đồ án chỉnh trị sông

Đồ án mơn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHỈNH TRỊ SÔNG VÀ CƠNG TRÌNH VEN BỜ MỤC ĐÍCH VÀ U CẦU 1.Mục đích Để hồn thành nắm vững mơn học “ Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ “, song song với việc học lý thuyết lớp, sinh viên phải thực đồ án thiết kế “Kè mỏ hàn“ Qua việc thiết kế đồ án môn học giúp sinh viên hiểu kỹ phần lý thuyết học đồng thời biết kết hợp sáng tạo lý thuyết thực tế Đồ án môn học bước đầu giúp sinh viên làm quen tôn trọng tiêu chuẩn qui phạm thiết kế hành nhà nước 2.Yêu cầu Trước làm đồ án môn học, sinh viên phải nghiên cứu kỹ phần lý thuyết học, ghi chép, sổ tay kỹ thuật, tiêu chuẩn thu thập để phục vụ cho việc làm đồ án Trên sở vận dụng kiến thức thu thập từ giảng lớp ,các buổi tham quan, thực tập, sinh viên tự thiết kế cơng trình để chỉnh trị đoạn sơng NHỮNG TÀI LIỆU CẦN THIẾT KHI THIẾT KẾ 1.Bình đồ khu vực chỉnh trị tỉ lệ: 1/1000 2.Các tài liệu địa chất thủy văn,thủy lực, đại chất, địa hình … khu vực thiết kế vùng phụ cận 3.Các số liệu yêu cầu thiết kế đồ án 4.Các số liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế dân sinh… 5.Các tài liệu thiết kế, tiêu chuẩn, qui phạm hành phục vụ cho việc thiết kế SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang1 Đồ án mơn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ TUYẾN CHỈNH TRỊ I SƠNG VỆ Sơng Vệ bắt nguồn từ vùng núi phía Tây huyện Ba Tơ Sơng chảy theo hướng Tây Nam – Đông Bắc đổ biển qua cửa Cổ Luỹ cửa Đức Lợi sông dài 90 Km, có 2/3 chiều dài sơng chảy vùng rừng núi có độ cao 100-1000 (m) Sơng có phụ lưu cấp I , phụ lưu cấp II Các nhánh sông không lớn, đáng kể nhánh sông : + Sông Tà Nô : chảy từ Đồng Bia có độ cao 200 (m), theo hướng Tây Đơng hợp với sơng cách huyện Ba Tơ 18 km phía hạ lưu + Sơng Mễ : Chảy từ vùng núi Yu Kon, phần tiếp giáp huyện Ba Tơ Minh Long theo hướng Tây Bắc-Đông Nam hợp lưu Tuần Giang dài Km + Nhánh sông Thoa chảy từ thôn Mỹ Hưng xã Hành Thịnh, thôn Phú An–Đức Hiệp theo hướng Tây Bắc - Đông Nam hợp lưu Phú An dài km Ngồi cịn có nhánh sông khác sông Cây Bứa dài 15 km, sông Phú Thọ dài 16 km, hợp lưu với sơng gần vùng cửa sơng tạo thành hình nan quạt Nguồn chúng chủ yếu nước mưa vùng Tiếp giáp vùng núi đồng sơng Vệ có diện tích lưu vực 1260 km, bao gồm phần lớn diện tích huyện Tư Nghĩa Độ cao trung bình khoảng 170(m), mật độ lưới sông 0,79 km/km2 Thực vật che phủ bề mặt lưu vực phần lớn rừng già, bụi rậm, vùng hạ lưu chủ yếu đất canh tác nông nghiệp II KHÁI QUÁT TUYẾN CHỈNH TRỊ Dự án “ Đê kè chống xói lở sông Vệ ” chạy dọc chiều dài 30522m dịng sơng Vệ, từ thơn Phú Khương – xã Hành Tín đến thơn An Chuẩn - xã Đức Lợi, qua xã Hành Tín Đơng, Hành Thiện, Hành Thịnh, Hành Phước, Hành Đức - huyện Nghĩa Hành; xã Đức Hiệp, Đức Nhuận, Đức Thắng, Đức Lợi - huyện Mộ Đức; xã Nghĩa Mỹ, Thị trấn Sông Vệ, Nghĩa Hiệp, Nghĩa Hòa - huyện Tư Nghĩa, tỉnh Quảng Ngãi Vị trí có tọa độ địa lý: 14o53,7’ đến 15o01,2’ vĩ độ Bắc; 108o 47,3’ đến 108o54,8’ kinh độ Đông; Đoạn sơng từ xã Hành Tín đến điểm hợp lưu sông Thoa khoảng 16,0Km, năm qua tượng sạt lở diễn tương đối mãnh liệt, gây ảnh hưởng lớn đến SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang2 Đồ án môn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển sản xuất, sinh hoạt nhân dân bên bờ sông Sau mưa lũ năm 1999 nguồn vốn ngân sách, Tỉnh đầu tư xây dựng hai đoạn kè địa phận thôn Phú An Nghĩa Lập thuộc xã Đức Hiệp.Hiện hai đoạn kè phát huy hiệu tốt Tại đoạn giao sông Vệ sông Thoa tình hình sạt lở cịn mạnh, chiều dài sạt lở khoảng 1500m phía bờ tả, năm 0,25ha khiến 20 hộ dân sống phải di dời Về thượng lưu phía bờ tả cầu Cộng Hịa địa phận thơn Phú Lâm vùng sạt lở với chiều dài khoảng 1500m, năm làm 0,6ha đất thổ cư canh tác khiến 30 hộ phải di dời 37 hộ khác chịu ảnh hưởng Tại địa phận xã Hành Tín Đơng có nhiều đoạn sạt lở nhất, với chiều dài sạt lở tổng cộng khoảng 1800m, nguy thôn Thiên Xuân với chiều cao bờ sạt lở 6m Đoạn sông từ ngã ba giao sông Thoa sông Vệ kéo dài đến Cửa Lở khoảng 15,0 Km qua địa phận Thị trấn Sông Vệ gây sạt lở bờ tả thượng lưu cầu Sông Vệ hạ lưu bờ hữu cầu Sông Vệ thôn Năng An thuộc địa phận xã Đức Nhuận đến giáp xã Đức Thắng khiến 30 hộ phải di dời, uy hiếp đường liên thôn hai xã.Cuối đoạn sông tương đối ổn định, thơn Đại Bình xã Nghĩa Hiệp mỏ hàn xây dựng từ 1988 đảm bảo tốt nhiệm vụ hạ lưu gây sạt lở bờ tả với chiều dài sạt lở 2000m , tốc độ sạt lở hàng năm 5m/năm, chủ yếu đất nơng nghiệp Nhìn chung dọc bờ sơng Vệ tình hình sạt lở cục nhiều nơi nghiêm trọng Năm 1988 Dự án “Qui hoạch chỉnh trị sông Vệ” Trường Đại học Thuỷ lợi Hà Nội chỉnh trị số đoạn sông Vệ Nhưng diễn biến thời tiết năm qua phức tạp, mưa lũ ngày lớn, đặc biệt lũ năm 1999 làm cho dòng chảy chuyển biến mạnh, tình hình sạt lở nghiêm trọng, chủ lưu dịng chảy đổi hướng phá vỡ cân có Tình cần có biện pháp chỉnh trị kịp thời để tạo ổn định dòng chảy Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp đưa giải pháp cơng trình chỉnh trị đoạn sơng cong qua thơn Hồ Mỹ - Hành Phước, hàng năm bờ tả sông khu vực bị sạt lỡ nghiêm trọng, gây thiệt hại lớn người cải vật chất, đất đai canh tác cho nhân dân khu vực SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang3 Đồ án môn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển III TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ Khu vực hưởng lợi dự án khu dân cư thơn Hồ Mỹ thuộc xã Hành Phước huyện Nghĩa Hành Đặc điểm kinh tế xã hội xã Hành Phước 2007 Chỉ tiêu ĐẶC ĐIỂM - Tổng diện tích đất tự nhiên - Diện tích đất nơng nghiệp - Diện tích lúa - Tổng sản lượng lương thực - Lương thực bình quân đầu người/năm - Tổng dân số - Lao động - Số lao động nơng nghiệp - Số hộ đói nghèo THIỆT HẠI DO SẠT LỞ - Diện tích bị sạt lở hàng năm - Tốc độ sạt lở lấn vào bờ hàng năm Giá trị 845 412 386 2216 430 kg 8200 người 95% 12 hộ 8- 10 5-7 m IV TÌNH HÌNH HIỆN TRẠNG SẠT LỠ CỦA VÙNG DỰ ÁN IV.1 Tình hình sạt lở khu vực dự án thơn Hồ Mỹ Khu vực xây dựng cơng trình thuộc thơn Hồ Mỹ xã Hành Phước, huyện Nghĩa Hành, tỉnh Quảng Ngãi dọc theo bờ Bắc sông Vệ( bờ tả) Đoạn sơng qua thơn Hồ Mỹ đoạn sông cong, bờ lõm kéo dài km Ở đoạn sông lạch sâu nằm ép sát bờ sơng, có cao trình thay đổi từ 1.67 m – 2.50 m Về mùa lũ chủ lưu dòng chảy ép sát hướng vào bờ, kết hợp với điều kiện địa chất yếu gây xói lở bờ Chiều dài xói lở 1,354 km , diện tích bị ảnh hưởng đất nơng nghiệp với tốc độ xói lở 0.25 ha/ năm, số hộ dân bị ảnh hưởng 50 hộ IV.2 Hiện trạng cơng trình vùng dự án Hiện vùnng dự án có cơng trình bảo vệ bờ thô sơ nhân dân hai bên bờ xây dựng, hiệu bảo vệ thấp Vì cần thiết phải xây dựng cơng trình bảo vệ chông sạt lở đoạn sông la yêu cầu cấp thiết V SỰ CẦN THIẾT PHẢI THỰC HIỆN DỰ ÁN Tình hình sạt lở bờ sơng Vệ kéo dài qua huyện Nghĩa Hành, Mộ Đức Tư Nghĩa, xẩy thường xuyên, liên tục gây uy hiếp đến nhà cửa nhân dân sống dọc SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang4 Đồ án mơn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển hai bờ sơng, cơng trình hạ tầng đường giao thông , trường học đặc biệt tính mạng nhân dân vùng Trong năm gần nhà cửa, ruộng vườn thường xuyên bị trôi đến mùa mưa lũ, gây thiệt hại nghiêm trọng đến đời sống tình hình sản xuất nhân dân Khu vực đoạn sông cong qua thơn Hồ Mỹ khu vực bị sạt lở nghiêm trọng nhất, đe doạ trực tiếp đến khu dân cư thơn Hồ Mỹ, ảnh hưởng đến đời sống nhân dân Vì việc triển khai đầu tư xây dựng dự án Kè Sơng Vệ, đoạn thơn Hồ Mỹ việc làm cần thiết cấp bách đảm bảo ổn định cho nhân dân sống ven bờ an cư sản xuất SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang5 Đồ án môn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển CHƯƠNG II ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN I ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH Khu vực xây dựng cơng trình thuộc địa phận xã Hành Phước huyện Nghĩa Hành tỉnh Quảng Ngãi, cách thị xã Quảng Ngãi khoảng 20 km phía Tây Địa hình khu vực chủ yếu lịng