Thiết kế công trình thủy lợi vừa và nhỏ

GVC-THS PHẠM QUANG THIỀN Bài giảng THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH THỦY LỢI VỪA VÀ NHỎ (Sách dùng cho ngành Kỹ thuật cơng trình xây dựng) TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP, 2014 LỜI NÓI ĐẦU Lần giảng “Thiết kế cơng trình thủy lợi vừa nhỏ” xuất nhằm đáp ứng yêu cầu học tập sinh viên ngành Kỹ thuật cơng trình xây dựng, Khoa điện & cơng trình - Trường Đại học lâm nghiệp Ngồi ra, giảng dùng làm tài liệu tham khảo cho cán kỹ thuật sinh viên ngành khác như: Công thôn, giao thơng, cơng trình thủy Bài giảng “Thiết kế cơng trình thủy lợi vừa nhỏ” gồm chương tác giả biên soạn theo đề cương chi tiết môn học tên hội đồng khoa học khoa Nhà trường phê duyệt, tháng 6/2014 Với phương châm “Cơ bản, đại, Việt Nam” tác giả thu tập, đúc kết, biên tập mang tính kế thừa có chỉnh lý bổ sung từ giáo trình tài liệu khoa học ngồi nước có liên quan đến lỉnh vực chun mơn Tác giả xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc giúp đỡ nhà khoa hoc trường Đại học Lâm nghiệp trường Đại học Thủy lợi Hà Nội Tác giả xin cảm ơn Bộ mơn Kỹ thuật cơng trình – Khoa điện & Cơng trình, Phịng quản lý đào tạo, Thư viện – Trường Đại hoc Lâm nghiệp, tạo điều kiện thuận lợi để giảng xuất Tác giả cố gắng nhiều với thời gian điều kiện hạn chế nên giảng khơng thể tránh khỏi thiếu sót Xin trân trọng đón nhận ý kiến đóng góp xây dựng bạn đọc để giảng hoàn chỉnh lần xuất sau Các ý kiến đóng góp xin gửi Bộ mơn Kỹ thuật cơng trình, Khoa điện cơng trình, Trường Đại học Lâm nghiệp - Hà Nội Xin chân thành cảm ơn! Tác giả Chương NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH THUỶ LỢI 1.1 Các quy định chung dự án đầu tư xây dựng cơng trình Các cơng trình thủy lợi có cấp hạng từ  gọi công trình thủy lợi vừa nhỏ Quy định chung dự án đầu tư xây dựng cơng trình bao gồm: - Luật xây dựng (Quốc hội khóa XI thơng qua ngày 26/11/2003 có hiệu lực từ ngày 1/7/2004); - Nghị định số 16/2005/NĐ-CP ngày 7/2/2005 Chính phủ; - Nghị định số 112/2006 ngày 29/9/2006 Chính phủ Dựa theo quan có thẩm quyền phép phê duyệt dự án đầu tư xây dựng sau: 1.1.1 Phân loại dự án quản lý nhà nước dự án đầu tư xây dựng cơng trình - Phân loại: a Theo quy mơ tính chất + Nhóm A > 500 tỷ Việt Nam đồng (VNĐ); + Nhóm B = (15  500) tỷ VNĐ; + Nhóm C < (15  75) tỷ VNĐ b Theo nguồn vốn + Vốn ngân sách nhà nước; + Vốn tín dụng nhà nước bảo lãnh; + Vốn đầu tư phát triển doanh nghiệp; + Các nguồn vốn khác (gồm quỹ hỗ trợ nước quốc tế) - Việc đầu tư xây dựng cơng trình phải phù hợp với quy hoạch - Chủ đầu tư người sở hữu vốn người giao quản lý sử dụng vốn đề đầu tư xây dựng cơng trình 1.1.2 Lập, thẩm định, phê duyệt dự án đầu tư xây dựng cơng trình a) Lập báo cáo đầu tư Báo cáo đầu tư gồm: - Dùng cho cơng trình quan trọng nhóm A, để trình Thủ tướng Chính phủ cho phép đầu tư; - Làm rõ nội dung cần đầu tư; - Xin phép đầu tư xây dựng cơng trình b) Lập dự án đầu tư - Ngồi cơng trình lập báo cáo kinh tế kỹ thuật (báo cáo kinh tế kỹ thuật