H (m)1.7991.6461.525
7.6) Tớnh khối lượng và giỏ thành cỏc phương ỏn
7.6.1) Tớnh khối lượng cỏc phương ỏn
7.6.1.1) Tớnh khối lượng đắp đập
Chia đập thành n đoạn ngắn cú chiều dài lisao cho ở mỗi đoạn cú địa hỡnh nền đập tương đối bằng phẳng (mặt cắt đập ớt thay đổi). Sau đú tớnh diện tớch tại cỏc mặt cắt rồi tớnh diện tớch trung bỡnh mặt cắt ngang của đoạn đập li
Khối lượng đắp đập tớnh theo cụng thức: V = ﾵ
ﾵ - V: khối lượng đắp đập - Fi : Diện tớch của mặt cắt i;
7.6.1.2) Tớnh khối lượng đào múng đập.
Là khối lượng đất được đào bỏ để đào múng đập. Khối lượng đào múng được tớnh tương tự như khối lượng đắp đập.
Kết quả tớnh toỏn khối lượng đào đắp của đập đất như sau :
Bảng 1.1- Bảng tớnh toỏn khối lượng đào đắp của đập đất Btr=27m
CọcKhoảng cỏchĐất đàoĐất đắpk0 0 0 34.6 2 0 0 13.6 212.5 1002.463 31.25 147.42 23 958.525 7819.314 52.1 532.52 17.8 813.994 14504.3s1 39.36 1097.18 9.4 374.637 105205 40.35 1141.11 17.8 740.035 202 12.96 42.8 1130 29.4 1245.09 36070.98 41.9 1323.8 11.7 536.679 16530.99 49.84 1502 5.1 735.318 8298.5711 238.52 1752.34 3.2 750.992 5557.9812 230.85 1721.4 17.8 3949.46 3146 4.614 212.91 1813.95 20.2 2569.54 33897.115 41.5 1542.2 14.2 571.266 1794616 38.96 985 .41 14.1 547.503 12123.3s2 38.7 734.2 12.3 440.955 8281.6517 33 612.41 11.2 373.24 6341 .2218 33.65 519.95 16.4 434.846 5578.2119 19.38 160.32 13.3 215.859 1171.220 13.08 15.8 14 91.56 110.6fin 0 Tổng 15562 237431 7.6.1.3) Tớnh khối lượng bờ tụng. - Khối lượng bờ tụng gồm cú: + Bờ tụng cốt thép M200 trụ pin. + Bờ tụng cốt thép M200 tràn xả lũ.
+ Bờ tụng M200 cốt thép dốc nước, bể tiờu năng.
+ Bờ tụng M100 lút tràn, dốc nước và bể tiờu năng dày 10cm
7.6.1.4) Phương ỏn B=27MBtr(m)Bđầu dốc(m)Bcuối
dốc=Bk(m)Btb(m)L1(m)KLĐơn vị2528182328Dài (m)Rộng (m)Cao (m)Bờ
tụng CT M2002789.57m3- Trụ pin101.56270.00m3- Tràn(Diện tớch cắt
ngang qua tràn*Ltràn)498m3- Dốc nướcThay
đổi461.47m3Đỏy2830.10.5421.4m3Tường560.451.5940.07m3Khụng
đổi378.45m3Đỏy3234.10.5349.65m3Tường640.45128.8m3Bờ tụng lút
M100m3- Tràn41.10m3- Dốc nướcThay
đổi78.68m3Đỏy2828.10.178.68m3Khụng
đổi109.12m3Đỏy3234.10.1109.12m3Tớnh khối lượng đất đào mở múng xõy
dựng tràn xả lũ và khối lượng đất đắp trả sau khi xõy dựng tràn:
Chia tràn thành cỏc đoạn Li khỏc nhau sao cho trường hợp đú cú cao trỡnh đỏy tràn thay đổi tương đối đều, những mặt cắt chia đoạn ở vị trớ cú sự thay đổi cao trỡnh đỏy đột ngột. Cũn khi đào mở múng tràn thỡ chia cỏc đoạn cú đường mặt đất tự nhiờn thay đổi đột ngột.
Tớnh diện tớch của từng mặt cắt đó chia, sau đú tớnh thể tớch đào đắp tràn: V =
ﾵ ﾵ
Sau khi xõy dựng xong tràn xả lũ cần đắp đất phần múng đó mở ra để tăng ổn định
Bảng 1.1- Bảng tớnh toỏn khối lượng đào đắp của đập tràn phương ỏn Btr=27m
CọcKhoảng cỏchĐất đàoĐất
đắpk0 0 0 13.48 2 0 0 5.94 149.5692003 50.36 0 5.28 278.8104 04 55.25 0 10.4 972.764 3608.954 s1 131.82 7.42 9.7 1743.672 12807.27TT 227.7 7.27 10.4 1966.068 14027.96 150.39 7 8.5 1155.278 7907.8747 121.44 6.69 14.6 1121.207 7433.6029 32.15 6.57 9 616.815 2026.23710 104.92 0 25.5 13 52.903 012 1.19 0 2.2 1.309 013 0 0 13.9 97.9255 015 14.09 0 Tổng 9456.32 47811.83
7.6.1.5) Khối lượng cỏc hạng mục khỏc
- Gồm cú : Khối lượng trồng cỏ bảo vệ mỏi hạ lưu, lỏt mỏi thượng lưu, xõy lăng trụ thoỏt nước, tầng lọc ngược, rải đỏ dăm đỉnh đập, xõy rónh thúat nước đỉnh đập, khoan phụt xử lý nền, xõy cống ngầm và cỏc khối lượng tường bờn dốc nước và ngưỡng tràn.
- Do cao trỡnh đỉnh đập của cỏc phương ỏn là chờnh nhau khụng đỏng kể nờn ta coi khối lượng cỏc hạng mục trờn là như nhau trong quỏ trỡnh tớnh toỏn kinh tế để lựa chọn phương ỏn tối ưu.
7.6.1.6) Kinh phớ xõy dựng cỏc phương ỏn
Dựa vào khối lượng cỏc hạng mục chớnh, đơn giỏ xõy dựng tỉnh Lõm Đồng thỏng 02/2013 ta tớnh giỏ thành cụng trỡnh của 3 phương ỏn như sau:
Bảng 1.1- Bảng tổng hợp khối lượng và kinh phớ phương ỏn Btr=22m Bảng 1.2- Bảng tổng hợp khối lượng chớnh (PAI)TTHạng mụcĐơn vịKhối
LượngĐơn giỏ (VNĐ)Thành tiền (VNĐ)1Đất
đào(m3)24092.1634,548.000832,335,943.7002Đất
đắp(m3)236540.17404,687.00095,724,662,980.0003Bờ tụng CT M200(m3)1534.26698,761.0001,072,081,0524Bờ tụng lút
M100(m3)223.02385,014.00085,865,822.28Tổng kinh
phớ97,705,945,800.000Bảng tổng hợp khối lượng và kinh phớ phương ỏn Btr=27m
Bảng tổng hợp khối lượng chớnh (PAII)TTHạng mụcĐơn vịKhối LượngĐơn giỏ (VNĐ)Thành tiền (VNĐ)1Đất đào(m3)25018.3234,548.000864,332,919.42Đất
đắp(m3)237799.58404,687.00096,234,398,630.0003Bờ tụng CT M200(m3)1607.92698,761.0001,123,551,7874Bờ tụng lút
M100(m3)228.9385,014.00088,129,704.6Tổng kinh phớ98,310,041,304.000Bảng tổng hợp khối lượng và kinh phớ phương ỏn Btr=32m
7.6.2) Bảng tổng hợp khối lượng chớnh (PAIII)TTHạng mụcĐơn vịKhối LượngĐơn giỏ (VNĐ)Thành tiền (VNĐ)1Đất đào(m3)2624334,548.000906,643,1642Đất
đắp(m3)239066.35404,687.00096,746,326,780.0003Bờ tụng CT
M200(m3)1911.64698,761.0001,135,799,4784Bờ tụng lút
M100(m3)230.84385,014.00088,876,631.76Tổng kinh
phớ98,877,646,050.000Chọn phương ỏn kiến nghị.
Phương ỏn kiến nghị là phương ỏn vừa thoả món điều kiện kinh tế là giỏ thành rẻ nhất, vừa đảm bảo điều kiện kĩ thuật, và đảm bảo về mặt xó hội mang lại nhiều lợi ớch nhất.
Về mặt kinh tế: dựa vào bảng tổng hợp giỏ thành cụng trỡnh ta cú : Phương ỏn I cú giỏ thành xõy dựng cụng trỡnh là thấp nhất → Về mặt kinh tế ta lựa chọn phương ỏn I.
Về mặt xó hội: Khi xõy dựng hồ chứa thỡ sẽ tạo ra một diện tớch ngập lụt khỏ lớn ở phớa thượng lưu hồ chứa, làm mất đi một phần tài nguyờn rừng, khoỏng sản và tỏi định cư. Khi dung tớch hồ chứa càng lớn thỡ diện tớch ngập lụt càng nhiều, như vậy phương ỏn I cú diện tớch ngập lụt lớn nhất, sau đú đến phương II, và phương ỏn III cú diện tớch ngập lụt nhỏ nhất.
→ Từ cỏc phõn tớch trờn ta chọn phương ỏn II là phương ỏn tối ưu nhất.
7.7) Cỏc thụng số tớnh toỏn cơ bản của phương ỏn:
- MNC : 62 (m). - MNDBT: 75,35(m). - MNLTK : 76,876(m).
- Cao trỡnh đỉnh đập : Zđđ = 78,35 (m). - Cao trỡnh ngưỡng tràn: Zngưỡng =75,23 (m). - Chiều rộng ngưỡng tràn : Btr = 27 (m).
7.8) Kiểm tra khả năng thỏo
7.8.1) Đặt vấn đề.
toỏn cụ thể. Trong phần này ta sẽ tớnh toỏn lại cỏc trị số rồi kiểm tra khả năng thỏo của đập tràn xem cú thoả món điều kiện thỏo lũ khụng, với phương ỏn Btr =27 m khi xét tới ảnh hưởng của cỏc yếu tố.
Việc tớnh toỏn khả năng thỏo của tràn xả lũ được thực hiện theo Quy phạm tớnh toỏn thuỷ lực đập tràn QP.TL.C-8-76.
7.8.1.1) Kiểm tra khả năng thỏo của tràn
Lưu lượng chảy qua ngưỡng tràn đỉnh rộng xỏc định theo cụng thức. Q = ε.m.Btr.ﾵ ﾵ. Ho 3/2 Trong đú: ε – Hệ số co hẹp bờn. m – Hệ số lưu lượng Btr – Tổng chiều rộng cỏc khoang tràn g – Gia tốc trọng trường g = 9,81 (m/s2) H0 – Cột nước toàn phần a. Xột đến ảnh hưởng của co hẹp bờn:
Tràn xả lũ là dạng đập tràn đỉnh rộng, với Btr = 27m ta chia ngưỡng tràn làm 3 khoang ngăn cỏch bởi 2 mố trụ. Chọn chiều mỗi mố d = 1,5(m).
Btr = (b + (d = 27 + 3 = 30(m)
Trong đú: (b - Tổng chiều dài tràn nước của tất cả cỏc khoang tràn. (d - Tổng chiều dày của tất cả cỏc mố trụ.
- Với tràn đỉnh rộng cú cỏc mố trụ chia khoang. Theo quy phạm tớnh toỏn thủy lực đập tràn QPTL C8 – 76.
- Hệ số co hẹp ngang do cỏc mố trụ gõy nờn được tớnh theo cụng thức sau : ( = ﾵﾵ = 0,9
b. Xỏc định hệ số lưu lượng m:
Trị số chớnh xỏc của hệ số lưu lượng phải xỏc định chớnh xỏc theo phương phỏp Đ.I.Cu-min. Trường hợp đập tràn khụng ngưỡng (P1 = 0).
- Bề rộng tương đối của ngưỡng tràn ở phớa thượng lưu: ﾵ ﾵ
Trong đú:
ﾵ ﾵ: Tổng bề rộng qua nước của tràn, ﾵ ﾵm
BT là bề rộng lũng dẫn ở thượng lưu, BT được xỏc định ở vị trớ cỏch ngưỡng tràn về phớa thượng lưu một đoạn LT = 30m ﾵ ﾵ BT = ﾵ ﾵ m.
Vậy ta cú: ﾵ ﾵ
Hỡnh dạng tường cỏnh thượng lưu mở rộng dần với gúc mở chọn cotg( = 2
Căn cứ vào cặp giỏ trị ﾵ ﾵ và cotg( = 2.Tra phụ lục (14-9) Bảng tra thuỷ lực ta được m = 0,36.
c. Xỏc định cột nước toàn phần Ho
Xét ảnh hưỏng của lưu tốc tới gần theo điều kiện: (t < 4. (b.Htr
Trong đú: (t - Diện tớch mặt cắt ướt thượng lưu: (t = (B + m.H).H (b – Tổng chiều dài tràn nước của tất cả cỏc khoang.
m - Hệ số mỏi kờnh thượng lưu, kờnh thượng lưu cú mặt cắt hỡnh thang với hệ số mỏi m = 1,5.
H - Cột nước trờn tràn, H = 1,646 m.
B - Bề rộng kờnh thượng lưu, kờnh thượng lưu được nối tiếp với ngưỡng tràn với hỡnh thức mở rộng dần từ ngưỡng tràn về thượng lưu. Chiều rộng kờnh thượng lưu, B = 60 m
Vậy: (t = (60 + 1,5 . 1,646) . 1,646= 102,82(m2). 4. (b.HTr = 4 . 27 . 1,646 = 177,77 (m2). Ta thấy: (t < 4.(Btr.Htr ) nờn phải kể tới lưu tốc tới gần.
ﾵ ﾵ Qmax =88,39 (m3/s)
ﾵ ﾵ .
d. Kiểm tra khả năng thỏo:
- Thay cỏc thụng số m, H0, ( vào cụng thức (6-15) ta cú: Q = 0,9 . 0,36 . 27 .ﾵ ﾵ.1,684 3/2 = 84,68 (m3/s)
Ta cú : ﾵ ﾵ=ﾵﾵ .100%= 4,19% <5%
Từ trờn ta thấy kết quả tớnh toỏn cú sai số nằm trong khoảng cho phép, khụng cần tớnh lại điều tiết lũ.
Như vậy với ngưỡng tràn thiết kế, khả năng thỏo được đảm bảo.
PHẦN III: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CHƯƠNG 8- THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT 8.1) Xỏc định cao trỡnh đập đõng.
Cao trỡnh đỉnh đập được xỏc định sao cho trong mọi trường hợp khi làm việc thỡ nước khụng tràn qua đỉnh đập. Cao trỡnh đỉnh đập được xỏc định theo 3 điều kiện sau:
Z1 = MNDBT + (h + hsl + a Z2 = MNLTK + (h’ + h’sl + a’ Z3 = MNLTK + a’’
Trong đú:
(h, (h’: Độ dềnh do giú tương ứng với giú tớnh toỏn lớn nhất và giú bỡnh quõn lớn nhất.
hsl, h’sl: Chiều cao súng leo (với mức bảo đảm 1%) tương ứng với giú tớnh toỏn lớn nhất và giú bỡnh quõn lớn nhất.
a, a’, a’’: Độ vượt cao an toàn.
Cao trỡnh đỉnh đập được chọn theo trị số lớn nhất trong ba trị số trờn. * Theo kết quả tớnh toỏn ở 3-2 ta xỏc định được cao trỡnh đỉnh đập như sau:
Z1Z2Z3Chọn Zđđ77,03678,346277,45378,35Để phũng lỳn theo thời gian chọn độ lỳn dự phũng S = 1% chiều cao đập. Vậy cao trỡnh đỉnh đập thiết kế là:
Zđỉnh = 78,35 + 0,01.( 78,3 ﾵ ﾵ 53,74) = 78,5956m. Chọn Zđỉnh = 78,6 m.
Chiều cao lớn nhất đập: H = Zđỉnh - Zđỏy = 78,6 ﾵ ﾵ 53,74 =24,86 m.
8.1.1) Chiều rộng và cấu tao đỉnh đập.
Chiều rộng đỉnh đập xỏc định phụ thuộc vào điều kiện thi cụng, giao thụng và cấu tạo. Hồ chứa nước Đa Khai khụng yờu cầ về giao thụng và thi cụng bằng cơ giới nờn ta chọn chiều rộng B = 6m.
Do đập khụng cú yờu cầu về giao thụng nờn ta chỉ cần gia cố nhẹ đỉnh đập bằng đỏ xõy để thuận tiện cho việc đi lại trong quỏ trỡnh khai thỏc quản lý và đỏp ứng được yờu cầu mĩ quan cho cụng trỡnh.
Ngoài ra dưới lớp gia cố bằng đỏ xõy ta làm thờm một tầng đệm nối tiếp bằng cuội sỏi để nối tiếp giữa mặt đường và nền đường đồng thời làm nhiệm vụ thoỏt nước cho mặt đập được dễ dàng.Nước từ trong tầng đệm này sẽ theo xuống cỏc rónh thoỏt nước ở mỏi hạ lưu đập một cỏch nhanh chúng.
Để cho nước ở trờn mặt đập (do mưa) cú thể dễ dàng chảy xuống, ta thiết kế đỉnh đập dốc về phớa hạ lưu với độ dốc i=3% để nước mưa cú thể nhanh chúng thoỏt xuống theo cỏc rónh thoỏt nước ở mỏi đập hạ lưu.
8.1.2) Mỏi và bảo vệ mỏi đập, cơ đập.
8.1.2.1) Mỏi đập:
Mỏi đập phải đảm bảo ổn định theo tiờu chuẩn quy định trong mọi điều kiện mà đập làm việc. Độ dốc của đập được xỏc định phụ thuộc vào: loại hỡnh đập, chiều cao đập, tớnh chất vật liệu của thõn đập và nền đập, cỏc lực tỏc dụng lờn mỏi, điều kiện thi cụng và vận hành cụng trỡnh.
Sơ bộ hệ số mỏi đập dõng chọn theo cụng thức kinh nghiệm:
- Mỏi thượng lưu : m1 = 0,05.H + 2 = 0,05. 24,86 +2 = 3,24 - Mỏi hạ lưu : m2 = 0,05.H + 1,5 = 0,05. 24,86 +1,5 = 2,743
Chọn: - Mỏi thượng lưu: m1 = 3,25 - Mỏi hạ lưu: m2 = 2,75 .
8.1.2.2) Cơ đập:
Cơ đập cú tỏc dụng tăng thờm độ ổn định cho đập, thoỏt nước trờn mỏi đập, quản lý và kiểm tra trong khai thỏc và vận hành dễ dàng.
Thượng lưu bố trớ 1 cơ ở cao trỡnh + 67,4m, bề rộng cơ Bcơ = 4m . Hạ lưu bố trớ ở cao trỡnh cao trỡnh + 67,4 m, bề rộng cơ Bcơ = 4m.
- Trờn cơ sở việc bố trớ cơ đập trờn mỏi dốc thượng , hạ lưu cú thể giảm bớt khối lượng đắp đập mà vẫn cú thể đảm bảo sự ổn định của đập trong quỏ trỡnh làm việc bằng cỏch thay đổi hệ số mỏi đập giảm dần từ trờn xuống dưới một trị số ∆m = 0,5.
Cụ thể thay đổi như sau: Mỏi hạ lưu: m1’ = 3,5 ; m1’’ = 3 . Mỏi hạ lưu: m2’ = 3 ; m2’’ = 2,5.
8.1.2.3) Bảo vệ mỏi đập.
a) Bảo vệ mỏi thượng lưu.
Để đảm bảo ổn định cho đập, trỏnh sự va đập của súng, mỏi thượng lưu được bảo vệ bằng tấm bờ tụng (vỡ hs1% >1,25m). Phạm vi bảo vệ từ cao trỡnh đỉnh đập đến cao trỡnh thấp hơn mực nước chết một đoạn Z =2,5m ở cao trỡnh 59,5 m.
Chiều dày xỏc định theo điều kiện ổn định chống đẩy nổi và lật.sơ bộ cú thể định,cú thể chọn theo cụng thức Anđrẩytuc :
ﾵ ﾵ
(10) Trong đú : ﾵ - Chiều dày tấm bờ tụng
(n - Dung trọng nước ( (n = 1T/m3). (b - Dung trọng bờ tụng ( (b = 2,5T/m3).
B- bề rộng tấm bờ tụng, để đảm bảo điều kiện bền của tấm khi chịu ỏp lực súng lớn nhất ta chọn B = 1,5 m.
K- hệ số, do tấm đặt trờn lớp lọc liờn tục bằng hạt lớn lấy K = 0,23 Ls- chiều dài súng Ls = 10,9 (m)
Thay vào (10) ta cú: hb =
ﾵ ﾵ m
Vậy chọn bề dày bản bờ tụng lỏt mỏi thượng lưu là : hb = 0,22 m.
Khi dựng tấm bờ tụng bảo vệ mỏi cần bố trớ lỗ thoỏt nước để giảm ỏp lực nước bờn trong khi mực nước hồ rỳt nhanh hoặc do cỏc nguyờn nhõn khỏc. Phần tiếp giỏp giữa thõn đập và lớp gia cố mỏi làm tầng lọc ngược.
b) Bảo vệ mỏi hạ lưu.
- Mặt mỏi trồng cỏ trờn lớp đất hữu cơ dày 20 cm. Mỏi đập hạ lưu được bảo vệ từ đỉnh đập đến đỉnh của lăng trụ thoỏt nước..
- Làm rónh thoỏt nước dọc cơ và chõn mỏi hạ lưu (Phần phớa trờn lăng trụ thoỏt nước);kết cấu rónh bằng đỏ xõy kớch thước rónh đỏ dăm 0,2 x 0,2 m.
8.2) Thiết bị chống thấm.
a) Chống thấm cho thõn đập
Do k =2,4.10-6 ữ 8,2.10-6 cm/s ăn khớp bố trớ cho thõn đập b) Chống thấm cho nền đập
8.3) Thiết bị thoỏt nước
Thiết bị thoỏt nước cú nhiệm vụ :
- Thoỏt nước thấm qua thõn và nền đập về hạ lưu, khụng cho dũng thấm thoỏt ra trờn mỏi đập và bờ vai đập hạ lưu.
- Hạ thấp đường bóo hũa để nõng cao ổn định cho mỏi hạ lưu. - Ngăn ngừa cỏc biến dạng do thấm.
8.3.1) Đoạn lũng sụng
Chọn hỡnh thức thiết bị thoỏt nước cho thõn đập là vật thoỏt nước kiểu lăng trụ Cấu tạo vật thoỏt nước lăng trụ như sau: Mặt cắt hỡnh thang , được xếp bằng đỏ
Hệ số mỏi dốc phớa tiếp xỳc với thõn đập là m = 1,0.Chỗ vật thoỏt nước tiếp xỳc với thõn đập và nền được bố trớ tầng lọc ngược .Hạ lưu đập là m’ = 1,5
Kớch thước cơ bản của vật thoỏt nước như sau : Cao trỡnh đỉnh vật thoỏt nước : (ltrụ = 57,24 m Bề rộng đỉnh vật thoỏt nước : b = 2m.
Nối tiếp thõn đập với lăng trụ thoỏt nước cần đảm độ bền thấm tiếp xỳc bằng việc đạt tầng lọc ngược theo mỏi trong của lăng trụ. Khụng hỡnh thành gúc nhọn ở chõn mỏi trong của lăng trụ.
8.3.2) Đoạn sườn đồi
Ở vị trớ này mỏi hạ lưu chỉ chịu tỏc dụng của dũng thấm đi ra nờn để bảo đảm cho mỏi khụng bị hư hỏng do tỏc dụng của dũng thấm ta sử dụng thiết bị thoỏt nước kiểu ỏp mỏi.
Cao trỡnh đỉnh ỏp mỏi phải cao hơn điểm ra của đường bóo hũa trờn mỏi hạ lưu 1,5m
8.4) Tớnh thấm qua nền và đập
8.4.1) Mục đớch
Mục đớch của việc tớnh thấm qua đập nhằm giải quyết cỏc vấn đề sau:
- Xỏc định được tổng lượng thấm qua thõn đập, từ đú đỏnh giỏ được mức độ tổn