Đồ án về công tác đãn dòng thi công công tác hố móng bố trí thời gian thi công công trình đập tràn tính toán thủy lực qua cống tràn và qua kênh. tính toán khối lượng đào móng làm việc thi công . tính số máy móc thực hiện.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Trang 1CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 VỊ TRÍ CÔNG TRÌNH:
Hồ chứa nước Núi Ngang được xây dựng trên sông Trà Câu thuộc địa phận xã ThổPhong, huyện Đức Phổ, tỉnh Quảng Ngãi Khu vực lòng hồ chứa thuộc xã ba Lương,huyện Ba tơ, tỉnh Quảng Ngãi, có vị trí địa lý khoảng:
+ Kinh độ đông :108o40’ ÷ 108o52’
+ Vĩ độ bắc : 14o40’30” ÷ 14o50’
1.2 NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH :
Công trình có nhiệm vụ điều tiết năm hoàn toàn để :
- Tưới tự chảy cho 1450 ha vùng cao mà công trình Thạch Nham không tưới tới
- Bổ sung nước tưới cho 1700 ha thuộc hệ thống nam sông Vệ vào vụ thu
- Cấp nước cho khu công nghiệp nam Quảng Ngãi với lưu lượng 49,250 m3/ngày
đêm
1.3 QUY MÔ, KẾT CẤU CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH :
Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật chủ yếu công trình đầu mối phương án chọn được thểhiện trong bảng 1-1
Bảng 1-1 Tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật chủ yếu công trình đầu mối
Trang 31.4 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH :
1.4.1 Điều kiện địa hình :
Tuyến đập được nối liền giữa 2 sườn núi Ngang và núi Tam Cọp ,ở giữa có một
công trình mối núi Ngang về phía hạ lưu khoảng 7 Km có đập dâng Đá Giăng đã xâydựng sẽ được hoàn thiện lại để đua nước vào hệ thống kênh tưới
Khu vực hưởng lợi giới hạn bởi sông Trà Câu ở phía nam,kênh chính Nam Sông Vệ
ở phía đông và các dãy núi ở phía tây và bắc thuộc địa phận các xã Phổ Phong,Phổ Nhơn,Phổ Thuận huyện Đức Phổ và Đức Lân, Đức Phong, Thị Trấn Mộ Đức huyện Mộ Đức Các đặc trưng của lưu vực :
Trang 4Lấy theo quan hệ: Zn=K.Zpiche=15.870mm=1310mm
Lượng tổn thất do bốc hơi trung bình hàng năm tính theo phương trình:
∆Zo=Zn-(Xo-Yo)
Thay các giá trị đã tính Zn,Xo,Yo vào ta xác định được ∆Zo=219mm
Bảng 1-2 Phân phối tổn thất do bốc hơi
Độ ẩm không khí trung bình (Ucp)
Độ ẩm không khí tối thấp (Umin)
Kết quả tính độ ẩm tương đối ghi ở bảng1-3
Trang 5Bảng 1-3: Bảng đặc trưng độ ẩm tương đối.
Độ ẩm tương đối lớn nhất lấy Umax = 100%
1.4.2.4 Số giờ nắng :
Số giờ nắng trong trung bình trong cả năm là 6,2 giờ như bảng 6, trong đó các tháng V,
VI, VII mùa khô số giờ nắng có thể tới hơn 8 giờ một ngày
Bảng 1-4: Số giờ nắng trong ngày trung bình tại trạm Quảng Ngãi.