dùng cho cơng trình tơn giáo; nâng cấp sửa chữa < tỷ VNĐ, hạ tầng < tỷ VNĐ), nhà riêng lẻ dân, lại phải lập dự án - Nội dung có thuyết minh thiết kế sở: c) Thẩm định dự án - Là thẩm định nội dung vẽ - Các cơng trình nhóm A Bộ, ngành quản lý; nhóm B, C Bộ địa phương quản lý - Thời gian thẩm định: Khơng q 60 ngày làm việc nhóm A, 30 ngày với nhóm B 20 ngày với nhóm C 1.2 Nhiệm vụ, nội dung công tác khảo sát thiết kế cơng trình đầu mối thuỷ lợi Sau qui hoạch lưu vực phương án khai thác dịng sơng xác định, cần tiến hành khảo sát để chuẩn bị tài liệu cần thiết phục vụ cho thiết kế thi cơng cơng trình thuỷ lợi Tuỳ theo tính chất quan trọng kinh tế quốc dân qui mô công trình mà mức độ qui mơ khảo sát thiết kế có khác Tài liệu khảo sát đầy đủ xác cơng trình thiết kế phù hợp với thực tế, đảm bảo điều kiện an toàn kinh tế Trong yếu tố ảnh hưởng đến an tồn cơng trình thuỷ lợi yếu tố chủ yếu điều kiện địa chất thuỷ văn Thực tế xây dựng cơng trình cho thấy tài liệu địa chất khơng đủ thiếu xác biện pháp kết cấu cơng trình thiết kế khơng thể phù hợp với thực tế, dẫn đến tình trạng lãng phí kinh tế xảy cố hư hỏng nghiêm trọng Có nhiều cơng trình số liệu quan trắc thuỷ văn không đầy đủ dẫn đến tình trạng cơng trình xả lũ thiết kế không đảm bảo lực xả lũ làm cho mực nước hồ dâng lên tràn qua đỉnh đập gây đổ vỡ cơng trình, ngựơc lại có trường hợp hồ chứa nhiều năm không trữ đầy nước Bởi vậy, liệt thuỷ văn phục vụ cho tính tốn thiết kế cần có 20 năm tài liệu, tài liệu khơng đủ dài việc xác định lũ thiết kế phải thận trọng + Nhiệm vụ khảo sát khu vực hồ chứa tìm hiểu tình hình thấm, ngập lụt, sạt lở bờ hồ đề biện pháp xử lý + Nhiệm vụ khảo sát khu vực đập cung cấp tài liệu địa chất bờ đập, tình hình nước hai bờ, tình hình vật liệu xây dựng v.v… Công tác khảo sát bao gồm nội dung: Điều kiện tự nhiên, địa hình, thuỷ văn, khí tượng Tỉ lệ đồ địa hình định yêu cầu giai đoạn thiết kế Ngoài đồ khu vực hồ chứa tỉ lệ 1: 25000 1: 50000 ta cần loại bình đồ tỉ lệ lớn để phục vụ cho việc bố trí thiết kế cơng trình; bình đồ lịng hồ thường dùng tỷ lệ 1:10000; bình đồ vị trí cơng trình dùng 1: 2000; 1: 1000 1: 500; bình đồ khu tưới 1: 10000 Tài liệu thuỷ văn bao gồm tài liệu lưu lượng, mực nước, lưu tốc hàm lượng bùn cát sông Tài liệu thuỷ văn tài liệu chủ yếu để tính tốn thuỷ lợi thuỷ lực Việc xác định lũ thiết kế ảnh hưởng lớn trực tiếp đến an tồn cơng trình đầu mối Ngồi tài liệu thuỷ văn xác, liệt thuỷ văn đủ dài, cần điều tra nghiên cứu cách đầy đủ điều kiện khí tượng vùng để phân tích bổ sung phục vụ cho việc tính tốn lũ sát với điều kiện thực tế Các tài liệu khí tượng bao gồm: tình hình nhiệt độ, mưa, bốc hơi, độ ẩm, hướng gió tốc độ gió Điều kiện địa chất - Điều tra cấu tạo địa chất tình hình phân bố tầng đất đá, tượng uốn khúc, đoạn tầng, khe nứt, tầng phong hố v.v… Tính chất đặc trưng cấu tạo tầng đất đá có quan hệ mật thiết đến độ ổn định, lún tính thấm nước - Điều tra địa chất tự nhiên bao gồm dốc trượt, động đất, cac tơ v.v… tài liệu ảnh hưởng lớn đến độ ổn