5.4.1.Cấu Tạo Cửa Vào Cửa Ra.
Cửa vào, cửa ra cần đảm bảo điều kiện nối tiếp thuận với kờnh thượng hạ lưu. Thường bố trớ tường hướng dũng hỡnh thức mở rộng dần.
Đoạn Cửa Vào.
+ Cửa vào nối tiếp từ kờnh tới cống cú bc = 1 m, chọn gúc mở của tường cỏnh bằng 190 với chiềudài đoạn thu hẹp chọn bằng 6m.
+ Tại cửa vào bố trớ hai khe phai và lưới chắn rỏc để ngăn cỏc vật liệu trụi nổi vào cống. Lưới chắn rỏc nghiờng 75o so với mặt phẳng nằm ngang.
Đoạn cửa ra
+ Gúc mở ở cửa ra: Từ bề rộng cống bc = 1m sang bề rộng kờnh bk = 4,5m với chiều dài đoạn mở rộng chọn bằng 10m. Vậy gúc mở tường hướng dũng hạ lưu cống:
β = 2.arctg =
0 '
4,5 1
19 512.10− = 2.10− =
Sau bể tiờu năng là một đoạn kờnh được bảo về bằng đỏ lỏt khan dày 25cm với chiều dài
đoạn bảo vệ : 0, 4 h L h n =
Với n là độ nhỏm của lũng dẫn, với đỏ lỏt khan n = 0,017 ⇒ Lsõn sau= 23,059m.
106
Đồ ỏn tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Cẩn Hậu
Chọn chiều dài đoạn kờnh được bảo vệ sau bể là : Lsõn sau = 23m.
5.4.2.Thõn Cống.
+Mặt Cắt Thõn Cống:
Cống làm bằng bờ tụng cốt thộp M300 đổ tại chỗ. Mặt cắt ngang của cống cú dạng kết cấu khung cứng, làm vỏt cỏc gúc để trỏnh ứng suất tậptrung. Chiều dày thành cống được xỏc định theo theo điều kiện chịu lực, điều kiện chống thấm và yờu cầu cấu tạo.
Chiều dày thõn cống theo điều kiện cấu tạo t = 40 cm.
Theo điều kiện chống thấm cần đảm bảo điều kiện : t≥[ ]HJ
Trong đú : H – Cột nước lớn nhất
H = MNDBT – Zcv =190 – 174,814= 15,186 m. [ ]J
- Građien thấm cho phộp của bờ tụng , lấy [ ]J
=10 ữ15. [ ] 15,18615 1,0124 H t j ⇒ >= = =
Theo điều kiện cấu tạo t = 0,3 ữ 0,7 (m)
Chọn theo tớnh toỏn là lớn vỡ vậy ta chọn theo cấu tạo t = 0,4 (m) và sử dụng phụ gia chống thấm.
+Phõn đoạn cống.
-Khi cống dài, cần bố trớ khe nối chia cống thành từng đoạn để trỏnh rạn nứt do lỳn khụng đều. Chiều dài mỗi đoạn phụ thuộc vào địa chất nền và tải trọng trờn cống, thường khoảng 10 ữ 20 m.
-Tại khe nối cần đặt thiết bị chống rũ nước. Thiết bị chống rũ bằng tấm kim loại dựng cho tấm ngang và tấm đứng của cống hộp cú cấu tạo như trờn hỡnh vẽ.
-Khi cột nước tỏc dụng khụng cao, cú thể làm thiết bị chống rũ tại khớp nối kiểu dõy thừng tẩm nhựa đường.
107
Đồ ỏn tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Cẩn Hậu
Hỡnh 5.5. Sơ đồ khớp nối của cống hộp bằng bờtụng a) Khớp nối ngang; b) Khớp nối đứng
1 – Bao tải tẩm nhựa đường; 2 – Đổ nhựa đường; 3 – Tấm kim loại hỡnh Ω; 4 – Tấm kim loại hỡnh phẳng; 5 – Vữa bờtụng đổ sau
+Nối Tiếp Giữa Thõn Cụng Và Nền Đập
Để nối tiếp thõn cống với nền thỡ cống hộp đượcđổ trực tiếp trờn lớp bờ tụng lút M100 dày 10cm.
Để nối tiếp thõn cống với đập ta dựng đất sột nện chặt thành một lớp bao quanh cống dày 0,5m. Tại chỗ nối tiếp cỏc đoạn cống, làm thành cỏc gờ để nối tiếp cống với đất được tốt hơn, trỏnh cho cống khụng bị trượt về hạ lưu đồng thời làm tăng chiều dàiđường viền thấm thõn cống.
5.4.3.Thỏp Van Và Cầu Cụng Tỏc.
Vị trớ thỏp van được kiểm tra trong quỏ trỡnh tớnh toỏn thủy lực cống. Quỏ trỡnh tớnh toỏn thủy lực cống, do chấp nhận cú nước nhảy trong cống nờn vị trớ thỏp van chọn trong phần xỏc định sơ bộ.Thỏp van được bố trớ ở mỏi thượng lưu cỏch cửa cống về phớa hạ lưu 78 m.
Trong thỏp van bố trớ van cụng tỏc và van sửa chữa sự cố.
Do cú nước nhảy trong cống nờn ta bố trớ lỗ thụng hơi trong thỏp van. Mặt cắt ngang thỏp van cú dạng chữ nhật.
Chiều dày thành thỏp van được xỏc định theo điều kiện chịu lực, điều kiện chống thấm và điều kiện cấu tạo. Thường thành thỏp van cú chiều dày thay đổi.
- Nối thỏp van với đỉnh đập là cầu cụng tỏc rộng 1,8 m , lan can cầu cao 1m bằng thộp. Cao trỡnh sàn thỏp bằng cao trỡnh đỉnh đập.
108
Đồ ỏn tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Cẩn Hậu
5.4.4.Tiờu Năng Sau Cống.
Do nước nhảy trong cống nờn ta chỉ cần làm bể tiờu năng cấu tạo với: - Chiều sõu bể: d = 0,5m.
- Chiều dài bể lấy bằng: 5m.
Dưới đỏy bể bố trớ tầng lọc ngược, trong bể cú đục cỏc lỗ thoỏt nước.
5.5.Tớnh Toỏn Kết Cấu Cống.
Tớnh toỏn kết cấu cống ngầm nhằm đảm bảo điều kiện ổn định trong mọi trường hợp làm việc, ta thường tớnh toỏn trong cỏc trường hợp sau :
- Khi cụng trỡnh mới thi cụng xong, cống chưa cú nước .
- Khi cụng trỡnh làm việc bỡnh thường, mực nước thượng lưu là MNDBT cống mở để lấy nước ứng với lưu lượng thiết kế .
- Khi thượng lưu là MNLTK, cống đúng khụng lấy nước . - Khi cú lực động đất ... .
Trong phạm vi đồ ỏn này ta chỉ tớnh toỏn ngoại lực tỏc dụng lờn một mặt cắt cống (mặt cắt ở giữa đỉnh đập), tức là đoạn cống số 5, cho một trường hợp làm việc của cống là trường hợp mực nước thượng lưu là MNLTK, cống đúng.
Trong phạm vi đồ ỏn này ta sẽ tớnh toỏn kết cấu cống theo phương ngang cống, tớnh toỏn cho mặt cắt giữa đỉnh đập. Cống là cống hộp nờn ta tớnh cho 1 m dài của cống
5.5.1.Tài Liệu Tớnh Toỏn.
*) Vị trớ và kết cấu cống ngầm
Cống ngầm được đặt ở phớa bờ trỏi của đập,Đỏy cửa vào của cống được đặt ở cao trỡnh + 174,814, đỏy cửa ra của cống được đặt ở cao trỡnh + 174,67, tổng chiều dài của cống là 96,5m .
-Cống dạng cống hộp, được làm bằng bờ tụng cốt thộp M300 cú mặt cắt ngang dạng hỡnh chữ nhật, tại cỏc gúc cú làm vỏt để giảm ứng suất tập trung.
5.5.2.Cỏc Lực Tỏc Dụng Lờn Mặt Cắt Cống
(trường hợp cống hộp tớnh cho 1 m dài)
+Cỏc Lực Tỏc Dụng.
Khi thượng lưu là MNLTK, cống đúng khụng lấy nước, cỏc lực tỏc dụng lờn cống với mặt cắt giữa đỉnh đập bao gồm :
- Trọng lượng bản thõn cống . - Áp lực đất .
- Áp lực nước bờn ngoài cống
109
Đồ ỏn tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Cẩn Hậu
* Số liệu và chỉ tiờu tớnh toỏn :
- Tại mặt cắt tớnh toỏn ta cú cỏc thụng số sau : + Cao trỡnh đặt cống : ∇đặt cống = 174,814 (m). + Cao trỡnh đỉnh cống :∇đỉnh cống = 177,514(m).
+ Cao trỡnh đất đắp ( cao trỡnh đỉnh đập ) : ∇đỉnh đập = 194,29(m). - Đất đắp đập cú cỏc chỉ tiờu cơ lý như sau :
γk = 1,53 (T/m3) γtn = 1,98 (T/m3) n = 0,4 γbh = γk + n.γn = 1,53 + 0,4 .1= 1,93(T/m3). ϕtn =23 ; ϕbh = 21. Ctn =22 Cbh = 20 (kN/m2). bc t Mực nƯớc ngầm 2 p p ' 2 p p ' 1 1 1 2 1 2 q5 q5 r q3 q6 q1 q2 q4 p ' p ' p p Mặt đất đắp B H Z1 Z2 Hỡnh 5.7.Sơ đồ tớnh toỏn lực tỏc dụng lờn cống Trong đú : + q1 : ỏp lực đất trờn đỉnh cống. 110
+194,29MNltk MNltk +184 Y Kd +177,514 h1 L L X ao +193,29 Ld
Đồ ỏn tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa Cẩn Hậu + q2 : ỏp lực nước trờn đỉnh cống.
+ q3 : ỏp lực nước dưới đỏy cống.
+ q4 : trọng lượng bản thõn tấm nắp trờn cống. +q5 : trọng lượng bản thõn tấm bờn cống. + q6 : trọng lượng bản thõn tấm đỏy cống. + p1, p1' : ỏp lực đất bờn thành cống. + p2, p2' : ỏp lực nước bờn ngoài tỏc dụng lờn tấm bờn cống. + r : phản lực nền. a.Áp Lực Đất -Áp lực đất trờn đỉnh cống ∑ = i i 1 K. γ .Z q
+ Zi và γi là chiều dày và dung trọng của lớp đất đắp trờn đỉnh cống. (Phần trờn đường bóo hoà tớnh theo dung trọng tự nhiờn, phần nằm dưới đường bóo hoà tớnh theo dung trọng đẩy nổi ).
Dựa vào sơ đồ tớnh thấm qua đập đất với cỏc mặt cắt ở sườn đồi bờn phải ta sẽ xỏc định được đường bóo hoà, từ đú xỏc định được cỏc Zi và γi tương ứng.
* Xỏc định phương trỡnh đường bóo hũa tại vị trớ tớnh toỏn
Tớnh toỏn cho mặt cắt sườn đồi tại cao trỡnh +177,514 ,thượng lưu là MNLTK=+193,29