1.4.2.5 Chế độ gió :
Vì điều kiện xung quanh hồ Núi Ngang biến đổi phức tạp,cho nên nếu dựa vào số liệu
đo ở trạm Ba Tơ để tính toán tốc độ gió lớn nhất,ứng với tần suất dung cho hồ Núi Ngang
sẽ không chính xác,vì vậy kiến nghị lấy giá trị lớn nhất đã đo được ở trạm Ba Tơ thao 3hướng để làm trị số thiết kế
Bảng 1-3
1.4.2.6 Dòng chảy lũ :
Lưu lượng lũ lớn nhất tính theo 2 phương pháp:
+ Công thức cường độ giới hạn
Trang 6Kết quả nghiên cứu các đặc trưng thống kê dòng chảy của lưu vực như sau:
Bảng 1-9 Phân phối dòng năm p= 10%
1.4.3 Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn :
1.4.3.1 Điều kiện địa chất tuyến công trình
Từ kết quả khảo sát và thí nghiệm tại các hố khoan dọc theo tuyến cống, thứ tự cáclớp từ trên xuống dưới như sau:
Trang 7∗ Lớp 1: Cát,cuội,sỏi lòng sông lẫn rải rác đá tảng lẫn đá lăn.Thành phần chính của
cát,cuội,sỏi là thạch anh và mảnh vụn đá granit,anđêzit.Có chiều dày trung bình từ 1mđến 1,5m
∗ Lớp 2: Hỗn độn dăm,đá tảng lăn và đất á sét,á cát màu xám vàng,xám nâu tím.đất
có kết cấu kém chặt,trạng thái cứng.Hệ số thấm K=5÷8.10-3cm/s.lớp này phủ khắp cácsườn đồi.Mật độ đá tảng chủ yếu tập trung 2 bên sườn núi cao của tuyến đập tạo hồ.Cóchiều dày trung bình 2m,cá biệt có những chỗ tới 4m
∗ Lớp 3: Á sét nặng chứa dăm sạn,đôi chỗ lẫn đá tảng.Đất màu nâu vàng,đốm trắng
hoặc vàng sẫm đốm đen.Dăm sạn granit mềm bở đôi chỗ bị laterit hóa nhẹ.Đất dẻodính ,kết cấu kém chặt.trạng thái nửa cúng đến cứng,lớp này phân bố chủ yếu ở khu đậptràn và cống.Hệ số thấm K=3.10-4cm/s.Có chiều dày lớp 1m đến 2m,cá biệt có chỗ dàyđến 3m
∗ Lớp 4a: Á sét nặng loang lổ màu vàng nâu,vàng gạch chứa ít,dăm sạn thạch anh
và đá gốc cứng 2÷4 mm.Trạng thái cứng kết cấu kém chặt.phân bố chủ yếu ở khe đậpchính nhánh phải.Hệ số thấm K=2.10-4cm/s
nhạt.Đất dẻo dính,kết cấu chặt vừa.Hệ số thấm K=5.10-4cm/s
∗ Lớp 4b: Á cát màu xám vàng lẫn xám trắng chứa dăm sạn.Trong đất chủ yếu là cátthô đến vừa.Kết cấu kém chặt trạng thái cứng đến nửa cứng.Dăm sạn thạch anh và đágranit cứng,sắc cạnh chiếm10%,θ từ 2÷10mm.Hệ số thấm K=5.10-3cm/s
1.4.3.2 Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực:
Theo số liệu điều tra của sở Nông Lâm và sở Thủy lợi tỉnh Quảng Ngãi tháng 12năm 1995.Trong khu vực tưới hiện có:
1.5 ĐIỀU KIỆN GIAO THÔNG :
Công trình cách quốc lộ 24 khoảng 1 km vì vậy rất thuận tiện cho việc vận chuyểnthiết bị,máy móc,nhiên liệu,vật liệu đến công trình
Các mỏ vật liệu phần lớn tập trung 2 bên quốc lộ 24 nên các đường trục thi côngphải xây dựng ngắn,do tận dụng được đường quốc lộ làm đường thi công
1.6 NGUỒN CUNG CẤP VẬT LIỆU, ĐIỆN, NƯỚC :
1.6.1 Cung cấp nguyên vật liệu :
Trang 8Tại khu vực dự án đã có các mỏ đất ,mỏ đá Có thể khai thác sử dụng trong quá trìnhthi công Các mỏ đất có dung trọng tự nhiên γtn = 1.36 t/m3