định tình hình nước hồ chứa - Về địa chất thuỷ văn: tình hình phân bố tầng thấm nước tầng không thấm nước, hệ số thấm tầng đất đá, thay đổi mực nước, lưu lượng, lưu tốc thành phần hoá học nước ngầm Các tài liệu phục vụ cho việc xử lý tiêu nước hố móng thời kỳ thi công, xử lý chống thấm xử lý vật liệu xây dựng chống ăn mịn hố học Tính chất lý đất đá Đây tài liệu phục vụ cho việc tính tốn ổn định cơng trình, lún sở để có biện pháp xử lý cách thích hợp Về vật liệu xây dựng Tình hình phân bố, trữ lượng tính chất lý loại vật liệu địa phương phục vụ cho việc xây dựng cơng trình, trữ lượng chất lượng vật liệu chỗ có tính định đến hình thức kết cấu đập Tuỳ theo giai đoạn thiết kế mà yêu cầu tính xác cơng tác thăm dị vật liệu có khác nhau, sau xác, tỉ mỉ cụ thể Công tác khảo sát thiết kế phải kết hợp chặt chẽ với nhau, mối quan hệ khảo sát phải trước bước công tác khảo sát phải luôn đáp ứng yêu cầu thiết kế Mặc dù sau điều tra, khảo sát thí nghiệm, số liệu chỉnh lý để làm sở cho việc tính tốn thiết kế, số trường hợp số liệu khác xa với tình hình thực tế; thi công phải vào kết quan trắc trường để sửa đổi lại cho phù hợp Sau qui hoạch lưu vực xác định cần phải tiến hành làm luận chứng kinh tế kỹ thuật để có chủ trương đầu tư sở lập thiết kế cho cụm công trình Riêng cơng trình có vị trí quan trọng định cấu tốc độ phát triển kinh tế quốc dân trước lập luận chứng kinh tế kỹ thuật phải có dự án đầu tư Để có lập luận chứng kinh tế kỹ thuật, cần tiến hành điều tra, khảo sát, chọn vị trí cơng trình tìm hiểu vấn đề có liên quan đến cơng trình như: tài nguyên vùng bị ngập; nguồn điện; giao thông; mơi trường; bảo vệ di tích văn hố, lịch sử; quốc phòng v.v… Trong nội dung luận chứng kinh tế kỹ thuật cần làm rõ vấn đề sau: Về cần thiết phải đầu tư: phải xác định nhu cầu dùng nước ngành kinh tế quốc dân khả cung cấp cơng trình Về hình thức đầu tư: cần đánh giá trạng thuỷ lợi vùng, lập phương án so sánh để chọn phương án hợp lý hình thức đầu tư cải tạo, mở rộng xây dựng Về tuyến cơng trình: định phương án vùng tuyến tiến hành so sánh kinh tế kỹ thuật phương án mặt: - Điều kiện tự nhiên tình hình kinh tế xã hội khu vực xây dựng; - Nguồn cung cấp vật liệu xây dựng, lao động, thiết bị, giao thơng vận tải v.v… - Chi phí di dân, đền bù, ngập lụt, xử lý nền; bảo vệ tài ngun, mơi trường sinh thái di tích văn hoá lịch sử - Sự phù hợp với qui hoạch khu vực ngành Các giải pháp xây dựng Giải pháp xây dựng đưa gồm: - Các biện pháp cơng trình, phương án kết cấu kích thước chủ yếu hạng mục cơng trình - Các phương án bố trí mặt - Các khối lượng xây dựng chủ yếu, phương án dẫn dịng tổng tiến độ thi cơng Tính tốn sơ vốn đầu tư hiệu kinh tế Công tác thiết kế tiến hành theo hai bước: thiết kế kỹ thuật thiết kế vẽ thi công - Bước thiết kế kỹ thuật có nhiệm vụ xác định xác vị trí tuyến đập tuyến cơng trình khác cụm cơng trình đầu mối vùng tuyến chọn tiến hành tính tốn thiết kế hạng mục cơng trình; tính tốn khối lượng lập tổng dự tốn Cơng tác khảo sát giai đoạn phải tiến hành