3.1.1.1. Đề xuất và lựa chọn phương án a. Tháo nước năm thứ nhất
Theo phương án dẫn dịng thi cơng đã chọn, năm thứ nhất thi cơng xong cống lấy nước, tràn xả lũ để phục vụ cho cơng tác dẫn dịng thi cơng giai đoạn sau, cống lấy nước được xây dựng ở cao trình 139,4m. Tràn xả lũ xây dựng ở cao trình ngưỡng tràn là 148,20m, khơng bị ảnh hưởng của nước ngầm cũng như nước mặt vì vậy ta khơng phải xây dựng những cơng trình tháo nước cho các hạng mục này.
Phần mĩng đập chính thi cơng vào mùa khơ năm thứ hai cơng việc bĩc phong hĩa, đào chân khay (thi cơng đắp đập chính từ hai sườn đồi vào giữa), lượng nước trong thời kỳ này được dẫn qua kênh dẫn dịng (lưu lượng và mặt cắt kênh được thiết kế và tính tốn ở trên) đủ để thốt nước trong quá trình thi cơng mùa kiệt, khi đến mùa mưa lũ thì cao trình thi cơng theo tiến độ đã lên đến cao trình:142,99m. Vì vậy trong năm thứ nhất mực nước sơng và nước mưa khơng ảnh hưởng tới việc thi cơng trong giai đọan này.
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 60 Ngành: Cơng trình thủy lợi Trong năm thứ hai theo phương án đã chọn thì các hạng mục cống lấy nước, tràn xả lũ đã thi cơng xong phần mĩng và các bộ phận chính nên khơng phải tiêu nước cho các hạng mục này, chỉ tập trung chủ yếu tháo nước phần mĩng đập chính đoạn đào kênh dẫn dịng.
Cĩ hai phương pháp tháo nước hố mĩng hiện nay đang được áp dụng phổ biến là: - Phương pháp tháo nước trên mặt.
- Phương pháp tháo nước bằng cách hạ mực nước ngầm.
Phương pháp tháo nước trên mặt là bố trí hệ thống kênh mương dẫn nước vào các giếng nước tập trung ở phạm vi hố mĩng và dùng máy bơm nước ra khỏi hố mĩng.
Phương pháp tháo nước bằng cách hạ mực nước ngầm là phương pháp tương đối phức tạp, giá thành cao thường áp dụng trong các trường hợp như:
* Hố mĩng rộng và ở tầng đất cĩ hạt nhỏ, hệ số thấm nhỏ như đất cát hạt nhỏ, hạt vừa và đất phù sa.
* Khi yêu cầu thi cơng địi hỏi phải hạ thấp mực nước ngầm xuống sâu.
* Đáy hố mĩng phải trên nền khơng thấm tương đối mỏng, dưới là tầng nước cĩ áp lực. So sánh hai phương pháp trên chọn phương pháp tháo nước trên mặt vì phương pháp này cĩ nhiều ưu điểm và phù hợp với phương án đã lựa chọn.
3.1.1.2. Xác định lưu lượng nước cần tiêu a.Tiêu nước trong thời kỳ đầu
Đây là giai đoạn vừa ngăn dịng xong và chuẩn bị cơng tác thi cơng đào hố mĩng. Thời kỳ này cần tiêu các loại nước đọng và nước thấm qua đê quai, lượng nước mưa bỏ qua vì thời kỳ chặn dịng là đầu mùa khơ nên lượng nước mưa khơng đáng kể: (Qm= 0)
* Lượng nước cần tiêu được tính theo cơng thức (4-3) trang 49 giáo trình thi cơng tập I (trường hợp chưa định trước thời gian T) như sau:
t Q h Q 24 . +Qm (3-1) Trong đĩ:
Q- lưu lượng cần tiêu (m3/h)
- diện tích bình quân của mặt nước hố mĩng trong ngày đêm (m2)
(được xác định từ bình đồ và mặt cắt ngang của đập xác định được hố mĩng đoạn lịng sơng
dài 120 m, rộng 32 m vậy ta cĩ: = 3.840 m2)
h
= (0,5 ÷ 1)m: Tốc độ hạ thấp mực nước trong ngày đêm mà khơng gây sạt lở mái hố mĩng
(m/ngày/đêm). Diện tích hố mĩng tương đối lớn nên ta lấy h=0,5m.
Qt- lưu lượng thấm vào hố mĩng được lấy Qt = 1,5Qđ. Qđ: Lưu lượng nước đọng,
m
Q - lưu lượng nước mưa (m3/h).
Từ cơng thức trên ta tính được:
24 5 , 0 * 840 . 3 * 1 24 5 , 0 * 840 . 3 Q 160,0 m3/h.
b. Tiêu nước trong thời kỳ đào mĩng
3.1 Sơ đồ bố trí tiêu nước hố mĩng 1. Hướng vận chuyển đất
2.3. Mương thốt nước 4. Giếng tập trung nước
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 62 Ngành: Cơng trình thủy lợi 5. Máy bơm
-Thời kỳ này trong hố mĩng cĩ các loại nước mưa, nước thấm và nước thốt ra từ khối đất đào. Lượng nước cần tiêu được tính theo cơng thức:
Q = Qm+ Qt + Qđ (3-2)
Trong đĩ:
Q- Lưu lượng cẩn tiêu (m3/h).
Qm = 24 .h F (3-3) Trong đĩ:
Qm- lưu lượng nước mưa đổ vào hố mĩng (m3/h)
F – diện tích hứng nước mưa của hố mĩng (m2)
h- lượng nước mưa bình quân ngày trong giai đoạn tính tốn (m).
Qm- lượng nước mưa cần tiêu trong phạm vi hố mĩng, thời gian này lượng mưa khơng
đáng kể nên ta bỏ qua Qm.
Qđ- lượng nước rĩc từ khối đất đã đào ra (m3/h).
Qđ = n m a V . 720 . . (3-4) Trong đĩ:
V – thể tích khối đất đào dưới mực nước ngầm: V=120*10*1,5=1800 (m3)
a- hệ số rĩc nước (đất cát a = 0,2 ÷ 0,3; cát pha sét a = 0,1÷ 0,15)
n- thời gian đào mĩng (n = tháng)
m- hệ số bất thường (m = 1,3 ÷ 1,5)
Qđ – lưu lượng rĩc từ khối đất đã đào ra (m3/h).
5625 , 0 1 * 720 5 , 1 * 15 , 0 * 1800 d Q m3/h
Thay các giá tri Qd và Qt và cơng thức (3-2) ta đựơc:
Q = 2,51 + 0,5625 = 3,0725 m3/h.
c. Tiêu nước cho thời kỳ thi cơng cơng trình chính
3.2 Sơ đồ bố trí hệ thống tiêu nước thường xuyên 1.Đê quai.
2.Giếng tập trung nước. 3.Mương.
4.Phạm vi xây dựng. 5.Hướng tập trung nước.
Thời kỳ này lượng nước cần tiêu gồm: nước mưa, nước thấm, nước thi cơng. Đây là thời kỳ bước vào thi cơng đắp đất đoạn lịng sơng, thời kỳ này lượng nước cần tiêu chủ yếu là lượng nước thấm qua đê quai (Qt = 2,51 m3/s), vì lượng nước mưa nếu cĩ cũng khơng đáng kể (Qm = 0), lượng nước do thi cơng thải ra thường là rất nhỏ (Qtc = 0), tuỳ theo tình hình thực tế để xác định lượng nước này và cĩ biện pháp tiêu thích hợp.
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 64 Ngành: Cơng trình thủy lợi
Q = Qm + Qt + Qtc (3-7)
Q = 2,51 m3/h (Qm = 0; Qtc= 0) Trong đĩ:
Qm- lưu lượng nước mưa (m3/h)
Qtc – lưu lượng nước thi cơng thải ra (m3/h)
t
Q - tổng lưu lượng nước thấm qua đê quai (m3/h).
3.1.1.3. Lựa chọn thiết bị và bố trí hệ thống tiêu nước hố mĩng
Việc chọn thiết bị tiêu nước (máy bơm) ngồi việc dựa vào những tính tốn trên đây cịn phải dựa vào kết quả thử tại hiện trường để diều chỉnh thiết bị cho hợp lý nhất nhằm đảm bảo yêu cầu tháo nước và tránh lãng phí vì trong khi bơm cĩ thể xảy ra các trường hợp sau:
* Nếu mực nước rút xuống nhanh chứng tỏ cơng suất bơm quá lớn cần giảm bớt số máy bơm đi.
* Nước khơng rút, hoặc rút chậm, cĩ thể đê quai nhiều hang hốc, lỗ rỗng thì phải xử lý triệt để rồi mới bơm.
* Mực nước rút rồi đến mức độ nào đĩ thi dừng lại, chứng tỏ lượng nước vào và lượng nước ra bằng nhau thì cần phải tăng thêm máy bơm và xử lý các lỗ rỗng trong đê quai.
Chọn máy bơm và thiết bị tiêu nước cho từng thời kỳ.
Để chọn được số máy bơm và bố trí hệ thống rãnh tiêu cần dựa vào: - Lưu lượng và cột nước cần bơm
- Bố trí phù hợp địa hình và bố trí chung cơng trường.
Căn cứ lượng nước, cột nước cần tiêu và các thơng số kỹ thuật của máy bơm, chọn máy bơm thơng dụng ở Việt Nam đang sử dụng chủ yếu hiện nay là máy bơm ở Hải Dương hiệu Ebara.