thác
Diệntích khaithác(1)
Khốilượngbóc bỏ(m3)
Trữlượngkhaithác (
3
Cự ly vậnchuyểnđến chânđập (m)
+Bãi chứa dăm sỏi :500m2
1.6.2 Cung cấp năng lượng :
Hiện tại trong khu vực dự án đã có lưới điện quốc gia Khi thi công công trình cầnxây dựng đoạn nối tiếp cao áp và hạ áp để phục vụ thi công
1.6.3 Cung cấp nước :
Chủ yếu dùng nước sông Trà Câu bơm vào bể phục vụ thi công, nước sinh hoạt sửdụng các giếng khoan
1.7 ĐIỀU KIỆN CUNG CẤP VẬT TƯ, THIẾT BỊ, NHÂN LỰC:
Các vật tư xi măng, gạch xây, sắt thép lấy tại địa phương
Các thiết bị cơ khí cửa van, các thiết bị đóng mở, và thiết bị điện khác được giacông tại thị xã Quảng Ngãi và vận chuyển đến công trình
THỜI GIAN THI CÔNG ĐƯỢC PHÊ DUYỆT:
Thời gian thi công toàn bộ công trình là 3 năm
NHỮNG THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG:
1.7.1 Các thuận lợi :
-Công trình nằm gần các tuyến giao thông chính.
- Điều kiện địa hình thuận lợi
-Nguồn nhân lực,kinh phí dồi dào
-Các đơn vị thi công có nhiều kinh nghiệm
1.7.2 Các khó khăn :
-Các mỏ vật liệu cát,đá tương đối xa so với khu vực công trình.
-Cường độ thi công lớn,yêu cầu chất lượng cao
Trang 9-Công tác giải phóng mặt bằng chưa được thuận lợi.
CHƯƠNG 2 DẪN DÒNG THI CÔNG VÀ CÔNG TÁC HỐ MÓNG2.1 MỤC ĐÍCH,Ý NGHĨA CỦA VIỆC LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN DÒNG THI CÔNG.
2.1.1 Mục đích công tác dẫn dòng
Công tác dẫn dòng thi công có ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch tiến độ thi công củatoàn bộ công trình, hình thức kết cấu, chọn và bố trí công trình thủy lợi đầu mối, chọnphương pháp thi công và bố trí công trường, cuối cùng là ảnh hưởng tới giá thành côngtrình Vì vậy công tác dẫn dòng thi công là công tác tất yếu và hết sức quan trọng vớimục đích:
- Đảm bảo nơi thi công hố móng luôn được khô ráo
- Dẫn nước từ thượng lưu về hạ lưu, đảm bảo lợi dụng tổng hợp dòng nước
- Cá biệt có một số công trình nhỏ, ít nước, điều kiện xây dựng và khả năng thicông có thể xây dựng một mùa khô thì không phải dẫn dòng thi công
2.1.2 Nhiệm vụ
Để đảm bảo mục đích được đề ra thì công công tác dẫn dòng phải thực hiện được một sốnhiệm vụ sau :
- Chọn tần suất lưu lượng ( P% ) và lưu lượng thiết kế dẫn dòng
- Chọn phương án dẫn dòng cho từng thời đoạn thi công
- Tính toán thủy lực phương án dẫn dòng
- Tiến hành đắp đê quai bao quanh hố móng, tiêu nước và nạo vét hố móng, xử línền và xây dựng hố móng công trình
- Dẫn nước từ thượng lưu và hạ lưu qua các công trình đã được xây dựng trướckhi ngăn dòng
2.1.3 Ý nghĩa
Công tác dẫn dòng thi công có ý nghĩa quyết định đến việc lựa chọn hình thức kếtcấu và bố trí công trình thuỷ lợi đầu mối, tiến độ thi công, biện pháp thi công và giá thànhcông trình
2.2 NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN DÒNG THI CÔNG
- Thời gian thi công ngắn nhất
- Phí tổn dẫn dòng và giá thành công trình rẻ nhất
- Thi công thuận tiện, liên tục, an toàn và chất lượng cao
Trang 10- Triệt để lợi dụng các điều kiện có lợi của tự nhiên và các đặc điểm của kết cấu côngtrình thuỷ công để giảm bớt khối lượng và giá thành các công trình tạm
- Khai thác mọi khả năng, lực lượng tiên tiến về kỹ thuật tổ chức và quản lý như: Máymóc có năng suất cao, phương pháp và công nghệ thi công tiên tiến, tổ chức thi côngkhoa học để tranh thủ tối đa thi công vào mùa khô với hiệu quả cao nhất Cụ thể là mùakhô mực nước thấp, đắp đê quai ngăn dòng tập trung đắp đập với tốc độ nhanh vượt lũtiểu mãn và lũ chính vụ
- Khi thiết kế các công trình tạm nên chọn các phương án thi công đơn giản, dễ làm,thi công nhanh, dỡ bỏ dễ dàng, tạo điều kiện cho công trình chính sớm khởi công và thicông thuận lợi, đặc biệt là tạo điều kiện để công trình sớm phát huy tác dụng
- Tuyệt đối không cho nước tràn qua đập đất Trong trường hợp đập đá, có thể chonước tràn qua nhưng phải tính toán gia cố cẩn thận
- Việc phân chia phương án dẫn dòng phụ thuộc vào điều kiện địa hình, địa chất thủyvăn, kết cấu công trình trên cơ sở tính toán thủy lực và cân đối chế độ thi công
- Lưu lượng thiết kế dẫn dòng qua công trình dẫn dòng được bao nhiêu phần còn lại được tích trong hồ, biểu thị bằng mực nước thượng lưu tăng lên.
2.3 CHỌN LƯU LƯỢNG THIẾT KẾ VÀ TẦN SUẤT DẪN DÒNG THIẾT KẾ 2.3.1 Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công
Công trình hồ chứa nước Núi Ngang là công trình cấp III Theo quy chuẩn QCXDVN
04:05/2012, tần suất lưu lượng để thiết kế phục vụ cho công tác dẫn dòng là P=10%
2.3.2 Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công
Lưu lượng mực nước lớn nhất được lấy với trị số lớn nhất xuất hiện trong từng mùadẫn dòng Căn cứ vào lưu lượng trung bình tháng trong thời đoạn dẫn dòng và tần suấtthiết kế dẫn dòng đã chọn ở trên ta chọn được lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công
Do có 2 thời đoạn dẫn dòng nên có 2 trị số lưu lượng dẫn dòng :
• Lưu lượng thiết kế dẫn dòng mùa kiệt: Qkiệt = 170m3/s
• Lưu lượng thiết kế dẫn dòng mùa lũ: Qlũ =752 m3/s
2.4 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN DẪN DÒNG THI CÔNG.
2.4.1 Phương án I
Bảng 2.1 Phương án dẫn dòng qua cống ngầm và tràn tạm
Trang 11Tháng 6 đếnTháng 8
-Lòng sôngthu hẹp
Lòng sôngthu hẹp
10% 50.64
170
- Đắp đê quai
- Thi công cốngngầm.(T1-T3)
- Thi công phầnđập bên trái trongphần bảo vệ đêquai đến cao trìnhvượt lũ 54m m
- Tiếp tục thi côngcông trình bên tráiđến cao trình thiết
kế 70.5 m
tháng 12
Lòng sôngthu hẹp
tràn
Thi công đập phụđến cao trình 62mII
Mùa kiệt
Tháng 1 đếntháng 5
Tháng 6 đếntháng 8
Qua cốngngầm
Cống ngầm Tràn
10% 50.64
170
-Ngăn dòng, thicông phần vai phảicông trình đậpchính đến cao trìnhvượt lũ 62m.
