Nghiên cứu khả năng điều tiết của đập dâng Tà Pao tỉnh Bình Thuận

LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định / Tác giả luận văn Huỳnh Thị Thiên Hương i LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành Xây dựng cơng trình thủy với đề tài “Nghiên cứu khả điều tiết đập dâng Tà Pao tỉnh Bình Thuận“ hồn thành với giúp đỡ nhiệt tình, hiệu thầy giáo Khoa Cơng trình, cán Phịng đào tạo Đại học Sau đại học trường Đại học Thủy lợi Tác giả xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến quan đơn vị cá nhân hết lòng giúp đỡ, cho phép sử dụng tài liệu công bố tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả hoàn thành luận văn Đặc biệt, tác giả xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Phạm Ngọc Quý, người thầy trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình cho tác giả trình thực luận văn Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới lãnh đạo Công ty TNHH MTV KTCTTL Bình Thuận tạo điều kiện, giúp đỡ tác giả hồn thành khóa học luận văn cách tốt Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn tới gia đình, bạn bè người thân động viên tinh thần, khích lệ để tác giả hoàn thành tốt luận văn Với thời gian trình độ cịn hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận bảo đóng góp ý kiến thầy cô giáo, chuyên gia bạn bè đồng nghiệp để hoàn thiện luận văn./ ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐẬP DÂNG VÀ NÂNG CAO NĂNG LỰC ĐIỀU TIẾT CHO ĐẬP DÂNG 1.1 Khái niệm, nhiệm vụ điều kiện áp dụng đập dâng 1.1.1 Khái niệm, nhiệm vụ 1.1.2 Ưu, nhược điểm 1.1.3 Điều kiện áp dụng 1.2 Phân loại đập dâng 1.2.1 Theo vật liệu làm đập 1.2.1.1 Đập gỗ 1.2.1.2 Đập đá tràn nước 1.2.1.3 Đập rọ đá 1.2.1.4 Đập hỗn hợp bê tông, bê tông cốt thép - vật liệu địa phương .5 1.2.1.5 Đập cao su 1.2.2 Theo hình thức ngưỡng tràn 1.2.3 Theo hình thức tháo xả lũ 1.2.4 Theo giải pháp tiêu 1.2.4.1 Tiêu đáy 1.2.4.2 Tiêu mặt 1.2.4.3 Tiêu phóng xa .9 1.2.5 Theo điều tiết lưu lượng có cửa van hay khơng có cửa van 10 1.2.6 Theo hình thức ổn định 11 1.3 Tổng quan loại đập dâng ứng dụng giới Việt Nam 12 1.3.1 Tình hình xây dựng đập dâng giới 12 1.3.2 Tình hình xây dựng đập dâng Việt Nam 15 1.4 Tổng quan loại đập dâng xây dựng địa bàn tỉnh Bình Thuận 17 1.4.1 Hiện trạng cơng trình đập dâng 17 1.4.2 Những vấn đề đặt cần giải 21 iii 1.5 Những nghiên cứu nước nâng cao lực điều tiết đập dâng 22 1.5.1 Nâng cao ngưỡng tràn kết hợp mở rộng diện tràn: 22 1.5.2 Nâng cao ngưỡng tràn kết hợp thay tràn khơng có cửa van tràn có cửa van 23 1.5.3 Nâng cao ngưỡng tràn kết hợp thay đổi kiểu tràn thẳng sang zích zắc 23 1.5.3.1 Ngưỡng tràn Labyrinth 24 1.5.3.2 Ngưỡng tràn phím tràn Piano (PKW) 27 1.6 Kết luận chương 29 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO NĂNG LỰC ĐIỀU TIẾT CHO CƠNG TRÌNH ĐẬP DÂNG 30 2.1 Đặt vấn đề 30 2.2 Yêu cầu đặt 32 2.3 Nghiên cứu giải pháp nâng cao lực điều tiết đập dâng 32 2.3.1 Tạo nguồn nước cân cho đập dâng 33 2.3.1.1 Làm ao, bàu nước tích nước dự trữ nước cho đập dâng 33 2.3.1.2 Làm kênh chuyển nước lưu vực cho đập dâng 33 2.3.2 Nâng cấp, mở rộng quy mơ đập dâng có 34 2.3.2.1 Nâng cao ngưỡng tràn kết hợp thay tràn khơng có cửa van thành tràn có cửa van 34 2.3.2.2 Nâng cao ngưỡng tràn kết hợp mở rộng độ tràn 40 2.3.2.3 Nâng cao phầnngưỡng tràn, phần làm cửa van điều tiết 41 2.3.2.4 Nâng cao ngưỡng tràn, mở rộng khả tháo bãi hai bên để tháo phần lưu lượng lũ 42 2.3.2.5 Nâng cao ngưỡng tràn kết hợp thay đổi kiểu ngưỡng tràn 42 2.4 Các tiêu chí đặt để lựa chọn giải pháp 48 2.5 Kết luận chương 49 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP HỢP LÝ NÂNG CAO NĂNG LỰC ĐIỀU TIẾT CHO CƠNG TRÌNH ĐẬP DÂNG TÀ PAO 50 3.1 Giới