Thiết kế công trình thủy công

THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH THUỶ CƠNG ĐỢT ĐẦU I Kiên cố hố kênh Bắc Cốc Thành Vị trí Kênh Bắc Cốc Thành hai tuyến kênh tưới Tram bơm Cốc Thành vùng hưởng lợi gồm 14 xã phía Bắc quốc lộ 10 huyện Vụ Bản FTN = 9656 FCTÁC = 6932 Kênh có chiều dài L=20 km Nhiệm vụ: Cấp nước tưới cho 6932 Điều kiện thiết kế thi cơng: - Địa hình địa chất: + Địa hình: Địa hình chung khu vực cấu tạo phức tạp, Cao độ địa hình khơng đều, số khu trũng tạo thành lòng chảo trữ nước, có nơi địa hình sống trâu Nhìn chung địa hình có xu dốc từ Bắc xuống Nam từ Đông sang Tây + Địa chất thổ nhưỡng: Đất đai hình thành phù sa sông Hồng bồi đắp từ lâu đời Phân bố phạm vi khảo sát thành phần tạo trầm tích trẻ thuộc kỷ đại kỷ đệ Tứ Nguồp gốc trầm tích sơng sơng biển hỗn hợp, thành phần trầm tích hạt vụn với ưu nhóm cát bụi, sét, đất có kiến trúc cát bụi, sét bụi, Cấu tạo phân lớp Do hoạt động dòng chảy nên phân bố chiều dày nằm lớp đất không đồng Đất giai đoạn đầu q trình trầm tích nên mức độ nén chặt thấp, kết cấu chặt, trạng thái dẻo mềm đến dẻo chảy - Vật liệu xây dựng: Vật liệu xây dựng phục vụ công tác xây đúc phong phú, đa dạng, đáp ứng yêu cầu để thực giải pháp kỹ thuật kiên cố hoá Vật liệu xaay dựng đất đắp tận dụng nguồn đất đắp từ thời kỳ đào - Điều kiện thi cơng: Kiên cố hố kênh Bắc Cốc Thành kết cấu bê tông cốt thép bê tông cốt thép đúc sẵn kết hợp Giải pháp thi công chủ yếu dùng thủ công lực lượng cơng nhân chun nghiệp có tay nghề cao cơng tác đất đá xây lắp, ngồi kết hợp thi công giới công tác đào bạt đường thi công, san lấp mặt bãi tập kết vật liệu vận chuyển vật liệu + Mặt thi công kết cấu đơn giản song lại trải dài chiều dài 20 km, công tác xây lắp lại nhiều đơn vị thực mọt lúc, việc bố trí mặt cơng trình phải thoả mãn yêu cầuvề vận chuyển vật liệu phương tiện thủ công giới nhỏ, chế tạo lát bê tông đúc sẵn, lán trại công nhân kho bãi, bại tập kết vật liệu Nguồn nhân cơng: Là cơng nhân có tay nghề bậc cao đơn vị cơng ty xí nghiệp chọn lọc để thi cơng cơng trình Cấp cơng trình: - Cơng trình kênh tưới cho 6.932 ha, theo cơng trình thuộc cấp - Diện tích tưới trực tiếp: 6.932 - Hệ số tưới mặt ruộng: q = 1,3 l/s/ha - Phương thức tưới: Kênh tưới đồng thời liên tục thời gian tưới ải 20 ngày Các kênh tưới cấp thiết kế cống đầu kênh tưới luân phiên từ đến 14 ngày - Hệ số lợi dụng kênh tồn hệ thống: 0,7 - Hệ só nhám lòng kênh (vật liệu gia cố bê tông) n = 0,017 - Hệ số mái kênh kiên cố hoá: m= 1,75 -:- 1,5 - Độ dóc đáy kênh i = 3x10-5 -:- 5x10-5 - Phương pháp tính tốn thuỷ lực kênh tưới: Tính theo phương pháp so sánh với mặt cắt có lợi thuỷ lực theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 411885 Bố trí tổng thể cơng trình: Kênh có chiều dài L =20 km Từ cống xả tưới trạm bơm Cốc Thành (Ko) đến K20 nghĩa trang Cầu Họ thuộc xã Minh Thuận huyện Vụ Bản Chia làm hai đoạn: + Đoạn từ Ko -:- K1+569 (Xi phơng Cầu Giành) có L= 1.569m đoạn dẫn chung cho kênh Bắc kênh Nam + Đoạn 2: Từ K1+569 -:- K20: có L= 1.8431m đoạn tưới riêgn cho lưu vực kênh Bắc Phương án thiết kế cơng trình: Kiên cố hố theo mặt cắt hình thang gồm: - Nạo vét tơn bờ áp trúc mái kênh đầm nện kỹ ( = 1.45) theo mặt cắt thiết kế - Gia cố lòng kênh đến cao trình thiết kế: đáy kênh bê tơng cốt thép M200 dày 10 cm đổ chỗ, lót bê tơng M100 dày 5cm 10 m bố trí khe lún Mái kênh bê tông cốt thép M200 dày -:- cm đổ chỗ (độ dày bê tông mái phụ thuộc vào cấp lưu lượng đoạn kênh) Trên đỉnh mái kênh bố trí bên dầm dọc bê tơng cốt thép M200 kích thước (15x20)cm dọc theo tuyến kênh kiên có hố Trung bình 500m chiều dài kênh bố trí cầu rửa mái kênh đá xây Mặt cắt thiết kế: Bảng mặt cắt thiết kế đoạn kênh Đoạn kênh L(m) B(m) H H(m) Ko  K1+579 1569 3.3 0.3 K1+579  K2+700 1121 4.5 2.6 0.3 K2+700  K5+960 3266 4.5 2.48 0.2 K5+960  K8+186 2224 3.5 2.25 0.2 K8+186  K11+137 2948 3.5 2.05 0.2 K11+137  K13+276 2139 3.5 1.76 0.2 K13+276  K16+505 3230 3.5 1.78 0.2 K16+505  K18+614 2109 2.0 1.42 0.2 K18+614  K20 1386 1.2 1.12 0.15 Quy mô cơng trình: - Kiên cố hố 20 000m kênh tưới - Khôi phục xây lại 26 cống đầu cấp 2, sửa chữa nối dài cống cấp khắp tồn tuyến - Khơi phục xây dựng lại điều tiết Giáp Nhất (b=3m) K5+964 kênh Bắc - Khôi phục xây dựng lại 10 cầu giao thông phục vụ dân sinh - Xây dựng cầu qua sông K8+186 bờ tả kênh tưới 10 Khối lượng chính: Bê tơng cốt thép (M150, M200, M250) : 21.800 m3 Bê tơng lót M100 : 4.100 m3 Gạch đá xây : 2.600 m3 Đá dăm 1x2 : 800 m3 Vải lọc TS40 : 15.000 m2 Thép loại : 1.400 Vắn khuôn gỗ : 42.000 m2 Cọc tre (D6; L= 2.5  m) : 33.000 m Khe lún giáy dầu tẩm nhựa đường : 13.000 m2 Phá dỡ cơngt rình cũ : 2.000 m3 Đất đào đắp loại : 200.000 m3 Đất mượn thi công : 16.500 m2 Ca bơm nước : 700 ca 11 Tổng mức đầu tư xây dựng (theo giá 2004): Tổng mức đầu tư xây dựng : 37 550 000 000 đồng - Chi phí xây lắp : + Phần xây đúc : 30.000.000.000 đồng + Phần đất : 4.000.000.000 đồng - Chi phí thiết bị : 150.000.000 đồng - Chi khác - Dự phòng (10%) : : 900.000.000 đồng 2.500.000.000 đồng II Kiên cố hoá kênh tưới Trạm bơm Cổ Đam (Huyện Ý Yên) Vị trí: Lưu vực kênh tưới Cổ Đam bao gồm 15 đơn vị hành cấp xã huyện Ý n Trong khu vực phía Bắc kênh tiêu Hữu Độ, Phía Tây Sơng Đáy, Phía Đơng Đê hữu Sơng Sắt, Kênh tiêu S40, S48 Phía Nam Kênh tiêu Trạm bơm Yên Bằng Tổng diện tích tự nhiên 11.268 ha; diện