Hoàn thiện tràn
Thi công phần vaiphải đên cao trìnhthiết kế 70.5
tháng 12 Cống ngầmTràn 10% 752 Thi công đập phụđến cao trình thiết
kế 70.5 Hoàn thiệncông trình
2.4.2 Phương án II
Bảng 2.2 Dẫn dòng qua cống ngầm và tràn
Trang 12Qua lòngsông thu hẹp
công cống ngầm
- Thi công phầnđập chính trongphần bảo vệ đêquai đến cao trìnhvượt lũ 54m
Mùa lũ Tháng 9 đếntháng 12 Qua lòngsông thu hẹp 10% 752 - Thi công phầncông trình đập
chính đến cao trìnhthiết kế 70.5mIII
Mùa kiệt
Tháng 1 đếntháng 5
công phần vai phảiđến cao trình vượt
lũ 62mTháng 6 đến
tháng 8 Cống ngầm,Tràn 10% 170 -Thi công đậpchính đến cao trình
thiết kế 70.5m,Hoàn thiện côngtrình
2.4.3 So sánh, chọn phương án :
- Thời gian thi công phương án 1 nhanh hơn chỉ 2 năm
- Khối lượng các đợt thi công của phương án 2 chênh lệch lớn, không đồng đều để phân bố nhân lực
- Phương án 1 tương đối hợp lý, khối lượng các đợt phù hợp không chênh lệch quá nhiều
Kết luận: Ta lựa chọn phương án 1 để thi công công trình
2.5 TÍNH TOÁN THỦY LỰC PHƯƠNG ÁN DẪN DÒNG.
2.5.1 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp (Mùa khô 1)
a, Mục đích :
- Xác định quan hệ Q~ZTL khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp
- Xác định cao trình đắp đê quai
- Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy
Trang 13b, Nội dung tính toán
Trang 14+ -Diện tích ướt phần công trình chiếm chỗ
+ - Diện tích ướt phần lòng sông tự nhiên
+ -Diện tích ướt phần công trình chiếm chỗ ứng với Zhl
+ - Diện tích ướt phần lòng sông tự nhiên ứng với Zhl
+ - Diện tích ướt phần lòng sông tự nhiên ứng với Ztl
Trang 15Ta thấy giá trị ∆Zgt ≈ ∆Ztt =0,00655 m Vậy chọn ∆Z= 0,00655 m.
*Xác định mực nước sông phía thượng lưu về mùa khô năm thứ nhất :
Mùa kiệt: ở bảng tính 1 ta có ∆Ztt = ∆Zgt =0,00655 m thỏa mãn điều kiện tính gần đúng
Với δ = (0.5-0.7) m là độ cao an toàn, chọn δ = 0.6m
Chọn cao trình đắp đê quai là + 40.5 m là hợp lý
Kiểm tra điều kiện chống xói:
Giả thiết đất nền đáy sông là bùn á sét đến bùn sét chứa nhiều hữu cơ ở trạng thái chảydẻo kém chặt [Vc]kx= 0,5 (m3/s), ta có Vc=0.339< [Vc]kx nên lòng sông không bị xói
2.5.2 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp (Mùa lũ 1)
a Mục đích
- Xác định quan hệ Q~ZTL khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp
- Xác định cao trình đắp đập chống lũ cuối mùa khô
-Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy
b Nội dung tính toán
Từ Qdd = 752 (m3/s) tra quan hệ Q~Zhl ta được Zhl = 46(m)
*Xác định Ztl :
Giả thiết
→ Đo diện tích trên mặt cắt ngang ta được các thông số :
+ -Diện tích ướt phần công trình chiếm chỗ ứng với Zhl
+ - Diện tích ướt phần lòng sông tự nhiên ứng với Zhl
Tính V0, Vc
Lưu tốc tại mặt cắt co hẹp :
Lưu tốc tới gần :
Trang 16Trong đó :
+ Qddtk =752 m3/s là lưu lượng thiết kế dẫn dòng
+ -Diện tích ướt phần công trình chiếm chỗ ứng với Zhl
+ - Diện tích ướt phần lòng sông tự nhiên ứng với Zhl
+ - Diện tích ướt phần lòng sông tự nhiên ứng với Ztl
Ta thấy giá trị ∆Zgt ≈ ∆Ztt Vậy chọn ∆Z= 0,0504 m
*Xác định mực nước sông phía thượng lưu về mùa lũ năm thứ nhất :
Mùa lũ: ở bảng tính 1 ta có ∆Ztt = ∆Zgt =0,0504m thỏa mãn điều kiện tính gần đúng
Ztl = Zhl + ∆Zgt = 46+ 0.0504 =46.0504 m
- Kiểm tra điều kiện co hẹp lòng sông:
Thỏa mãn K thuộc khoảng từ 30%-60%
Trang 17Mùa lũ : Zđqhlml = Zhlml + δ = 46+ 0.6 = 46.6 m
o Xác định cao trình đắp đập vượt lũ cuối mùa khô:
Zđđvl= Zđqtlml+ δ = 46.6504+0,6= 47.2504 m
Với δ = (0.5-0.7) m là độ cao an toàn, chọn δ = 0.6m
Vậy cuối mùa khô năm thứ nhất phải đắp đập tời cao trình vượt lũ là: Zđđvl= 47.2504 m
2.6 Tính toán thủy lực cho cống dẫn dòng
2.6.1 Mục đích
+ Xác định quan hệ Q~ZTL khi dẫn dòng qua công trình dẫn dòng
+ Xác định cao trình đê quai thượng lưu và hạ lưu;
-Căn cứ Qdd = 50.64(m3/s) tra quan hệ Q~Zhl ta được Zhl = 39.904 (m)
2.6.3 Nội dung tính toán
1 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống của mùa khô năm 2.
a Tính toán thủy lực qua kênh dẫn từ đáy cống đến hạ lưu:
Cao trình đầu cống: Zđc = 45.5 m
- Cao trình cuối cống: Zcc = Zđc –S0 x L = 45-0.001 x 140 = 44.86m
- Cao trình đầu kênh: Zđk = Zcc = 44.86m
- Cao trình cuối kênh: Zck = 39.904m
- Độ dốc của kênh: : i= (Zdk – Zck)/Lk = (44.86-39.9)/136.5 = 0,007
Trang 18• Tính toán:
- Độ sâu phân giới hk:
3 2
2 kcn
n
n kcn
Với L=136.5 m ta tra được hđk = 2.532 m
b Tính toán thủy lục qua cống mùa kiệt năm 2:
- Cao trình đầu cống: Zđc = 45.5m
- Cao trình cuối cống: Zcc = Zđc –S0 x L = 45.5-0.001 x 140 = 45.36m
- Độ dốc cống: i= 0.001
- Độ nhám: n= 0.014
Trang 19• Nội dung tính toán:
- 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 chảy qua cống Nội dung này khá phức tạp và khó Có thể tóm tắt các trường hợp có thể xảy ra như sau:
+ H ≤ (1,2÷1,4)D và hn < D thì cống chảy không áp
+ H > (1,2÷1,4)D có thể xảy ra chảy có áp hoặc bán áp còn tùy thuộc vào độ dài của cống và mực nước hạ lưu cống
Trong đó:
+ H: Cột nước trước cống tính từ cao trình đáy cống
+ D: Chiều cao cống ngay sau cửa vào
+ Chọn trị số 1,2 hay 1,4 tùy thuộc vào mức độ thuận ở cửa vào
Cửa vào rất thuận chọn 1,4D
- Từ mặt nước đầu kênh ta tra theo bảnh sau: hđk =2.532 m, n= 0.014, i= 0.001TT