cụ thể cho hạng mục cơng trình - Bước thiết kế vẽ thi công: tiến hành thiết kế tỉ mỉ kết cấu cơng trình, dựa tài liệu địa chất xác để thiết kế xử lý nền, lập tổng tiến độ thi công, phương pháp thi cơng, trình tự thi cơng dự tốn hạng mục cơng trình Giai đoạn gặp số vấn đề địa chất chưa đề cập giai đoạn trước, cần kịp thời thăm dị bổ sung, trường hợp đặc biệt thay đổi vị trí tuyến đập vị trí cơng trình khác Tuy nhiên phải lưu ý rằng, sau luận chứng kinh tế kỹ thuật quan có thẩm quyền xét duyệt lại muốn thay đổi vị trí tuyến, qui mơ cơng trình, phải làm báo cáo trình lên cấp có thẩm quyền để xem xét lại chủ trương đầu tư Đối với cơng trình có kỹ thuật xây dựng đơn giản sử dụng thiết kế định hình quan xét duyệt luận chứng kinh tế kỹ thuật quyền định cho thiết kế theo bước: thiết kế kỹ thuật vẽ thi công 1.3 Lựa chọn vị trí hình thức đập Lựa chọn vị trí, hình thức đập sở chủ yếu để bố trí cơng trình đầu mối; cơng tác quan trọng giai đoạn thiết kế Ở giai đoạn qui hoạch lưu vực, dựa vào yêu cầu lợi dụng tổng hợp nguồn nước kết hợp điều kiện địa hình, người ta chọn vùng tuyến có khả xây dựng Trong giai đoạn luận chứng kinh tế kỹ thuật, dựa vào tài liệu qui hoạch kết hợp tài liệu địa hình, địa chất, vật liệu xây dựng, nhiệm vụ qui mô công trình để tiến hành tính tốn so sánh chọn vùng tuyến, hình thức đập cơng trình khác cụm cơng trình đầu mối Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật thiết kế vẽ thi công, dựa vào tài liệu khảo sát xác để so sánh chọn vị trí tuyến đập hình thức đập phù hợp với điều kiện khu vực xây dựng Khi chọn vị trí hình thức đập phải dựa vào điều kiện sau: Điều kiện địa chất địa chất thuỷ văn Điều kiện địa chất tuyến đập có tính định đến việc bố trí cụm cơng trình đầu mối, đồng thời yếu tố quan trọng để chọn hình thức đập Đập có cấp hạng kỹ thuật cao quy mô lớn yêu cầu điạ chất bờ cao Nền để xây dựng đập nói chung cần phải đạt yêu cầu cường độ, thấm nước khơng bị phong hố, đảm bảo tính chỉnh thể, đồng nhất, khơng có đoạn tầng Tuy thiên nhiên khó tìm loại đạt đầy đủ yêu cầu xây dựng, cần phải khảo sát cách kỹ lưỡng để có biện pháp xử lý thích hợp, đảm bảo yêu cầu xây dựng cơng trình cụ thể Điều kiện địa hình Khi xét điều kiện địa hình cần đề cập mặt: khối lượng đập nhỏ; thuận lợi cho việc bố trí cơng trình khác cụm cơng trình đầu mối; đơn giản việc dẫn dịng thi cơng; đập dùng vật liệu chỗ phải gần bãi vật liệu; điều kiện giao thông vận chuyển thuận tiện Điều kiện vật liệu xây dựng Đây điều kiện định trực tiếp đến việc lựa chọn hình thức đập Nếu khu vực xây dựng có vật liệu chỗ phương án xét đến phải sử dụng vật liệu chỗ để xây dựng đập Điều kiện thi công Trước tiên cần xét đến việc dẫn dịng thi cơng thuận tiện, gần vị trí đập phía hạ lưu có bãi rộng để bố trí mặt thi cơng; vị trí đập gần đường giao thơng để vận chuyển máy móc, vật liệu) 1.4 Bố trí cơng trình đầu mối Bố trí cơng trình đầu mối cơng việc quan trọng, ảnh hưởng lớn đến điều kiện kinh tế kỹ thuật cơng trình q trình thi cơng khai thác cơng trình 10 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Cấp cơng trình tiêu thiết kế (Theo TCVN 5060 – 90) Bảng P1 - 1: Cấp cơng trình dâng nước theo loại đập, dạng chiều cao cơng trình Đập bê tơng bê tông cốt thép đá xây, kết cấu nước trạm thủy điện, âu Đập vật liệu địa phương thuyền, cơng trình nâng tàu, tường chắn đất kết cấu bê tông khác tham gia tạo tuyến áp lực Dạng đất Đá Cát sỏi, Đất sét đất sét bão hòa tảng cứng nước nửa trạng thái cứng dẻo Cấp Cát sỏi, đất sét Đá tảng trạng thái cứng nửa cứng Đất sét bão hịa cơng trình nước trạng thái dẻo Chiều cao cơng trình (m  100 > 70  100 > 25  70 > 10  25 > 75 > 50 > 35  75 > 25  50 > 15  35 > 15  25 >  15 >  15 8 8 > 100 > 60  100 > 25  60 > 10  25  10 > 50 > 25 I > 25  50 > 20  25 II > 10  25 > 10  20 III >  10 >  10 IV 5 5 V  10 Ghi chú: – Nếu cố công trình dâng nước gây hậu có tính chất tai họa cho thành phố, khu công nghiệp quốc phòng, khu dân cư hạ lưu cơng trình đầu mối, cấp cơng trình xác định theo bảng P1 - phép nâng lên cho phù hợp với quy mơ hậu có luận chứng thích đáng 202 – Nếu cố cơng trình dâng nước khơng gây hậu đáng kể đến hạ lưu (khi cơng trình nằm vùng thưa dân gần biển) Cấp chúng xác định theo bảng P1 - phép hạ xuống cấp Bảng P1- 2: Cấp cơng trình theo nhiệm vụ Nhà máy thủy Hệ thống thủy nơng Cơng trình cấp Cấp cơng trình điện có cơng (103 nước có lưu lâu dài suất 103 KW lượng (m3/s Tưới Tiêu C/yếu > 300  1000 > 50 T/yếu I III II III > 50  300 > 50 >  50 III IV > 0,2  > 10  > 10  50 >  15 50 >  10 >  IV IV  0,2 >  10 V V > 15  20 2 1 2 Ghi chú: Nhà máy thủy điện có cơng suất lắp máy lớn 1.000.000kw thuộc cấp đặc biệt, thiết kế phải xây dựng tiêu chuẩn thiết kế riêng Cấp âu, tàu cơng trình nâng tàu ấn định theo thỏa thuận thủy lợi giao thơng vận tải (trước đây) Cấp cơng trình thủy lợi tạm thời theo quy định điều 1.6 (TCVN 5060 – 90) Cấp cơng trình cho cá qua có tham gia tạo tuyến áp lực xác định cấp cơng trình dâng nước Cấp cơng trình giao thơng cắt qua thân đê xác định cấp cơng trình dâng nước khơng thấp tuyến đê 203 Bảng P1- 3: Tần suất lưu lượng, mực nước lớn để tính ổn định, kết cấu cơng trình (P%) Cấp cơng trình I II II IV V P% 0,10 0,50 1,00 1,50 2,00 Bảng P1- 4: Hệ số vượt tải (n) tính ổn định độ bền cơng trình Tên tải trọng tác động n Trọng lượng thân cơng trình 1,05 (0,95) Trọng lượng thân lớp áo đường hầm 1,20 (0,9) Áp lực thẳng đứng trọng lượng đất 1,10 (0,90) Áp lực bền đất 1,20 (0,8) Áp lực bùn cát 1,20 Áp lực đá: Trọng lượng đá tạo vòm 1,50 Áp lực đá nằm ngang 1,2 (0,8) Trọng lượng đất, đá đường hầm 1,10 (0,90) Áp lực nước tĩnh, áp lực sóng, áp lực thấm ngược Áp lực cảu nước ngầm lên áo đường hầm 1,00 1,10 (0,90) Áp lực nước bên đường hầm (kể nước va 1,00 Áp lực mạc động nước 1,20 Áp lực vữa xi măng 1,2 (1,00) Tải trọng đứng ngang máy nâng bốc/ dỡ vận chuyển, tải trọng thiết bị cố định 1,20 Tải trọng gió 1,30 Tải trọng tàu thuyền 1,20 Tác động nhiệt độ độ ẩm 1,10 Tác động động đất 1,00 204 Bảng P1 - 5: Hệ số điều kiện làm việc m Các loại cơng trình loại m Cơng trình bê tông bê tông cốt thép đất đá nửa cứng 1,00 Cơng trình bê tơng bê tông cốt thép đá 1,00 Khi mặt trượt qua khe nứt đá 1,00 Khi mặt trượt qua mặt tiếp xúc bê tông đá, phần qua 0,95 đá nguyên khối Đập vịm cơng trình ngăn chống khác đá 0,75 Các mái dốc tự nhiên nhân tạo 1,00 Bảng P1 - 6: Hệ số tin cậy Kn Cấp cơng trình I II III IV V Kn 1,25 1,20 1,15 1,10 1,10 Bảng P1 - 7: Hệ số an toàn cho phép ổn định mái đập đất (theo QPVN 11 – 77) Cấp công trình, I II III IV V - Chủ yếu 1,40 1,30 1,20 1,15 1,10 - Đặc biệt 1,20 1,15 1,10 1,05 1,00 tổ hợp tải trọng 205 Phụ lục 2: Các đặc trưng sóng gió lên cơng trình (QPTL C1 – 78) Bảng P2 - 1: Mức bảo đảm vận tốc gió lớn (P% xác định cao trình cơng trình có mái giới hạn lớp gia cố mái Mức đảm bảo mực nước tính tốn % Lớn Nhỏ Nhất 25 50 75 100 75 50 25 Mức bảo đảm vận tốc I, II 20 gió lớn (P% III 30 10 cấp cơng trình IV 50 20 10 Chú thích: 1- Khi xác định cao trình đỉnh cơng trình, mực nước tính tốn cần lấy 1% với cơng trình cấp I 5% với cơng trình cấp II  IV (loại vừa nhỏ) 2- Vận tốc gió tính tốn cơng trình cấp I, II cần xác hóa theo số liệu quan trắc ngồi trời thời kỳ có mực nước tính tốn lớn 206 Bảng P2 - 2: Mức bảo đảm tính tốn chiều cao sóng 1% tính ổn định độ bền cơng trình Loại cơng trình Cơng trình có biên dạng thẳng đứng 1% Cơng trình xun thơng vật chắn bi nước chảy bao: Cơng tình gia cố bờ cấp: Cấp I Cấp II Cấp IIII ÷ IV 13 II III ÷ IV Cơng trình có biên dạng nghiêng gia cố bằng: - Các bê tông - Đá đổ Chú thích: – Khi xác định tải trọng lên cơng trình cần lấy theo chiều cao sóng có mức đảm bảo cho h, chiều dài sóng phạm vi từ 0,8  tới 1,4  , tương ứng với lực tác dụng lớn sóng – Cần lấy mức đảm bảo tính tốn sóng hệ thống: - Khi xác định mức độ bảo vệ vụng nước trước bến cảng: 5%; - Khi xác định sóng leo: 1%; - Khi định cao trình cơng trình thường xuyên xây dựng vụng nước hở, phép lấy mức đảm bảo tính tốn chiều cao sóng hệ thống 0,1% có luận chứng khả thi 207 Bảng P2 - 3: Các hệ số K1, K2 tính chiều cao song leo 1% Độ nhám Đặc trưng lớp gia cố mái tương đối K1 K2 - 0,9 < 0,002 0,9 0,005  0,01 0,95 0,85 0,02 0,90 0,80 0,05 0,80 0,70 0,10 0,75 0,60 > 2,0 0,70 0,50  Bản bê tông (bê tông cốt thép), cuội sỏi, đá gia cố khối bê tông (bê tông cốt thép) h1% Bảng P2 - 4: Hế số K3 tính tốn chiều cao sóng leo 1% Hệ số K3 Hệ số mái m 0,4 0,4  35 >5 Khi vận tốc gió  20 m s 1,3 0,4 1,5 1,6 Khi vận tốc gió  10 m s 1,1 1,1 1,1 1,2 208 Hình P2 - 2: Đồ thị xác định Ki Hình P2 -1: Đồ thị xác định yếu tố sóng 209 Hình P2 - 3: Đồ thị xác định hệ số K4 Các tham số đường cong  h 1% (Trị số ngoặc đơn H < 2h1%) Hình P2 - 4: Các đồ thị xác định đặc trưng tác dụng sóng lên cơng trình 210 Bảng P2- 5: Hệ số Ki để tính sóng leo có mức bảo đảm i% i% 0,1 10 30 50 Ki 1,1 0,96 0,91 0,86 0,76 0,68 Phụ lục 3: Đặc trưng độ bền thấm đất đất đắp đập Bảng - 1: Hệ số C để kiểm tra chiều dài cần thiết đường viền thấm cơng trình Loại đất C Loại đất C Đất sét chặt 1,5 Cuội sỏi hạt nhỏ 3,5 Đất sét chặt vừa 1,7  2,0 Cát hạt lớn 4,0 Đất sét mềm, đất thịt 0,2  2,5 Cát hạt trung bình 5,0 Đá cuội, sỏi hạt lớn 2,5 Cát hạt nhỏ 6,0 Cuội sỏi hạt trung bình 3,0 Cát mịn 7,0 Bảng P3- 2: Gradien thấm cho phép để kiểm tra độ bền thấm đặc biệt đất đập (Theo CHU II – И – 12 – 67) Loại đất đắp đập Đất sét Đất sét Cát hạt lớn Cát hạt trung bình Cát hạt nhỏ Jk cơng tình cấp I II III IV  V 0,7 0,80 0,90 1,08 0,35 O,40 0,45 0,54 0,32 0,35 0,40 0,48 0,22 0,25 0,28 0,34 0,18 0,2 0,22 0,26 211 Bảng P3 - 3: Gradien cho phép để kiểm tra độ bền thấm đặc biệt thân đập đất (Theo CHU II – 53 – 73) Loại đất đắp đập Jk cơng tình cấp I II III IV  V Đất sét chặt 1,5 1,65 1,80 1,95 Đất sét 1,05 1,15 1,25 1,35 Cát hạt trung bình 0,70 0,80 0,90 1,00 Cát pha 0,55 0,65 0,75 0,85 Cát hạt nhỏ 0,45 0,55 0,65 0,75 Hình P3-1: Trị số Jgh để kiểm tra xói ngầm học đất (Tài liệu thí nghiệm V.S Istômina) 212 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Chiến tác giả, Đồ án thủy công, Trường Đại học Thủy Lợi – Hà Nội 1992 Nguyễn Cảnh Cầm, Nguyễn Văn Cung tác giả khác, Thuỷ lực tập II, NXB Nông nghiệp, Hà Nội – 2006 Nguyễn Văn Cung, Nguyễn Xn Đặng, Ngơ Trí Viềng, Cơng trình tháo lũ đầu mối hệ thống thủy lợi, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật – Hà Nội 1977 Trịnh Bốn, Lê Hòa Xướng, Thiết kế cống, Nhà xuất nông nghiệp – Hà Nội 1988 Phạm Ngọc Quý, Lê Trí Mẫn, Bài giảng thủy công, Nhà xuất nông nghiệp – Hà Nội 1996 Nguyễn Xuân Trường, Thiết kế đập đất, NXB Khoa học kỹ thuật – Hà Nội 1972 Ngơ Trí Viềng tác giả, Giáo trình thủy công, tập I, Nhà xuất xây dựng – Hà Nội 2004 Ngơ Trí Viềng tác giả, Giáo trình thủy cơng, tập II, Nhà xuất xây dựng – Hà Nội 2005 Trường Đại học thủy lợi, Bộ môn thủy công, Đồ án môn học thủy công, NXB xây dựng, Hà Nội – 2004 10 Báo cáo tổng quan cơng trình thủy lợi thay nhiệm vụ hồ chứa nước – Hà Nội 1997 11 Bộ NN PTNT, Trường Đại học thuỷ lợi “Dự án WBCr 2711 – VN”, Nâng cao lực thiết kế cơng trình thủy lợi, Hà nội – 1997 12 TCVN 5060 – 90 13 14TCN 145 – 2005, Hướng dẫn lập đề cương khảo sát thiết kế công trình thủy lợi 14 14TCN – 150 – 2006, Đất xây dựng cơng trình thủy lợi 15 QCVN04 – 05 – 2012, Cơng trình thủy lợi – Các quy định thiết kế 16 14TCN 157 – 2005, Tiêu chuẩn thiết kế đập đầm nén 17 QPTL C1 – 78, Quy phạm tải trọng sóng tàu 18 14181 – 2006, Cơng trình thủy lợi – Cầu máng vỏ xi măng lưới thép – Hướng dẫn tính tốn thiết kế kết cấu 19 M M Griskin, Thuỷ công (bản tiếng Nga), Matscova – 1979 213 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ KHẢO SÁT THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH THUỶ LỢI………………………………………………………………… 1.1 Các quy định chung dự án đầu tư xây dựng cơng trình 1.2 Nhiệm vụ, nội dung công tác khảo sát thiết kế cơng trình đầu mối thuỷ lợi 1.3 Lựa chọn vị trí hình thức đập Chương 2.THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT 17 2.1 Những vấn đề chung 17 2.2 Các kích thước đập đất 20 2.2.1 Đỉnh đập 20 2.2.2 Mái đập 22 2.2.3 Thiết bị chống thấm 22 2.2.4 Thiết bị thoát nước thân đập 23 2.3 Tính tốn thấm qua đập 24 2.3.1 Nhiệm vụ trường hợp tính tốn 24 2.3.2 Tính thấm cho mặt cắt lịng sơng 24 2.3.3 Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi 28 2.4 Tính tốn ổn định mái đập 30 2.5 Các cấu tạo chi tiết 33 2.5.1 Đỉnh đập 33 2.5.2 Bảo vệ mái đập 33 2.5.3 Chọn thiết bị thoát nước 36 2.5.4 Nối tiếp đập với bờ 37 Chương 3.THIẾT KẾ CỐNG NGẦM LẤY NƯỚC DƯỚI ĐẬP ĐẤT 40 3.1 Những vấn đề chung 40 3.2 Thiết kế kênh hạ lưu cống 45 3.3 Tính diện cống 47 3.4 Kiểm tra trạng thái chảy tính tốn tiêu 49 3.5 Chọn cấu tạo cống 53 3.6 Tính tốn kết cấu cống 55 214 Chương THIẾT KẾ ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC 59 4.1 Mở đầu 59 4.2 Tính tốn mặt cắt đập 60 4.3 Tính tốn màng chống thấm 65 4.4 Tính tốn thuỷ lực đập tràn 67 4.5 Tính tốn ổn định đập 70 4.6 Phân tích ứng suất thân đập 71 4.7 Các cấu tạo chi tiết 79 Chương THIẾT KẾ CỐNG LỘ THIÊN 84 5.1 Giới thiệu chung 84 5.2 Tính tốn thuỷ lực cống 85 5.5 Tính tốn ổn định cống 95 5.6 Tính tốn kết cấu đáy cống 97 5.7 Tính tốn tường ngực 103 5.8 Bố trí chọn kết cấu cống 104 Chương 6.THIẾT KẾ THUỶ LỰC KÊNH, BẢO VỆ BỜ VÀ MÁI CÁC CƠNG TRÌNH THỦY LỢI 107 6.1 Khái niệm chung hệ thống kênh nội đồng 107 6.2 Thiết kế thuỷ lực kênh 111 6.3 Bố trí hệ thống kênh 117 6.5 Các tổn thất dòng chảy khác 126 6.6 Kỹ thuật bảo vệ bờ mái cơng trình thủy lợi 128 6.6.1 Nguyên nhân gây xói lở bờ 128 6.6.2 Phương Pháp nghiên cứu biện pháp bảo vệ bờ 132 6.6.3 Một số kết cấu cơng trình bảo vệ bờ 135 6.6.4 Kết cấu bảo vệ mái dốc 142 6.6.5 Ứng dụng kỹ thuật công nghệ để bảo vệ bờ mái cơng trình thủy lợi 149 Chương QUẢN LÝ, SỬ DỤNG VÀ MỞ RỘNG CƠNG TRÌNH THUỶ LỢI 167 7.1 Khái niệm chung 167 7.2 Bảo quản quản lý cơng trình thuỷ lợi 168 7.3 Sửa chữa cơng trình thuỷ lợi 175 215 7.3.1 Nguyên tắc chung 175 7.3.2 Sửa chữa rò rỉ nứt nẻ 175 7.3.3 Cơng trình bị lún xê dịch ngang 177 7.3.4 Mái đập bị trượt 178 7.3.5 Xói lở 179 7.3.6 Sửa chữa đập đất đập đá đổ bị vỡ 179 7.4 Mở rộng, tơn cao cơng trình thuỷ lợi 180 7.4.1 Tôn cao, mở rộng đập đất, đập đá xếp 180 7.4.2 Tôn cao đập bê tông bê tông cốt thép 181 Chương NGHIÊN CỨU CÁC CƠNG TRÌNH THUỶ LỢI 185 8.1 Khái quát 185 8.2 Thí nghiệm thuỷ lực cơng trình 186 8.3 Thí nghiệm kết cấu cơng trình 191 8.4 Nghiên cứu thực địa thuỷ lực thấm 193 8.5 Nghiên cứu thực địa biến dạng ứng suất 195 8.6 Công tác chôn đặt máy phân tích tài liệu 199 PHỤ LỤC 202 216 ... cương khảo sát thiết kế cơng trình thủy lợi QCVN04 – 05 – 2012, Cơng trình thủy lợi – Các quy định thiết kế 16 Chương THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT 2.1 Những vấn đề chung Đập đất cơng trình dâng nước, giữ... kinh tế Công tác thiết kế tiến hành theo hai bước: thiết kế kỹ thuật thiết kế vẽ thi cơng - Bước thiết kế kỹ thuật có nhiệm vụ xác định xác vị trí tuyến đập tuyến cơng trình khác cụm cơng trình. .. dựng cơng trình thủy lợi QCVN04 – 05 – 2012, Cơng trình thủy lợi – Các quy định thiết kế 14TCN 157 – 2005, Tiêu chuẩn thiết kế đập đầm nén QPTL C1 – 78, Quy phạm tải trọng sóng tàu Bộ mơn thủy cơng