Thiết kế cải tạo nâng cấp trạm bơm tiêu nước vân đình ứng hòa hà nội

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CÔNG TRÌNH -  KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CẢI TẠO NÂNG CẤP TRẠM BƠM TIÊU NƢỚC VÂN ĐÌNH – ỨNG HỒ – HÀ NỘI Ngành học: Kỹ thuật xây dựng công trình Mã ngành: 105 Giáo viên hướng dẫn : ThS Phạm Quang Thiền Sinh viên thực : Nguyễn Thị Hiền Phuơng Khoá học : 2007 – 2012 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG 1:TÌNH HÌNH CHUNG CỦA HỆ THỐNG 1.1 Điều kiện tự nhiên hệ thống 1.1.1 Vị trí điạ lý, diện tích 1.1.2 Đặc điểm địa hình 1.1.3 Đất đai thổ nhưỡng 1.1.4 Điều kiện khí tượng 1.1.5 Điều kiện thủy văn 1.1.7 Nguồn vật liệu xây dựng 1.1.8 Nguồn điện 1.1.9 Tình hình giao thơng vận tải 1.2 Tình hình dân sinh kinh tế 1.2.1 Huyện Ứng Hòa 1.2.2 Huyện Thanh Oai .10 1.2.3 Huyện Phú Xuyên 11 1.3 Hiện trạng hệ thống thủy lợi 12 1.3.1 Tình hình ngập úng khu vực nguyên nhân 13 1.3.2 Biện pháp cơng trình thủy lợi nhiệm vụ cơng trình đầu mối 13 1.4 Tài liệu thiết kế 14 CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ KỸ THUẬT TRẠM BƠM 15 2.1 Xác định vị trí trạm bơm bố trí tổng thể cơng trình đầu mối 15 2.1.1 Vị trí trạm bơm 15 2.1.2 Bố trí tổng thể cơng trình đầu mối .16 2.2 Xác định cấp cơng trình, tần suất thiết kế, kiểm tra 18 2.2.1 Cấp cơng trình 18 2.2.2 Tần suất thiết kế, kiểm tra 18 2.3 Tính tốn yếu tố thủy văn khí tượng .18 2.3.1 Mục đích 18 2.3.2 Tài liệu tính tốn 18 2.3.3 Phương pháp tính tốn .19 2.4 Tính tốn lưu lượng trạm bơm .22 2.4.1 Hệ số tiêu 22 2.4.2 Xác định loại lưu lượng cho trạm bơm ( Qtk, Qmin, Qmax ) 22 2.5.Thiết kế kênh dẫn, kênh tháo 23 2.5.1 Thiết kế kênh tháo .23 2.5.2 Thiết kế kênh dẫn .25 2.6 Tính toán mực nước .26 2.6.1 Mực nước bể tháo 26 2.6.2 Mực nước bể hút 28 2.7 Tính tốn cột nước trạm bơm 30 2.7.1 Cột nước thiết kế 30 2.7.2 Cột nước nhỏ trường hợp kiểm tra 31 2.7.3 Cột nước lớn trường hợp kiểm tra 31 2.8 Chọn máy bơm .31 2.8.1 Nguyên tắc 31 2.8.2 Xác định quy mô trạm bơm số máy bơm .33 CHƢƠNG : THIẾT KẾ NHÀ MÁY BƠM 36 3.1 Tính cao trình đặt máy 36 3.2 Chọn kiểu nhà máy 36 3.3 Xác định hình dạng cấu tạo, kích thước phận nhà máybơm 37 3.3.1 Cấu tạo móng buồng ướt (tầng hút) 37 3.3.2 Cấu tạo tầng bơm .39 3.3.3 Cấu tạo tầng động 40 3.4 Tính tốn kích thước nhà máy 43 3.4.1 Xác định chiều cao nhà máy 43 3.4.2 Xác định chiều rộng nhà máy 43 3.4.3 Xác định chiều dài nhà máy 46 CHƢƠNG : THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH NGỒI NHÀ MÁY 48 4.1 Thiết kế ống đẩy 48 4.2 Thiết kế bể hút .49 4.2.1 Phần mở rộng đoạn kênh dẫn 49 4.2.2 Đoạn nối tiếp phần mở rộng bể hút 50 4.2.3 Phần tập trung nước 51 4.3 Thiết kế bể tháo 52 4.3.1 Cấu tạo bể tháo 52 4.3.2 Tính tốn thủy lực bể tháo 54 CHƢƠNG : TÍNH TỐN KẾT CẦU VÀ ỔN ĐỊNH CƠNG TRÌNH 57 5.1 Tính