Thi cơng đập chính:

5. Trình tự thực hiện:

6.2. Thi cơng đập chính:

6.2.1. Tiêu nước hố mĩng:

6.2.1.1. Mục đích:

Đập đất cĩ phạm vi hớ mĩng rất rộng, đáy chân khay nằm sâu dưới mực nước thượng lưu. Do đĩ trong quá trình thi cơng đập thì nước liên tục thấm vào hớ mĩng, hoặc khi thi cơng trog mùa mưa thì lượng nước mưa tập trung vào hớ mĩng cũng khá lớn. Để đảm bảo điều kiện thi cơng được bình thường thì cần phải liên tục bơm nước từ hớ mĩng ra ngồi hoặc cĩ biện pháp tập trung nước ngồi phạm vi hớ mĩng.

6.2.1.2. Nhiệm vụ:

Nhiệm vụ của thiết kế tiêu nước hớ mĩng là:

- Chọn phương pháp tiêu nước thích hợp với từng thời kỳ thi cơng. - Xác định lưu lượng, cột nước cần tiêu từ đĩ chọn các thiết bị tiêu nước. - Bớ trí hệ thớng tiêu nước và thiết bị thích hợp với từng thời kỳ thi cơng.

6.2.1.3. Đề xuất và chọn phương án tiêu nước hố mĩng:

a. Các phương pháp tiêu nước hớ mĩng:

Để tiêu nước hớ mĩng thường dùng hai phương pháp cơ bản là: Tiêu nước trên mặt và hạ thấp mực nước ngầm.

* Phương pháp tiêu nước trên mặt: Phương pháp này thường dùng trong các trường hợp

sau:

- Hớ mĩng ở vào tần hạt thơ, hệ sớ thấm tương đới lớn.

- Đáy hớ mĩng ở trên tương đới dày hoặc khơng cĩ tầng nước ngầm áp lực. - Tiêu nước trên mặt thích hợp với phương pháp đào mĩng từng lớp một.

r fu

Phương pháp này cĩ ưu điểm là đơn giản, dễ làm và rẻ tiền. Tuy nhiên, nĩ cĩ hạn chế là diện tích bớ trí lớn ảnh hưởng đến mặt bằng cơng trình, nhất là các cơng trình cĩ mặt bằng hẹp. Ngồi ra, tiêu nước trên mặt khơng thể hạ thấp mực nước ngầm quá sâu nên với những cơng trình cĩ đáy sâu thì nước ngầm ảnh hưởng đến thi cơng. Nước thấm thoát ra trực tiếp trên mái hớ mĩng dễ gây ra sạt lở.

* Phương pháp hạ mực nước ngầm: Phương pháp này thường được áp dụng trong các

trường hợp sau:

- Hớ mĩng rộng ở vào tầng đất cĩ hạt nhỏ, hệ sớ thấm nhỏ.

- Đáy hớ mĩng trên nền khơng thấm tương đới mỏng, dưới là tầng nước cĩ áp lực. - Khi thi cơng, yêu cầu phải hạ thấp mực nước ngầm.

Phương pháp này cĩ nhiều ưu điểm như: Làm cho đất trong hớ mĩng khơ ráo, tạo điều kiện thuận lợi cho thi cơng. Do sự vận động của nước ngầm mà đất nền được cớ kết này cĩ nhược điểm lớn là thi cơng phức tạp, giá thành cao, yêu cầu thiết bị và nhân lực cĩ kỹ thuật cao.

b. Phân tích chọn phương án tiêu nước hớ mĩng:

Do diện tích hớ mĩng đập đất là rất lớn và nền đập là tầng cát sỏi cĩ hệ sớ thấm lớn nên giải pháp hạ mực nước ngầm là rất tớn kém và thi cơng giếng thu nước khĩ khăn. Mặt khác, trong khi thi cơng khơng yêu cầu phải hạ thấp mực nước ngang đờng thời tuyến đê quai khá xa tuyến đập nên mặt bằng hớ mĩng rộng rãi khơng hạn chế việc bớ trí các thiết bị thoát nước. Từ các phân tích trên ta chọn phương án tiêu nước trên mặt để thuận lợi cho thi cơng và giảm cho phí cho cơng trình.