sơng, xen lẫn bãi cát sông, hai bên bờ làng mạc, cao độ lịng sơng xoải theo hướng dịng chảy Đoạn sạt lở thuộc thơn Hồ Mỹ, có chiều dài 400 m Đoạn bờ nghiên cứu nằm phía bờ lõm đoạn sơng cong, dịng chủ lưu ép sát bờ gây xói lở nghiêm trọng, đặc biệt mùa mưa lũ, đe doạ đến tính mạng tài sản nhân dân vùng Tài liệu địa hình sử dụng tài liệu khảo sát Trung Tâm Tư Vấn Ứng Dụng Và Kĩ Thuật Môi Trường lập tháng 3/2003, gồm: - Bình đồ lịng sơng phần xây dựng cơng trình qua thơn Hồ Mỹ - Các mặt cắt ngang lịng sơng II ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT Qua báo cáo kết khảo sát địa chất cơng trình, cụ thể sau: * Cấu tạo địa chất bờ sông Vệ, sơng Thoa gồm lớp nham thạch có nguồn gốc bồi tích thềm, có đăc điểm chung thấm nước từ trung bình đến mạnh, chí mạnh, tính chất lý lực học yếu, dễ bị xói lở, sạt, truợt rửa trôi hoạt động xâm thực từ dịng chảy mặt Tại khu vực nơi hình thành phức hệ chứa nước ngầm lớn nhỏ, hoạt động xâm thực diễn biến phức tạp mạnh mẽ Nước ngầm thành tạo lưu trữ hệ tầng cát cuội sỏi cát lẫn sỏi, nguồn gốc đáy thềm sơng, có áp tạm thời khơng có áp Về mùa khơ mực nước ngầm hạ thấp đáng kể, cao mực nước sơng, bù cấp cho nước sơng Cịn mùa mưa lũ, nước ngầm dâng cao theo mực nước sông Nước ngầm nhìn chung có hướng vận động từ phía bờ phía sơng * Tồn tuyến cơng trình nằm đá granit phức hệ Trà Bồng - Ba Tơ với cấu trúc bị phá hủy, kiến trúc hạt vừa đến hạt thô, cấu tạo không liền khối Tầng phủ Đệ tứ, từ mặt đất thiên nhiên xuống tới đá gốc, dày thay đổi từ vài mét đến hàng chục mét, bao gồm sét hạt cát, sét hữu cơ, bùn cát sét lẫn cuội sỏi, cát sỏi Trong lớp bùn cát – sét lẫn cuội sỏi, có nơi tạo thành túi cát chảy, lớp kẹp mỏng dạng thấu kính, có nơi SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang6 Đồ án môn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển lớp nham thạch dẫn cấu tạo xếp lớp mỏng từ chục cen- ti-mét đến năm chục cen-timét lặp lại theo quy luật, tương đối phức tạp * Cấu tạo tầng phủ Đệ tứ với lớp nham thạch có tính thấm tăng dần theo chiều sâu khu vực xây dựng yếu tố thuận lợi để hoạt động xâm thực dòng chảy trở nên mạnh mẽ Ngoài tụ điểm dân cư với mật độ tương đối đông tập trung hai bên bờ sơng có hoạt động xây dựng làm ảnh hưởng đến tính bền vững mơi trường đất nước, góp phần khơng nhỏ vào sạt lở bờ sông Sau kết khảo sát điểm sạt lở khu vực dự án : * Đoạn mặt cắt thơn Hồ Mỹ : + Lớp : Á sét nhẹ, đầu tầng lẫn nhiều rể cỏ cây, màu xám vàng , xám nâu, trắng nhạt Đất ẩm vừa, kết cấu chặt vừa, trạng thái nửa cứng Nguồn gốc (aQ) Lớp phân bố mặt, chiều dày lớp từ 1.5 ÷ m Các tiêu lý lớp qua mẫu thí nghiệm sau : - Thành phần hạt (%) :  Sét : 11,5 %  Bụi : 25,5 %  Cát : 63,0 % - Lượng ngậm nước thiên nhiên We : 18,75 % - Độ đặc B : -0,038 - Dung trọng : Thiên nhiên γw : 1,64 T/m3 γk : 1,38 T/m3 - Tỷ trọng Δ : 2,70 - Độ khe hở n : 48,85 % - Tỷ lệ khe hở ε0 : 0,955 - Độ bảo hoà G : 53,01 % - Lực dính kết C : 0,19 KG/cm2 Ctt : 0,10 KG/cm2 φ : 140 42’ φ tt : 120 K : 1,90x10-6 m/s Khơ - Góc nội ma sát - Hệ số thấm SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang7 Đồ án môn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển + Lớp : Á cát nặng, cát chủ yếu hạt nhỏ màu xám vàng, xám xanh Đất ẩm ướt, kết cấu chặt Nguồn gốc (aQ) Lớp phân bố nằm lớp 1, chiều dày lớp từ 3.0 ÷ 6.0 m Các tiêu lý lớp qua mẫu thí nghiệm sau : - Thành phần hạt (%) :  Sét : 6,5 %  Bụi : 10,0%  Cát : 83,5 % - Lượng ngậm nước thiên nhiên We : 25,25 % - Dung trọng : Thiên nhiên γw : 1,94 T/m3 γk : 1,55 T/m3 - Tỷ trọng Δ : 2,71 - Độ khe hở n : 42,84 % - Tỷ lệ khe hở ε0 : 0,75 - Độ bảo hoà G : 91,28 % - Lực dính kết C : 0,13 KG/cm2 Ctt : 0,10 KG/cm2 φ : 150 14’ φbh : 130 K : 7,77.10-6 m/s Khơ - Góc nội ma sát - Hệ số thấm + Lớp 2a : Cát hạt thơ đến vừa lẫn cuội sỏi màu xám vàng, xám xanh.Cát bão hoà nước, kết cấu chặt, trạng thái rời xốp, thành phần chủ yếu thạch anh Nguồn gốc (aQ) , lớp phân bố lớp , có chiều dày 2,5 ÷ 3,0 m Các tiêu lý lớp qua mẫu thí nghiệm sau : - Thành phần hạt (%) :  Hạt cát : 92,0 %  Hạt sạn : 7,0%  Hạt cuội : 1,0 % - Dung trọng đắp khô _ Dung trọng chặt γk : 1,45 T/m3 :1,78 T/ m3 γ1 - Dung trọng xốp γ2 : 1,39 T/m3 - Tỷ trọng Δ : 2,68 SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang8 Đồ án môn học: Chỉnh trị sông công trình ven bờ biển - Độ khe hở n : 46,0 % - Tỷ lệ khe hở ε0 : 0,851 - Tỷ lệ khe hở nhỏ εmin : 0.503 - Tỷ lệ khe hở lớn εmax : 0.932 - Độ chặt tương đối D :0.19 - Đường kính D10 : 0.22 - Đường kính D60 : 0.62 mm - Hệ số không đồng mm : 2.80 - Góc nghỉ khơ φk : 340 36’ + Lớp :Bùm sét màu xám xanh Đất bão hoà nước, kết cấu chặt, trạng thái mềm dẻo nhão, phân bố dạng thấu kính Nguồn gốc (aQ) Lớp phân bố lớp 2, chiều dày 1,7 m Các tiêu lý lớp qua mẫu thí nghiệm sau : - Thành phần hạt (%) :  Sét : 49,0 %  Bụi : 36,0 %  Cát : 15,0 % - Lượng ngậm nước thiên nhiên We : 35,80 % - Độ đặc B : 0.713 - Dung trọng : Thiên nhiên γw : 1,82 T/m3 γk : 1,34 T/m3 - Tỷ trọng Δ : 2,71 - Độ khe hở n : 50,55 % - Tỷ lệ khe hở ε0 : 1,022 - Độ bảo hoà G : 94,92 % - Lực dính kết C : 0,25 KG/cm2 Ctt : 0,15 KG/cm2 φ : 58’ φ tt : 50 K : 4,02x10-6 m/s Khô - Góc nội ma sát - Hệ số thấm Tóm lại cơng trình bảo vệ lịng sơng bờ sơng xây dựng lớp lớp ,3 SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang9 Đồ án mơn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển Các lớp 2,3 có tính chịu nén lún tốt tính dính kết kém, dễ bở rời có tác dụng dịng chảy Do vật liệu xây dựng cơng trình phải có tính chống xói tốt đá hộc, rọ đá Đặc biệt tầng lọc ngược với vải lọc có tính chất chống xói ngầm tốt III ĐIỀU KIỆN VẬT LIỆU XÂY DỰNG III.1 Đất đắp Bãi lấy đất Núi Điệp thuộc xã Đức Hiệp huyện Mộ Đức dãi đồi, núi thấp liên tục Hiện khai thác phục vụ thi cơng cơng trình giao thơng, thuỷ lợi địa phương Khối lượng khai thác lớn, ước lượng khoảng 1500000 m3 III.2 Cát, sỏi Khai thác chổ, bãi cát, sỏi dọc, ven bờ sông gần khu vực dự án III.3 Đá loại Đá loại đề nghị khai thác mỏ vật liệu xây dựng Km 14 + 700 tuyến quốc lộ 24 IV ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU Đề tài sử dụng kết quan trắc yếu tố khí tượng trạm Ba Tơ, trạm An Chỉ trạm Quảng Ngãi, kết hợp tham khảo kết nghiên cứu tổng hợp đặc điểm khí hậu - thuỷ văn tỉnh Quảng Ngãi Đài khí tượng thuỷ văn khu vực Trung Trung Bộ thực tháng 12 năm 2001 Lưu vực sơng Vệ nói riêng tỉnh Quảng Ngãi nói chung nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, mưa nhiều vào nửa sau mùa nóng nửa đầu mùa lạnh Chính dãy núi Trường Sơn đóng vai trị chủ đạo việc làm lệch pha mùa mưa khu vực Trong thời kỳ cuối mùa hạ đầu mùa đơng, gió Đơng Bắc đối lập với hướng núi, theo nhiễu động xoái thấp, bão, thiết lập mùa mưa Quảng Ngãi nói riêng tỉnh miền Trung nói chung vùng khác vào mùa khô Về mùa hạ hệ ngược lại xảy với hướng gió luồng gió mùa mùa hạ , mùa mưa xảy phạm vi nước Quảng Ngãi – miền Trung mùa khô kéo dài với ngày thời tiết nóng đặc biệt * Một số đặc điểm khí hậu vùng hạ lưu sơng Vệ : IV.1 Nhiệt độ - Nhìn chung vùng Quảng Ngãi có nhiệt độ thay đổi theo độ cao theo mùa Vùng đồng ven biển có nhiệt độ trung bình năm 25,5-26,5oC, vùng núi cao 500m có nhiệt SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang10 Đồ án mơn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển Mỏ hàn có tác dụng: - Đẩy trục động lực dịng chảy xa bờ - Bó hẹp lịng sơng, tăng chiều sâu lịng sơng -> thuận lợi cho vận tải thủy - Bồi lắng mỏ hàn tạo bờ 2.Phương án thiết kế kè lát mái Là lớp chống xói phủ lên bề mặt bờ đáy sơng Kè có tác dụng: gia cố bờ đáy sông để chống đỡ phá hoại dịng chảy, khơng có tác dụng đẩy trục động lực dòng chảy xa bờ Phương án kết hợp đập mỏ hàn kè lát mái Phương án kết hợp ưu điểm phương án  Ta chọn phương án thiết kế đập mỏ hàn kết hợp kè lát mái để bảo vệ bờ sông đoạn qua thơn Hịa Mỹ II.2 :Tính tốn xác định quy mơ cơng trình thiết kế Đối với đồ án môn học nhiệm vụ giao thiết kế kè mỏ hàn cho đoạn sơng vệ chảy qua thơn Hịa Mỹ Với cơng trình đập mỏ hàn kết hợp với kè lát mái với số lượng đập mỏ hàn không nhỏ ba đập II.3: Đánh giá hiệu ích cơng trình sau đưa vào sử dụng Cơng trình sau đưa vào sử dụng có tác dụng chống sạt lỡ cho bờ sơng tả đoạn chảy qua thơn Hịa Mỹ.Cơng trình đập mỏ hàn có tác dụng đẩy dịng chảy chủ lưu xa bờ sơng tả tạo dịng chảy ổn định an tồn Đồng thời có tác dụng tạo lắng đọng bùn cát vào bờ tả để bù đắp lại lượng bùn đất bị trơi nhiều năm qua Cơng trình đưa vào sử dụng bảo vệ nhân dân sinh sống hai bên bờ sơng an tồn mùa lũ đến, diện tích canh tác hai bên bờ sơng II Tính tốn thiết kế kè mỏ hàn II.1 : Vạch tuyến chỉnh trị - Chọn tuyến chỉnh trị dựa theo số nguyên tắc sau: + Các tuyến chỉnh trị cần bám sát bờ sơng ổn định có ưu khống chế ổn định đoạn sông Điểm khởi đầu kết thúc tuyến chỉnh trị cần nối liền với bờ đoạn luồng sâu ổn định Các điểm khống chế cho tuyến chỉnh trị cần chọn SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang17 Đồ án môn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển mặt cắt ngang có bờ cứng, bờ sơng cao dốc đứng, kè chắn hay cơng trình kiên cố xây dựng hai bên bờ sông v.v tùy theo đặc điểm địa hình địa mạo + Trục tuyến chỉnh trị cần vạch thành đường cong thoải, trơn tru liên tục với đoạn thẳng chuyển tiếp hai đường cong ngược Chiều dài đoạn thẳng chuyển tiếp không nên dài lần chiều rộng chỉnh trị + Tuyến chỉnh trị đường cong thuận chiều có bán kính cong chỉnh trị phải lớn nhiều so với bán kính cong nhỏ lúc bình thường + Thế sơng chảy theo tuyến ổn định xi thuận + Vị trí tuyến chỉnh trị cần dựa vào mục đích ,yêu cầu ngành kinh tế quốc dân + Tuyến chỉnh trị phải tận dụng cơng trình sẵn có + Tuyến chỉnh trị phải phù hợp với thượng hạ lưu đoạn sơng - Có tuyến chỉnh trị : + Tuyến mùa lũ + Tuyến mùa nước trung + Tuyến mùa nước kiệt Trong phạm vi đồ án cần chọn tuyến ứng với lưu lượng mùa nước trung ,tức lưu lượng tạo lòng cho - Chiều rộng tuyến chỉnh trị chiều sâu mặt cắt chỉnh trị a) Chiều sâu tuyến chỉnh trị: Được tính theo công thức :  Q.n  H   1/    J  / 11 Trong : Q – lưu lượng tạo lòng n – hệ số nhám mùa trung  - hệ số hình dạng sơng, lịng sơng bùn cát thường lấy  = 3,5 J – độ dốc mặt nước mùa trung J= 0,75.10-4 SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang18 Đồ án môn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển  726.0,0273  H  4 1/   3,5 (0,75.10 )  / 11 = 4,16 m b) Chiều rộng tuyến chỉnh trị B   H = 3,52 4,162 =212 m c) Bán kính cong chỉnh trị *Theo Antumin: Rct  (4  5) B Với B chiều rộng tuyến chỉnh trị Chọn Rct = 4.5B =4,5 212 = 954 m *Theo tiêu chuẩn 22TCN 241-98: R = 0.0014 Q0,5/I= 0,0014.7260.5/0.75.10-4=503 m Chọn R=650 (m), Rmin=503 (m)90 độ) Theo tiêu chuẩn TCN 84-91 phép chọn góc lệch α hợp trục mỏ hàn tuyến bờ Đối với đồng nên chọn kè mỏ hàn vng góc kè mỏ hàn nghiêng ngược khả đưa dòng chảy xa bờ bồi lắng bùn cất nhiều so với mỏ hàn nghiêng xuôi thuận Trong đồ án này, chọn góc α=850 III.4 : Khoảng cách đập mỏ hàn Khoảng cách đập mỏ hàn nên bố trí cho vị trị đập mỏ hàn hạ lưu nằm phạm vi ảnh hưởng đập mỏ hàn thượng lưu, để tránh dịng nước đâm vào bờ sơng gây xói lở Để thoả mãn điều kiện dịng chảy vịng qua đầu đập khuyếch tán khơng đến gốc mỏ hàn sau Theo kinh nghiệm giáo sư Antumin góc khuyếch tán β=9.50 Cơng thức kinh nghiệm Antumin: Để thỏa mãn điều kiện dịng chảy qua đầu đập khuếch tán không đến gốc mỏ hàn sau Nếu gọi L khoảng cách hai đập Lp : chiều dài hiệu đập l: chiều dài thân α: góc đường trục đập hướng dịng chảy đầu đập β: góc khuếch tán Khoảng cách L mỏ hàn tính theo cơng thức sau: L =Lp.cosα + Lp.sinα cotgβ SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang20 Đồ án môn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển Cơng thức tính bờ lõm : - Với R < (5  ).B ,chọn L = (2  3).lt.sinα Trong đồ án ta có Rct =4,5.B nên dùng cơng thức để tính - Với R  (5  ).B ,chọn L = (4  5).lt.sinα Trong : L – khoảng cách hai đập mỏ hàn lt – Chiều dài công tác đập thượng lưu α: góc lệch trục đập R – bán kích cong tuyến chỉnh trị phía bờ lõm B – Bề rộng lịng sơng theo tuyến chỉnh trị 1) Đập mỏ hàn số -Vị trí : chọn vị trí cho bờ khơng bị phá hoại - Chiều dài đập mỏ hàn số xác định bình đồ từ bờ đến tuyến chỉnh trị : l1 = 45,9 (m) - Góc đường trục đập hướng dòng chảy đầu đập: α = 85 độ 2) Đập mỏ hàn số - Khoảng cách hai đập mỏ hàn số số : L1-2 = (2  3)lt.sinα= (2  3).45,9.sin85o=(91,59  137.4) m Chọn L1-2 =125 (m) - Chiều dài đập mỏ hàn số xác định bình đồ từ bờ đến tuyến chỉnh trị là: l2 = 68.9(m) - Góc đường trục đập hướng dịng chảy đầu đập: α = 85o 3) Đập mỏ hàn số - Khoảng cách hai đập mỏ hàn số số : L2-3 = (2  3)lt.sinα= (2  3).68,9.sin85o = (137,19  205,79) m Chọn L2-3 = 145 (m) - Chiều dài đập mỏ hàn số xác định bình đồ từ bờ đến tuyến chỉnh trị l3 = 65,0 (m) - Góc đường trục đập hướng dòng chảy đầu đập: α = 85o SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang21 : Đồ án môn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển 4) Đập mỏ hàn số - Khoảng cách hai đập mỏ hàn số số : L3-4 = (2  3)lt.sinα= (2  3).65,0.sin85o = (129.5  194,25) m Chọn L3-4 = 160m - Chiều dài đập mỏ hàn số xác định bình đồ từ bờ đến tuyến chỉnh trị : l4 = 100.3 (m) - Góc đường trục đập hướng dịng chảy đầu đập: α = 850 5) Đập mỏ hàn số - Khoảng cách hai đập mỏ hàn số số : L4-5 = (2  3)lt.sinα= (2  3).100,3.sin85 = (200  300.) m Chọn L4-5 = 225 m - Chiều dài đập mỏ hàn số xác định bình đồ từ bờ đến tuyến chỉnh trị là: l5 = 139.5(m) - Góc đường trục đập hướng dòng chảy đầu đập: α = 850 6) Đập mỏ hàn số - Khoảng cách hai đập mỏ hàn số số : L5-6 = (2  3)lt.sinα= (2  3).139,5.sin85 = (277,9  416,9) m Chọn L5-6 = 225m - Chiều dài đập mỏ hàn số xác định bình đồ từ bờ đến tuyến chỉnh trị là: l6 = 84.8(m) - Góc đường trục đập hướng dòng chảy đầu đập: α = 850 IV.Kết cấu đập mỏ hàn IV.1 Cao trình đập mỏ hàn Cao trình đỉnh đập cao trình mực nước thiết kế cộng với chiều cao sóng leo hsl chiều cao an tồn a= 0,5 (m) - Cao trình mực nước thiết kế chọn tương ứng với mực nước tạo lịng vị trí cơng trình: Ztl = 6,5 m - Cho chiều cao sóng leo : hsl = 1,2 m - Cao trình đỉnh đập mỏ hàn : SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang22 Đồ án mơn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển   htk  hsl  a = 6,5 + 1,2 +0,50 =8,2 m IV.2 Mặt cắt đập Chọn hình thức kết cấu mỏ hàn Loại mỏ hàn đá hộc đất bọc đá có mặt cắt hình thang, hệ số mái xác định theo điều kiện ổn định Trong đồ án ta thiết kế đập mỏ hàn đất bọc đá, phần đầu kè cấu tạo hoàn toàn đá đổ để chống chịu với dòng chảy mạnh bảo đảm ổn định cho thân kè trường hợp lòng dẫn đầu kè bị xói cục Lớp tiếp xúc đất đắp đá phải có tầng lọc ngược vải địa kỹ thuật Dng chy Âáútâàõp Âạthråìi Dng chy m =1 m =1 Âạlạt m 5 m =1 m = 1.0 Phãnh låïp m = =1 Âãûm chäúng xoïi Sơ chọn kích thước mặt cắt đập mỏ hàn sau: - Chiều rộng đỉnh đập : b = m - Hệ số mái dốc thượng hạ lưu đập : m=1,5 ; - Hệ số mái dốc mũi đập : m=2.5 - Độ dốc dọc đập : i=(0.005 đến 0,01 ) -> chọn i= 0,003 - Chiều dài dọc theo thân đập đầu đập gia cố đá đổ : 4,0 m - Chiều rộng lớp đá đổ bảo vệ thân đập thượng hạ lưu :6 m - Cao trình lớp đá đổ bảo vệ thân đập thượng hạ lưu:  bv =  MNmin + 0,5 = 4,1 +0,5 =4,6 m - Chiều dài lớp bỏa vệ chân đập l/3 theo tiêu chuẩn 14TCN84-91 - Chiều rộng lớp đá đổ bảo vệ chân đập: SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang23 Đồ án môn học: Chỉnh trị sông cơng trình ven bờ biển + Phía thượng lưu: m + Phía hạ lưu: m + Phía trước mỏ hàn: m + Phần lịng sơng khơng bị xói phần đáy sơng cạnh kè khơng cần phải bảo vệ - Chiều dày lớp đá đổ bảo vệ chân đập: 0,5 m - Cao trình đáy đập chọn dựa tuyến chọn để bố trí đập - Phạm vi kè lát mái bảo vệ bờ tính từ trục đập phía thượng lưu chọn 3/4.l phía hạ lưu chọn 1/4.l (với l : chiều dài đập mỏ hàn ) * Vật liệu làm đập - Đối với thân đập lỏi đập vật liệu đất sét có :  k = 1,6 T/m3 - Lớp bảo vệ làm đá lát khan dày 50cm, chia làm lớp lớp dày 25cm Nối tiếp lớp đất sét lớp đá bảo vệ bên tầng lọc ngược cấu tạo thứ tự từ ngồi :cát thơ dày 10cm , đá dăm 1x2 dày 10 cm - Đầu đập làm hoàn toàn đá hộc - Đáy đập lót lớp đá hộc nhằm bảo vệ cho chân đập V Tính tốn ổn định cơng trình mỏ hàn V.1 Thời điểm tính tốn - Thời điểm mực nước ngang mỏ hàn: + Tính kích thước đá xây mỏ hàn + Tính độ sâu hố xói đầu mỏ hàn gia cố đáy - Thời điểm mực nước lũ tràn qua đỉnh mỏ hàn + Tính kích thước đá gia cố đỉnh + Tính ổn định trượt + Tính gia cố lịng sơng hạ lưu SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang24 Đồ án mơn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển V.2 Tính tốn chống xói thân mỏ hàn Gia cố mặt cơng trình đá hộc, lưu tốc khởi động đá lát cần thỏa mãn điều kiện: Vmax ≤ Vc Trong đó: Vc – lưu tốc khởi động đá lát, xác định dựa vào công thức khởi động Samốp: U  4,6d / H / Vmax- lưu tốc lớn đỉnh mỏ hàn, tính sau: Vmax  V h1 h2 Trong đó: V – lưu tốc trung bình trước có mỏ hàn; h1 – chiều sâu dịng chảy trước có cơng trình; h2 – chiều sâu dịng chảy đỉnh cơng trình Khi tính đường kính đá hộc nên lấy lưu tốc lớn dòng chảy Umax làm lưu tốc khởi động để an toàn nên nhân thêm hệ số an toàn η = 1.5 Tính Umax ứng với thời gian lũ ta có: Umax = H max  Q n    2max1/    J  U max  / 11 Qmax B.H max  3400.0,0273   4 /   3,5 (0,75.10 )  / 11  6,34(m) 3400  2,53(m / s) 212.6,34 Đường kính đá hộc :  .U max d   1/  4,6.H max   1,5.2,53       0.22 (m) 1/   4,6.6.34  Chọn đường kính viên đá bảo vệ thân đập theo cấu tạo : d= 0,25(m) =25 (cm) Tính chiều dày lớp gia cố mái thượng hạ lưu: Ta dùng đá lát khan với chiều dày cần thiết lớp đá tính theo cơng thức San kin n  m2 t  1,7 hs  d   n m(m  2) Trong :  đ dung trọng đá  đ : dung trọng nước SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang25 Đồ án môn học: Chỉnh trị sông cơng trình ven bờ biển m : hệ số mái thượng lưu hs :chiều cao sóng, tính theo cơng thức hs  0,0208.W / D1/  0,0208.105 / 4.51/  0,632(m / s) Với W- vận tốc gió(m/s); D – chiều dài đà gió (km)  1,52 0,632  0,22(m) Từ : t  1,7 2,65  1,5(1,5  2) Chọn chiều dày lớp gia cố mái thượng, hạ lưu theo cấu tạo t= 0,5 m =50 cm, chia thành lớp, lớp dày 25 cm VI.3 Tính tốn hố xói đầu mũi mỏ hàn Chiều sâu hố xói xác định theo cơng thức Matvêep H  27k1k 2tg  U2  30d g H - Chiều sâu hố xói đầu mũi mỏ hàn Trong U –Lưu tốc tiến gần mỏ hàn,lấy U=Umax = 2,53 m/s k1 – hệ số có quan hệ đến chiều dài l mỏ hàn chiếu lên đường thẳng góc với phương dịng chảy, xác định theo công thức : k1  e 5,1 U2 gl k2 – hệ số có mối quan hệ với hệ số mái dốc đầu mũi mỏ hàn k2= e-0,2m d –đường kính hạt cát lịng sơng(m) α – góc trục mỏ hàn với hướng dòng chảy,khi α >90 độ ,lấy tg(α/2)=1 g –gia tốc trọng trường (m/s2) a) Chiều sâu hố xói đầu mũi mỏ hàn số -Chiều dài mỏ hàn chiếu lên đường thẳng góc với phương dòng chảy l = lo =45,9 m (với lo chiều dài thực mỏ hàn) - k1  e 5,1 U2 gl e 5,1 , 532 , 81*45, SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138  0,544 trang26 Đồ án môn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển - k2= e-0,2m =e-0,2*2.5 =0,606 85 2,532 Từ : H  27.0,544 0,606 tg  30(0,15.10 3 )  5.317 (m) 9,81 b) Chiều sâu hố xói đầu mũi mỏ hàn số -Chiều dài mỏ hàn chiếu lên đường thẳng góc với phương dịng chảy l = lo =68,9 (lo chiều dài thực mỏ hàn) - k1  e 5,1 U2 gl e 5,1 , 532 , 81.68,  0,609 - k2= e-0,2m =e-0,2.2,5 =0,606 Từ : H  27.0,609 0,606 tg 85 2,532  30(0,15.10 3 )  5.953 (m) 9,81 c) Chiều sâu hố xói đầu mũi mỏ hàn số -Chiều dài mỏ hàn chiếu lên đường thẳng góc với phương dịng chảy l = lo =65 (với lo chiều dài thực mỏ hàn) - k1  e  5,1 U2 gl e  5,1 2, 532 9,81.65  0,600 - k2= e-0,2m =e-0,2.2,5 =0,606 85 2,532  30(0,15.10 3 )  5.865 (m) Từ : H  27.0,600 0,606 tg 9,81 d) Chiều sâu hố xói đầu mũi mỏ hàn số -Chiều dài mỏ hàn chiếu lên đường thẳng góc với phương dịng chảy l = lo =100.3 m (với lo chiều dài thực mỏ hàn) - k1  e  5,1 U2 gl e  5,1 2, 532 ,81.100,  0,663 - k2= e-0,2m =e-0,2.2,5 =0,606 Từ : H  27.0,663 0,606 tg 85 2,532  30(0,15.10 3 )  6.481(m) 9,81 e) Chiều sâu hố xói đầu mũi mỏ hàn số -Chiều dài mỏ hàn chiếu lên đường thẳng góc với phương dịng chảy SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang27 Đồ án môn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển l = lo =139.5 (với lo chiều dài thực mỏ hàn) - k1  e  5,1 U2 gl e  5,1 2, 532 9,81.139,  0,706 - k2= e-0,2m =e-0,2.2,5 =0,606 Từ : H  27.0,706 0,606 tg 85 2,532  30(0,15.10 3 )  6.902 (m) 9,81 f) Chiều sâu hố xói đầu mũi mỏ hàn số -Chiều dài mỏ hàn chiếu lên đường thẳng góc với phương dịng chảy l = lo =84.8 (với lo chiều dài thực mỏ hàn) - k1  e 5,1 U2 gl e 5,1 , 532 , 81.84,8  0,639 - k2= e-0,2m =e-0,2.2,5 =0,606 85 2,532 Từ : H  27.0,639 0,606 tg  30(0,15.10 3 )  6.247 (m) 9,81 Để chống tượng xói đầu đập, dẩn đến việc xói cụt đầu đập ,hàng năm cần phải tiến hành đo đạc ,kiểm tra gia cố việc thả rọ đá ,đá hộc nơi đầu đập V.4 Tính tốn ổn định chống trượt cho mỏ hàn a) Trường hợp tính tốn Đập cần ổn định mùa (kiệt, trung, lũ ), ta tính cho trường hợp bất lợi nhất, mùa lũ Ta xét đơn vị chiều dài đập có mặt cắt đất phủ đá hộc vị trí sát đầu đập, (là mặt cắt có khả trượt lớn nên ta cần kiểm tra ổn định trượt cho mặt cắt này) b) Tính tốn ổn định đập theo trượt phẳng Cơng thức tính hệ số ổn định chống trượt k đập mỏ hàn : k (G1  G2 ) f cos   1,2 1,5 P T Trong k- hệ số ổn định chống trượt mỏ hàn P – Lực đẩy áp lực thủy động sinh SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang28 Đồ án môn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển V22 P  H sin  2g Trong : P – áp lực thủy động đơn vị chiều dài cơng trình ; α- góc kẹp trục đập hướng chảy  - Hệ số động lực ,được xác định theo bảng dướiS o  15o  1,4sinα 0,6-0,8 15o -25o 25o – 45o 45o – 90o 1,0 1,5-2,0 H2 – độ sâu mực nước trước mỏ hàn V – Lưu tốc tiến gần mỏ hàn (G1 +G2 ).f.cos  - lực chống trượt chiều dài đập Ta có: Hệ số ma sát đá Nền f Đá 0.75 Cát 0.45 Đất cát 0.35 Đất thịt 0.25 Đất sét 0.20 Nền đất cát chọn f=0.35 T – Lực gây trượt trọng lượng mỏ hàn gây : T= (G1 + G2)sinα Lấy dấu (+) đáy sơng nghiêng phía hạ lưu ,và dấu (-) đáy sông nghiêng thượng lưu G1 ,G2: Trọng lượng phần đập nằm nước ứng với chiều sâu H1 H2 Độ dốc lịng sơng nơi xây dựng đập : i= 0,2% nên nhỏ, sinα =0,002 cosα =1 f – hệ số ma sát đá nền, bùn cát f= 0,15 Các số liệu dùng để tính tốn - H1 = 0.95m - H2 = 4.5 m -α = 90o SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang29 Đồ án môn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển -  = 2.0 - V2= Umax = 2,53/s - Vbhđá : thể tích phần đá đập nằm nước : Vbhđá =59.372 m3 - Vkđá : thể tích phần đá đập nằm mặt nước : Vkđá =3.546 m3 - Vbhđât : thể tích phần đất đập nằm nước : Vbhđât =31.31 m3 - Vkđât : thể tích phần đất đập nằm mặt nước : Vkđât =0.839 m3 - Trọng lượng riêng thực đá:  kđá = 2,65 T/m3 - Độ rỗng đá : đá =40% - Trọng lượng riêng đất đắp :  kđât =1,6 T/m3 - Độ rỗng đất đắp :  đât = 20% * Lực đẩy áp lực thủy động sinh V22 2,532 P  H sin   2,0.1.4,5 sin 85  2,92(T / m) 2g 2.9,81 * Trọng lượng phần đập nằm mặt nước: G1 = Vkđá  kđá + Vkđât  kđât =3,546.2,65+0.839.1,6=10.739 (T) * Trọng lượng phần đập nằm mặt nước: G2 = Vbhđá (  kđá -  n ) + Vbhđât (  kđât -  n )=59,372.(2,65-1)+31,31(1,6-1)= 116,75 (T) * Lực gây trượt trọng lượng mỏ hàn gây : T= (G1 + G2)sinα= (10,739+116,75).0,002=0.255 (T) Từ ,hệ số chống trượt đập mỏ hàn tính: k (G1  G2 ) f cos (10,739  116 ,75).0,35.1   17.5  k   1,2  1,5 P T 2,92  0,255 Như cơng trình an tồn chống trượt Tính tốn ổn định cục mái dốc Trong trường hợp mái dốc đập phủ lớp đá hộc, tầng nước đổ đá, tầng mực nước kiệt xây khan, có tầng lọc ngược, thân đập đất sét pha thịt, ta kiểm tra trượt mái, cách đơn giản: SVTH: Võ Nguyễn Đức Phước Lớp 06X2A - MS 111101061138 trang30 Đồ án mơn học: Chỉnh trị sơng cơng trình ven bờ biển K tgФ < tg  Mái dốc thượng, hạ lưu đập: m= 1.5 tgФ=0.65, k= 1.2 Với vật liệu đắp đập thịt pha sét  bh  39 0.65*1.2=0.78