tốn kết cấu 57 5.1.1 Tính tốn mái nhà máy 57 5.1.2 Tính tốn khung nhà máy 59 5.1.3 Tính tốn dầm đỡ động 62 5.1.4 Tính toán dầm cầu trục 63 5.2 Tính tốn ổn định cơng trình 67 5.2.1 Xác định hệ trục quán tính trung tâm 67 5.2.2 Lực tác dụng lên cơng trình .68 5.3 Kiểm tra sức chịu tải .70 5.4 Xử lý 72 5.4.1 Chọn cọc 72 5.4.2 Xác định sức chịu tải cọc 72 5.4.3 Xác định số lượng cọc bố trí cọc 73 5.5 Kiểm tra trượt cơng trình .74 CHƢƠNG : THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC HỆ THỐNG PHỤ VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN 75 6.1 Thiết kế sơ hệ thống điện 75 6.1.1 Chọn sơ đồ đấu dây điện 75 6.1.2 Bố trí hệ thống điện 76 6.2 Tính tốn hệ thống cao áp 76 6.2.1 Chọn máy biến áp 76 6.2.2 Chọn dây dẫn cao .78 6.2.3 Chọn thiết bị đóng ngắt bảo vệ .78 6.3 Tính tốn hệ thống điện hạ áp 81 6.3.1 Chọn dây dẫn .81 6.3.2 Chọn thiết bị đóng ngắt bảo vệ .83 6.3.3 Chọn thiết bị điện tử từ tủ phân phối tới động 86 6.4 Thiết kế sơ hệ thống phụ 87 6.4.1 Thiết kế hệ thống tiêu nước nhà máy .87 6.4.2 Thiết kế hệ thống thơng gió .91 6.4.3 Bố trí hệ thống cứu hỏa .97 CHƢƠNG 7: GIẢI PHÁP THI CÔNG, ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƢỜNG, DỰ TOÁN GIÁ THÀNH 98 7.1 Giải pháp thi công 98 7.1.1 Nguyên tắc thi công 98 7.1.2 Yêu cầu kĩ thuật 98 7.1.3 Biện pháp xây dựng cơng trình 99 7.1.4 Tổ chức xây dựng 100 7.1.5 Tiến độ xây dựng .100 7.1.6 An tồn lao động phịng chống cháy nổ .101 7.2 Đánh giá tác động môi trường .102 7.3 Dự toán giá thành 104 7.3.1 Căn lập dự toán 104 7.3.2 Phương pháp lập dự toán 105 7.3.3 Tổng hợp kinh phí xây dựng cơng trình 106 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI CẢM ƠN Sau tháng thực tập làm việc chăm tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới người giúp đỡ Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS Phạm Quang Thiền, người hướng dẫn, dạy suốt q trình thực đề tài Tơi xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo khoa Cơ điện & Cơng trình, người giảng dạy, trang bị cho kiến thức suốt năm học tập Tơi xin gửi lời cảm ơn tới Xí Nghiệp Thủy Lợi Ứng Hịa, nơi tơi thực tập cán bộ, kĩ sư Trạm bơm Vân Đình nhiệt tình giúp đỡ cung cấp tài liệu cho tơi q trình tìm hiểu thiết kế trạm bơm Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn tới bố, mẹ, anh, chị bạn bè, người bên cạch động viên, tạo điều kiện cho tơi hồn thiện khóa luận Sinh viên Nguyễn Thị Hiền Phƣơng ĐẶT VẤN ĐỀ Đất nước ta hịa vào q trình hội nhập phát triển kinh tế khu vực giới Theo đó, nâng cao hiệu sản xuất nông nghiệp theo hướng sản xuất hảng hóa đảm bảo an ninh lương thực quốc gia mục tiêu quan trọng mà nhà nước ta phấn đấu thực Để làm điều nhiệm vụ đặt công tác thủy lợi cần giải cách tối ưu nhu cầu tưới tiêu ngành nơng nghiệp Vì vậy, xây dựng trạm bơm phục vụ tưới, tiêu cho vùng yếu tố quan trọng góp phần đảm bảo ổn định sản suất nông nghiệp, khai thác hợp lý tài nguyên đất nước đáp ứng cho nhu cầu sinh hoạt người dân Đối với huyện Ứng Hòa – huyện phía Nam Hà Nội vùng trũng với sản xuất nông nghiệp chủ yếu, nguồn nước lấy từ sông Đáy sông Nhuệ Do vậy, huyện cho xây dựng trạm bơm tưới, tiêu để giúp nhân dân vùng yên tâm sinh hoạt sản xuất Trạm bơm Vân đình thuộc địa phận huyện Ứng Hòa – Hà Nội cơng trình quan trọng huyện, ngồi việc tiêu úng vùng Thành phố Hà Nội, trạm kết hợp tưới cho đất cach tác thuộc vùng cao ven sông Đáy Trạm bơm xây dựng từ năm 1987 hoàn thành vào năm 1992 Đến nay, trạm vào hoạt động 20 năm Do thời gian hoạt động lâu nên cơng trình có số biểu xng cấp như: phát sinh tượng thấm, lún, cơng trình phụ trợ hư hỏng, hệ thống điện, trạm biến áp cũ khơng đảm bảo điện cung cấp Ngồi ra, máy bơm nhà máy hoạt động lâu nên xuất tượng han rỉ, hỏng hóc, gây nhiều tiếng ồn rung khiến cho công suất máy giảm, sức khỏe công nhân bị ảnh hưởng làm việc nhà máy nhiều Thêm vào đó, mùa mưa, nhà máy phải hoạt động tiêu úng cho Thành phố Hà Nội nhiều ngày liền khiến cho cán kỹ sư công nhân trạm phải lao động vất vả để đảm bảo máy chạy liên tục khơng xảy hỏng hóc Xuất phát từ lý gây khó khăn phát huy lực cơng trình làm ảnh hưởng tình hình sản xuất nơng vụ vùng năm gần Thực trạng hệ thống trạm bơm Vân Đình phục vụ cho nơng nghiệp xuống cấp, đến lúc phải xem xét cải tạo nâng cấp để tăng hiệu sử dụng an tồn Được đồng ý Bộ mơn Kỹ thuật cơng trình, khoa Cơ điện & Cơng trình – Trường Đại học Lâm Nghiệp, với hướng dẫn trực tiếp thầy giáo ThS Phạm Quang Thiền, thực đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế cải tạo nâng cấp Trạm bơm tiêu nước Vân Đình – Ứng Hòa – Hà Nội” Đề tài gồm nội dung sau: Đặt vấn đề Chương 1: Tình hình chung hệ thống Chương 2: Thiết kế kĩ thuật trạm bơm Chương 3: Thiết kế nhà máy bơm Chương 4: Thiết kế cơng trình ngồi nhà máy Chương 5: Tính tốn kết cấu ổn định cơng trình Chương 6: Thiết kế sơ hệ thống phụ hệ thống điện Chương 7: Dự toán giá thành Kết luận – Tồn – Kiến nghị CHƢƠNG TÌNH HÌNH CHUNG CỦA HỆ THỐNG 1.1 Điều kiện tự nhiên hệ thống 1.1.1 Vị trí điạ lý, diện tích Ứng Hịa huyện phía nam Hà Nội, phía Bắc giáp huyện Chương Mỹ Thanh Oai, phía Nam giáp huyện Duy Tiên huyện Kim Bảng (Hà Nam), phía Tây giáp huyện Mỹ Đức, phía Đơng giáp huyện Phú Xun Trạm bơm Vân Đình huyện Ứng Hịa trạm bơm thuộc hệ thống thủy lợi sông Nhuệ Trạm bơm giới hạn bởi: Phía Bắc giáp kênh La Khê, kênh N15 La Khê tỉnh lộ 71; Phía Đơng giáp đê Sơng Nhuệ; Phía Nam giáp đê Sơng Vân Đình; Phía Tây giáp đê Sơng Đáy Tổng diện tích khu vực trạm 141.000 m2, đó: Đất cơng trình thủy lợi gồm kênh cơng trình đầu mối: 135.000 m2; Khu vực quản lý cơng trình phụ trợ: 2.700 m2; Diện tích đất giao cho cán bộ, nhân viên sử dụng làm nhà ở: 1.800 m2 1.1.2 Đặc điểm địa hình Đây vùng trũng, có dạng địa hình lịng máng hướng dốc từ Tây sang Đơng từ Bắc xuống Nam Địa hình khu tiêu thấp phía đê sơng Nhuệ cao dần phía sơng Đáy Khu vực bị kẹp sông sông Đáy sông Nhuệ Mặt đất tự nhiên khu vực thấp mực nước sông Đáy mùa lũ, tạo thủy bất lợi cho khu vực mùa lũ 1.1.3 Đất đai thổ nhƣỡng Đây vùng đất canh tác cải tạo nhiều năm, độ pH trung bình từ 56; thành phần mùn cao, đất đai màu mỡ Nếu tưới tiêu chủ động và�� biện pháp hạn chế cháy lan quan trọng, giúp cho việc chữa cháy tập trung, không cho đám cháy mở rộng - Cần phân vùng xây dựng, bố trí nhóm nhà theo tính cháy vật liệu 101 - Các cơng trình tạm cơng trường nhà làm việc, lán trại công nhân hay kho vật liệu nên xây dựng vật liệu không cháy khó cháy sử dụng khung thép, gạch xỉ, mái tôn… - Để khoảng trống trồng xanh xung quanh cơng trình kể đất cơng trình tạm dỡ bỏ c) Biện pháp tạo điều kiện dập tăt đám cháy có hiệu - Trang bị phương tiện chữa cháy chỗ - Tổ chức lực lượng chữa cháy ln sẵn sàng ứng phó kịp thời - tất người tham gia chữa cháy - Thường xuyên kiểm tra phương tiện dụng cụ chữa cháy, nguồn nước bể nước dự trữ Các phương tiện dụng cụ chữa cháy phải đặt nơi có nguy cháy nổ vị trí dễ dàng tiếp cận Phải có bảng hướng dẫn sử dụng nơi đặt chúng d) Biện pháp sơ tán người an toàn - Làm cho người công trường hiểu việc họ phải làm có cháy, nhanh chóng khỏi khu vực cháy thang, lối thoát người có biển dẫn rõ ràng 7.2 Đánh giá tác động môi trƣờng Do thời gian thi công kéo dài nên tác động từ cơng trình đến mơi trường điều khơng thể tránh khỏi Vì mà cơng trình nói chung phải có biện pháp phịng tránh, giảm thiểu tác hại đến mơi trường Trước hết phải tìm hiểu rõ mơi trường chịu tác động nào, từ đưa phương án tối ưu để hạn chế tác động tiêu cực Ở đây, giới hạn khóa luận tốt nghiệp, chúng tơi nêu nội dung tổng quát sau: a) Tác động tiêu cực: Trong thời gian tiến hành xây dựng cơng trình gây số tác động tiêu cực đến mơi trường xung quanh như: - Mơi trường khí: Trong thời gian thi cơng, q trình đào, đắp, sản xuất vận chuyển nguyên vật liệu xây dựng nhiều làm lượng bụi, lượng khí thải từ thiết bị 102 ... nghiệp: ? ?Thiết kế cải tạo nâng cấp Trạm bơm tiêu nước Vân Đình – Ứng Hòa – Hà Nội? ?? Đề tài gồm nội dung sau: Đặt vấn đề Chương 1: Tình hình chung hệ thống Chương 2: Thiết kế kĩ thuật trạm bơm Chương...ơm Vân Đình ngồi việc phục vụ tưới, tiêu nơng nghiệp cịn đảm nhiệm việc tiêu úng cho Thành phố Hà Nội cải tạo nâng cấp trạm bơm Vân đình có ý nghĩa quan trọng thiết thực Khi cơng trình cải tạo c... dựng trạm bơm tưới, tiêu để giúp nhân dân vùng yên tâm sinh hoạt sản xuất Trạm bơm Vân đình thuộc địa phận huyện Ứng Hịa – Hà Nội cơng trình quan trọng huyện, việc tiêu úng vùng Thành phố Hà Nội,