6.2.1.4. Xác định lượng nước cần tiêu:

a. Thời kỳ đầu:

Đây là thời kỳ sau khi đã ngăn dịng và trước khi đào mĩng. Sau khi ngăn dịng thì hớ mĩng chứa đầy nước, mực nước ngang với mực nước sơng bên ngồi. Việc tháo lượng nước đọng này đi là giai đoạn đầu tiên của các cơng tác tiêu nước hớ mĩng.

Trong thời kỳ này thì cĩ các loại nước đọng ban đầu trong hớ mĩng và nước bở sung vào hớ mĩng trong quá trình bơm nước đọng. Nước bở sung vào hớ mĩng gờm cĩ nước thấm qua đê quai và mái hớ mĩng và nước mưa.

Lưu lượng nước cần tiêu trong thời kỳ đầu là:

Q1 = Qđ + Qt + Qm

Trong đĩ:

Qđ – Lưu lượng tiêu nước đọng: (m³/h)

T W

r fu

W – Thể tích nước đọng trong hớ mĩng. (m³). Tra từ quan hệ Z~V (do đáy sơng cĩ độ dớc lớn) với mực nước sơng ở sau cửa ngăn dịng là Z(m) ta được W(m³). (Độ sâu cửa ngăn dịng ta lấy bằng độ sau phân giới của dịng chảy trong cửa ngăn dịng)

T – Thời gian hút cạn hớ, (h).

Qt – Lưu lượng thấm vào hớ mĩng ta lấy bằng 1 ÷ 2 lần lưu lượng tiêu nước đọng. Qm – Lưu lượng nước tiêu ra khỏi hớ mĩng do mưa.

b. Thời kỳ đào mĩng:

Sơ đờ tính toán:

Hình Lượng nước cần tiêu trong thời kỳ đào mĩng

Trong thời kỳ đào mĩng thì trong hớ mĩng cĩ các loại nước sau: nước mưa, nước thấm, nước thoát ra từ trong khới đất đá đào.

Lưu lượng tiêu nước trong thời kỳ này là: Q2 = Qm + Qt + Qđ

Trong đĩ:

Q2 – Lưu lượng cần tiêu trong thời kỳ đào mĩng. (m³/h)

Qm – Lưu lượng nước mưa cần tiêu trong phạm vi hớ mĩng. (m³/h) Qt – Tởng lưu lượng thấm vào hớ mĩng, (m³/h)

Qđ – Lưu lượng nước rĩc ra từ khới đất đã đào, (m³/h).

* Lưu lượng nước mưa cần tiêu trong phạm vi hố mĩng

Xác định theo kết quả tính toán thủy văn trong thời gian tính toán tiêu nước hớ mĩng

* Tởng lưu lượng thấm vào hố mĩng:

Q2 = Qt1 + Qt2 + Qt3

Trong đĩ:

Qt1 – Lưu lượng thấm qua đê quai thượng lưu Qt3 – Lưu lượng thấm từ đáy hớ mĩng;

r fu

Qt2 – Lưu lượng thấm từ mái chân khay: Lượng nước thấm này do nước ngầm chứa trong tầng cuội sỏi lịng sơng gây ra. Tính toán lượng nước thấm này như sau:

Sơ đờ tính toán:

Hình: Sơ đồ tính tốn thấm từ mái chân khay

Lưu lượng thấm từ mái chân khay tính theo cơng thức:

( ) 0 2 0 2 2 R 10 ma L a T K Qt − − − = Qt LK a m + = 5 , 0 2 0 2 Trong đĩ:

K – Hệ sớ thấm của tầng cuội sỏi, (m/s) R – Bán kính hút nước, (m).

m - Hệ sớ mái chân khay.

L – Chiều dài hớ mĩng chân khay.

