Công trình trên kênh

9 Cầu Cái 7 19 26

1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình

1.4.1 Điều kiện địa hình

1.4.1.1 Khu hồ chứa

Lưu vưc sông Truồi ở thượng nguồn cao từ +800m đến +1000m có độ dốc trungbình, với chiều dài suối từ 7÷ 8km Vùng lồng hồ sông ở độ cao +210m xuống đến

độ cao +183m ở vùng tuyến đập độ dốc trung bình

- Địa hinh dạng bào mòn : Dạng địa hình này có cao độ thay đổi từ +190.0tới >+250.0m, mái dốc đứng với độ dốc khá lớn

- Địa hình dạng tích tụ : Dạng địa hình tích tụ chủ yếu là các bãi bồi cát sỏi nhỏcác bãi đá tảng lăn dọc theo sông Truồi có bề dày và kich thước thay đổi theo mùa

1.4.1.2 Khu vực đầu mối công trình

Vùng tuyến công trình đầu mối nghiên cứu tại đoạn sông hẹp, về phía hạ lưukhoảng 400m sông uốn công và có ghềng đá, hai bờ là núi cao, tương đối dốc, câycối thưa Vì sườn núi tương đối thấp nên đập đất ngắn nhưng khối lượng đào đắpcủa tràn lại rất lớn, bố trí đường quản lý khó khăn

Tại vị trí xây dựng tuyến đập là eo núi thu hẹp, lòng sông Truồi tương đốithẳng và ít thay đổi, chiều rộng khoảng 43m, cao độ đáy sông khoảng +183.50m

Bên bờ phải thềm sông có địa hình tương đối bằng phẳng, tại đậy dự kiếnxây dựng cống lấy nước Sau phần thềm sông tương đối phẳng là sườn núi tươngđối dốc, có cao độ từ +195.00m đến +255.00m

Bên bờ trái sau phần thềm sông tương đối phẳng là sườn núi tương đối dốc,

có cao độ từ +200.00m ÷+240.00m

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

Các yếu tố khí hậu, khí tượng nghiên cứu tính toán có các số liệu sau:

1.4.2.1 Các đặc trưng khí hậu khí tượng

• Nhiệt Độ không khí

40,728,518,4

40,528,321,0

37,327,020,2

36,227,020,0

36,326,620,6

35,626,118,0

34,025,216,4

33,423,810,5

34,422,010,4

40,725,68,5

• Độ ẩm tương đối

Bảng 1-5: Trị số đặc trưng độ ẩm tương đối tưng tháng và năm Đơn vị (%)

• Tốc độ gió

Bảng 1-6: Tốc độ gió trung bình và lớn nhất tháng, năm Đơn vị (m/s)

Bảng 1-8: Lượng bốc hơi tháng, năm Đơn vị (mm)

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

GN 198,8 227,6 279,3 252,2 260,7 177,9 233,9 180,2 192,2 181,0 158,0 151,2 2484,3

• Lượng mưa

Mùa mưa bắt đầu từ tháng cuối tháng VI đầu tháng VII, đến cuối tháng VIII lượngmưa tăng dần lên và kết thúc vào tháng X Lượng mưa trong mùa mưa chiếmkhoảng 85% lượng mưa cả năm mưa lớn thường tập chung vào các tháng IX và

X mùa khô từ tháng I đến tháng VI , lượng mưa chiếm khoảng 15% cả năm

- Lượng mưa gây lũ:

Bảng 1-10: Lượng mưa 1 ngày lớn nhất thiết kế

1.4.2.2.Thuỷ văn công trình

Dòng chảy trong sông Truồi chia thành 2 mùa rõ rệt : mùa kiệt từ tháng I đến tháng

VI trong đó các tháng cạn nhất thường vào tháng I ÷ III, mùa lũ từ tháng VII ÷ XIItrong đó các tháng X÷ XI có lưu lượng lớn nhất trong năm

1.4.2.2.1 Dòng chảy năm

• Lưu lượng bình quân nhiều năm

kết quả đo đạc và tính toán như sau:

- Thông số phản ánh đặc điểm của địa hình : n=0,90

• Dòng chảy năm thiết kế

Dòng chảy năm hồ Truồi theo mức bảo đảm 75%

- Q75% = 1,25m3

/s

- W75% = 39,459.106m3

• Phân phối dòng chảy năm

92445,63

71934,89

60529,01

Bảng 1-15: Quá trình lũ tiểu mãn ứng với tần suất thiết kế hồ Truồi

Hình 1-2: Dạng đường quá trình lũ lớn nhất ứng với p= 10%

1.4.2.2.3 Dòng chảy bùn cát

a Bùn cát lơ lửng

Trong lưu vực không có tài liệu đo độ đục phù sa, dung tài liệu độ đục phù sa lơ

Với :

- Lưu lượng bình quân nhiêu năm Q0 =1,98m3/s

- Trọng lượng riêng của bùn cát di đẩy γ2 =1,5 tấn /m3

- trọng lượng riêng của sạt lở bờ γ3 =1,2 tấn /m3

(106m3)

b Tổn thất bốc hơi của hồ chứa

Bảng 1-17: Phân phối tổn thất bốc hơi Đơn vị (mm)

1.4.2.3 Các đường quan hệ lưu lưọng tại các tuyến nghiên cứu

Căn cứ tài liệu đo mặt cắt ngang sông tại tuyến đập, hạ lưu tràn xả lũ và các côngtrình vượt sông suốt trên đường thi công trục chính, có quan hệ H~Q tại các vị trí

Hình 1-3: Quan hệ Q~Z tại tuyến đập

Hình 1-4: Quan hệ Q ~ Z hạ lưu tràn xả lũ

Hình 1-5: Quan hệ V ~ Z hồ

1.4.3 Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn

1.4.3.1 Điều kiện địa chất công trình Hả

Trong khu vực tuyến công trình đầu nối phân bố địa chất từ trên xuống dưới như sau:

- Lớp 1: Cát hạt thô chứa cuội sỏi, kết cấu chặt phân bố ở lòng sông, dày từ 1-3.5m.Khi thi công phải tạo hào chống thấm dưới nền đê quai qua lớp đất này

- Lớp 4: á cát chứa nhiều dăm sạn đến hỗn hợp dăm sạn, á cát Kết cấu chặt, nguồngốc pha tàn tích, phân bố ở hai vai dày từ 0.5-3 m

Đá gốc gồm 2 loại đá Granít và đá mạch Lamprophyn Đá gốc bị phong hoá,biến đổi mạnh mẽ, phân bố từ trên xuống dưới như sau:

Đá phong hoá hoàn toàn thành đất á sét, chứa 70-80% hạt dăm sạn và

10-5cm/s

Đá phong hoá nhẹ, tươi ít nứt nẻ, khe nứt kín

Với tình hình phân bố địa tầng như trên, công trình có quy mô vừa, nên nền đủ khảnăng chịu lực Đập ngăn sông trên nền đá phong hoá hoàn toàn, cần xử lý thấm quanền bằng khoan phụt vữa xi măng Tràn xả lũ trên nền đá phong hoá nhẹ, tươi Cốnglấy nước trên nền đá phong hoá vừa

i 1.4.3.2 Điều kiện địa chất thuỷ văn

Trong khu vực nghiên cứu có 2 loại nguồn nước chính là nước mặt và nước ngầm

thường đục do có lượng phù sa lớn, về mùa khô nước vàng nhạt, đục, không mùi vị,

ít cặn lắng Tổng độ khoáng hoá 0.12 g/l là loại nước nhạt Clorua Bicacbonat Natri.Nước mặt có quan hệ thuỷ lực với nước ngầm trong tâng phủ pha tàn tích ở khu vựcnghiên cứu Về mùa mưa nước mặt là nước ngầm cấp nước cho nước mặt Mựcnước và thành phần hoá học của nước mặt thay đổi theo mùa

+ Nước ngầm trong các bồi tích và trong tầng phủ pha tàn tích và phong hoá

Clorua Bicacbonat Natri, tổng khoáng hoá M=0,1g/l, nước vàng nhạt, đục, ít cặnlắng Nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa, về mùa khô thuờng cạn kiệt và thườngxuất lộ ra ở ranh giới giữa tầng phủ và đá gốc.

+ Nước ngầm trong khe nứt đá gốc: đây là loại nước ngầm chủ yếu trong khu

của nước là Clorua Bicacbonat Natri, nước vàng nhạt, đục, ít cặn lắng Nguồn cungcấp chủ yếu cho nước sông Nhìn chung nước chỉ tập trung ở trong khe nứt nênnguồn nước nghèo nàn Mực nước và thành phần hoá học của nước ngầm thay đổitheo mùa

Theo kết quả phân tích hóa học: nước ngầm và nước mặt trong khu vực nghiên cứu

có tính ăn mòn khử kiềm

1.4.4 Điều kiện dân sinh kinh tế Tuấn Hải

1.4.4.1 Các yêu cầu về lợi dụng tổng hợp công trình:

Hồ chứa nước Truồi được xây dựng ngoài nhiệm vụ chính là tưới, cấp nướccho sinh hoạt còn cần được khai thác tốt trên một số khía cạnh khác:

phục vụ sản xuất, tạo thành mạng lưới đường giao thông nội bộ trong khu tưới vàgiao thông nội bộ trong khu tưới và giao lưu với bên ngoài

khí hậu mát mẻ hơn, kết hợp với việc trồng rừng phủ xanh đồi đất trọc, cải tạo điềukiện môi trường sinh thái vùng dự án

1.4.4.2 Các vấn đề dân sinh kinh tế, xã hội có liên quan

Theo quy hoạch tổng thể kinh tế - xã hội huyện thì mục tiêu phát triển HuyệnPhú lộc như sau:

(2013-2015) và 18-20% (2016-2020)

USD (2016-2020)

Nông nghiệp được xác định là mặt trận hàng đầu trong việc đẩy mạnh phát triểnkinh tế huyện Hương thủy, trong đó thuỷ lợi là yếu tố cơ bản nhất Thúc đẩy pháttriển xã hội trên cơ sở quan tâm đúng mức về cơ sở hạ tầng, nhất là cho các vùnglõm, vùng sâu, vùng xa, vùng đặc biệt khó khăn Trước mắt ưu tiên cho đường giaothông, thuỷ lợi, trường học, từng bước chuyển đổi cơ cấu kinh té theo hướng côngnghiệp hoá - hiện đại hoá, sản xuất hàng hoá trên cơ sở đẩy mạnh chế biến nôngsản, nhất là chế biến điều, thuốc lá, vừng là những loại cây trồng có tính chiến lượclâu dài của huyện.

1.5 Điều kiện giao thông

- Đường vận chuyển ngoài công trường:

Thị trấn Phú Lộc là nơi cung cấp các vật liệu chính như sắt, thép, xi măng,xăng, dầu, dăm đá cho công trình

Từ thị trấn Phú Lộc có đường ôtô liên xã Truồi đến Đất Bằng vào cách côngtrình khoảng 2km Hiện trạng và hướng cải taọ tuyến đường này như sau:

+ Từ ngã ba Trần Phú (Thị trấn Phú Lộc K17) đến ngã ba xã Hương Thủy(K4+430) dài 12,63km là đường ôtô cho phép xe có tải trọng H13 đi qua, trừ cầu gỗtại K12+730 Tuyến đường đất này tỉnh Thừa Thiên Huế đã có kế hoạch cải tạonâng cấp trong năm 2011 Riêng tại vị trí cầu gỗ K12+730 sẽ làm ngầm để vượtqua

+ Từ ngã ba xã Hương Thủy (K4+430) đến điểm A (K2+130) đường xấu, mặtđường rộng khoảng 4m, cần san ủi mở rộng thành đường 7m và rải cấp phối mặt đường.Riêng đoạn từ K2+780 đường mới còn tốt không phải sửa chữa nâng cấp

+ Đường trục chính AB dài 2130m vào đến tim công trình được thiết kế theoquy phạm thiết kế đường thi công công trình Thuỷ lợi 14-TCN-43-85 Căn cứ vàocường độ vận chuyển và thiết bị xe máy thi công đường được thiết kế với chiềurộng mặt đường là 5,5m và chiều rộng lề đường 0,75m x 2 mặt đường rải cấp phốidày 12cm

+ Những đoạn đường cần nâng cấp, làm mới sẽ ưu tiên thi công trước để vậnchuyển nguyên vật liệu, thiết bị, xe máy vào công trường

- Đường vận chuyển nội bộ công trường:

Hệ thông giao thông trong công trường gồm:

+ Đường nội bộ trong khu mặt bằng

+ Đường nối từ khu mặt bằng đến cá hạng mục như tràn, cống, đập, đe quaithượng, hạ lưu

+ Đường ra các bãi vật liệu và các bãi thải đất đá

+ Đường nội bộ được thiết kế với chiều rộng 5,5m, lề đường 0,75m x 2, mặtđường rải cấp phối dày 12cm

+ Để nối tiếp 2 bờ thi công sẽ làm ngầm vượt sông tại vị trí ghềnh đá hạ lưuđập chính

1.6 Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước

Các vât liệu dùng để xây dựng công trình như đá, cát, dăm nhìn chung đềudồi dào Riêng đất đắp khối lượng dồi dào nhưng chất lượng không đồng đều, hầuhết có tính trương nở và tan rã mạnh, vì vậy nguồn vật liệu đất cần phải được lựachọn Các vật liệu hoặc được khai thác tại chỗ hoặc được mua từ thị trấn Phú Lộccách đầu mối 17Km

Điện nước thi công và sinh hoạt: hiện tại đường điện trung thế 22KV dẫn đếnthôn Phú Mỹ Để phục vụ thi công và quản lý sau này ưu tiên xây dựng trước đườngdây điện dài khoảng 2.885 km kéo từ thôn Phú Lộc vào đến trạm biến áp treo đặt tạikhu quản lý đầu mối ở bờ trái của hạ lưu đập Trạm có công suất 100KVA

Các đơn vị thi công có thể dùng điện lưới để phục vụ thi công và sinh hoạt,nhưng để chủ động trong quá trình thi công các đơn vị dự trù máy phát điện từ 20-50KVA

Nước thi công và sinh hoạt: nguồn nước phục vụ thi công lấy từ nước sôngTruồi, phục vụ sinh hoạt có thể lấy nước suối Truồi có qua bể lắng lọc hoặc khoangiếng để lấy nước ngầm

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

Các vật tư như cát, đá dăm, đá hộc khai thác tại các mỏ vật liệu địa phương.Ximăng, xăng, dầu, gỗ phải mua

Nhân lực cần cố gắng tận dụng nhân lực địa phương để tạo công ăn việc làm

1.8 Thời gian thi công được phê duyệt

Căn cứ vào khối lượng các hạng mục công trình và quyết định phê duyệtNCKT về thời gian thi công, tiến độ thi công được lập 3 năm cho cụm đầu mối

- Cống thi công xong cơ bản trong mùa khô năm thứ nhất

- Đập đất thi công vào mùa khô năm thứ 2 và thứ 3

- Tràn xả lũ thi công từ năm thứ nhất đến hết mùa khô năm thứ 3

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

- Cống lấy nước: khối lượng đào móng và đổ bê tông không nhiều, hình thứkết cấu bình thường như các công trình khác, công trình nằm ở trên bờ nên việc thicông thuận lợi

- Tràn xả lũ: tuyến tràn bố trí trên sườn dốc, chiêu sâu đào hố móng lớn, khốilượng đào đất khá nhiều Các lớp đá có mức độ phong hoá khác nhau và phân bốkhông đều, khi nổ phá đá cần căn cứ vào thực tế để tính toán các thông số nổ mìnthích hợp với từng loại đá, để nâng cao hiệu quả nổ mìn và hạn chế nứt nẻ móngcông trình Khối lượng bê tông tràn lớn, để đảm bảo chất lượng và mỹ thuật côngtrình, cần giám sát chặt chẽ tất cả các khâu từ lắp dựng ván khuôn, cốt thép đến cáckhâu trộn, đổ, đầm và dưỡng hộ bê tông

nhau nên việc thi công tương đối phức tạp Tại tuyến đập có lớp 1 là lớp cát cuội sỏi

hệ số thấm lớn nên khi thi công phải đào và đắp hào chống thấm để hạn chế lượngnước thấm vào hố móng

Ngoài ra khi thi công cần bố trí mặt bằng thi công gon sạch, bố trí nhân lực,thiết bị vật tư, xe máy, tiến độ thi công hợp lý, đảm bảo tiến độ và chất lượng côngtrình Đảm bảo an toàn lao động, hạn chế tác động xấu đến môi trường như đền bù,bụi bẩn

án có nhiều ưu điểm nhất thiết kế cho công tác dẫn dòng thi công công trình Dựavào đặc điểm địa hình, địa chất tuyến công trình, đặc trưng dòng chảy, quy mô kíchthước các công trình chính, theo hướng dẫn của Thầy giáo em xin đưa ra đưa ra 3phương án dẫn dòng

2.1.1 Đề xuất các phương án dẫn dòng

Phương án thứ nhất:

Năm thi công thứ nhất ( mùa khô và mùa mưa) dẫn dòng qua lòng sông tựnhiên Công việc tiến hành trong giai đoạn này bao gồm:

- Đào móng tràn, thi công tràn

- Đào móng cống, thi cống phần thấp của cống

- Khoan phụt xử lý nền đập đất ( trừ phần lòng sông)Năm thi công thứ hai: Mùa khô và và mùa mưa dẫn dòng qua kênh xế ( tràntạm) bên bờ trái Công việc tiến hành trong giai đoạn này bao gồm:

- Thi công kênh vào tháng 12 năm thi công thứ hai ( Thông số

kỹ thuật kênh như sau: Cao trình đáy kênh = 187m, độ dốc kênh i =0,001, bề rộng đáy kênh B = 35 m, mái kênh m = 1,0 , chiều dài kênh L

= 380m)

- Đắp đê quai ngăn dòng, dẫn dòng qua kênh xế bờ trái

- Khoan phụt, xử lý nền đập đất phần lòng sông

- Đắp đập bên bờ trái đến cao trình 212m

- Đắp đập bên bờ phải đến cao trình 212m

- Thi công tháp cống

- Tiếp tục thi công trànNăm thi công thứ ba: Chặn kênh vào tháng 1, mùa khô dẫn dòng qua cống,mùa mưa dẫn dòng qua tràn chính Công việc trong giai đoạn này như sau:

- Thi công đập phần lòng sông đến cao trình 217m

- Thi công toàn tuyến đến cao trình thiết kế, hoàn thiện đập đất

- Hoàn thiên cống lấy nước

Năm thi công thứ hai: Dẫn dòng qua phần lòng dẫn tại lòng sông cũ Thi cônghai vai đập đến cao trình thiết kế, tiếp tục thi công tràn, cống lấy nước

Năm thi công thứ ba: Tháng 1 chặn dòng, dòng chảy được dẫn qua cống trongmùa khô, mùa mưa dẫn qua tràn chính

Công việc trong giai đoạn này bao gồm: Thi đập phần lòng sông, thi công vàhoàn chỉnh tràn và cống, hoàn thiện đập đất

Chi tiết được nêu trong bảng

Phương án 3:

Năm thi công thứ nhất: Giống phương án 1 và 2

Năm thi công thứ hai: Giống phương án 1, song chỉ có khác là chọn thông số

kỹ thuật kênh khác Cụ thể như sau: Bề rộng đáy B = 10 m, cao trình đáy 186,0m,

độ dốc đáy i = 0,001, mái nghiêng m = 1,0, chiều dài kênh L = 380m

Công việc thi công của năm này như phương án số 1

Năm thi công thứ ba: Giống phương án số 1

Chi tiết nêu trong bảng

Bảng 2.1: Nội dung phương án dẫn dòng thứ nhất ( phương án chọn)

Tần suất thiết kế (%)

Lưu lượng dẫn dòng (m 3 /s)

Những công việc phải thực hiện

Dẫn dòng lần 1 qua kênh xế bờ trái.

B = 35m, i = 0,001, L = 380m,

m = 1,0; cao trình đáy kênh = 187,0 m

- Dẫn dòng qua kênh, cao trình đáy 187m

xử lý nền đoạn lòng sông và vai bờ phải.

+ Đắp vai trái đến cao trình 212m.

+ Đắp phần lòng sông và vai

bờ phải đến cao trình 212m.

- Cống: Tiếp tục đổ bê tông phần tháp cống (cùng với quá trình đắp đập)

- Tràn: Đổ bê tông tràn

- Thi công đoạn kênh sau cống đến cống tiêu số 2.

- Thi công đường quản lý

- Tiếp tục thi công cống, tràn

và phần đấp đất phía trên cao

- Dẫn dòng qua tràn chính

Bảng 2.2: Nội dung phương án dẫn dòng thứ hai

Năm thi

công

Thời đoạn dẫn dòng

Công trình dẫn dòng

Tần suất thiết kế (%)

Lưu lượng dẫn dòng (m 3 /s)

Những công việc phải thực hiện

- Đào móng cống, thi cống phần thấp,

- Khoan phụt xử lý nền đập, trừ phần lòng sông.

- Cống: Tiếp tục đổ bê tông phần tháp cống (cùng với quá trình đắp đập)

- Tràn: Đổ bê tông tràn

- Thi công đoạn kênh sau cống đến cống tiêu số 2

- Thi công đường quản lý

- Tiếp tục thi công cống

Dẫn dòng qua cống và tích lại trong lòng hồ

- Dẫn dòng qua tràn chính

- Tiếp tục thi công tràn

- Hoàn thiện cống, tràn và đập đất.

Bảng 2.3: Nội dung phương án dẫn dòng thứ ba

Tần suấtthiếtkế(%)

Lưu lượngdẫn dòng(m3/s)

Những công việcphải thực hiện

Dẫn dòng quakênh xế bờ trái B

= 10m, I = 0,001,

L = 380m, m =1,0; cao trình đáykênh = 186m

- Dẫn dòng quakênh

+ Đào chân khay, khoanphụt xử lý nền đoạn lòngsông và vai bờ phải

- Tràn: Đổ bê tông tràn

- Thi công đoạn kênh saucống đến cống tiêu số 2

- Thi công đường quản lý

- Tiếp tục thi công cống,tràn và phần đấp đất phíatrên cao

- Dẫn dòng quatràn chính

- Tiếp tục thi công tràn

- Hoàn thiện cống, tràn vàđập đất

- Khối lượng công trình dẫn dòng ( đê quai, đào kênh ) khá nhỏ

- Tiến độ thi công hợp lý, công tác thi công tiến hành nhịp nhàng

Nhược điểm:

- Phải ngăn dòng nhiều lần

-luu tốc dòng chảy trong kênh ( tràn tạm) nhỏ vì bề rộng kênh B = 35 m

- Phải đào kênh dẫn dòng

- Khối lượng đê quai lớn

- Phải nạo vét lòng sông

Phương án 3

Ưu điểm :

- Khối lượng đào kênh xế ít hơn phương án 2 song phải đào sâu hơn

- Tiến độ thi công tương đối hợp lý

- Khối lượng thi công phần lòng kênh mùa khô năm thứ 3 nhỏ hơn phương án thứnhất Nhược điểm:

- Đê quai giai đoạn 2 khối lượng nhiều hơn phương án số 1

- lưu tốc trong kênh lớn (mùa lũ) vì vậy phải gia cố đáy và hai bên bờ kênh

- Đắp đê quai nhiều lần

Qua phân tích trên ta thấy phương án số 1 có nhiều ưu điểm hơn so với các phương

án còn lại Vì vậy em chọn phương án này làm phương án tính toán thiết kế

2.1.3 Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công

2.1.3.1 Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công

- Dựa theo quy mô và kích thước các công trình đầu mối, tra theo các bảng 2.1 và2.2 của điều 2.5 TCXDVN 285-2002 công trình chính thuộc cấp III, hệ thống kênhcấp IV

- Căn cứ theo điều 4.2.6 TCXDVN 285-2002 về xác định lưu lượng mực nước lớnnhất thiết kế công trình tạm thời phục vụ dẫn dòng và tra bảng 4.6 của mục này, tầnsuất thiết kế lưu lượng dẫn dòng cho công trình là: P = 10%

2.1.3.2 Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công

- Căn cứ vào tài liệu thuỷ văn dòng chảy, đặc điểm khí hậu khu vực xây dựng công trình

có 2 mùa rõ rệt: mùa khô từ tháng I đến tháng XI ,mưa từ tháng VII đến tháng XII thờigian thi công công trình là 3 năm Như vậy, thời đoạn thiết kế dẫn dòng là năm

