tạm).
2.4.4.1. Mục đớch.
- Xỏc định quan hệ ( Qxả ~ Ztl );
- Sử dụng kết quả để tớnh toỏn điều tiết qua tràn và xỏc định cao trỡnh đắp đập vượt lũ.
2.4.4.2 Nội dung tớnh toỏn.
- Cao trỡnh đỉnh ngưỡng tràn tạm: ∇nt = +553 m - Giả thiết cỏc cấp lưu lượng qua tràn
Với chế độ chảy tự do ta sử dụng cụng thức: 3/2 tr 0 Q m.B= 2g.H → H0 = 2/3 tr Q m.B 2g ữ ữ
Với m = 0,35( tớnh toỏn sơ bộ sử dụng nghin cứu thực nghiệm của Cumin ) Bnt = 15 (m) ta được kết quả thể hiện ở bảng tớnh:
Bảng 2.7 Xỏc định chế độ chảy qua tràn ứng với cỏc cấp lưu lượng dẫn dũng.
Q (m3/s) H0 (m) Ztl (m) 0 0 553 15 0.747 553.747 30 1.185 554.185 45 1.553 554.553 50 1.666 554.666 60 1.881 554.881 70 2.085 555.085 83.9 2.352 555.352 90 2.465 555.465 95 2.556 555.556
Hỡnh 2.7 Biểu đồ quan hệ Q ~ Ztl dẫn dũng qua tràn tạm
a. Mục đớch.
- Tớnh toỏn điều tiết lũ nhằm xỏc định lưu lượng xả lớn nhất qua tràn hoặc tớnh dung tớch phũng lũ để từ đú xỏc định cao trỡnh mực nước lũ trước tràn khi lũ về, Qua đú xỏc định được cao trỡnh vượt lũ của mựa lũ năm thứ hai,
b. Nội dung tớnh toỏn điều tiết mựa lũ năm thứ hai qua tràn.
Tài liệu tớnh toỏn :
- Đường quỏ trỡnh lũ chớnh vụ tần suất 10% - Đường quan hệ Z~Vhồ
- Cao trỡnh đỉnh tràn tạm ∇+553 m, - Hệ số lưu lượng m=0,35
- Bề rộng tràn tạm B=15(m)
- Lưu lượng đỉnh lũ tần suất 10% ;Qmax10%= 83,9 m3/s, - Tổng lượng lũ thiết kế Wlũ10%= 2 3600 . 9 . 9 , 83 . 2 max T = Q = 1,359.106 m3 Với T là thời gian trận lũ đến; T = 9 (giờ)
- Hỡnh thức chảy chảy tự do qua tràn khụng cửa do đú cụng thức tớnh lưu lượng xả qua tràn :
3/2 x
q = m.B. 2.gH
c. Phương phỏp tớnh điều tiết lũ.
- Do tài liệu về lũ khụng dài nờn ta sử dụng phương phỏp kotrerin để tớnh toỏn điều tiết lũ với lũ cú dạng tam giỏc.
3 Q Q ~ t q ~ t t (giờ) Vm T 0 (m /s) Qmax qmax
Hỡnh 2.8 Biểu đồ tớnh toỏn điều tiết lũ dạng tam giỏc theo phương phỏp Kotrerin
max m L max q V W 1 Q = − ữ
- Hoặc lưu lượng xả lớn nhất:
m max max L V q Q 1 W = − ữ (*) +Trong đú: Vm: Dung tớch phũng lũ thiết kế 106m3 qmax : Lưu lượng xả lũ lớn nhất m3/s.
WL : Tổng lượng lũ thiết kế : Wlũ10% = 1,359.106 m3 Qmax : Lưu lượng đỉnh lũ: Qmax10% = 83,9 m3/s
Trờn cụng thưc(*) Vm và qmax chưa biết nờn ta dựng phương phỏp thử dần, Ta tiến hành giả thiết qmax sau đú thay vào cụng thức ta tớnh được Vm,
qxả= qmax + qbđ Trong đú
qxả :Là lưu lượng xả qua tràn tạm
- Từ đú ta giả thiết cỏc giỏ trị qmax⇒ xỏc định giỏ trị qxả tương ứng, - Từ Qxảgt tra quan hệ (Qtràn~Zhồ) ta xỏc định được cao trỡnh mực nước Zi tương ứng, Tra quan hệ (V~Zhồ), ứng với mực nước Zi ta xỏc định được cỏc dung tớch hồ Vi tương ứng.
- Từ đú xỏc định dung tớch trữ lại trong hồ Vm theo cụng thức: Vm=Vhồ - Vbđ - với Vbđ là dung tớch nước ban đầu trước khi lũ về, Ở đõy ta tớnh với trường hợp trước khi lũ về thỡ cao trỡnh mực nước trong hồ bằng cao trỡnh ngưỡng tràn tạm,
Với Zngưỡng tràn= +553 tra quan hệ Z~Vhồ⇒ Vban đầu = 1,247,106(m3) - Thay Vmtrở lạicụng thức (*) để tỡm lại qmax,
- So sỏnh q max vừa tớnh đươc với qmax giả thiết, Nếu chỳng bằng nhau đú là nghiệm bài toỏn.
Bảng 2.8 Kết quả tớnh toỏn điều tiết lũ theo phương phỏp Kotrerin qmgt Z hồ(m) Vhồ(106 m3) Vbđ(106m3) Vm(106m3) qmtt 0 553.00 1.247 1.247 0.000 83.900 15 553.75 1.380 1.247 0.133 75.692 30 554.19 1.463 1.247 0.216 70.561 45 554.55 1.539 1.247 0.292 65.874 50 554.67 1.562 1.247 0.315 64.435 60 554.88 1.607 1.247 0.360 61.696 61 554.90 1.611 1.247 0.364 61.429 61.340 554.91 1.612 1.247 0.365 61.340
- Từ kết quả tớnh trong bảng ta thấy qmaxgt =qttứng với Zhồ = 554,91 (m)
⇒Cao trỡnh đắp đập vượt lũ chớnh vụ trong giai đoạn mựa lũ năm thứ hai là: Zđắp đập = Zhồ +δ = 554,91 + 0,69 = 555,6 m.
δ:là độ vượt cao an toàn chọn
(0,5 0, 7 m.)
δ= ữ
Như vậy cần phải đắp đập đến cao trỡnh vượt lũ là ∇ +555,6 m trước khi lũ năm thứ 2 về. 2.4.5 Tớnh toỏn thủy lực dẫn dũng mựa lũ năm thi cụng thứ 3: (Dẫn dũng qua tràn chớnh)
2.4.5.1 Mục đớch.
- Xỏc định quan hệ ( Qxả ~ Ztl );
- Sử dụng kết quả để tớnh toỏn điều tiết qua tràn và xỏc định cao trỡnh đắp đập vượt lũ giai đoạn mựa lũ năm thi cụng thứ 3 khi dẫn dũng qua tràn chớnh,
2.4.5.2 Nội dung tớnh toỏn.
+ Cao trỡnh đỉnh ngưỡng tràn chớnh: ∇nt = +580,7 m +Giả thiết cỏc cấp lưu lượng qua tràn
- Với chế độ chảy tự do ta sử dụng cụng thức: 3/2 tr 0 Q m.B= 2g.H Hay H0 = 2/3 tr Q m.B 2g ữ ữ
Với : m = 0,35( tớnh toỏn sơ bộ sử dụng nghin cứu thực nghiệm của Cumin ) Bnt = 8 x 3 = 24 (m) ta được kết quả thể hiện ở bảng tớnh:
Bảng 2.9 Xỏc định chế độ chảy qua tràn ứng với cỏc cấp lưu lượng dẫn dũng. Q (m3/s) H0 (m) Ztl (m) 0 0 580.7 15 0.546 581.246 30 0.866 581.566 45 1.135 581.835 50 1.218 581.918 60 1.375 582.075 70 1.524 582.224 83.9 1.72 582.42 90 1.802 582.502 95 1.868 582.568
Hỡnh 2.9 Biểu đồ quan hệ Q ~ Ztl dẫn dũng qua tràn chớnh 2.5 Cấu tạo đờ quai và cụng tỏc ngăn dũng.
2.5.1 Thiết kế đờ quai.
2.5.1.1 Tầm quan trọng của cụng trỡnh đờ quai.
- Ngăn cỏch hố múng với dũng chảy, tạo điều kiện cho cụng tỏc thi cụng ở trong hố múng luụn khụ rỏo.
- Cú thể lợi dụng làm đường giao thụng. - Cấu tạo đờ quai thượng lưu :
Cao trỡnh đỉnh đờ quai thượng lưu:
Chọn cao trỡnh đờ quai thượng lưu:
∇đqTL = 546,51 m.
Hệ số mỏi của đờ quai: + Thượng lưu : m1 = 2,5. + Hạ lưu : m2 = 2,0. + Chiều rộng đờ quai : b = 5 m. - Cấu tạo đờ quai hạ lưu:
Cao trỡnh đỉnh đờ quai hạ lưu:
∇đqHL = ZHL + δ = 534,570 + 0,63 = 535,20 m. Chọn cao trỡnh đờ quai hạ lưu: ∇đqHL = 535,2 m.
* Hệ số mỏi đờ quai: + Thượng lưu: m1 = 2,5 + Hạ lưu: m2 = 1,5
+ Chiều rộng đờ quai: b = 5 m.
2.5.1.2 Thiết kế đờ quai thượng lưu và hạ lưu.
- Đờ quai thượng, hạ lưu cú nhiệm vụ bảo vệ hố múng khi thi cụng đắp đập chớnh ở mựa khụ năm thi cụng thứ 2.
- Chọn tuyến đờ quai: (Kớch thước chi tiết ở bản vẽ Dẫn dũng giai đoạn 3). Khi chọn tuyến đờ quai cần đảm bảo:
+ Chiều dài đờ quai là ngắn nhất, đảm bảo cho việc thi cụng đờ quai được dễ dàng và nhanh chúng nhất.
+ Dũng chảy phải thuận, khả năng xả nước lớn mà đờ quai khụng bị xúi lở. + Diện tớch hố múng được đờ quai bảo vệ phải đủ rộng để tổ chức đào múng, bố trớ hệ thống tiờu nước hố múng, đường thi cụng và đảm bảo an toàn cho cụng trỡnh.
+ Tận dụng điều kiện cú lợi của địa hỡnh, đặc điểm kết cấu cụng trỡnh thủy lợi để đắp cỏc đờ quai cú khối lượng ớt, giỏ thành thấp. Đặc biệt là cú sử dụng đờ quai làm đường vận chuyển.
a.Thiết kế đờ quai thượng lưu:
+ Kết cấu đờ quai: Kết cấu đờ quai bằng đỏ đổ, bờn ngoài đắp đất chống thấm giữa lăng trụ đỏ và đất chống thấm bố trớ tầng lọc ngược.
1:2,5 1:2,0
1:1,3
1:1,3
546.51 500
b.Thiết kế đờ quai hạ lưu.
+ Sơ họa mặt cắt ngang đờ quai hạ lưu:
1:2,5 1:1.0
1:1,5
1:1.5
535.20
2.5.2 Thiết kế sơ bộ cụng tỏc ngăn dũng.2.5.2.1 Vị trớ cửa ngăn dũng. 2.5.2.1 Vị trớ cửa ngăn dũng.
+ Vị trớ cửa ngăn dũng ngay ở giữa đờ quai thượng lưu, ở giữa dũng chớnh vỡ cú dũng chảy thuận, khả năng thỏo nước lớn. Bố trớ tại cỏc vị trớ chống xúi tốt để trỏnh khi lưu tốc tăng lờn mà lũng sụng bị xúi lở quỏ nhiều. Bố trớ ở những nơi mà xung quanh nú cú đủ hiện trường rộng rói để tiện cho việc vận chuyển, dự trữ vật liệu….
+ Chiều rộng cửa ngăn dũng phụ thuộc vào cỏc yếu tố sau: + Lưu lượng thiết kế ngăn dũng.
+ Điều kiện chúng xúi của nền. + Cường độ thi cụng.
2.5.2.2 Cụng tỏc chuẩn bị trước khi ngăn dũng.
Cụng tỏc ngăn dũng được thực hiện vào mựa khụ năm thi cụng thứ hai, trước khi ngăn dũng phải chuẩn bị.
- Trước khi ngăn dũng chỳng ta phải tớnh toỏn thiết kế và kiểm tra cỏc vấn đề cú liờn quan đến ngăn dũng. Để đảm bảo khi thực hiện ngăn dũng ớt rủi ro nhất, ớt ảnh hưởng đến cỏc cụng trỡnh khỏc.
- Khảo sỏt lần cuối khu vực lũng hồ bị ngập do mực nước dõng lờn khi ngăn dũng để hạn chế thấp nhất tổn thất do ngập gõy ra.
- Kiểm tra lại cụng trỡnh dẫn dũng chảy sau khi ngăn dũng, yờu cầu phải đảm bảo an toàn và theo đỳng thiết kế.
- Tớnh toỏn ngăn dũng chi tiết, thiết kế tổ chức thi cụng ngăn dũng.
Chuẩn bị mặt bằng thi cụng ngăn dũng, cỏc bói vật liệu, hệ thống đường vận chuyển vật liệu, thiết bị mỏy múc, nhõn lực đảm bảo cho quỏ trỡnh ngăn dũng:
- Vật tư, xe mỏy đầy đủ.
- Vật liệu ngăn dũng đó tập kết đầy đủ và để ở vị trớ thuận lợi.
- Lực lượng thi cụng hố múng đó được chuẩn bị, tiến hành bơm nước thi cụng hố múng theo yờu cầu thiết kế tiến độ thi cụng.
2.5.2.3 Lựa chọn ngày, thỏng và lưu lượng ngăn dũng.
a. Chọn ngày thỏng ngăn dũng.
Chọn ngày thỏng ngăn dũng cần phải tuõn theo 1 số nguyờn tắc sau: + Chọn lỳc nước kiệt trong mựa khụ.
+ Đảm bảo sau khi ngăn dũng cú đủ thời gian đắp đờ quai, bơm cạn nước, nạo vột hố múng, xử lý nền xõy đắp cụng trỡnh chớnh hoặc bộ phận cụng trỡnh chớnh đến cao trỡnh chống lũ khi lũ đến.
+ Đảm bảo cụng tỏc chuẩn bị cho ngăn dũng cú đủ thời gian như đào, đắp cỏc cụng trỡnh thỏo dẫn nước, chuẩn bị vật liệu, mỏy múc…
+ Ảnh hưởng ớt nhất đến việc lợi dụng tổng hợp nguồn nước.
Căn cứ vào trỡnh tự dẫn dũng thi cụng qua phõn tớch đỏnh giỏ tài liệu thuỷ văn cỏc thỏng mựa khụ thời gian chặn dũng dự kiến vào cuối thỏng 12 đầu thỏng 1. Tuy chưa phải là thời điểm kiệt nhất nhưng đảm bảo đủ thời gian để thi cụng vượt lũ, do thời gian chặn dũng ngắn, để chọn được lưu lượng chặn dũng sỏt với lưu lượng thực
tế theo quy chuẩn Việt Nam QCVN 04-05 2012, lưu lượng chặn dũng là lưu lượng trung bỡnh 10 ngày trong thỏng, nhưng do lưu lượng lớn nhất của thỏng chặn dũng nhỏ và để an toàn chọn lưu lượng chặn dũng bằng lưu lượng lớn nhất thỏng 12 Q10%=3,74 (m3/s). Phương ỏn chặn dũng chọn phương ỏn lấp đứng lấn từ bờ phải sang bờ trỏi, đỏ chặn dũng là đỏ hộc, đỏ đào múng .
Thời đoạn dự tớnh chặn dũng là 7 ngày. b.Xỏc định lưu lượng thiết kế ngăn dũng.
Lưu lượng thiết kế ngăn dũng phụ thuộc vào thời điểm ngăn dũng và tần suất thiết kế ngăn dũng.
Với cụng trỡnh đầu mối thuộc cụng trỡnh cấp III thỡ theo bảng 8 QCVN 04-05- 2012 thỡ tần suất lưu lượng lớn nhất tớnh toỏn ngăn dũng P = 10%.
Từ đú ta chọn lưu lượng thiết kế ngăn dũng và lưu lượng bỡnh quõn dũng chảy của thỏng 12 theo tần suất P = 10%; Q10%ND = 3,74 (m3/s).
2.5.2.4 Lựa chọn phương phỏp ngăn dũng và trỡnh tự ngăn dũng.
- Ngăn dũng là một cụng tỏc khẩn trương và phức tạp với một khoảng thời gian ngắn nhất nhưng phải chặn được dũng chảy. Ở cửa ngăn dũng, dũng chảy được dẫn qua cụng trỡnh dẫn dũng hoặc trữ lại trong hồ. Nú cũn là cụng tỏc cú tớnh chất tất yếu và mấu chốt trong cụng tỏc thi cụng cỏc cụng trỡnh thủy lợi. Vỡ vậy chọn phương ỏn ngăn dũng hợp lý chớnh xỏc cú ý nghĩa to lớn về mặt kinh tế, kỹ thuật.
- Theo tỡnh hỡnh địa hỡnh thực tế và hiện trường thi cụng khụng được rộng nờn ta chọn phương ỏn chặn dũng theo phương phỏp lấp đứng, nghĩa là dựng vật liệu đất và đỏ đắp từ bờ này sang bờ bờn kia cho tới khi dũng chảy bị chặn lại và dẫn dũng chảy qua cống dẫn dũng thi cụng đó thi cụng xong trong mựa khụ năm thi cụng thứ nhất. Ta tiến hành ngăn dũng đờ quai thượng lưu trước rồi ngăn dũng đờ quai hạ lưu sau. Phương phỏp này cú ưu điểm:
+ Khụng cần dựng cầu cụng tỏc hay cầu nổi.
+ Cụng tỏc chuẩn bị đơn giản, nhanh chúng và giỏ thành rẻ. + Giảm cột nước và lưu tốc qua cửa ngăn dũng
CHƯƠNG 3 THI CễNG CễNG TRèNH TRÀN XẢ LŨ 3.1 Giới thiệu tràn. 3.1.1 Vị trớ, nhiệm vụ của tràn. + Vị trớ: Bố trớ phớa bờ trỏi đập. + Nhiệm vụ: Dựng để xả lũ. 3.1.2 Hỡnh thức kết cấu của tràn. - Hỡnh thức : * Tràn xả lũ cú kết cấu Bờ tụng cốt thộp M200. * Tràn dọc nối tiếp dốc nước .
* Tiờu năng bằng mũi phun . * Tràn tư do khụng cửa van . - Cao trỡnh ngưỡng tràn : + 580,70 m. - Chiều rộng tràn : b =24m.
3.2 Điều kiện thi cụng và pham vi mở rộng hố múng. 3.2.1 Điều kiện thi cụng.
+ Thời gian thi cụng : Do khối lương đất đỏ cần đào tương đối lớn , việc thi cụng múng tương đối phức tạp ,vỡ vậy thời gian dự kiến mở múng tràn sẽ kộo dài.
+ Mặt bằng thi cụng: Căn cứ vào địa hỡnh xung quanh tuyến tràn ta thấy việc bố trớ mặt bằng thi cụng mở múng tràn tương đối thuận lợi,mặt khỏc,do tràn nằm độc lập nờn việc mở múng khụng bị ảnh hưởng của cỏc hạng mục khỏc.
+Sử dụng đất đỏ đào:
-Về đất:Đõy là loại đất tương đối xấu (lớp phủ phong húa),nờn khụng đủ chất lượng để đắp đập.Do vậy tốt nhất là dựng để tạo mặt bằng thi cụng phớa trỏi sau đuụi tràn phục vụ cho việc thi cụng tràn thuận lợi hơn.
-Về đỏ: cú thể dựng trong cụng tỏc chặn dũng hoặc làm đường thi cụng .
3.2.2 Phạm vi mở múng.
+ Căn cứ vào kết cấu tràn đó thiết kế trong bản vẽ thủy cụng,ta xỏc định được kớch thước ,cao trỡnh của hố múng cần phải mở.Theo đú để thi cụng thuận lợi như:Lắp dựng vỏn khuụn, làm rónh thoỏt nước hay đi lại.Đỏy hố múng được thiết kế rộng hơn mặt đỏy cụng trỡnh 50 cm về mỗi bờn.
+ Căn cứ vào khả năng chịu lực và khả năng ổn định của đập khu vực xõy dựng,ta xỏc định được độ dốc của mỏi hố múng ứng với từng lớp đất đỏ như sau: - Với tầng đỏ:Khả năng chịu lực và ổn định cao,lấy hệ số mỏi hố múng là m=0,5
- Với tầng đất,tầng phong húa:Khả năng chịu lực và ổn định kộm hơn,nờn hệ số mỏi được lấy m=1.
+ Để tăng ổn định cho mỏi hố múng,cứ cỏch 5m chiều cao ta lại bố trớ một cơ cú chiều rộng 2m,với cơ ở dưới cựng được dựng kết hợp làm đường thi cụng thỡ nờn lấy bằng 2,5 m + Xỏc định chiều rộng múng tràn: Bm=Bđ+2c Trong đú: Bm chiều rộng mở múng lớn nhất Bđ chiều rộng cụng trỡnh c độ lưu khụng. c Bd c Tim tràn Đ ờng mặt đất tự nhiên Đ ờng mặt đá m=1,0 m=0 ,5 m=1,0 Hỡnh 3.0 Phạm vi mở múng tràn.
Trờn cỏc đặc điểm đó nờu ta thiết kế được hố múng hoàn chỉnh,chi tiết được thể hiện trong bản vẽ.
3.2.3 Biện phỏp thi cụng đào múng.