thiệu chung cơng trình đập dâng Tà Pao 50 3.1.1 Vị trí địa lý 50 iv 3.1.2 Nhiệm vụ cơng trình thơng số 50 3.1.3 Điều kiện tự nhiên 55 3.1.3.1 Điều kiện địa hình .55 3.1.3.2 Điều kiện địa chất 55 3.1.3.3 Đặc trưng dòng chảy lũ .55 3.1.4 Điều kiện dân sinh, kinh tế, xã hội 56 3.2 Sự cần thiết phải đầu tư nâng cao lực điều tiết đập dâng Tà Pao 56 3.2.1 Nhu cầu dùng nước tương lai 57 3.2.1.1 Nhu cầu cấp nước hai huyện Tánh Linh Đức Linh 58 3.2.1.2 Nhu cầu dùng nước khu công nghiệp huyện Hàm Tân 60 3.2.1.3 Nhu cầu chuyển, cấp nước cho lưu vực sông Phan 61 3.2.2 Xác định dung tích điều tiết mực nước để nâng cao ngưỡng tràn 61 3.3 Các giải pháp hợp lý để nâng cao lực điều tiết đập dâng 62 3.4 Tính tốn lựa chọn giải pháp hợp lý 62 3.4.1 Phương án 3: Thay tràn khơng có cửa van thành tràn có cửa van 62 3.4.1.1 Tính tốn điều tiết lũ 62 3.4.1.2 Tính tốn ổn định .66 3.4.2 Phương án 4: Nâng cao ngưỡng tràn kết hợp thay đổi phần ngưỡng tràn thực dụng sang ngưỡng Piano .69 3.4.2.1 Tính tốn điều tiết lũ 69 3.4.2.2 Tính toán ổn định 72 3.4.3 So sánh, lựa chọn phương án 75 3.5 Kết luận chương 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .78 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Một số dạng đập gỗ Hình 1.2 Một số dạng đập đá tràn nước Hình 1.3 Một số dạng đập rọ đá Hình 1.4 Đập bê tơng - vật liệu địa phương Hình 1.5 Đập cao su sông vùng trung du Hình 1.6 Đập cao su sông suối vùng núi Hình 1.7 Đập cao su đặt ngưỡng tràn Hình 1.8 Một số hình thức ngưỡng tràn Hình 1.9 Một số hình thức tháo xả đập dâng Hình 1.10 Các hình thức tiêu đáy Hình 1.11 Các hình thức tiêu mặt Hình 1.12 Các hình thức mũi phun tiêu phóng xa 10 Hình 1.13 Một số loại van mặt thường sử dụng 10 Hình 1.14 Một số loại đập lực cải tiến 11 Hình 1.15 Các dạng mặt cắt đập trụ chống chắn nước 11 Hình 1.16 Các dạng mặt cắt đập trụ chống tràn nước 12 Hình 1.17 Các đập dâng giới 13 Hình 1.18 Các dạng đập cao su 13 Hình 1.19 Đập cao su loại chắn (Shield type rubber dam) 14 Hình 1.20 Đập tràn Labyrinth thới 14 Hình 1.21 Đập dâng ngưỡng tràn thực dụng, đỉnh rộng Việt Nam 16 Hình 1.22 Đập dâng cao su Việt Nam 16 Hình 1.23 Đập dâng Phước Hịa Bình Phước 17 Hình 1.24 Đập dâng Văn Phong Bình Định 17 Hình 1.25 Đập dâng Đồng Mới, huyện Bắc Bình 19 Hình 1.26 Phía thượng lưu đập dâng Cô Kiều, huyện Hàm Tân 20 Hình 1.27 Hình thức tràn ngưỡng cong ( Hồ Tuyền Lâm – Đà Lạt) 23 vi Hình 1.28 Hình thức cấu tạo tràn labyrinth kiểu ngưỡng cưa .24 Hình 1.29 Mặt dạng ngưỡng tràn zích zắc đặc biệt 24 Hình 1.30 Các dạng đỉnh tràn zích zắc 25 Hình 1.31 Mơ hình tràn Sơng Móng .26 Hình 1.32 Mơ hình 1/2 tràn Phước Hịa .27 Hình 1.33 Hai mơ hình nghiên cứu đập tràn phím Piano giáo sư F Lempérière 27 Hình 1.34 Mơ hình đập tràn phím Piano Văn Phong 28 Hình 2.1 Sơ đồ cấp nước cho đập dâng ao, bàu nước 33 Hình 2.3 Chuyển hình thức tràn tự sang tràn có cửa van 34 Hình 2.4 Đập cao su ngưỡng tràn cũ 36 Hình 2.5 Hình dang khối blog tổng qt tính tốn bê tơng cốt thép 37 Hình 2.6 Sơ đồ bố trí tràn cầu chì ngưỡng tràn cũ 37 Hình 2.7 Đập Saloun (Bình Thuận) trước sau lúc đặt tràn cầu chì 38 Hình 2.9 Nâng cao mực nước gập mở nhanh 38 Hình 2.8 Cửa van tự lật 39 Hình 2.10 Giải pháp nâng cao trình ngưỡng kết hợp mở rộng tuyến tràn 40 Hình 2.11 Giải pháp nâng cao trình ngưỡng kết hợp mở rộng tuyến tràn có phần tràn nước khơng tràn nước .40 Hình 2.12 Giải pháp nâng cao ngưỡng kết hợp dùng cửa van điều tiết 41 Hình 2.13 Giải pháp nâng cao trình ngưỡng kết hợp mở rộng tuyến tràn 42 Hình 2.14 Khả tháo ngưỡng tràn đỉnh rộng 43 Hình 2.15 Khả tháo ngưỡng tràn thực dụng Ơphixêrơp 43 Hình 2.16 Cắt ngang ngưỡng tràn thực dụng 44 Hình 2.17 Đập trước sau cải tạo theo hình thức tràn phím