tích đất canh tác 8.797 Tổng chiều dài kênh kiên cố hoá 13.233 m Nhiệm vụ: Cấp nước tưới cho 8.338 ( theo Quy hoạch năm 1993) Điều kiện thi cơng: - Địa hình, địa chất: + Địa hình: Khu vực có địa hình phức tạp, cao thấp khơng theo kiểu da báo nên hình thành nhiều khu thấp, trũng cục gây bất lợi cho số vùng cao ven núi, ven đường giao thông QL10, tỉnh lộ 12 thuộc xã Yên Dũng, Yên Xá, Yên Tiến, Yên Minh, Yên Hằng gây bất lợi cho tưới Nhìn chung, địa hình dốc từ Tây sang Đơng, từ Bắc xuống Nam thuận lợi cho việc chuyển tải nguồn nước từ Cổ Đam tới kênh cấp Trong khu tưới: Cao độ địa hình phổ biến: +1,30 - +1,50m; cao độ địa hình thấp nhất: +0,60m; cao độ địa hình cao +2,20 m + Địa chất cơng trình: Đặc điểm điạ chất chung: Phân bố phạm vi khảo sát thành phần tạo trầm tích trẻ thuộc kỉ đại kỉ đệ Tứ nguồn gốc trầm tích sơng biển kết hợp Về khu vực giai đoạn đầu q trình trầm tích nên mức độ nén chặt thấp, kết cầu từ chặt vừa đến chặt; trạng thái dẻo chảy đến dẻo mềm Đặc điểm địa tầng: Theo thành phần, tính chất đất, thứ tự từ xuống có lớp sau: Lớp đất đắp: Phân bố dọc bờ kênh, cao độ đáy lớp đất từ +2,27 đến +0,66 Chiều dày lớp đất thay đổi từ +0,3 đến +3,6m Đất đắp thành thành phần hỗn hợp gồm sét, sét, phần mặt có chỗ lẫn gạch, đá, đất có kết cấu chặt vừa, trạng thái cứng dẻo, mềm có độ bền tương đối có khả làm kiên cố hoá kênh Một số tiêu lý đất: Dung trọng ướt: 1,86 T/m3 Độ sệt: 0,32 Ma sát trong: 12o59’ Lực dính: 0,179 kg/cm2 Lớp sét nặng trung: Màu nâu, xám nâu, thành phần đồng trung bình kém, đất có kết cấu chặt vừa đến kếm chặt, trạng thái dẻo mềm cso khả chống thấm tốt Một số tiêu lý: Dung trọng ướt: 1,77 T/m3 Độ sệt: 0,76 Ma sát trong: 8o16’ Lực dính: 0,169 kg/cm2 Lớp sét nhẹ: Phân bố rộng từ đầu tuyến kênh đến K8+600; lớp sét nhẹ nằm sâu xuống -1,95 nên hố khoan đoạn không gặp sét nhẹ, cao độ mặt lớp sét từ -0,13 đến -1,95; cao độ đáy lớpvà chiều dày lớp chưa xác định vượt độ sâu khoan - Vật liệu xây dựng: Khá phong phú, đa dạng đáp ứng số yêu cầu để thực giải pháp kĩ thuật kiên cố hoá vật liệu xây dựng đất đắp Điều kiện thi cơng: Kiên cố hố kênh cổ đam kết cấu bê tông cốt thép bê tông đúc sẵn kết hợp Giaỉ pháp thi cơng thủ cơng Ngồi kết hợp thi công giới công tác đào đường thi công, thi công bê tông san lấp mặt bãi tập kết vật liệu vận chuyển vật liệu Nguồn nhân cơng: Là cơng nhân có tay nghề bậc cao Cấp cơng trình: Cơng trình cấp Các tiêu chuẩn thiết kế: tưới trực tiếp cho 8.338 ha; hệ số tưới mặt ruộng 1,3 l/s.ha Phương thức tưới: Kênh tưới đồng thời thời gian tưới ải Các kênh cấp tưới luân phiên thời gian đến 14 ngày Hệ số lợi dụng tồn hệ thống 0,7; hệ số nhám lòng kênh 0,017 Mái kênh kiên cố hoá m= 1,35 đến 1,5; độ dốc i= 3.105 đến 5.105 Phương pháp tính tốn thủy lực kênh tưới: Tính theo phương pháp so sánh với mặt cắt lợi thủy lực theo tiêu chuẩn TCVN 4118-85 Bố trí tổng thể cơng trình: Kênh có chiều dài L=13.233 m từ K0 Tồn tuyến chia thành đoạn: Đoạn từ K0 – K2+506; đoạn từ K2+506 – K5+867; đoạn từ K5+867 – K13+233 Phương án thiết kế cơng trình: Kiên cố hố theo mặt cắt hình thang gồm: Nạo vét tơn bờ, áp trúc mái kênh; đầm nện kĩ theo mặt cắt thiết kế Đáy kênh BTCT M200 dày 10 cm đổ chỗ, lót bê tơng M100 dày 5cm Dọc tuyến 10m bố trí khe lún Mái kênh bê tông cốt thép M200 dày 6-8 cm đổ chỗ Trên đỉnh mái kênh bên bố trí dầm dọc BTCT M200 Trung bình 500 m chiều dài kênh bố trí cầu rửa tràn mái đá xây Mặt cắt thiết kế: Đoạn kênh K0-K2+510 B(m) H(m) Mái m 5,5 3,45 1,5 K2+510-K4+520 3,5 3,0 1,5 K4+520- K5+867 2,5 2,9 1,5 K5+867-K8+932 2,5 2,5 1,5 K8+932-K10+346 2,0 2,3 1,5 K10+346-K13+233 1,0 1,9 1,25 Qui mơ cơng trình: Kiên cố hố tuyến kênh L=13.233m Xây nâng cấp cống cấp toàn tuyến kênh số cầu qua kênh 10 Khối lượng chính: Đất đào : 57.000 m3 Đất đắp : 38.000 m3 Bê tông loại : 17.000 m3 Đá xây loại : 1.400 m3 Thép tròn : 700 11 Tổng mức vốn đầu tư: (Theo giá 2003) Chi phí xây lắp : 17.500.000.000 đồng Chi phí chi khác : 1.900.000.000 đồng Chi phí dự phòng : 800.000.000 đồng Tổng cộng: : 20.200.000.000 đồng III/ Kiên Cố Hóa Kênh Tưới Chính Tây (Hệ Cổ Đam ) 1.Vị trí: Kênh tây xuất phát từ K2+500 bên bờ hữu kênh Cổ Đam chảy xuống phía nam cắt qua tỉnh lộ 12 (tại xi phông An Lạc), qua quốc lộ 10 (tại xi phông đường 10) kết thúc đầu thơn Đơng Xá n Bằng Ý n Kênh có chiều dài L = 12 Km Nhiệm vụ công trình: Lấy nước tưới cho 3600 đất canh tác khu vực miền tây bao gồm xã : Yên Phú, Yên Hùng, Yên Phong, Yên Khánh, Yên Hồng, Yên Xá, Yên Tiến, Yên Bằng Yên Quang Điều kiện thi cơng: Tình hình địa hình, địa chất mang tính chất chung thuyết minh phần KCH kênh Cổ Đam Tình hình vật liệu xây dựng , điều kiện thi công , nguồn nhân công mang tính chất chung thi cơng Cổ Đam Cấp cơng trình: Với diện tích tính tưới F = 3600 → Thuộc cơng trình cấp Hệ số tưới ải mặt ruộng : qa = 1,3 l/s.ha Phương thức tưới : kênh tưới đồng thới lien tục thời gian tưới ải ta = 20 ngày kênh nhánh cấp thiết kế tưới luân phiên t a = ÷ 14 ngày + Hệ số lợi dụng kênh toàn hệ thống H= 0,70 + Hệ số nhám long kênh n = 0,017 + Mái kênh m = 1,5 + Độ dốc long kênh i= 5.10-5 Phương pháp tính tốn tài liệu : tính tốn theo phương pháp mặt cắt có lợi thủy lực theo quy phạm TCVN 4118-85 Phương án thiết kế cơng trình + Kiên cố hố kênh tưới cũ từ K0 ÷ K10+460 theo mặt cắt hình thang m = 1,5 từ K10+460 ÷ K12 theo mặt cắt hình thang Có m = 1,25 + Nạo vét tơn bờ áp trúc mái đầm nện kĩ  = 1,45 T/m3 theo mặt cắt thiết kế + Gia cố kênh : Đáy kênh bê tông cốt thép M200 dày 15 cm đổ chỗ , lót 10 cm đá dăm, mái kênh bằng lát bê tông M150 (60x60x6) cm đúc sẵn lắp ghép có thép neo góc để góc liên kết với Trên đỉnh mái cạnh bờ bên dầm dọc bê tơng cốt thép kích thước (15x15)cm dọc theo tuyến KCH Mặt cắt thiết kế Đoạn Kênh L (m) B H m K0 ÷ K2 2000 2,5 2,1 1,5 K2 ÷ K3+742 1742 2,5 2,0 1,5 K3+783 ÷ K8+625 4842 1,55 1,5 K8+670 ÷ K10+460 1789 1,5 1,15 1,5 K10+460 ÷ K12 1540 1,2 1,1 7.Quy mơ cơng trình Kiên cố hố tồn tuyến kênh với L =12 Km Khôi phục, nâng cấp, xây cống cấp theo mặt cắt thiết kế Xây dựng 10 cầu giao thông giới qua kênh Khối lượng Bê tơng cốt thép loại ( M150, M200 ) 11.000 m3 Đá xây 1500 m3 Đá dăm (1x2 ) 4000 m3 Vải lọcTS40 72.000 m2 Thép loại 260.000 Kg Cọc tre ( 6, L = 2,5 m ) 16.000 cọc Khớp nối ( cống bao tải, cống nhựa đường ) 500 m2 Vít Nâng v1÷ v0 30 Đất đào đắp loại 920000 m3 Ca bơm nước 500 ca Phá vỡ công trình cũ 500 m3 Gạch xây vữa M75 1300 m3 9.Tổng mức đầu tư ( Theo gia 2003 ) 42200.000.000 đ - Chi phí xây lắp 18.000.000.000 đ + Phần xây đúc 14.000.000.000 đ 1,25 + Phần đất 4.000.000.000 đ - Chi phí thiết bị 200.000.000 đ - Kiến thiết khác 200.000.000 đ - Dự phòng 10 % 200.000.000 đ 4/ Kiên Cố Hoá Giai Đoạn Kênh KN ( Trạm Bơm Hữu Bị 1) Và Nhánh KNA Vị trí: Kênh KN thuộc tuyến cấp Hệ Hữu Bị Kênh tưới KN có chiều dài L = 10490 m tưới cho 3063 xã huyên Mĩ Lộc Nam Định Kênh xuất phát từ K0 (Cống lấy nước từ bờ tả kênh Hữu Bị ) đến trạm bơm Mỵ cuối kênh thuộc xã Mĩ Thuận Trên kênh K3+232 có cầu máng la chợ xây dựng 2002 thay xi phông la chợ B = 2,3 m đáy = +1,37 L = 40,7 m đỉnh = + 3,62 Nhiệm vụ cơng trình: Kênh KN có nhiệm vụ tưới cho 3063 đất canh tác huyện Mỹ Lộc nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế nông nghiệp vùng theo hướng cơng nghieep hố, nâng cao suất sản lượng trồng Điều kiện thi cơng - Địa hình địa chất : + Địa hình: Khu tưới Hữu Bị có hướng dốc từ Đơng sang Tây từ Bắc xuống Nam Cao độ trung bình tồn khu vực khoảng +1,5 , cao độ thấp khoảng +0,50 cao +3,30 + Thổ nhưỡng : đất đai khu vực chứa loại : đất trung tính, đất phù sa đất chua + Địa chất cơng trình : qua kết khảo sát lớp đất từ xuống phân chia sau: Lớp 1b: Đất dắp sét pha màu nâu vàng, nâu gụ dẻo cứng , bề dày trung bình 1,6 m K = 1,44 T/m3  = 11030’ C = 0,204 Kg/ cm2 Cầu máng có Lớp 1a: Đất dắp sét pha màu nâu vàng, nâu gụ dẻo cứng , nằm kề lớp 1b bề dày trung bình 1,6 m K = 1,34 T/m3  = 8030’ C = 0,232 Kg/ cm2 Lớp 2: Sét pha nặng màu hồng, màu xám trạng thái dẻo cứng, bề dày trung bình 0,7 m K = 1,41 T/m3  = 