Song do đặc điểm lưu lượng mùa mưa và mùa khô khác nhau vì vậy việc chọn lưulượng thiết kế dẫn dòng cần căn cứ theo thời đoạn dẫn dòng và đặc điểm lưu lượngcủa mùa dẫn dòng để chọn đảm bảo an toàn và kinh tế Dựa theo kết quả củaphương án dẫn dòng đã chọn ta chọn thời đoạn dẫn dòng như sau:

- Năm thi công thứ 1: Mùa khô từ tháng I đến tháng VI mùa mưa từ tháng VII đếntháng XII

- Năm thi công thứ 2: Chặn dòng lần thứ 1 (chặn lòng sông) vào tháng I, năm thicông thứ 2: như vậy thời đoạn dẫn dòng mùa khô là: tháng I đến tháng VI, mùa mưa

từ tháng VII đến tháng XII

- Năm thi công thứ 3: Chặn dòng lần thứ 2 (chặn kênh) vào tháng I năm thi côngthứ 3: Như vậy thời đoạn dẫn dòng mùa khô là từ tháng I đến tháng VI, mùa mưa từtháng VII đến tháng XII

2.1.3.3 Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công

Căn cứ vào thời đoạn dẫn dòng đã chọn trên, lưu lượng thiết kế dẫn dòng được chọnnhư sau:

- Mùa khô và mùa mưa năm thứ nhất: dẫn dòng qua lòng sông tự nhiên, lưu lượngthiết kế dẫn dòng cho mùa khô là Qtkdd = 17,6 m3/s, mùa mưa Qtkdd = 605 m3/s

- Mùa khô năm thi công thứ 2: dẫn dòng qua kênh, chặn dòng vào tháng I, đê quaichịu từ tháng I đến tháng VI, như vậy lưu lượng thiết kế dẫn dòng cho giai đoạn này

là Qtkdd=17,6 m3/s

- Mùa mưa năm thi công thứ 2: dẫn dòng qua kênh, lúc này phần khối đắp của đậpchính trực tiếp chịu cột nước lũ, Qtkdd = 605 m3/s.

- Mùa khô năm thi công thứ 3: đắp đê quai chặn kênh, dòng chảy qua cống, đê quaiphải chịu cột nước trong tháng I đến III, trong khi đó đâp chính thi công và vượtcao trình đê quai Như vậy lưu lượng tính toán đê quai phải chịu giai đoạn này là :

lại trong hồ

- Mùa mưa năm thi công thứ 3: dòng chảy qua tràn chính Qtkdd (P =1 %) = 924 m3/s

2.1.3.4 Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua kênh

a) Mục đích:

- Thiết kế kênh dẫn dòng hợp lý về kinh tế và kỹ thuật

- Xác định mực nước dầu kênh, từ đó xác định cao trình đỉnh đê quai, cao trình đắpđập vượt lũ

b) Nội dung tính toán:

Chọn kích thước kênh dẫn dòng như sau:

- Chiều dài kênh L = 380m

- Cao trình đáy kênh tại cửa vào ∇đáy kênh = +187m

Tính toán mặt cắt kênh theo phương pháp mặt cắt lợi nhất về thuỷ lực ta có:

+ Xác định độ sâu chảy đều h0:

Đây là dạng bài toán cho biết Q, b, m, n, i yêu cầu tính h

- Phương pháp giải như sau (theo Giáo trình thuỷ lực tập 2 - trang 9 và 10):

+ Bước 1: Giả thiết h

+ Bước 3: Tính chu vi ướt χ =b+2h 1+m2

ϖ

+ Bước 5: Tính lưu lượng Qtt=ϖ.C R.i

+ Bước 6: Kiểm tra: nếu Qtt≈ Qcho thì h giả thiết ban đầu là đúng

nếu Qtt≠ Qcho thì quay lại bước 1 giả thiết lại hGiả thiết h0 = 0,68m

26,24

=

Lưu lượng Qtt=ϖ.C R.i=24,260,1020,4381/6. 0,438.0,001=22,12m3/s

6,17

6,1712,

Vậy h0 giả thiết ban đầu là đúng, h0 = 0,68m

+ Xác định độ sâu phân giới hk:

m b

g

Q

35.81,9

6,17.1

.3

2

2 3

295,0.1

295,0)105,03

38,10

6,17

=

K

Q

= 0,006

R n

C =

i i

Q

ω

Cột 7 - Tính độ dốc thuỷ lực J =

R C

v

2 2

Cột 9 - Tính độ dốc thuỷ lực trung bình tại 2 mặt cắt liền kề Jtb =

2

1 ++ i

i J J

Cột 10 - Tính ∆E = Ei - Ei-1

Cột 11 - Tính ∆L=

tb

J i

Bảng 2 - 4 Tính toán đường mặt nước trong kênh dẫn dòng theo phương pháp cộng trực tiếp ứng với Q = 17,6 m 3 /s

Q= 17,6 (m3/s) i = 0,001 m = 1 Lk = 380 (m)

h i (m)

 i (m 2 )

V i (m/s)

V 2 /2g (m)

R (m)

C.R 1/2 (m)

J=V 2 /C 2 R (10 -3 )

J tb (10 -3 )

i - J tb (10 -3 )

L (m)

L (m)

0.29

5 10.412 1.690 0.1456 0.441 35.834 0.291 21.934 5.939 0.00000.33 11.659 1.510 0.1161 0.446 -0.006 35.933 0.324 23.609 4.088 5.014 -4.914 1.123 1.1226 0.38 13.444 1.309 0.0873 0.467 -0.021 36.075 0.373 25.894 2.556 3.322 -3.222 6.579 7.7014 0.43 15.235 1.155 0.0680 0.498 -0.031 36.216 0.421 28.071 1.694 2.125 -2.025 15.150 22.8513 0.48 17.030 1.033 0.0544 0.534 -0.036 36.358 0.468 30.157 1.174 1.434 -1.334 27.296 50.1476 0.53 18.831 0.935 0.0445 0.575 -0.040 36.499 0.516 32.163 0.844 1.009 -0.909 44.083 94.2304 0.58 20.63

6

0.85 3

0.037

1 0.617 -0.043

36.64 0

0.56 3

0.65 5

2

0.72

5 0.0268 0.707 -0.002

36.92 3

0.65 7

678,

n

h

h h h

4,12,13

n k

n

h

h h

h

Lưu lượng qua đập tràn đỉnh rộng: Q = ϕn.ω 2.g.(H0 −h x) (*)

Trong đó: ω: diện tích mặt cắt ướt ứng với độ sâu hx = h0

6,172

2 2

2

2

m h

g

Q

x ng

≈

=+

=+ϖ

∇đáy kênh ra = ∇đáy kênh - L.i = 187 - 380.0,001 = 186,62mMực nước trong kênh hạ lưu là:

∇mnhl = ∇đáy kênh ra + h0 = 186,62 + 0,71 = 187,33m

Hình 2.2: Biểu đồ quan hệ Q – Z hạ lưu

Tra quan hệ Q~Z hạ với Q = 17,6 m3/s ta có Z = 185 m

∇dqhl = Zha + δ = 185 + 0,7 = 185,7 mTrong đó δ là chiều cao an toàn δ = (0,5÷0,7)m ; chọn chiều cao an toàn δ = 0,7mBảng 2.5: Bảng thủy lực kênh dẫn dòng ứng với các cấp lưu lượng:

Hình 2.3: Biểu đồ quan hệ Q- Z kênh

* Kiểm tra điều kiện xói:

K 0 , 1

% 10

Q

[v]kx = 0,75.17,60,1= 0,99 (m/s) ≈ 1 (m/s)

h h m b

Q Q

73,0678,0)

678,0.135(

6,17)

.( max max

max max

+

=+

=

ϖ

Ta có vmax = 0,73m < [v]kx = 1m

2.1.3.5 Tính toán thuỷ lực qua cống ngầm

- Tuyến cống tại vai phải đập, trên nền đất

- Lưu lượng thiết kế của cống cho tưới Qc = 2,6m3/s , cho phép dẫn dòng thi công Qmax = 4,40m3/s

- Sau cống là bể tiêu năng, cao trình đáy bể tiêu năng 191,81

- Sau bể tiêu năng là kênh bê tông hình chữ nhật, thông số kênh là: BxH = 1,6x1,6m , độ dốc kênh i = 0,003, cao trình đáy kênh cửa vào 193,3m

a) Mục đích

Tính toán thủy lực cống ngầm nhằm xác định mối quan hệ giữa lưu lượng

(Q~Zđầu kênh) Cống ngầm được dùng làm thiết kế dẫn dòng trong mùa kiệt năm thicông thứ II với lưu lượng thiết kế dẫn dòng là Q = 4,40 (m3/s)

b) Nội dung tính toán

- Xác định mực nước trước cống

- Trình tự tính toán:

+ Giả thiết các cấp lưu lượng chảy qua cống.

+ Giả thiết trạng thái chảy trong cống, áp dụng công thức tính lưu lượng ứngvới trạng thái chảy đã giả thiết để tính cột nước trước cống H, sau đó kiểm tralại trạng thái chảy theo điều kiện sơ bộ:

+ Nếu H > 1,4D thì trạng thái dòng chảy trong cống là chảy có áp.+ Nếu 1,2D < H ≤ 1,4D thì trạng thái dòng chảy trong cống là chảy bán áp

Với D là chiều cao cống (Theo giáo trình thuỷ lực tập II)

Kiểm tra nếu thấy điều kiện giả thiết thoả mãn thì kết quả tính cột nước H ởtrên là đúng Còn nếu không thoả mãn thì ta phải giả thiết lại trạng thái chảy và tínhcột nước H theo giả thiết trạng thái chảy đó

- Tính độ sâu phân giới hk, độ sâu dòng đều h0

Độ sâu phân giới hk:

hk=3

2

2

b g

)Rln

Do thời gian đồ án có hạn, để tính toán đơn giản coi cống có tiết diện như nhau

ở trước và sau tháp van là BxH = 1,5x2m

2

2 3

2

2

5,1.81,9

40,4.1

=

b g

003,02.4

Từ f(Rln) tra bảng 8-1 bảng tra thủy lực trang 31 ta có Rln= 0,513

9,2513

R

h

44,181,2.513,0ln

Vẽ đường mặt nước trong cống để xác định cao trình mực nước thượng lưu

Theo kết cấu của công trình đuôi cống nối tiếp với kênh, vì vậy phải xác định mựcnước đầu kênh Để đơn giản trong tính toán ta lấy mực nước đầu kênh bằng vớimực nước trong bể tiêu năng (bể ngắn) Mực nước đầu kênh được xác định từ phéptính dòng đều trong kênh:

- Tính toán mực nước trong kênh:

2

2

6,1.81,9

40,4.1

=

b g

003,02.4

Từ f(Rln) tra bảng 8-1 bảng tra thủy lực trang 31 ta có Rln = 0,513

R

h

34,161,2.513,0ln

=

=

Dạng đường mặt nước trong cống như sau:

Cột 1 - Giả thiết cột nước hi > hk

R n

C =

i i

Q

ω

Cột 7 - Tính độ dốc thuỷ lực J =

R C

v

2 2

Cột 9 - Tính độ dốc thuỷ lực trung bình tại 2 mặt cắt liền kề Jtb =

21 ++ i

i J J

Cột 10 - Tính ∆E = Ei - Ei-1

Cột 11 - Tính ∆L=

tb

J i

E

−

∆

Bảng 2.8: Bảng tính đường mặt nước trong cống ứng với Q = 4,35 m3/s

0,002 0,45 0,45 1,03 1,545 3,560 0,434

0,007 1,49 1,94 1,07 1,605 3,640 0,441

0,010 2,74 4,68 1,11 1,665 3,720 0,448

0,016 6,17 15,11 1,19 1,785 3,880 0,460

0,004

5 1,513

0,004

7 -0,021 11,90 35,64 1,27 1,905 4,040 0,472 51,377 2,283

0,004

2 1,536

0,004 4

0,022 16,45 52,09 1,31 1,965 4,120 0,477 51,475 2,214

-0,003

9 1,560

0,004 0

0,024 23,24 75,33 1,35 2,025 4,200 0,482

0,025 34,42 109,75 1,36 2,040 4,220 0,483 51,591 2,132

-0,003

5 1,592

0,003 6

0,007 11,57 121,31

Xét tiêu chuẩn chảy ngập:

4,12,15

,195,0

38,1

n k

n

h

h h

h

⇒ Đập tràn đỉnh rộng chảy ngập:

)(

2g H h bh

h = hn-z2: ở đây tính gần đúng ta cho h = hn.

n n

h g h b

Q

22 2 2

2 0

ϕ

Với Q = 4,40 m3/s tính được H0 = 1,6 m < (1,14÷1,18)d = 2,28÷2,36 m

⇒ Cao trình mực nước trước cống là: ∇mntl =∇đáycống+ Ho = 193,8 + 1,6 = 195,4 (m)

⇒ Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu đắp trong năm thứ 3 để dẫn dòng qua cống là:

2.1.4 Tính toán điều tiết

2.1.4.1 Tính toán điều tiết thường xuyên các tháng mùa khô

a) Mục đích

Xác định được quá trình nước dâng lên ở thượng lưu theo thời gian tương ứng vớilưu lượng đến, lưu lượng xả và lưu lượng nước tích lại trong hồ Từ đó xác địnhđược mực nước cũng như lưu lượng tháo về hạ lưu ở thời điểm tính toán

b) Nội dung tính toán

- Dựa vào phương trình cân bằng nước:

Wđến = Wxả + Wtích (bỏ qua thấm và bốc hơi)

Qđến*∆t = Qxả*∆t + Ftb*∆H

Trong đó:

Wđến - lượng nước đến (m3)

Wxả - lượng nước xả về hạ lưu (m3)

Wtích - lượng nước tích lại trong hồ (m3)

Ftb - diện tích trung bình mặt hồ tại cao trình mặt nước đang tính toán ZTL và

ZTL+∆H

Qđến - lưu lượng nước đến (m3)

Qxả - lưu lượng xả về hạ lưu

∆t - khoảng gia số thời gian tính toán

2.1.5 Tính toán điều tiết lũ

2.1.5.1 Tính toán thuỷ lực qua tràn

a) Mục đích tính toán

Nhằm xác định quan hệ giữa lưu lượng xả qua tràn và cao trình mực nướcthượng lưu Từ đó xác định được cao trình đắp đập vượt lũ cần thiết khi dòng đượcdẫn qua tràn

b) Các thông của tràn

Tuyến tràn nằm ở vai tráii đập đất, địa hình mặt đất thoải về 2 phía hạ lưu.Cao trình ngưỡng tràn: ∇nt = +207 (m)

Chiều rộng ngưỡng tràn: B = 5x3 = 15 (m)

c) Tính toán thuỷ lực qua tràn

Tính toán thuỷ lực qua tràn như tính qua tràn đỉnh rộng chảy không ngập, vìsau tràn là dốc nước áp dụng công thức: