THIẾT kế TCTC CÔNG TRÌNH đập mê LINH

Lưu lượng bình quân nhiều năm.Theo kết quả tính toán dòng chảy năm của các lưu vực sông vùng Bắc Yên, Sơn Lacho các công trình đã được xây dựng và nghiên cứu đều có Mo = 18 ÷ 25l/s.km2..

MỤC LỤC

CHƯƠNG I-GIỚI THIỆU CHUNG 4

1.1 VỊ TRÍ CÔNG TRÌNH 4

1.2 NHIÊM VỤ CÔNG TRÌNH 4

1.3 QUY MÔ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 4

1.4 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 5

1.4.1.Điều kiện địa hình 5

1.4.2 Điều kiện địa chất công trình 6

1.5 ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN VÀ ĐẶC TRƯNG DÒNG CHẢY 8

1.5.1 Điều kiện địa chất thuỷ văn 8

1.5.2 Tình hình khí tượng, thuỷ văn 9

1.6 Thời gian thi công được phê duyệt 15

1.7 Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công 15

CHƯƠNG II: CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 16 2.1Mục đích, nhiệm vụ, và các nhân tố ảnh hưởng tới dẫn dòng thi công 16

2.1.1.Mục đích và nhiệm vụ 16

2.1.2.Mục đích: 16

2.1.3Nhiệm vụ: 16

2.2Những nguyên tắc chọn phương án dẫn dòng 16

2.3Các bước lựa chọn phương án dẫn dòng 16

2.3.2 Phương án dẫn dòng 17

2.2.3 So sánh chọn phương án dẫn dòng 19

2.3.4 Lựa chọn phương án: 20

2.2 Tính toán thủy lực cho phương án dẫn dòng 20

2.3.1 Chọn tần suất dẫn dòng thi công P% 20

2.3.2 Chọn thời đoạn dẫn dòng và lưu lượng dẫn dòng thiết kế 21

2.4 Tính toán thủy lực cho phương án đẫn dòng 21

2.4.1 Tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp 21

2.3.2 TÍNH TOÁN THỦY LỰC QUA CỐNG DẪN DÒNG 24

2.5.4 Tính toán thủy lực qua tràn mùa lũ năm thứ hai 38

2.6 THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH DẪN DÒNG 43

2.6.1 Chọn tuyến đê quai 43

2.6.2 Bố trí mặt bằng của đê quai 44

2.6.3 Thiết kế đê quai 44

2.6.4 Xác định cao trình đỉnh đê quai 44

2.6.5Mùa khô và mùa lũ năm I 45

2.6.6Mùa khô năm II : 46

2.7 PHƯƠNG ÁN NGĂN DÒNG VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG NGĂN DÒNG.47 2.7.1 Lựa chọn phương án ngăn dòng:3 47

2.7.2 Tổ chức thi công ngăn dòng : 47

2.7.3.Tính toán thủy lực ngăn dòng cho phương pháp lấp đứng 49

CHƯƠNG 3 TỔ CHỨC THI CÔNG DỐC NƯỚC TRÀN XÃ LŨ 53 3.1 Công tác hố móng 53

3.1.3 Xác định cường độ dào móng 55

3.1.4 Đề xuất phương án vận chuyển 55

3.1.5 Lưạ chọn sô xe máy phục vụ thi công 56

CHƯƠNG IV : TIẾN ĐỘ THI CÔNG DÔC NƯỚC 96 4.1 Nội dung và trình tự lập kế hoạch tiến độ công trình đơn vị : 96

4.2 Phương pháp lập tiến độ: 96

4.2.1 Tài liệu phục vụ cho lập tiến độ thi công 97

4.2.2 Nội dung lập và tính toán 97

CHƯƠNG 5 BỐ TRÍ MẶT BẰNG THI CÔNG. _104 5.1 Những vấn đề cần làm 104

5.1.1 Nguyên tắc bố trí mặt bằng: 104

5.1.2 Nhiệm vụ bố trí mặt bằng: 104

5.1.3 Bố trí lán trại và công xưởng phụ trợ: 105

5.1.4 Tính toán diện tích nhà tạm 105

5.2 Công tác kho bải 105

5.2.1 Xác định lượng vật liệu dự trữ trong kho 105

5.2.2 Xác định diện tích kho 106

5.3.2 Xác định diện tích nhà ở và các nhà tạm 108

5.4 Cung cấp nước cho công trình 108

5.4.1 Tổ chức cung cấp nước 108

CHƯƠNG VI: DỰ TOÁN CÔNG TRÌNH _112 6.1 Cơ sở để lập dự toán 112

6.2 Dự toán chi phí xây dựng công trình cống lấy nước Mê Linh 4 112

6.2.1.Chi phí trực tiếp (T) 113

6.2.2.Chi phí chung (C) 113

6.2.3 Thu nhập chịu thuế tính trước (TL) 114

6.2.4 Tổng chi phí xây dựng trước thuế 114

6.2.5 Thuế giá trị gia tăng 114

6.2.6 Giá trị dự toán xây lắp sau thuế 114

6.2.7 Chi phí xây dựng lán trại và nhà điều hành thi công 114

6.2.8 Tổng dự toán 114

CHƯƠNG I-GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 VỊ TRÍ CÔNG TRÌNH

Công trình Mê Linh 5 dự kiến được xây dựng trên sông Giang thuộc xã X, huyện B, tỉnh

S Tuyến công trình nằm cách thị trấn B khoảng 15 km về phía Tây Bắc Tọa độ địa lý củatuyến đập: 104020’56” Kinh độ Đông; 21020’28” Vĩ độ Bắc

1.2 NHIÊM VỤ CÔNG TRÌNH

Nhiệm vụ của công trình Nhiệm vụ của công trình Mê linh 5 là: đảm bảo tưới cho diện tích 350ha

• Theo biện pháp công trình:

 Kết hợp cấp nước sinh hoạt 50 m3/h, nước công nghiệp địa phương, giao thông , dulịch và cải tạo cảnh quan, môi trường trong khu dự án

 Khi công trình Mê Linh 5 xây xong, ngoài nhiệm vụ chính là tưới, cấp nước chosinh hoạt và công nghiệp nhỏ còn cần được khai thác tốt trên một số khía cạnh khác:

 Nuôi trông thuỷ sản trong hồ, kết hợp giao thông thuỷ trong vùng

 Biến khu đầu mối thành một khu du lịch

 Lợi dụng một bờ kênh làm đường đi lại, tạo thành mạng lưới giao thông nội bộtrong khu tưới, giao thông giữa các vùng với nhau và với bên ngoài

 Kết hợp với việc cấp nước tưới là trồng rừng, phủ xanh đất trống đồi trọc Cải tạođiều kiện môi trường khí hậu

1.3 QUY MÔ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

Quy mô công trình hồ Mê Linh 5

- Tần suất chống lũ thi công 10%

- Cao trình đáy dốc nước

+Cống lấy nước

- Cao trình mực nước khống chế đầu kênh

sau cống

+665.69

1.4 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

1.4.1.Điều kiện địa hình

Đầu mối công trình Mê Linh 5

Vùng dự án có địa hình bị phân cắt bởi các sườn đồi và các suối, đỉnh đồi thường bằngphẳng và trải rộng, ven suối rải rác có những vạt thềm nhỏ, rộng vài chục mét Địa hìnhkhu vực có thể phân thành 2 dạng chính:

Dạng địa hình bào mòn: Dạng địa hình này thay đổi cao độ 665,5… tới cao độ695 ….,mái dốc đứng với góc dốc từ 20o ÷ 30o Dạng địa hình này phổ biến tại khu vực sườn đồixung quanh hồ và ở hai vai đập, tại đây diện tích đã được trồng cà phê, cao su phủ kín.Dạng địa hình tích tụ: Dạng đía hình này phân bố dọc theo các khe suối, là các thềm suối,các bãi bồi thay đổi từ độ cao …… tới cao độ … Tại đây đã được khai thác trồng lúa vàhoa mầu

Vùng lòng hồ có dạng sừng hươu lệch, được bao bọc bởi các dải đồi thấp, thoải từ caotrình … đến …., độ dốc trung bình i = 0,14, tính từ đập đất theo sông Giang dài 2500m,chiều rộng trung bình 8

Khu hưởng lợi

Đây là một vùng đất tương đối rộng, cao độ từ ….m đến ……, độ dốc bình quân từ3o ÷ 10o, thấp dần từ Bắc xuống Nam Mật độ sông suối dày đặc rất thuận lợi cho việctiêu thoát nước mùa lũ

Nhìn chung, địa hình khu này có hai phần rõ rệt: Phần tương đối bằng phẳng làthềm các suối mở rộng hơn tạo thành những dải đất dài được người dân đang canh táctrồng lúa nước, phần còn lại là sườn đồi với độ dốc khác nhau, là đất trồng cây côngnghiệp Dòng chảy của sông Giang chia khu hưởng lợi thành 2 vùng:

Vùng hữu: là khu tưới được cấp nước từ hồ chứa nước ML X, đây là vùng đất tương đốibằng phẳng, tập trung dân cư tương đối đông đúc, chạy dọc theo quốc lộ

Vùng tả: địa hình khu này là đồi thấp bị chia cắt nhiều bởi suối nhỏ, đây là vùng sâu,vùng xa của huyện, là nơi sinh sống của đồng bào các dân tộc ít người địa hình vùng nàykhá phức tạp

1.4.2 Điều kiện địa chất công trình

Vùng lòng hồ

Đánh giá khả năng giữ nước của hồ chứa: Bờ của hồ nước sông Giang là các dãyđồi thoải bao quanh, khoảng cách từ mực nước dâng bình thường đến lưu vực bên cạnhgần nhất từ 200÷ 400m Các điểm nước mặt và nước ngầm đều nằm ở trên cao độ+689,4m Khu vực lòng hồ hoàn toàn nằm trong vùng đá Bazan với tầng phủ là các lớpsét-đá sét nặng có hệ số thấm ít (từ K = 1.10-4 ÷ 2.10-5 ) với chiều dày từ 10 ÷ 15m,trong lòng hồ không có các hoạt động kiến tạo như đứt gãy, uốn nếp Do vậy để khẳngđịnh vùng lòng hồ có khả năng giữ nước đến cao trình +689,4m mà không bị thấm sanglưu vực khác và tình trạng sạt lở bờ hồ cũng xảy ra rất ít

Vùng đầu mối

Kết quả khảo sát địa chất tại khu vực đầu mối vùng tuyến đập, địa tầng và tính chất

Lớp đất trồng trọt: Đất á sét trung – nặng mầu nâu gụ, nâu vàng, đất lẫn nhiều rễcây cỏ, trạng thái dẻo mềm, kết cấu kếm chặt Lớp dày từ 0,3 ÷ 0,6m.

Lớp 1: Lớp đất á sét có chỗ là á sét nặng mầu xám nâu xám xanh; trạng thái thiênnhiên dẻo chảy ÷ chảy, đất kết cấu kém chặt Lớp này chỉ phân bố tại thềm đập với chiềudày từ 2 ÷ 4,5m Riêng tại hố khoan KĐ 23 từ 5,5 ÷ 7,8m là cát cuội sỏi lẫn đất, trạngthái rời rạc, kết cấu kém chặt, cuội sỏi chiếm hàm lượng từ 70 ÷ 80% Nguồn gốc pha bồitích( daQ)

Lớp 2: Đất sét ÷ á sét nặng mầu nâu đỏ gạch nâu sẫm, trạng thái thiên nhiên nửacứng ÷ cứng, có chỗ dẻo cứng, kết cấu chặt ÷ chặt vừa Lớp 2 phân bố phổ biến ở sườnđồi trên 2 vai tuyến đập, phần thềm suối và lớp 2 nàm dưới lớp 1 chiều dày từ 3 ÷ 10m,

có chỗ đạt > 10m Tại lớp 2 đã tiến hành đổ nước tại 16 điểm trên các hố khoan và đào ởcác độ sâu khác nhau, kết quả cho thấy đây là lớp thấm yếu, có chỗ thấm vừa với hệ sốthấm K = 4,5.10-4÷ 5,3.10-5 cm/s Nguồn gốc pha tàn tích( deQ)

Lớp 2a: Lớp á sét nặng chứa nhiều dăm sạn mầu loang lổ mầu nâu vàng, nâu đỏxám trắng: trạng thái tự nhiên nửa cứng, đất kết cấu chặt Trong đất chứa từ 30 ÷ 40%dăm sạn, tỷ lệ dăm sạn không đều Dăm sạn bán sắc cạnh, khá cứng, kích thước từ 2 ÷10mm Lớp 2a phân bố thành các thấu kính hay ổ Nguồn gốc pha tàn tích ( deQ)

Các chỉ tiêu thí nghiệm cơ lý của các lớp đất xem ở bảng 1-1

Đá gốc: Theo kết quả thí nghiệm 6 mẫu thạch học( 3 mẫu giai đoạn NCKT và 2mẫu giai đoạn TKKT – TC ) thì đá gốc tại khu vực tuyến đập là đá Bazan Olivin mầuxám, cấu tạo khối, kiến trúc Porphyr trên nền gian phiến Thành phần khoáng vật chủ yếu

là Plagioclaz(30 ÷ 35%); Pyroxen xiên( 23 ÷ 27%); Thuỷ tinh biến đổi(Clorit hoá hoặcCalcit hoá chiếm từ 25 ÷ 23%, Olivin (10%) và các khoáng vật quặng chiếm khoảng(2

÷ 5%) Đá thuộc thống Neogen - Đệ Tứ, hệ tầng Túc Trưng( N2 – Qltt)

Đá gốc bị phong hóa biến đổi mạnh mẽ, đá phong hoá không đều từ trên xuốngdưới từ đá phong hoá hoàn toàn đến đá phong hoá nhẹ tươi; đôi chỗ có đá phong hoámạnh xen kẹp trong đá phong hoá hoàn toàn

Đá phong hoá hoàn toàn là đất sét- á sét nặng lẫn dăm sạn mầu nâu đỏ loang lổvàng,đốm xanh nhạt,trạng thái thiên nhiên dẻo mềm- dẻo cứng,đất kết cấu chặt vừa Dămsạn chiếm hàm lượng từ 5 ÷ 15%, mềm bở tay bóp vỡ, nhưng đôi chỗ cũng còn các mảnhdăm sạn cứng, sắc cạnh kích thước từ 2 ÷ 4mm Trong nõn khoan đôi chỗ còn giữ nguyênhình dạng của đá gốc chưa phong hóa hết Chiều dày của đới phong hoá hoàn toàn thayđổi từ 3 ÷ 10m, có chỗ > 15m vẫn chưa hết chiều dày của đới Tại lớp đá phong hoá hoàntoàn đã tiến hành đổ nước tại 20 điểm trên các hố khoan và đào ở các độ sâu khác nhau,kết quả cho thấy đây là lớp thấm yếu có hệ số thấm k = 1,3.10-4÷ 5,3.10-5cm/s.

Đá phong hoá mạnh thành đá lẫn đất mầu nâu, xám trắng, đất chiếm hàm lượng từ

20 ÷ 30% Đá mềm bở, nứt nẻ mạnh, khe nứt hở chứa vật chất sét Chiều dày đới đáphong hoá mạnh từ 2 ÷ 3m, có chỗ nằm xen kẹp trong đá phong hoá hoàn toàn

Đá phong hoá vừa mầu nâu xám xanh, đá nứt nẻ mạnh đến trung bình Nõn khoannguyên thỏi, tương đối cứng, búa đập mạnh mới vỡ, lượng mất nước đơn vị q = 0,22 ÷0,01(l/ph.m) là lớp thấm nước yếu đến vừa

1.5 ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN VÀ ĐẶC TRƯNG DÒNG CHẢY

1.5.1 Điều kiện địa chất thuỷ văn

Trong khu vực nghiên cứu có hai loại nguồn nước chính là nước mặt và nướcngầm

Nước mặt: Tồn tại ở sông Giang và các kênh nhỏ Về mùa mưa nước thường đục do đó

có lượng phù xa lớn Về mùa khô nước trong suốt, không mùi vị ít cặn lắng Tổng độkhoáng từ 0,219 ÷ 0,264(g/l) là loại nước nhạt Sunfat Natri Kali Nước mặt có quan hệthủy lực với nước ngầm trong tầng phủ pha bồi tích ở khu vực nghiên cứu Về mùa mưa,nước mặt là nguồn cung cấp nước chủ yếu cho nước ngầm Về mùa khô thì ngược lạinước ngầm là nguồn cung cấp nước mặt cho sông suối Mực nước và thành phần hoá họccủa nước thay đổi theo mùa

 Nước ngầm: Trong khu vực nghiên cứu có hai phức hệ nước ngầm chính

o Nước ngầm trong các tích tụ pha bồi tích và trong tầng phủ pha tàn tích của đágốc chủ yếu là nước Sunfat Natri Kali Nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa, về mùa khôthường cạn kiệt và xuất lộ ở ranh giới giữa tầng phủ và tầng gốc.

o Nước ngầm trong khe nứt của đá gốc: đây là loại nước ngầm chủ yếu trong khuvực nghiên cứu Mực nước ngầm xuất hiện ở độ sâu từ 15 ÷ 20m; thành phần hóa họcchủ yếu là nước Sunfat Natri Kali Nước trong ít cặn lắng, nguồn cung cấp chủ yếu lànước mưa và nước mặt vào mùa mưa Nhìn chung nước chỉ tập trung ở trong khe nứt nênnguồn nước nghèo nàn, mực nước và thành phần hoá học thay đổi theo mùa

1.5.2 Tình hình khí tượng, thuỷ văn

Tình hình lưới trạm và các yếu tố khí tượng

Trong lưu vực chỉ có trạm đo mưa Bắc Yên, còn hầu hết các trạm khí tượng và thuỷ vănđều nằm ở ngoài lưu vực nghiên cứu

1.5.2.1Các yếu tố quan trắc và đo đạc:

Bảng 1.1 Đặc trưng trung bình tháng các yếu tố khí hậu.

Đại lượng

Tháng

T(oC )

U( % )

G( h )

X(mm)

Z(mm)

V(m/s)

1.5.2.2 Lượng mưa bình quân lưu vực hồ chứa nước Mê Linh 4

Căn cứ vào đường đẳng trị mưa năm (Atlas KTTV Việt Nam) do TCKTTV xây dựng thì lượng mưa bình quân nhiều năm của lưu vực hồ chứa nước ML X được xác định là: 1900,0 mm

Lưu lượng bình quân nhiều năm.

Theo kết quả tính toán dòng chảy năm của các lưu vực sông vùng Bắc Yên, Sơn Lacho các công trình đã được xây dựng và nghiên cứu đều có Mo = 18 ÷ 25l/s.km2 Theo bản đồ Môduyn dòng chảy bình quân nhiều năm do TCKTTV xây dựng trong Atlas Khí tượng – Thuỷ văn Việt Nam thì ở lưu vực sông Giang có Mo = 25( l/s.km2) Theo công thức:

Lưu lượng bình quân nhiều năm

Theo kết quả tính toán dòng chảy năm của các lưu vực sông vùng Bắc Yên, Sơn Lacho các công trình đã được xây dựng và nghiên cứu đều có Mo = 18 ÷ 25l/s.km2 Theo bản đồ Môduyn dòng chảy bình quân nhiều năm do TCKTTV xây dựng trong Atlas Khí

tượng – Thuỷ văn Việt Nam thì ở lưu vực sông Phan có Mo = 25( l/s.km2) Theo công thức:

Phân phối dòng chảy năm

Phân phối dòng chảy năm với P =75%.

Lưu lượng lớn nhất ứng với P%.

−

−

Trong QPTL C-6-77 để lập đường quá trình lũ cho tuyến đập sôn

Đường quá trình lũ tại tuyến đập hồ sông phan ( ∆t = 3600 ).

Các đường quan hệ mực nước – lưu lượng tại các tuyến nghiên cứu.

Quan hệ q = f( z ) hạ lưu tuyến đập.

ω

1.6 Thời gian thi công được phê duyệt.

- Do khối lượng công trình khá lớn, thời gian thi công đề nghị là 2 năm đến 2.5 năm,trong đó thời gian chuẩn bị là 0.5 năm

1.7 Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công.

CHƯƠNG II: CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 2.1Mục đích, nhiệm vụ, và các nhân tố ảnh hưởng tới dẫn dòng thi công

2.1.1.Mục đích và nhiệm vụ

Tuyến đập của công trình Hồ chứa nước Mê Linh 5 có nhiệm vụ ngăn toàn bộ lòng sông Giang tạo hồ chứa Trong giai đoạn thi công tuyến công trình bao gồm công tác dẫn dòng.Dẫn dòng thi công có các mục đích và nhiệm vụ sau:

2.1.2.Mục đích:

Làm khô hố móng, để đảm bảo thi công móng côn trình được khô ráo

Dẫn nước từ thượng lưu về hạ lưu để đảm bảo nhu cầu dung nước ở hạ lưu

2.1.3Nhiệm vụ:

Chọn tần suất thiết kế (P%) và lưu lượng dẫn dòng thi công

Chọn phương án dẫn dòng thi công cho từng thời đoạn

Toán thủy lực cho phương án dẫn dòng

Tiến hành đắp đê quai bao quanh hố móng, tiêu nước, nạo vét hố móng, xử lý nền và xây dựng công trình

Dẫn nước từ thượng lưu về hạ lưu qua các công trinh dẫn dòng đã được xây dựng

2.2Những nguyên tắc chọn phương án dẫn dòng

Thời gian thi công ngắn nhất

Chi phí dẫn dòng và giá thành công trình rẻ nhất

Thi công thuận lợi, an toàn, chất lượng cao

Bảo đảm tối đa yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng chảy

2.3Các bước lựa chọn phương án dẫn dòng

Tập hợp và nghiên cứu các tài kiệu cơ bản

Đề xuất các phương án dẫn dòng

Xác định tiến độ thi công dẫn dòng

Xác định cấp công trình dẫn dòng, tần suất lưu lượng thiết kế và lưu lượng thiết kế dẫn dòng

Lựa chọn kết cấu các công trình dẫn dòng, tính toán ổn định của công trình dẫn dòng, và

Tính toán thủy lực dẫn dòng.

Tính toán kinh tế và chọn phương án hợp lý nhất

Đề xuất, lựa chọn phương án dẫn dòng

Lưu lượng dẫn dòng (m3/s)

Các công việc phải làm và các mốc khống chế

10

1.8

- Công tác chuân bị-Thi công và hoàn thiện cống lấy nước

-Mở móng tràn

- Đắp đê quai thượng, hạ lưu

và đê quai dọc bảo vệ hố móng bờ phải

-Thi công đập đất bờ phải và

bờ trái phía trên cao trình 669

Mùa lũ từ

tháng 5 đến

tháng 10

Lòng sôngthu hẹp 10 110

- Tiếp tục thi công tràn chính

- Thi công khối đập bờ phải đến cao trình vượt lũ năm 2

là 668.6 m

để chặn dòng.

-Thi công đập chính đến caokhôí giưã lòng sông vươt caotrình vượt lũ năm thứ 2là 668.6

-Thi công tràn chính đến caotrình khống chế để dẫn dòng vào mùa lũ năm 2

Lưu lượng dẫn dòng (m3/s)

Các công việc phải làm và các móc khống chê

I Từ tháng

XI đến

tháng IV

Lòng sông tự nhiên

110 - Thi công tiếp tục công trình bờ vai trái

- Tiếp tục thi công tràn xả lũ

- Thi công hoàn thiện công trình cống dẫn dòng

II Từ tháng

XI đến

tháng IV

Qua Cống dẫndòng đã hoàn thiện

1.8 - Thi công công trình bên bờ phải

(phần IV)

- Đắp đê quai ngăn dòng

- Thi công cống lấy nước

Từ tháng

V đến

tháng X

Cống dẩndòng và tràn tạm

110 - Tiếp tục thi công đập

- Hoàn thiện tràn xả lũ và cống lấy nước

III Từ tháng

XI đến

tháng IV

cống dẩn dòng và tích nước lòng hồ

1,8 - Thi công đập tới cao trình thiết kế

- Dùng công trình chính chống lũ tiểu mãn nên khối lượng đào đắp đê quai giảm

- Cường độ thi công đắp đập vượt lũ không quá cao, dễ dàng trong việc cung ứng nhân lực

- Phương án 2 :

+ Nhược điểm : - Cần phải làm cống dẫn dòng

- Khối lượng đào đắp đê quai lớn

- Không có sự phối hợp nhịp nhàng trong thi công

- Cần có biện pháp gia cố bảo vệ chân đê quai trong mùa lũ năm thứ nhất

+Ưu điểm : Thời gian thi công rút ngắn giảm bớt chi phí

2.3.4 Lựa chọn phương án:

Từ việc phân tích các ưu điểm, nhược điểm cũng như căn cứ vào điều kiện thực tế của khu vực xây dựng, điều kiện lợi dụng tổng hợp nguồn nước đối với dân sinh kinh tế trong vùng, điều kiện và khả năng của đơn vị thi công

Ta chọn phương án 1

2.2 Tính toán thủy lực cho phương án dẫn dòng.

2.3.1 Chọn tần suất dẫn dòng thi công P%.

Tần suất lưu lượng và mực nước lớn nhất để thiết kế các công trình tạm thời phục vụ công

tác dẫn dòng thi côngTần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất để thiết kế công trìnhtạm thời phục vụ dẫn dòng thi công, không lớn hơn, %Dẫn dòng trong một mùa khô Dẫn dòng từ hai mùa khô trở lên

2.3.2 Chọn thời đoạn dẫn dòng và lưu lượng dẫn dòng thiết kế.

Thời đoạn chọn thiết kế dẫn dòng là thời gian phục vụ của công trình dẫn dòng Do công trình là đập đất có khối lượng lớn, thời gian thi công kéo dài trong thời gian thi công không cho nước tràn qua Vì vậy ta chọn thời đoạn dẫn dòng thiết kế theo mùa

Căn cứ vào điều kiện thủy văn và các yếu tố vừa chọn ta quyết định chọn :

+ Lưu lượng thiết kế dẫn dòng mùa khô là:

Qmkdd = 1.8(m3/s)

+ Lưu lượng thiết kế dẫn dòng mùa lũ là:

Qmldd = 110 (m3/s)

2.4 Tính toán thủy lực cho phương án đẫn dòng.

2.4.1 Tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp.

2.4.1.1 Mục đích :

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

+Xác định cao trình đê quai thượng lưu và hạ lưu;

+Xác định cao trình đắp đập chống lũ ;

+Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy;

2.4.1.2 Nôị dung tính toán:

Sơ đồ tính toán:

Sơ đồ tính toán dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp mùa lũ năm I:

Hình 2-3-1- Mặt cắt ngang sông khi thu hẹp lòng sông

Hình 2-3-2- Mặt cắt dọc sông khi thu hẹp lòng sông

- Ta có bảng mối quan hệ Q~Zhl: Hồ Mê Linh 5

Căn cứ vào lưu lượng dẫn dòng Qmk dd , Qml dd và quan hệ Q~Zhl ta xác định được Ztl+ Với Qmk dd =1.8 (m3/s) tra quan hệ Q~Zhl ta có : Zhl=666.52 (m)

+ Với Qml dd=110 (m3/s) tra quan hệ Q~Zhl ta có : Zhl= 668.3(m)

Xác định độ thu hẹp của lòng sông

K = 2 0

1 100

ωω

Ztl

Zhl ΔZ

+ K là mức độ thu hẹp của lòng sông K= 30%÷60%

+ ω1 - tiết diện ướt của sông mà đê quai và hố móng chiếm chỗ

+ ω2 - tiết diện ướt của suối cũ ứng với lưu lượng dẫn dòng

<Thỏa mãn K= 30%÷60%(theo tiêu chuẩn 14TCN-57-88)>

Với Qddml =110 (m3/s), ta được:

+ K = 1465,61.100 0

78,850

= 57,95 % <Thỏa mãn K= 30%÷60%(theo tiêu chuẩn 14TCN-57-88)>

Xác định Ztl :

+ Ta giả thiết các ∆Zgt Tính Ztl= Zhl+∆Zgt Đo diện tích trên mặt cắt ngang được diện tích ướt của lòng sông cũω2và diện tích ướt do đê quai và hố móng chiếm chỗ1

ω

+ Tính lại theo công thức: g

V g

V

22

=

∆ϕ

Trong đó :

+ ∆Z: Độ dâng cao mực nước.

+ ϕ : Hệ số lưu tốc, chọn ϕ=0,8 (Theo giáo trình thi công với mặt bằng đê quai dạng hình thang)

+ Vc :Lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp

thì dừng lại nếu không thỏa mãn thì tiếp tục tính

- Dựa vào mặt cắt lòng sông ta xác định được mối quan hệ Z ~ ω1 và Z~ ω

-Ta có bảng tính toán ΔZ tương ứng Qml dd= 110(m3/s) ứng với Zhl = 668.3 m

+ Cao trình đê quai mùa lũ

- Cao trình đê quai thượng lưu : ZdqTL= ZTLlũ + δ = 668.33 + 0,7 = 669 (m)

- Cao trình đê quai hạ lưu : ZdqHL = ZHLlũ + δ = 668.3+ 0,7 = 669 (m)

b Xác định cao trình đắp đập vượt lũ

: Zdd = 669 (m)

2.3.2 TÍNH TOÁN THỦY LỰC QUA CỐNG DẪN DÒNG

- Mục đích:Cống dẫn dòng được sử dụng để dẫn dòng, trong mùa khô của năm thứ hai ta lợi dụng để dẫn dòng thi công ⇒ ta phải tính toán thuỷ lực để xây dựng đường quan hệ giữa (Q~Zc), từ đó ứng với Qmkdd⇒Ztlc để xác định cao trình đê quai.

2.3.2.1 Tính toán thủy lực qua kênh dẫn sau cống

Căn cứ vào địa hình vùng xây dựng công trình, sơ bộ thiết kế kênh dẫn dòng có các thông

- Tính toán thiết kế mặt cắt tính theo phương pháp mặt cắt lợi nhất về thuỷ lực

Tính toán thiết kế mặt cắt tính theo phương pháp mặt cắt lợi nhất về thuỷ lực

+ Chọn trước bề rộng đáy kênh b = 2 (m)

+ Ta có

233.08

.1

0025,0422,84

Q

i m

Vc = ω

mk dd

Q

= 1.8 : 1.2= 1.5 (m/s)+ Sơ bộ xác định vận tốc không xói theo tiêu chuân nganh 04-05-2012

Với : Vtb cho phép đôi với kênh đá xây là : 7 (m/s)

Vc = 1.5 (m/s) < Vtb = 7 (m/s) Vậy kênh không bị xói

- Xác định độ sâu phân giới (hk): Dùng công thức gần đúng

cn

3

σ1

h

;

Với : hkcn =

3 2

1.8^21

× = 1,5 0.435 0.326

3 1 435

.

=

× +

98.0

=

85.4729

.0017,0

Vậy: ik =

005,029.085.4798.0

8.12 2

Sơ đồ đường mặt nước trong kênh

Ta lập được bảng tính h0 và hK tương ứng với các cấp lưu lượng như sau:

Bảng tính ho và hk cho kênh dẫn dòng sau cống ứng với các cấp lưu lượng Qi

Giả thiết các cột nước trong kênh hi từ giá trị hk, ta xác định được:

+ Diện tích mặt cắt ướt: ωi = (b + m × hi) × hi

+ Chu vi mặt cắt ướt: χi = b + 2hi × 1 m+ 2

+ Từ đó tính được vận tốc dòng chảy trong kênh: Vi = i

+ Năng lượng đơn vị của dòng chảy:

6 / 1 1

R n

- Ứng với chiều dài kênh Lk= 100m ta có hx≈0.471 m

- Tính toán với các cấp lưu lượng khác nhau ta có quan hệ Q~hx như bảng sau:

Với Lk = 100m

Bảng quan hệ Q~hx :

Q(m3/s) 0.2 0.6 1.2 1.8hx=hđk 0.052 0.157 0.314 0.471Dựa vào bảng tính và sơ đồ tính như hình vẽ ở trên ta có với L = 100m ta có h dk ứng vớitừng cấp lưu lượng

Từ đó ta có :

Ztl = ∇Zdk + hđk + Zcv ;Với:(Zcv = Ho – hđk)Vậy: Ztl= ∇Zdk + Ho

Đoạn đầu kênh coi như đập tràn đỉnh rộng:

85 , 0 7 , 0

.

.

g k

n k n

g o

n o n

h

h h h

H

h H h

- Ta lấy gần đúng hn = hđk rồi xét chỉ tiêu chảy ngập

- Nếu chảy không ngập : Q=ϕ ω 2 (g H o −h dk) → Ho = ( ) +

ϕω

Q g

2 2

2 2

→ Q = φnω 2g(H o−h n) → Ho =  ϕnω  +

Q g

2 2

- Lập quan hệ giữa lưu lượng qua cống và mực nước thượng lưu cống: (Q ~ ZTLC)

- Lợi dụng công trình lâu dài để dẫn dòng

- Xác định mực nước trước cống để xác định cao trình đỉnh đê quai thượng lưu, cao trình đắp đập vượt lũ

-Kiểm tra sự an toàn của cống khi dẫn dòng

Sơ đồ tính toán

Sơ đồ tính toán thuỷ lực công ngầm chảy có áp

+ Trình tự tính toán thuỷ lực như sau:

- Dòng chảy qua cống diễn ra ở một trong 3 trạng thái: có áp, bán áp

và không áp Muốn xác định lưu lượng qua cống trước hết phải xác định trạng thái chảyqua cống

- H ≤ 1,2D và hn<D thì cống chảy không áp

- H > 1,2D có thể xảy ra chảy có áp hoặc bán áp còn tùy thuộc độ dàicủa cống và mực nước hạ lưu cống; (Kết quả tính toán theo 2 chế độ chảy không chênhlệch nhau nhiều nên để đơn giản ta tính theo 1 trường hợp là cống chảy có áp)

- Trong đó:

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

D - Chiều cao cống ngay sau cửa vào.

- Kiểm chứng lại chế độ chảy ở trên với chế độ chảy đã giả thiết, nếu thấy điều kiện giả thiết thoả mãn thì kết quả tính cột nước H là đúng nếu không đúng thì phải giả thiết lại

- Khi hn≥D thì ta giả thiết ngay cống chảy có áp để tính toán ra đượcH

- So sánh H với điều kiện của Hứa Hạnh Đào hay Van Te Chow đểkhảng định lại chế độ chảy của cống mà ta đã giả thiết, nếu đúng thì kết quả tính toán trên

là đúng Còn nếu sai thì tính lại theo chế độ cống chảy tự do (kênh + đập tràn đỉnh rộng)cũng ra được H, lại kiểm tra lại như trên

- Tính Z cống= Zđáy công +H

- Vẽ quan hệ Q~ Zcống

Tính độ sâu phân giới, độ sâu dòng đều Tính với các cấp lưu lượng Q i ( m 3 /s)

+ Độ sâu phân giới hk:

- hk= 3

2

2

- Tính với các cấp lưu lượng ta được kết quả như bảng sau:

Bảng xác định độ sâu dòng đều ho và độ sâu phân giới hk.Q(m³/s) f(Rln) Rln(m) b/Rln h/Rln ho (m) hk (m)0,2 2,00 0,17 5,88 1,410 0,2397 0,159760,6 0,67 0,255 3,92 2,050 0,52275 0,332311,2 0,33 0,33 3,03 2,590 0,8547 0,527511,8 0,22 0,38 2,63 2,870 1,0906 0,69123

+ Mục đích là xác định được cột nước đầu cống hx từ đó giả thiết chính xácđược chế độ chảy đầu cống cũng như trạng thái làm việc của cống

+ Cách lập bảng :

- Xuất phát từ dòng chảy cuối cống hcc= hra ta tính ngược lên trên đầucống xác định cột nước hx

- Giả thiết các cột nước hx từ hcc = hra đến ho

- Xác định diện tích mặt cắt ướt ωi= bk×hi

- Chu vi ướt của cống: χi= bk+2hi

- Tính vận tốc dòng chảy trong cống: Vi =

i i

- Xác định hệ số Sezi:Ci= 6

1 1

i

R n

- Tính trị số độ dốc thuỷ lực: Ji =

i i

i

R C

V

2 2

- Năng lượng đơn vị của dòng chảy: ∋i = hi +

Ứng với từng cấp lưu lượng Qi và chiều dài cống L = 180 (m), tiến hành vẽđường mặt ta xác định được hx

Q(m3/s) 0.2 0.6 1.2 1.8

hx=hđk 0.13 0.383 0.77 1.149

Tính toán cột nước đầu cống với các cấp lưu lượng khác nhau: Ta nhận thấy cácgiá trị lưu lượng giả thiết thì chế độ chảy trong cống là chảy ngập

Với Qi(m3/s), giả thiết cống làm việc ở trạng thái không áp

+ Áp dụng công thức chảy ngập qua đập tràn đỉnh rộng:

+ Kiểm tra trạng thái chảy

+ Xác định cao trình cột nước đầu cống

- Zcống = Zđáy cống + H+ Ta có bảng kết quả tính H0 :

Bảng xác định chế độ chảy không áp trong cống.

Ứng dụng kết quả tính toán.

+ Xác định được cao trình đắp đập:

- Zđđ=Zddayscong +H +δ = 666.41+1.58 +0,63=668.6(m)

- Với ZTL được xác định ứng với QP% dẫn dòng thiết kế;

+ Xác định cao trình đê quai thượng lưu:

-2.5.4 Tính toán thủy lực qua tràn mùa lũ năm thứ hai

2.5.4.1 Tính toán thủy lực khi dẫn dòng qua tràn

Tuyến tràn có cao trình tràn tạm ∇ +690 m bề rộng nước qua tràn B=24m

Mục đích tính toán thủy lực qua tràn tạm nhằm xác định quan hệ giữa lưu lượng xảqua tràn và cao trình mực nước trong hồ

Tính toán thủy lực qua tràn ta có thể dùng trường hợp như đập tràn đỉnh rộng chảy

tự do vì sau tràn là dốc nước

Q = m b 2 g HO2



2 3 2.tr

Q Ho

Q: Lưu lượng qua tràn

m: Hệ số lưu lượng theo Cumin m=0.34 ( Giáo trình thủy lực tập II )

∑b Chiều rộng nước qua tràn ∑b=B=24m

Ho: Là cột nước trên tràn

Lập bảng tính bằng cách giả thiết các giá trị Qi sẽ tính được cột nước tràn tương ứng

Hi từ đó tính được mực nước thượng lưu tương ứng :

Đường quan hệ Q-Z Tràn

Như vậy việc tính toán thủy lực mùa lũ năm 3 chỉ để kiểm tra xem sự làm việc củatràn mà không có ý nghĩa cho công tác dẫn dòng vì cao trình đắp đập đã hoàn thànhsau mùa khô năm 3

2.5.4.2 Tính toán điều tiết lũ qua tràn

∗ Mục đích tính toán điều tiết lũ: nhằm xác định lưu lượng lớn nhất qua tràn để xác định được cao trình đắp đập vượt lũ chính vụ trong mùa lũ thi công năm thứ 2

∗ Tài liệu tính toán

- Đường quá trình lũ chính vụ tần suất 10%

- Đường quan hệ (V∼Z)hồ

∗Phương pháp tính toán điều tiết: Trong quá trình thi công công trình với thời gian 3

năm, gặp lũ chính vụ vào mùa lũ năm thứ 2( thường xuất hiện vào cuốitháng 7).Muốn không ảnh hưởng tới quá trình đắp đập ta phải tiến hànhđiều tiết lũ