* Lượng nước rĩc ra từ khối đất đào:

Lưu lượng nước rĩc ra từ khới đất đã đào trong thời kỳ đào mĩng tính theo cơng thức: n m a V Qđ . 720 . . = Trong đĩ:

V - Thể tích khới đất đào dưới mực nước ngầm a - Hệ sớ rĩc nước.

n – Thời gian đào mĩng

m – Hệ sớ bất thường. Lấy m=1,30. c. Thời kỳ thi cơng đập chính:

r fu

Trong thời kỳ này lượng nước cần tiêu bao gờm: nước mưa, nước thấm và nước thi cơng. Do đĩ lưu lượng cần tiêu là:

Q3 = Qm + Qt + Qtc (3-9)

Thường thì trong giai đoạn này lượng nước cần tiêu chủ yếu là nước thấm vì phần chân khay và chân đập thi cơng trong mùa khơ nên lượng nước mưa là khơng đáng kể Qm = 0. Mặt khác, với cơng trình là đập đất thì trong quá trình thi cơng yêu cầu dùng nước là khơng lớn nên cĩ thể bỏ qua Qtc = 0.

6.2.1.5. Lựa chọn thiết bị và bố trí hệ thống tiêu nước:

* Bố trí hệ thống tiêu nước:

Khi bớ trí hệ thớng tiêu nước mặt thì cần lưu ý phạm vi bớ trí của các thiết bị ít ảnh hưởng đến mặt bằng thi cơng. Khi bớ trí hệ thớng tiêu nước mặt thì việc lắp đặt và tháo dỡ các thiết bị rất dễ dàng và nhanh chĩng. Vì vậy mà hệ thớng tiêu nước mặt thường bớ trí khơng cớ định và thay đởi theo từng thời kỳ thi cơng cơng trình.

+ Bố trí nước trong thời kỳ đầu: Thời kỳ này chủ yếu là tiêu nước đọng do ta bớ trí

các máy bơm ở đê quai thượng lưu. Sau khi bơm cạn lộ đáy sơng thì đào hớ tập trung nước ở hạ lưu đê quai thượng lưu sau đĩ sẽ bớ trí máy bơm tại hớ để tiêu nước thấm.

+ Bố trí tiêu nước trong thời kỳ đào mĩng: Trong thời kỳ này chủ yếu là tiêu nước

thấm và nước rĩc ra từ khới đất. Lượng nước thấm được tiêu từ hớ tập trung nước sau đê quai thượng lưu, để tiêu nước rĩc ra từ khới đất đào và nước thấm vào hớ mĩng chân khay thì ta bớ trí hệ thớng mương chạy dọc theo biên của đáy chân khay. Dọc theo các mương cĩ bớ trí các giếng tập trung nước bằng ớng buy bê tơng lắp ghép để tránh đất đá lấp vào các giếng này. Bớ trí 2 giếng tập trung nước và mỗi giếng 1 máy bơm để tiêu nước.

r fu

1. Giếng tập trung nước. 2. Mương dẫn nước. 3. Phạm vi thi cơng.

+ Bố trí tiêu nước trong thời kỳ xây dựng cơng trình: Trong thời gian đầu mùa khơ

năm thi cơng thứ 2, thi cơng xử lý nền và đập chân khay thì chỉ cần tiêu nước thấm vào hớ tập trung nước sau đê quai. Sau khi đã đắp đập lên mặt đất tự nhiên thì khơng dùng hệ thớng thoát nước này nữa. Khi đắp đập trong mùa mưa, lượng nước cần tiêu chủ yếu là do nước mưa nên ta sẽ dùng hệ thớng mương rãnh ở các cơ trên sườn dớc và cơ đập để tập trung và dẫn nước ra ngồi. Trong mùa khơ thì nước thấm được tập trung tại hớ sau đê quai và dùng máy bơm bơm nước và thượng lưu.

Trong đầu mùa khơ năm thi cơng thứ 3 lại bớ trí máy bơm để tiêu nước tại hớ tập trung nước sau đê quai.

*). Thiết kế hệ thống tiêu nước:

Gờm cĩ hớ tập trung nước thấm sau đê quai, hệ thớng mương dọc biên hớ mĩng chân khay và các giếng tập trung nước lắp ghép bằng ớng buy BTCT.