đàn Piano 45 Hình 2.18 Đập trước sau cải tạo theo hình thức tràn zíchzắc kiểu mỏ vịt 46 Hình 2.19 Cấu tạo tràn mỏ vịt .47 Hình 3.1 Vị trí địa lý cơng trình đập dâng Tà Pao 50 Hình 3.2 Một số hình ảnh đập dâng tràn Tà Pao 52 Hình 3.3 Mặt bố trái tràn tự tràn xả sâu đập dâng Tà Pao 53 Hình 3.4 Mặt cắt trạng tràn tự lịng sơng đập dâng Tà Pao 54 vii Hình 3.5 Mặt cắt trạng tràn tự thềm sông đập dâng Tà Pao 54 Hình 3.6 Sơ đồ quy hoạch nguồn nước La Ngà 58 Hình 3.7 Mặt cắt tràn tự lịng sơng đập dâng Tà Pao (PA3) 65 Hình 3.8 Mặt cắt tràn tự thềm sông đập dâng Tà Pao (PA3) 65 Hình 3.9 Sơ đồ lực tác dụng lên ngưỡng tràn lịng sơng (PA3) 66 Hình 3.10 Sơ đồ lực tác dụng lên ngưỡng tràn thềm sông (PA3) 68 Hình 3.11 Mặt cắt tràn piano lịng sơng đập dâng Tà Pao (PA4) 71 Hình 3.12 Mặt đoạn tràn piano lịng sơng đập dâng Tà Pao (PA4) 71 Hình 3.13 Mặt cắt tràn tự thềm sông đập dâng Tà Pao (PA4) 71 Hình 3.14 Sơ đồ lực tác dụng lên ngưỡng tràn lịng sơng (PA4) 72 Hình 3.15 Sơ đồ lực tác dụng lên ngưỡng tràn thềm sông (PA4) 74 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thống kê số đập dâng xây dựng Việt Nam 15 Bảng 1.2 Thống kê đập dâng tỉnh Bình Thuận theo địa giới hành 18 Bảng 1.3 Phân loại đập dâng tỉnh Bình Thuận theo mức độ kiên cố 18 Bảng 1.4 Phân loại đập dâng tỉnh Bình Thuận theo hình thức xả lũ 19 Bảng 1.5 Phân loại đập dâng tỉnh Bình Thuận theo lực phục vụ 19 Bảng 1.6 Bảng phân loại đập dâng tỉnh Bình Thuận theo cấp cơng trình 19 Bảng 1.7 Thông số số đập tràn labyrinth xây dựng giới 25 Bảng 2.1 Lượng mưa trạm quan trắc giai đoạn 2011-2015 30 Bảng 2.2 Mực nước lưu lượng số sơng giai đoạn 2011-2015 30 Bảng 2.3 Diện tích thảm phủ (rừng) thay đổi theo thời gian 31 Bảng 2.4 Diện tích trồng trọt giai đoạn 2011-2015 31 Bảng 2.5 Hệ số tăng lưu lượng n cuả tràn piano key A so với tràn Creager 45 Bảng 3.1 Lưu lượng đỉnh lũ 55 viii Bảng 3.2 Kết tính tốn lượng nước cung cầu khu tưới Tà Pao 56 Bảng 3.3 Nhu cầu nước sinh hoạt huyện Tánh Linh Đức Linh 58 Bảng 3.4 Nhu cầu cấp nước ngành TTCN hai huyện Tánh Linh Đức Linh 59 Bảng 3.5 Nhu cầu nước trồng trọt hai huyện Tánh Linh Đức Linh 59 Bảng 3.6 Nhu cầu cấp nước chăn nuôi hai huyện Tánh Linh Đức Linh 59 Bảng 3.7 Nhu cầu cấp nước NTTS hai huyện Tánh Linh Đức Linh 60 Bảng 3.8 Tổng hợp nhu cầu sử dụng nước khu vực Tánh Linh, Đức Linh 60 Bảng 3.9 Nhu cầu dùng nước khu công nghiệp huyện Hàm Tân 60 Bảng 3.10 Nhu cầu chuyển, cấp nước lưu vực sông Phan 61 Bảng 3.11 Cân nước nguồn nước La Ngà 61 Bảng 3.12 Kết điều tiết lũ P = 0.5% - Phương án tràn cửa van kết hợp hạ ngưỡng tràn (∆Z = 0.2, 0.4, 0.6m) 64 Bảng 3.13 Kết điều tiết lũ P = 0.1% - Phương án tràn cửa van kết hợp hạ ngưỡng tràn (∆Z = 0.2, 0.4, 0.6m) 64 Bảng 3.14 Kết điều tiết lũ - Phương án nâng cao ngưỡng kết hợp thay đổi ngưỡng tràn tự sang tràn piano 70 Bảng 3.15 Giá thành xây dựng nâng cấp đập dâng Tà Pao 75 Bảng 3.16 So sánh lựa chọn phương án nâng cấp đập dâng Tà Pao .76 ix Lực P (T) eB(m) Fd 10.88 2.19 i Áp lực nước tăng thêm động đất Mb(m) 23.82 Pd = 0,5.k.γH2B K: hệ số động đất, với cấp k= Chiều sâu nước H= B: bề rộng đâp B= Lực P (T) eB(m) Mb(m) Fd 1.36 2.60 3.53 Tính tốn ứng suất đáy móng Trường hợp thi công xong TT Lực tác dụng Bản đáy Bê tơng lót Trụ pin Cầu giao thơng Dàn kéo van Cửa van Trọng lượng đất Tổng cộng e0 = nc 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.1 P 590.24 38.60 300.98 35.52 31.40 6.30 145.86 1148.89 14.01 T/m2 σ = 4.53 T/m2 9.27 T/m2 Trường hợp vận hành bình thường TT Lực tác dụng Bản đáy Bê tơng lót Trụ pin Cầu giao thông Dàn kéo van Cửa van Trọng lượng nước Áp lực đẩy nc 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 1 P 534.02 34.92 272.32 32.14 28.41 5.70 25.88 -63.33 10 11 12 ÁP lực thấm động Áp lực thủy tĩnh TL ÁP lực thủy tĩnh HL Trọng lượng đất Tổng cộng 1 0.9 -257.83 e0= eB MB 5.80 3423.37 5.53 213.45 6.80 2046.68 7.18 255.04 7.18 225.42 7.18 45.23 5.83 850.36 6.14 7059.56 0.895 m σ max = σ tb = 0.01 2.8 m 11.8 m 0.480 m T -135.94 15.10 119.34 731.57 -120.84 eB MB 5.80 3097.34 5.53 193.12 6.80 1851.76 7.18 230.75 7.18 203.95 7.18 40.93 9.70 251.04 3.51 -222.33 7.00 1804.81 2.60 -353.44 0.53 8.01 5.83 695.75 5.73 4192.05 σ max = 7.52 T/m2 σ = 4.28 T/m2 σ tb = 5.90 T/m2 Trường hợp động đất, cấp TT Lực tác dụng Bản đáy Bê tơng lót Trụ pin Cầu giao thông Dàn kéo van Cửa van Trọng lương nước Áp lực đẩy nc 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 1 P 534.02 34.92 272.32 32.14 28.41 5.70 25.88 -63.33 10 ÁP lực thấm động Áp lực thủy tĩnh TL ÁP lực thủy tĩnh HL Trọng lượng đất Lực quán tính động đất Áp lực nước tăng thêm Tổng cộng 1 0.9 1.1 1.1 -257.83 e0= T -135.94 15.10 119.34 731.57 -11.97 -1.50 -134.30 eB 5.80 5.53 6.80 7.18 7.18 7.18 9.70 3.51 7.00 2.60 0.53 5.83 2.19 2.60 5.69 MB 3097.34 193.12 1851.76 230.75 203.95 40.93 251.04 -222.33 1804.81 -353.44 8.01 695.75 -26.21 -3.89 4161.96 0.439 m σ max = 7.39 T/m2 σ = 4.42 T/m2 5.90 T/m2 σ tb = 3.Tính tốn khả chịu tải đất Để đảm bảo ổn định cơng trình thủy cơng tính tốn cần tn thủ điều kiện sau Trong K = R/σ> n c k n /m - n c : Hệ số vượt tải trọng Đối với tổ hợp tải trọng nc= Đối với tổ hợp tải trọng đặt biệt - m: Hệ số điều kiện làm việc n c = 0.9 m= - k n : Hệ số đảm bảo Tổ hợp tải trọng Tổ hợp đặc biệt a) Kiểm tra khả chịu tải đất Khả chịu tải đất Với đất lớp ϕ= 110 k n = 1.2 n c k n /m = 1.2 n c k n /m = 1.08 tra bảng A= B= 0.18 1.73 D= Tải trọng bên q= 4.17 2.4 T/m2 Khả chịu tải đất Rtc= 18.79 T/m2 TT Trường hợp tính σ max σ σ tb R/σ max Thi công xong 14.01 4.53 9.27 1.34 Vận hành bình thường 7.52 4.28 5.90 2.50 VHBT, động đất cấp 7.39 4.42 5.90 2.54 Kết luận : Đất đảm bảo ổn định b) Kiểm tra ổn định trượt phẳng Lực chống trượt giới hạn Trong α : góc nghiêng mặt trượt R h = (σtgϕ+c)BL+ H c σ : Ứng suất chiếu lên mặt trượt ϕ : góc ma sát đất σ=σ tb cosα ϕ= c : lực dính kết đất c= H c : sức chịu tải ngang cọc Hc α= > 1,2 >1,2 >1,08 độ T/m2 11.5 độ T/m2 120 T Lực gây trượt Ntt = T tl +E ctl -T hn +Psinα TT Trường hợp tính σtb P Ntt Vận hành bình thường 5.90 1052.73 194.23 Kết luận : ngưỡng tràn đảm bảo điều kiện ổn định trượt c) Kiểm tra ổn định lật cơng trình TT Trường hợp tính Mgl Mcl K Vận hành bình thường 2380.58 5876.88 2.47 VHBT, động đất cấp 2410.68 5876.88 2.44 Kết luận : ngưỡng tràn đảm bảo điều kiện ổn định lật Rh 516.20 >1,2 >1,08 4.1.2 Tính tốn ổn định ngưỡng tràn lịng sơng PA3 I Thơng số - Chiều rộng đáy B= 16 m - Chiều dài đáy L= 20 m II Các trường hợp tính tốn - Trường hợp thi công xong, MNDBT = 122.8m - Trường hợp hồ vận hành bình thường MNTL = 122.8m, MNHL =116.62m - Trường hợp MNTL = 122.8m, động đất cấp III Tính tốn lực tác dụng lên đáy móng Các lực tác dụng lên đáy móng - Trọng lượng thân - Tải trọng nước - Áp lực đẩy - Áp lực nước - Áp lực thấm - Áp lực thủy động Rh/Ntt 2.66 >1,2 - Trọng lượng đất - Lực quán tính động đất - Áp lực nước tăng thêm động đất a Trọng lượng thân + Trọng lượng thân bê tông thực dụng : G1 Lực P (T) e B (m) M B (m) G1 1686.01 10.52 17731.89 Điểm B: nằm bên ngồi đáy phía hạ lưu) + Trọng lượng thân bê tơng lót G2 Lực P (T) e B (m) G2 84.96 10.17 + Trọng lượng gia cố đập tràn G3 Lực P (T) G3 938.20 + Trọng lượng thân trụ pin: G4 Lực P (T) G4 301.65 + Trọng lượng cầu giao thông G5 M B (m) 864.04 e B (m) 10.70 M B (m) 10038.74 eB(m) 13.55 Mb(m) 4087.36 Lực P (T) P1 16.00 P2 100.00 P3 3.00 G5 119.00 + Trọng lượng dàn kéo van G6 e B (m) 13.55 13.55 13.55 13.55 M B (m) 216.80 1355.00 40.65 1612.45 Lực P (T) P1 21.6 P2 22.8 P3 9.6 P4 10 G6 64 + Trọng lượng cửa van: G7 e B (m) 13.55 13.55 13.55 13.55 13.55 M B (m) 292.68 308.94 130.08 135.5 867.2 Lực P (T) G7 b Trọng lượng nước: G8 Trường hợp tích nước e B (m) 13.55 M B (m) 108.4 - Cao trình mực nước thượng lưu Z TL = 122.8 m - Cao trình mực nước hạ lưu Z HL = 116.62 m Lực G8 c Áp lực đẩy Wđn P (T) 486.08 - Cao trình mực nước thượng lưu e B (m) 17.04 M B (m) 8282.78 Z TL = 122.8 m - Cao trình mực nước hạ lưu Lực Wđn d Áp lực thủy tĩnh Z HL = P (T) 666.86 Lực P (T) Tt 499.28 Th 31.36 e Áp lực thấm động Wt Wt =0,5.γn.L.B.∆H= ∆H = 6.6 B= 16 L= 20 e B (m) 9.24 M B (m) 6161.79 e B (m) 2.63 0.66 M B (m) 1314.77 20.70 116.6 m Ghi Thượng lưu Hạ lưu 1056 m m m Lực P (T) e B (m) M B (m) Tt 1056.00 13.30 14044.80 g Lực quán tính động đất, động đất cấp Fd =k.α.G G = Trọng lượng thân + trọng lượng bê tông = α: Hệ số đặc trưng động lực α= K: hệ số động đất, với cấp K= Lực P (T) e B (m) Fd 32.02 3.58 h Áp lực nước tăng thêm động đất Pd = 0,5.k.γH2B K: hệ số động đất, với cấp Chiều sâu nước B: bề rộng đâp 3201.82 T 0.01 M B (m) 114.63 k= H= B= 0.01 5.18 m 16 m Lực P (T) e B (m) M B (m) Pd 2.15 5.22 11.21 Tính tốn ứng suất đáy móng Trường hợp thi cơng xong TT Lực tác dụng Trọng lượng thân BT Bê tơng lót Trọng lượng gia cố BT Trụ pin Cầu giao thông Dàn kéo van Cửa van Tổng cộng e0 = σ max = nc 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.028 m 13.75 T/m2 P 1770.31 89.21 985.11 316.73 124.95 67.20 8.40 3361.91 eB MB 10.52 18618.48 10.17 907.25 10.70 10540.68 13.55 4291.73 13.55 1693.07 13.55 910.56 13.55 113.82 11.03 37075.58 σ = σ tb = 7.27 T/m2 10.51 T/m2 Trường hợp vận hành bình thường TT Lực tác dụng Trọng lượng thân BT Bê tơng lót Trọng lượng gia cố BT Trụ pin Cầu giao thông Dàn kéo van Cửa van Trọng lượng nước Áp lực đẩy 10 11 12 ÁP lực thấm động Áp lực thủy tĩnh TL ÁP lực thủy tĩnh HL Tổng cộng e0= nc 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 1 P 1601.71 80.71 891.29 286.57 113.05 60.80 7.60 486.08 -666.86 1 -1056.00 1804.95 7.78 T/m2 σ = 3.51 T/m2 5.64 T/m2 Trường hợp động đất, cấp TT Lực tác dụng Trọng lượng thân BT Bê tông lót Trọng lượng gia cố BT Trụ pin Cầu giao thông Dàn kéo van Cửa van Trọng lượng nước Áp lực đẩy nc 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 1 P 1601.71 80.71 891.29 286.57 113.05 60.80 7.60 486.08 -666.86 10 11 ÁP lực thấm động Áp lực thủy tĩnh TL ÁP lực thủy tĩnh HL Lực quán tính động đất Áp lực nước tăng thêm Tổng cộng 1 1.1 1.1 -1056.00 e0= -499.28 31.36 -467.92 eB MB 10.52 16845.29 10.17 820.84 10.70 9536.80 13.55 3882.99 13.55 1531.83 13.55 823.84 13.55 102.98 17.04 8282.78 9.24 -6161.79 13.30 14044.80 2.63 -1314.77 0.66 20.70 11.26 20326.69 1.262 m σ max = σ tb = T 1804.95 1.185 m T -499.28 31.36 -35.22 -2.36 -505.50 eB MB 10.52 16845.29 10.17 820.84 10.70 9536.80 13.55 3882.99 13.55 1531.83 13.55 823.84 13.55 102.98 17.04 8282.78 9.24 -6161.79 13.30 14044.80 2.63 -1314.77 0.66 20.70 3.58 -126.09 5.22 -12.33 11.18 20188.28 σ max = 7.65 T/m2 σ = 3.64 T/m2 σ tb = 5.64 T/m2 3.Tính tốn khả chịu tải đất Để đảm bảo ổn định cơng trình thủy cơng tính tốn cần tuân thủ điều kiện sau Trong K = R/σ> n c k n /m - n c : Hệ số vượt tải trọng Đối với tổ hợp tải trọng nc= Đối với tổ hợp tải trọng đặt biệt - m: Hệ số điều kiện làm việc n c = 0.9 m= - k n : Hệ số đảm bảo Tổ hợp tải trọng Tổ hợp đặc biệt a) Kiểm tra khả chịu tải đất Khả chịu tải đất k n = 1.2 n c k n /m = 1.2 n c k n /m = 1.08 Với đất lớp6 A= B= D= 0.23 1.93 4.42 q= 0.45 T/m2 ϕ= 120 Tải trọng bên tra bảng Khả chịu tải đất Rtc= 17.1 T/m2 TT Trường hợp tính σ max σ σ tb R/σ max Thi công xong 13.75 7.27 10.51 1.24 Vận hành bình thường 7.78 3.51 5.64 2.20 VHBT, động đất cấp 7.65 3.64 5.64 2.24 Kết luận : Đất đảm bảo ổn định b) Kiểm tra ổn định trượt phẳng R h = (σtgϕ+c)BL+ Lực chống trượt giới hạn Hc Trong α : góc nghiêng mặt trượt α= độ σ : Ứng suất chiếu lên mặt trượt ϕ : góc ma sát đất σ=σ tb cosα ϕ= c : lực dính kết đất c= 1.6 T/m2 H c : sức chịu tải ngang cọc Hc 360 T > 1,2 >1,2 >1,08 12.7 độ Lực gây trượt Ntt = T tl +E ctl -T hn +Psinα TT Trường hợp tính σtb P Ntt Rh Vận hành bình thường 5.64 3527.81 467.92 1278.55 Kết luận : ngưỡng tràn đảm bảo điều kiện ổn định trượt c) Kiểm tra ổn định lật cơng trình Rh/Ntt 2.73 >1,2 TT Trường hợp tính Mgl Mcl K Vận hành bình thường 21521.36 41848.05 1.94 VHBT, động đất cấp 21659.77 41848.05 1.93 Kết luận : ngưỡng tràn đảm bảo điều kiện ổn định lật 4.2 Tính tốn ổn định ngưỡng tràn phương án 4.2.1 Tính tốn ổn định ngưỡng tràn thềm sông PA4 I Thông số - Chiều rộng đáy B= 11.8 m - Chiều dài đáy L= 11.5 m II Các trường hợp tính tốn - Trường hợp thi cơng xong, MNDBT = 122.8m - Trường hợp hồ vận hành bình thường MNTL = 122.8m, MNHL =119m - Trường hợp MNTL = 122.8m, động đất cấp III Tính tốn lực tác dụng lên đáy móng Các lực tác dụng lên đáy móng - Trọng lượng thân - Tải trọng nước - Áp lực đẩy - Áp lực nước - Áp lực thấm - Áp lực thủy động - Trọng lượng đất - Lực quán tính động đất - Áp lực nước tăng thêm động đất a Trọng lượng thân + Trọng lượng thân đáy: G1 Lực P (T) e B (m) M B (m) G1 896.71 6.84 6133.47 Điểm B: nằm bên ngồi đáy phía hạ lưu) + Trọng lượng thân bê tơng lót G2 Lực P (T) G2 36.76 b Trọng lượng nước: G3 Trường hợp tích nước e B (m) 5.53 M B (m) 203.28 - Cao trình mực nước thượng lưu Z TL = 122.8 m - Cao trình mực nước hạ lưu Z HL = 119.0 m Lực G7 c Áp lực đẩy Wđn P (T) 54.95 e B (m) 9.82 M B (m) 539.62 - Cao trình mực nước thượng lưu Z TL = 122.8 m - Cao trình mực nước hạ lưu Z HL = 119.0 m >1,2 >1,08 Lực P1 P2 Wđn d Áp lực thủy tĩnh P (T) 47.03 16.30 63.33 e B (m) 1.31 9.86 3.51 M B (m) 61.61 160.72 222.33 Lực P (T) e B (m) Tt 135.94 2.60 Th 15.10 0.53 e Áp lực thấm động Wt 257.83 Wt =0,5.γn.L.B.∆H= 3.8 m ∆H = B= 11.8 m L= 11.5 m M B (m) 353.44 8.01 Lực P (T) e B (m) Wt 257.83 7.00 g Trọng lượng đất đáy móng: Wđ M B (m) 1804.81 Ghi Thượng lưu Hạ lưu Lực P (T) e B (m) M B (m) Wđ 132.60 5.83 773.06 h Lực quán tính động đất, động đất cấp Fd =k.α.G G = Trọng lượng thân + trọng lượng bê tông + trọng lượng đất = α: Hệ số đặc trưng động lực α= K: hệ số động đất, với cấp K= 0.01 Lực P (T) eB(m) Mb(m) Fd 11.26 2.19 24.66 i Áp lực nước tăng thêm động đất Pd = 0,5.k.γH2B K: hệ số động đất, với cấp k= Chiều sâu nước H= B: bề rộng đâp B= Lực P (T) eB(m) Mb(m) Fd 1.36 2.60 3.53 Tính tốn ứng suất đáy móng Trường hợp thi cơng xong TT Lực tác dụng Bản đáy Bê tông lót Trọng lượng đất Tổng cộng e0 = σ max = nc 1.05 1.05 1.1 0.914 m 12.26 T/m2 P 941.54 38.60 145.86 1126.00 0.01 2.8 m 11.8 m eB MB 6.84 6440.14 5.53 213.45 5.83 850.36 6.66 7503.95 1126.00 T σ = 4.34 T/m2 σ tb = TT 8.30 T/m2 Trường hợp vận hành bình thường Lực tác dụng Bản đáy Bê tơng lót Trọng lượng nước Áp lực đẩy ÁP lực thấm động Áp lực thủy tĩnh TL ÁP lực thủy tĩnh HL Trọng lượng đất Tổng cộng e0= nc 0.95 0.95 1 1 0.9 T -135.94 15.10 119.34 739.92 -120.84 eB MB 6.84 5826.79 5.53 193.12 9.82 539.62 3.51 -222.33 7.00 -1804.81 2.60 -353.44 0.53 8.01 5.83 695.75 6.60 4882.71 0.849 m σ max = 7.87 T/m2 σµιν = 3.04 T/m2 σ tb = TT 10 P 851.87 34.92 54.95 -63.33 -257.83 5.45 T/m2 Trường hợp động đất, cấp Lực tác dụng Bản đáy Bê tơng lót Trọng lương nước Áp lực đẩy ÁP lực thấm động Áp lực thủy tĩnh TL ÁP lực thủy tĩnh HL Trọng lượng đất Lực quán tính động đất Áp lực nước tăng thêm Tổng cộng e0= nc 0.95 0.95 1 1 0.9 1.1 1.1 P 851.87 34.92 54.95 -63.33 -257.83 T -135.94 15.10 119.34 739.92 -12.39 -1.50 -134.72 eB MB 6.84 5826.79 5.53 193.12 9.82 539.62 3.51 -222.33 7.00 -1804.81 2.60 -353.44 0.53 8.01 5.83 695.75 2.19 -27.13 2.60 -3.89 6.56 4851.69 0.807 m σ max = 7.75 T/m2 σ = 3.16 T/m2 5.45 T/m2 σ tb = 3.Tính tốn khả chịu tải đất Để đảm bảo ổn định cơng trình thủy cơng tính tốn cần tuân thủ điều kiện sau Trong K = R/σ> n c k n /m - n c : Hệ số vượt tải trọng Đối với tổ hợp tải trọng nc= Đối với tổ hợp tải trọng đặt biệt - m: Hệ số điều kiện làm việc n c = 0.9 m= - k n : Hệ số đảm bảo Tổ hợp tải trọng Tổ hợp đặc biệt a) Kiểm tra khả chịu tải đất Khả chịu tải đất k n = 1.2 n c k n /m = 1.2 n c k n /m = 1.08 Với đất lớp A= B= D= ϕ= 110 Tải trọng bên tra bảng 0.18 1.73 4.17 2.4 T/m2 q= Khả chịu tải đất Rtc= 18.79 T/m2 TT Trường hợp tính σ max σ σ tb R/σ max Thi công xong 12.26 4.34 8.30 1.53 Vận hành bình thường 7.87 3.04 5.45 2.39 VHBT, động đất cấp 7.75 3.16 5.45 2.42 Kết luận : Đất đảm bảo ổn định b) Kiểm tra ổn định trượt phẳng Lực chống trượt giới hạn Trong α : góc nghiêng mặt trượt R h = (σtgϕ+c)BL+ H c σ : Ứng suất chiếu lên mặt trượt ϕ : góc ma sát đất σ=σ tb cosα ϕ= c : lực dính kết đất c= H c : sức chịu tải ngang cọc Hc độ α= T/m2 11.5 độ T/m2 120 T Lực gây trượt Ntt = T tl +E ctl -T hn +Psinα TT Trường hợp tính σtb P Ntt Vận hành bình thường 5.45 1061.08 194.82 Kết luận : ngưỡng tràn đảm bảo điều kiện ổn định trượt c) Kiểm tra ổn định lật cơng trình TT Trường hợp tính Mgl Mcl K Vận hành bình thường 2380.58 6567.53 2.76 VHBT, động đất cấp 2411.59 6567.53 2.72 Kết luận : ngưỡng tràn đảm bảo điều kiện ổn định lật 4.2.2 Tính tốn ổn định ngưỡng tràn lịng sơng PA4 I Thông số - Chiều rộng đáy B= - Chiều dài đáy L= II Các trường hợp tính tốn - Trường hợp thi cơng xong, MNDBT = 122.8m > 1,2 >1,2 >1,08 16 m 20 m Rh 541.49 >1,2 >1,08 Rh/Ntt 2.78 >1,2 - Trường hợp hồ vận hành bình thường MNTL = 122.8m, MNHL =116.62m - Trường hợp MNTL = 122.8m, động đất cấp III Tính tốn lực tác dụng lên đáy móng Các lực tác dụng lên đáy móng - Trọng lượng thân - Tải trọng nước - Áp lực đẩy - Áp lực nước - Áp lực thấm - Áp lực thủy động - Trọng lượng đất - Lực quán tính động đất - Áp lực nước tăng thêm động đất a Trọng lượng thân + Trọng lượng thân bê tông thực dụng : G1 Lực P (T) e B (m) M B (m) G1 1538.37 10.52 16179.17 Điểm B: nằm bên đáy phía hạ lưu) + Trọng lượng thân bê tơng lót G2 Lực P (T) e B (m) G2 84.96 10.17 + Trọng lượng gia cố đập tràn G3 M B (m) 864.04 Lực P (T) e B (m) G2 938.20 10.70 + Trọng lượng thân tràn Piano: G4 M B (m) 10038.74 Lực P (T) P1 138.58 P2 40.59 G4 179.18 b Trọng lượng nước: G4 Trường hợp tích nước M B (m) 1524.42 481.84 2006.26 e B (m) 11.00 11.87 11.20 - Cao trình mực nước thượng lưu Z TL = 122.8 m - Cao trình mực nước hạ lưu Z HL = 116.62 m Lực P1 P2 G4 c Áp lực đẩy Wđn P (T) 470.18 162.24 632.42 e B (m) 17.25 11.87 15.87 M B (m) 8110.65 1925.79 10036.44 - Cao trình mực nước thượng lưu Z TL = 122.8 m - Cao trình mực nước hạ lưu Z HL = 116.6 m Lực Wđn d Áp lực thủy tĩnh P (T) 666.86 e B (m) 9.24 Lực P (T) e B (m) Tt 499.28 2.63 Th 31.36 0.66 e Áp lực thấm động Wt 1056 Wt =0,5.γn.L.B.∆H= ∆H = 6.6 m B= 16 m L= 20 m M B (m) 6161.79 M B (m) 1314.77 20.70 Lực P (T) e B (m) M B (m) Tt 1056.00 13.30 14044.80 g Lực quán tính động đất, động đất cấp Fd =k.α.G G = Trọng lượng thân + trọng lượng bê tông = α: Hệ số đặc trưng động lực α= K: hệ số động đất, với cấp K= Lực P (T) e B (m) Fd 27.41 3.58 h Áp lực nước tăng thêm động đất Pd = 0,5.k.γH2B K: hệ số động đất, với cấp Chiều sâu nước B: bề rộng đâp Ghi Thượng lưu Hạ lưu 2740.71 T 0.01 M B (m) 98.12 k= H= B= 0.01 5.18 m 16 m Lực P (T) e B (m) M B (m) Pd 2.15 5.22 11.21 Tính tốn ứng suất đáy móng Trường hợp thi công xong TT Lực tác dụng Trọng lượng thân BT Bê tơng lót Trọng lượng gia cố BT Tổng cộng e0 = nc 1.05 1.05 1.05 0.573 m σ max = 9.85 T/m2 σ = 6.96 T/m2 σ tb = 8.41 T/m2 P 1615.29 89.21 985.11 2689.61 eB MB 10.52 16988.12 10.17 907.25 10.70 10540.68 10.57 28436.05 Trường hợp vận hành bình thường TT 8 Lực tác dụng Trọng lượng thân BT Bê tơng lót Trọng lượng gia cố BT Trọng lượng ngưỡng tràn piano Trọng lượng nước Áp lực đẩy nc 0.95 0.95 0.95 0.95 1 P 1461.46 80.71 891.29 170.22 632.42 -666.86 1 -1056.00 ÁP lực thấm động Áp lực thủy tĩnh TL ÁP lực thủy tĩnh HL Tổng cộng e0= 1513.24 T -499.28 31.36 -467.92 eB MB 10.52 15370.21 10.17 820.84 10.70 9536.80 11.20 1905.95 15.87 10036.44 9.24 -6161.79 13.30 14044.80 2.63 -1314.77 0.66 20.70 10.69 16169.58 0.685 m σ max = 5.70 T/m2 σ = 3.76 T/m2 σ tb = 4.73 T/m2 Trường hợp động đất, cấp TT Lực tác dụng Trọng lượng thân BT Bê tơng lót Trọng lượng gia cố BT Trọng lượng ngưỡng tràn piano Trọng lượng nước Áp lực đẩy nc 0.95 0.95 0.95 0.95 1 P 1461.46 80.71 891.29 170.22 632.42 -666.86 10 11 ÁP lực thấm động Áp lực thủy tĩnh TL ÁP lực thủy tĩnh HL Lực quán tính động đất Áp lực nước tăng thêm Tổng cộng 1 1.1 1.1 -1056 e0= 1513.24 T -499.28 31.36 -30.15 -2.36 -500.43 eB MB 10.52 15370.21 10.17 820.84 10.70 9536.80 1905.95 15.87 10036.44 9.24 -6161.79 13.30 14044.80 2.63 -1314.77 0.66 20.70 3.58 -107.93 5.22 -12.33 10.61 16049.32 0.606 m σ max = 5.59 T/m2 σ = 3.87 T/m2 σ tb = 4.73 T/m2 3.Tính tốn khả chịu tải đất Để đảm bảo ổn định cơng trình thủy cơng tính tốn cần tn thủ điều kiện sau Trong K = R/σ> n c k n /m - n c : Hệ số vượt tải trọng Đối với tổ hợp tải trọng nc= Đối với tổ hợp tải trọng đặt biệt - m: Hệ số điều kiện làm việc n c = 0.9 m= - k n : Hệ số đảm bảo Tổ hợp tải trọng Tổ hợp đặc biệt a) Kiểm tra khả chịu tải đất Khả chịu tải đất k n = 1.2 n c k n /m = 1.2 n c k n /m = 1.08 Với đất lớp6 A= B= D= 0.23 1.93 4.42 q= 0.45 T/m2 Rtc= 17.1 T/m2 ϕ= 120 tra bảng Tải trọng bên Khả chịu tải đất TT Trường hợp tính Thi cơng xong Vận hành bình thường VHBT, động đất cấp σ max 9.85 5.70 5.59 σ 6.96 3.76 3.87 σ tb 8.41 4.73 4.73 R/σ max 1.74 3.00 3.06 > 1,2 >1,2 >1,08 Kết luận : Đất đảm bảo ổn định b) Kiểm tra ổn định trượt phẳng Lực chống trượt giới hạn Trong α : góc nghiêng mặt trượt R h = (σtgϕ+c)BL+ Hc α= độ σ : Ứng suất chiếu lên mặt trượt ϕ : góc ma sát đất σ=σ tb cosα ϕ= c : lực dính kết đất c= 1.6 T/m2 H c : sức chịu tải ngang cọc Hc 360 T 12.7 độ Lực gây trượt Ntt = T tl +E ctl -T hn +Psinα TT Trường hợp tính σtb P Ntt Rh Vận hành bình thường 4.73 3065.88 467.92 1212.84 Kết luận : ngưỡng tràn đảm bảo điều kiện ổn định trượt c) Kiểm tra ổn định lật cơng trình TT Trường hợp tính Mgl Mcl K Vận hành bình thường 21521.36 35784.99 1.66 >1,2 VHBT, động đất cấp 21641.61 35784.99 1.65 >1,08 Kết luận : ngưỡng tràn đảm bảo điều kiện ổn định lật Rh/Ntt 2.59 >1,2 ... tế xã hội lớn Vì đề tài “ Nghiên cứu khả điều tiết đập dâng Tà Pao tỉnh Bình Thuận ” đời cần thiết II MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI - Thu thập số liệu đánh giá trạng, khả điều tiết đập dâng - Đề suất giải... nâng cao lực điều tiết đập dâng - Áp dụng tính tốn cho đập dâng Tà Pao III PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Phạm vi nghiên cứu nội dung đập dâng tràn - Phạm vi nghiên cứu mặt địa lý tỉnh Bình Thuận IV CÁCH... Tổng quan đập dâng nâng cao lực điều tiết cho đập dâng Chương : Nghiên cứu giải pháp nâng cao lực điều tiết cho cơng trình đập dâng Chương : Nghiên cứu giải pháp hợp lý nâng cao lực điều tiết cho