12030’ C = 0,267 Kg/ cm2 Lớp 3: Sét pha màu xám đen, xám ghi chứa hữu cơ, dẻo chảy bề dày trung bình 4m, nhỏ 0,7 m, lớn 8m K = 1,14 T/m3  = 6050’ C = 0,15 Kg/ cm2 Lớp : Cát hạt nhỏ, cát pha, màu xám tro, màu xanh, chặt vừa lớp nằm phạm vi khảo sát chưa xác đinh độ dày + Vật liệu xây dựng: phong phú đa dạng đáp ứng yêu cầu + Điều kiện thi công: kiên cố hố kết cấu lát bê tơng đúc sẵn, thi công chủ yếu thủ công với lực lượng cơng nhân có tay nghề cao + Nguồn cơng nhân: cơng nhân có tay nghề cao chọn lọc từ cơng ty xí nghiệp đảm trách thi cơng + Cấp cơng trình: Cơng trình thuộc cấp + Các tiêu chuẩn tính tốn thiết kế: Ftưới = 3063 qa = 1,30 l/s/ha + Phương thức tưới: Kênh KN tưới đồng thời lien tục 20 ngày thời gian tưới ải Các kênh nhánh tưới luân phiên t = ÷ 14 ngày Hệ số lợi dụng kênh  = 0,75 Kênh cấp  = 0,85 Hệ số nhám long kênh n = 0,017 , m = 1,5 Độ dốc đáy kênh i = 5x10-5 Phương pháp tính tốn thủy lực: tính theo phương pháp mặt cắt thuỷ lực lợi - Phương án thiết kế cơng trình: kiên cố hố theo mặt cắt hình thang , chiều dài kênh kiên cố hố : kiên cố hoá từ sau cầu máng La Chợ K3+232 ÷ K10+490 Tuyến kênh KNA cung kiên cố hố theo mặt cắt hình thang với L = 5000 m, đáy kênh gia cố bê tông cốt thép đổ chỗ , mái kênh lát bê tông cốt thép đúc sãn - Mặt cắt thiết kế đoạn B H H K2+232 ÷ K4+250 1018 2,5 1,7 0,3 K4+250 ÷ K7+200 2950 1,5 1,3 0,3 K7+200 ÷ K9+391 2191 1,0 1,1 0,3 K9+391÷ K10+490 1,0 1,3 0,3 Đoạn Kênh KNA L (m) 1099 5000 1,5 1,6 0,3 - Quy mơ cơng trình - Kênh Kn thi công năm 2005 với chiều dài 3232 m ( đoạn từ cống đầu kênh tới cầu máng La Chợ ) Trong thời gian tới đề nghị thi cơng tiếp đoạn từ K 3+232 ÷ cuối kênh với L = 7258 m Và thi công kênh nhánh KNA với L =5000 m - Các cống cấp dọc bờ kênh sửa chữa nâng cấp xây theo thiết kế - Nâng cấp trạm bơm Mỵ cuối kênh KN để tưới bố sung cho vùng cao Cuối kênh ( 2m 2500 m3/h () Tổng mức đầu tư xây dựng: ( Vốn 2005 ): 22.200.000.000 đ - Chi phí xây lắp 18.000.000.000 đ - Chi phí thiết bị 2.000.000.000 đ - KTCB khác 2.000.000.000 đ - Dự phòng 10 % 2.000.000.000 ... kênh cổ đam kết cấu bê tông cốt thép bê tông đúc sẵn kết hợp Giaỉ pháp thi công thủ cơng Ngồi kết hợp thi công giới công tác đào đường thi công, thi công bê tông san lấp mặt bãi tập kết vật liệu... Phương án thiết kế cơng trình: Kiên cố hố theo mặt cắt hình thang gồm: - Nạo vét tôn bờ áp trúc mái kênh đầm nện kỹ ( = 1.45) theo mặt cắt thiết kế - Gia cố lòng kênh đến cao trình thiết kế: đáy... đoạn từ K5+867 – K13+233 Phương án thiết kế cơng trình: Kiên cố hố theo mặt cắt hình thang gồm: Nạo vét tơn bờ, áp trúc mái kênh; đầm nện kĩ theo mặt cắt thiết kế Đáy kênh BTCT M200 dày 10 cm đổ