+ Hố tập trung nước thấm sau đê quai:

+ Mương dẫn nước: Các mương này cĩ mái một bên là mái hớ mĩng chân khay lát

bằng các tấm bê tơng đã đục lỗ thoát nước, một bên là tường bê tơng ngăn nước. Bớ trí tầng lọc cấu tạo từ trên xuớng dưới gờm cĩ: lớp trên cùng là cát lọc dày 20cm, tiếp đến là lớp dăm sỏi lọc dày 30cm, dưới cùng là đá hộc xếp.

Hình 2.5. Bố trí cấu tạo mương tiêu nước, hố tập trung nước

+ Giếng tập trung nước: Cấu tạo của giếng tập trung nước thường gờm cĩ các ớng

buy đúc bằng BTCT lắp ghép đặt trên các hớ tập trung nước hình trụ.

*. Lựa chọn thiết bị tiêu nước

Căn cứ vào lưu lượng cần tháo và cột nước bơm, tra theo Catalog của các cơng ty chế tạo bơm ta chọn được loại máy bơm phù hợp.

2. Thiết kế tở chức thi cơng đào mĩng: 2.1. Phạm vi mở mĩng:

Dựa vào bình đờ địa hình của tuyến đập, vị trí tim tuyến đập và các thơng sớ thiết kế của đập chính, ta xác định được giao tuyến của đập với mặt địa hình. Mặt khác, để đảm bảo

r fu

cho cơng tác thi cơng được thuận lợi (tiêu nước, bớ trí thiết bị, đi lại…) thì kích thước hớ mĩng phải được mở rộng thêm độ lưu khơng về hai bên, Khi đĩ bề rộng cần mở mĩng là:

B = b + 2c Trong đĩ:

B – Chiều rộng đáy hớ mĩng.

b – Chiều rộng đáy cơng trình. Khi chiều sâu hớ nhỏ ta cĩ thể lấy là chiều rộng giao tuyến của đập và mặt địa hình.

c – Độ lưu khơng hai bên hớ mĩng.

Do mặt địa hình khơng bằng phẳng nên đáy cơng trình thay đởi theo từng mặt cắt dẫn đến chiều rộng hớ mĩng cũng thay đởi theo từng mặt cắt. Từ giao tuyến của đập và mặt địa hình ta xác định được giao tuyến của hớ mĩng với mặt địa hình.

6.2.2. Tính tốn khối lượng đào mĩng:

*. Khối lượng đất bĩc bỏ ở mặt nền

Cần bĩc bỏ các lớp đất ở trên hoặc các lớp đất bị phong hĩa, chiều dày bĩc bỏ trung bình là 0,5m. Chia hớ mĩng dọc tim tuyến đập bằng các mặt cắt ngang cách nhau L(m). Vẽ các mặt cắt ngang này với bề rộng và mái hớ mĩng ở trên. Đo diện tích đất cần bĩc bỏ qua từng mặt cắt ngang. Khới lượng đất cần bĩc bỏ giữa 2 mặt cắt kề nhau là:

i i i i F F L V 2 1 + + = (3-11) Trong đĩ:

Fi – Diện tích đất bĩc bỏ ở mặt cắt thứ I, (m²) Fi+1 – Diện tích đất bĩc bỏ ở mặt cắt thứ i+1, (m²) Li – Khoảng cách giữa 2 mặt cắt thứ I và i+1, (m) Khới lượng tồn bộ của đất mặt nền cần bĩc bỏ là:

Vn =∑Vi

Do khới lượng tính toán lớn nên ở những nơi cĩ địa hình ít thay đởi (thềm sơng) thì ta chia mặt cắt thưa hơn ở những nơi cĩ địa dình thay đởi nhiều (hai vai đập).

r fu a b h 1:1 1 :1

Hình 2-7: Phần đào bĩc dọc chân khay

Khới lượng đào chân khay là:

Vph = h(a+b)(Li+1+Li) 2

1

6.2.3. Phân đợt đào mĩng:

Do điều kiện địa chất nên khi đào mĩng đập phải đào qua nhiều lớp đất khác nhau. Từ tài liệu địa chất của tuyến đập và tra theo phụ lục phân cấp đất đá trong định mức kinh tế kỹ thuật ta phân được các cấp đất đá. Từ đĩ ta phân đợt đào mĩng cho tuyến đập. Thơng thường ta chia làm 3 đợt như sau:

+ Đợt 1: Đào bỏ tồn bộ lớp đất ở mặt nền. + Đợt 2: Đào đất ở chân khay đập.

+ Đợt 3: Đào đá chân khay sau khi đã nở mìn (nếu chân khay gặp đá).

6.2.4. Chọn phương án đào mĩng:

Tùy theo bớ trí vị trí bãi đở ta chọn được tở hợp các loại máy đào mĩng. Thơng thường chọn tở hợp máy đào gầu sấp + ơ tơ vận chuyển + máy ủi san đất.

6.2.5. Tính tốn xe, máy cho phương án đào:

a. Xác định cường độ đào mĩng:

Cường độ đào mĩng tính theo cơng thức:

t n V Qdm . = Trong đĩ:

Qdm – Cường độ đào mĩng, (m³/ca) n – Thời gian thi cơng, (ngày) t – Sớ ca thi cơng trong ngày b. Tính toán sớ lượng xe máy:

r fu

- Tra theo định mức kinh tế kỹ thuật đào đất bằng máy đào ta tính được năng suất của máy đào:

a

Nđ =100(m³/ca)

a: năng suất máy đào ứng với cấp đất trong 100m³ tra theo định mức KTKT - Sớ lượng máy đào:

đ đ N Q N =

Q : cường độ máy đào (m³/ca)

*Tính tốn ơtơ:

- Tra theo định mức kinh tế kỹ thuật vận chuyển đất bằng ơ tơ ta tính được năng suất của ơ tơ:

b

Nơtơ =100 (m³/ca)

b : năng suất ơ tơ ứng với cấp đất trong 100m³ và cự ly vận chuyển tra theo định mức KTKT

- Sớ lượng ơ tơ: T ơtơ đ đ ơtơ K N N n n . . = Trong đĩ:

nơ tơ – Tởng sớ ơ tơ cần dùng kể cả ơ tơ dự phịng nđ – Sớ máy đào làm việc

Nơ tơ – Năng suất ơ tơ (m³/ca) Nđ – năng suất máy đào (m³/ca)

KT – Hệ sớ đảm bảo kỹ thuật của trạm sửa chữa ơ tơ. Chọn KT = 0,7.

6.2.6. Kiểm tra sự phối hợp của xe máy:

f1. Điều kiện 1:

Để đảm bảo máy đào và ơ tơ hoạt động với năng suất tới đa thì phải thỏa mãn điều kiện sau:

nơtơ.Nơtơ ≥ Nđ

Trong đĩ:

r fu

Nơ tơ – Năng suất ơ tơ (m³/ca) Nđ – năng suất máy đào (m³/ca)

f2. Điều kiện 2:

Sớ gầu xúc đầy 1 ơ tơ hợp lý và cho năng suất cao là m = 4 ÷ 7. Sớ gầu xúc đầy 1 ơ tơ tính theo cơng thức sau:

= ' = 4÷7 p H kK K q Q m γ Trong đĩ:

Q : Tải trọng chở của ơ tơ (T) q : Dung tích gầu của máy đào (m³) γk : Khới lượng riêng của đất (T/m³) KH : Hệ sớ đầu gầu

Kp’ = 1/Kp với Kp hệ sớ tơi xớp của đất.

6.3. Thiết kế tổ chức đắp đập:

6.3.1. Phân đợt đắp đập:

Do khới lượng cơng trình rất lớn nên khơng thể thi cơng liền khới mà phải phân thành các phần cĩ khới lượng nhỏ hơn để đảm bảo khả năng thi cơng.

Căn cứ vào phương án dẫn dịng và tiến độ khớng chế ta phân thành các đợt đắp đập cho phù hợp.

6.3.2. Tính tốn khối lượng cho từng đợt đắp đập: