2.6.2.1. Chọn ngày ngăn dũng
Chọn ngày ngăn dũng cần dựa vào cỏc điều kiện sau đõy: - Chọn lỳc nước kiệt nhất đầu mựa khụ.
- Đảm bảo sau khi ngăn dũng cú đủ thời gian đắp đờ quai, bơm cạn nước, nạo vột múng, xử lý nền xõy đắp cụng trỡnh chớnh hoặc bộ phận cụng trỡnh chớnh đến cao trỡnh vượt lũ trước khi lũ đến;
- Đảm bảo trước khi ngăn dũng cú đủ thời gian làm cụng tỏc chuẩn bị như đào hoặc đắp cỏc cụng trỡnh thỏo nước hoặc dẫn nước, chuẩn bị vật liệu, thiết bị …;
- Ảnh hưởng ớt nhất đến việc lợi dụng tổng hợp dũng chảỵ
Hồ chứa nước Sụng Sắt cú yờu cầu lớn nhất là phải cú đủ thời gian đắp đập đến cao trỡnh vượt lũ sau khi ngăn dũng và khi ngăn dũng cụng trỡnh dẫn nước đó xõy dựng xong trước đú.
Dựa vào những điều kiện đó phõn tớch trờn ta chọn ngày ngăn dũng là vào lỳc 8 giờ ngày 01 thỏng 02 năm 2014 thi cụng vỡ cú cỏc điều kiện thuận lợi sau:
- Lỳc này băt đầu thỏng thứ 2 của mựa khụ cú lưu lượng nhỏ: Q10% = 2,34 (m³/s). Theo tài liệu thủy văn đõy là lỳc chưa kiệt nhất so với thỏng III, IV, V. Nhưng để đảm bảo tiến độ, thời gian thi cụng cỏc hạng mục cụng trỡnh cần phải ngăn dũng vào đầu thỏng 02/2014.
- Cỏc cụng trỡnh phục vụ cho cụng tỏc ngăn dũng đó được chuẩn bị sẵn sàng, vật liệu tập kết đầy đủ.
- Đảm bảo sau khi ngăn dũng cú đủ thời gian để đắp đờ quai, bơm nước, nạo vột hố múng và thi cụng đập chớnh thuận lợi, dễ dàng.
Đồ ỏn tốt nghiệp Trang 37 Ngành: Kỹ thuật cụng trỡnh
Sinh viờn: Phạm Tiến Ánh Lớp: Đắk Lắk 2
2.6.2.2.Chọn tần suất lưu lượng thiết kế ngăn dũng
Thời gian ngăn dũng đó được xỏc định thỡ lưu lượng thiết kế ngăn dũng chỉ phụ thuộc vào tần suất thiết kế ngăn dũng.
Lưu lượng thiết kế ngăn dũng là trị số lưu lượng trung bỡnh của 3 ngày tại thời điểm ngăn dũng tương ứng với tần suất thiết kế ngăn dũng. Tần suất thiết kế phụ thuộc vào cấp cụng trỡnh và lấy theo QCVN 04-05-2012/BNN&PTNT tần suất lưu lượng lớn nhất tớnh toỏn lấp dũng là 10% đối với cụng trỡnh cấp IIỊ
2.2.2.3. Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dũng
Căn cứ vào QCVN 04-05-2012/BNN&PTNT và tài liệu thủy văn, ứng với tần suất thiết kế thi cụng P = 10% ta chọn lưu lượng thiết kế ngăn dũng là Q10% = 2,34 (m³/s).
2.6.3.. Chọn vị trớ và độ rộng cửa ngăn dũng
2.6.3.1. Chọn vị trớ
Khi xỏc định vị trớ cửa ngăn dũng cần ỏp dụng cỏc nguyờn tắc sau:
- Bố trớ cửa ngăn dũng ở giữa dũng vỡ dũng chảy thuận, khả năng thỏo nước lớn. - Bố trớ ở vị trớ chống xúi lở tốt.
- Bố trớ nơi cú đủ bói hiện trường rộng rói cho việc chất đống dữ trữ, vận chuyển vật liệu xe đi lại để thi cụng.
Căn cứ vào cỏc tài liệu đó cho: mặt bằng khu vực đầu mối, mặt cắt địa chất lũng sụng, quyết định chọn vị trớ cửa ngăn dũng nằm ở giữa dũng chớnh vỡ tại đú mặt cắt sụng sõu xuống, nằm sỏt với dải đất cao ở giữa sụng ban đầụ Khi đắp lấn sụng ta sẽ đắp từ phớa bờ phải sang chừa lại vị trớ cửa ngăn dũng đó định.
2.6.3.2. Xỏc định bề rộng cửa ngăn dũng
Chiều rộng cửa ngăn dũng được quyết định bởi cỏc yếu tố sau: - Luu lượng thiết kế ngăn dũng.
- Điều kiện chống xúi của nền. - Cường độ thi cụng.
- Yờu cầu về tổng hợp lợi dụng dũng chảỵ
- Trờn suối Sụng Sắt khụng cú yờu cầu về vận tải thủy, lưu lượng thiết kế ngăn dũng nhỏ. Q = 2,34 (m3/s) do đú chọn bề rộng cửa ngăn dũng là B= 6m.
2.6.3.3. Phương ỏn ngăn dũng và tổ chức thi cụng ngăn dũng
* Phương phỏp ngăn dũng:
Cú nhiều phương phỏp ngăn dũng như: đổ vật liệu vào dũng chảy (đất, cỏt, đỏ, bú cành cõy, khối bờ tụng ); nổ mỡn định hướng; bồi đắp bằng thủy lực, đúng cửa cống. Phương phỏp được ỏp dụng nhiều là đổ đất đỏ trực tiếp ngăn dũng.
Đồ ỏn tốt nghiệp Trang 38 Ngành: Kỹ thuật cụng trỡnh
Sinh viờn: Phạm Tiến Ánh Lớp: Đắk Lắk 2
Yờu cầu cụng tỏc đổ đỏ đắp đập ngăn dũng là khẩn trương, liờn tục với cường độ cao cho tới khi đập nhụ ra khỏi mặt nước.
+ Hiện nay cú 3 phương phỏp ngăn dũng: - Phương phỏp lấp đứng.
- Phương phỏp lấp bằng. - Phương phỏp lấp hỗn hợp.
Dựa vào tỡnh hỡnh đặc điểm cụng trỡnh hồ chứa nước Sụng Sắt ta chọn phương phỏp lấp đứng vỡ phương phỏp này cú những ưu điểm sau đõy:
+ Tại thời điểm ngăn dũng lưu lượng khụng lớn lắm, vật liệu được tập kết đầy đủ, với bề rộng của cửa ngăn dũng đó định.
+ Phương phỏp này phự hợp với điều kiện về địa hỡnh, địa chất cũng như phương tiện mỏy múc và nhõn lực cú sẵn.
Hỡnh 2.9 - Biểu thị phương phỏp lấp đứng A A B B Hỡnh 2.10 - Cửa ngăn dũng
Đồ ỏn tốt nghiệp Trang 39 Ngành: Kỹ thuật cụng trỡnh
Sinh viờn: Phạm Tiến Ánh Lớp: Đắk Lắk 2
hhl H MNTL B H MNHL Hỡnh 2.11- Mặt cắt ngang đờ ngăn dũng.
* Phương ỏn tổ chức thi cụng ngăn dũng:
Trước khi ngăn dũng cần tiến hành kiểm tra lại cụng trỡnh dẫn nước, khối lượng vật liệu chuẩn bị ngăn dũng theo dự tớnh, thành lập ban chỉ huy ngăn dũng.
Dựng ụ tụ vận chuyễn vật liệu đất đỏ xuống cửa ngăn dũng và lấp từ hai bờ sang. Sau khi ngăn dũng cần tiến hành tụn cao, đắp đờ quai đến cao trỡnh thiết kế. - Tổ chức thi cụng ngăn dũng:
Đắp đờ quai thượng lưu trước, đờ quai hạ lưu sau để giảm khối lượng đờ quai hạ lưu vỡ đờ quai hạ lưu được đắp trong trạng thỏi tĩnh, mực nước hạ lưu thấp.
2.6.4. Tớnh toỏn thủy lực ngăn dũng cho phương phỏp lấp đứng
- Phương trỡnh cõn bằng nước: Qđến=Qxả+Qcửa+Qthấm+Qtớch
Trong đú:
Qđến : Lưu lượng của sụng khi ngăn dũng. Qxả : Lưu lượng qua đường thoỏt nước. Qcửa : Lưu lượng dẫn qua tuyến dẫn nước. Qthấm: Lưu lượng thấm qua đỏ đổ.
Qtớch : Lưu lượng tớch tại lũng hồ. (Để đơn giản cú thể bỏ qua Qthấm, Qtớch)
Coi Qxả = 0; Qthấm = 0; Qtớch = 0 thỡ phương trỡnh cõn bằng chỉ cũn: Qđến = Qcửa
Giải phương trỡnh trờn bằng phương phỏp thử dần .
Tớnh lưu lượng qua cửa ứng với cột nước thượng lưụ Qcửa m.B. 2g.H3/ 20 (*)
Đồ ỏn tốt nghiệp Trang 40 Ngành: Kỹ thuật cụng trỡnh
Sinh viờn: Phạm Tiến Ánh Lớp: Đắk Lắk 2
Trong đú:
- B B (m.H) (m)
B : Chiều rộng trung bỡnh của cửa ngăn dũng. tớnh toỏn lấy mỏi dốc chõn kố m=1,25: Từ (*) cua 3/ 2 0 Q B m 2gH ; với: m = 0,16. 1 6 0 Z H
H0 – độ sõu trung bỡnh dũng chảy tới gần ở thượng lưu cửa ngăn dũng Ho = H + g Vo 2 2 ; Htl = hhl + Zgt Tớnh H:
Với lưu lượng lấp dũng là: Q = 2,34m3/s.
Tra bảng Q~Zhl Ứng với Q=2,34 m3/s ta tra được Zhl = 164.38 (m) và Zđs = 146.07 (m)
hn = 146.38 – 146.07 = 0,31m. Htl = hhl + Zgt = 0,31+Zgt
(Zgt là chờnh lệch mực nước thượng hạ lưu). Thay H vào cỏc cụng thức liờn quan ta được Vo=
) 31 , 0 .( 6 34 , 2 .H Zgt B Q Ho = H+V0 2 /2g = (0,31 +Zgt )+ 2 81 , 9 . 2 31 , 0 . 6 34 , 2 . 1 , 1 Zgt Trỡnh tự tớnh toỏn như sau:
+ Giả thiết Zgt
+ Tớnh Htl = hhl + Zgt
+ Tớnh H0
+ Tớnh B = B + mtb.H0
+ Tớnh được Q.
+ Ứng với một bề rộng cửa ngăn dũng ta phải tớnh đỳng dần bằng cỏch giả thiết Zgt cho đến khi thoả món phương trỡnh cõn bằng nước.
Theo izbas lưu tốc lớn nhất qua cửa ngăn dũng khi hai chõn kố gặp nhau:
H Z 1 * H * B Q V c Ta lập bảng tớnh thử dần để chọn ra cỏc kết quả đỳng nhất sau (bảng 2.6):
Đồ ỏn tốt nghiệp Trang 41 Ngành: Kỹ thuật cụng trỡnh
Sinh viờn: Phạm Tiến Ánh Lớp: Đắk Lắk 2
Cỏc thụng số: Qđến = Qcửa = 2,34 (m3/s ); Htl = hhl + Zgt = 0,31+Zgt Ho = H+V02/2g; Vo= * cua Q B H ;B = 6 m; B = B + mtb.H0 đ : Dung trọng của đỏ, đ = 2,5 (T/m³).
n : Dung trọng của nước, n = 0,981 (T/m³).
Bảng 2.5 - Bảng thử dần chọn đường kớnh đỏ ngăn dũng TT B Zgt(m) H H0 Z/H0 m Btb H03/2 Qcửa (m3/s) Q (m3/s) Vcửa (m/s) D(m) 1 6 0,14 0,45 0,50 0,29 0,11 6,00 0,35 1,05 2,34 0,57 0,014 2 6 0,19 0,50 0,53 0,37 0,12 6,63 0,39 1,34 2,34 0,65 0,019 3 6 0,24 0,55 0,58 0,42 0,12 6,69 0,44 1,57 2,34 0,76 0,025 4 6 0,29 0,60 0,62 0,47 0,12 6,76 0,49 1,81 2,34 0,87 0,033 5 6 0,34 0,65 0,67 0,51 0,13 6,82 0,55 2,07 2,34 0,98 0,043 6 6 0,39 0,70 0,72 0,55 0,13 6,88 0,61 2,34 2,34 1,10 0,054 7 6 0,44 0,75 0,77 0,58 0,13 6,94 0,67 2,63 2,34 1,22 0,066 8 6 0,49 0,80 0,81 0,61 0,13 7,01 0,73 2,93 2,34 1,35 0,081 9 6 0,55 0,86 0,87 0,63 0,13 7,07 0,81 3,28 2,34 1,49 0,099
Đường kớnh đỏ lớn nhất dựng để ngăn dũng được ỏp dụng theo cụng thức sau:
2 d n n V D 0,86. 2g = 0,054( ) 981 , 0 981 , 0 6 , 2 . 81 , 9 . 2 68 , 0 10 , 1 2 m
Đường kớnh đỏ được chọn chặn dũng ứng với cửa ngăn dũng là D = 0,054 (m). Vậy ta chọn loại đỏ cú kớch cỡ D 5,4 (cm) để làm vật liệu chặn dũng.
Đồ ỏn tốt nghiệp Trang 42 Ngành: Kỹ thuật cụng trỡnh
Sinh viờn: Phạm Tiến Ánh Lớp: Đắk Lắk 2
CHƯƠNG 3
THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CễNG TRÀN XẢ LŨ 3.1. Cụng tỏc hố múng3.1.1. Xỏc định phạm vi mở múng
Phạm vi mở múng là phần đất đỏ mà chỳng ta phải đào bỏ hoặc tiến hành gia cố và phải cú biện phỏp xử lý sau đú mới xõy dựng cụng trỡnh lờn trờn.
Phạm vi mở múng quyết định bởi cỏc yếu tố: Phần đỏy của cụng trỡnh, địa chất nền, cỏc khoảng lưu khụng phục vụ cho cụng tỏc đi lại, và tiờu nước hố múng.
+ Trỡnh tự xỏc định phạm vi mở múng:
- Xỏc định đường biờn đỏy của cụng trỡnh trờn mặt bằng cắt dọc, cắt ngang tràn - Xỏc định khoảng lưu khụng phục vụ cho việc đi lại, mỏy múc, cụng nhõn đi lại trong lũng hố múng nờn khoảng lưu khụng này thường kết hợp.
- Khoảng lưu khụng để bố trớ hệ thống tiờu nước hố múng phớa trờn mỏi dốc thường
là cỏc rónh cắt nước mưa và tiờu nước tự chảy phớa dưới thấp thỡ bố trớ cỏc giếng tiờu nước, thu nước để tiờu nước bằng động lực (mỏy bơm)
Nhưng hố múng tràn nằm trờn nền đỏ gốc rắn chắc, khụng cần mở rộng lưu khụng lớn và mở mỏi m = 0,5m.
- Xỏc định chiều sõu nổ mỡn, kớch thước mở múng tràn xả lũ dựa trờn những nguyờn tắc:
+ Khối lượng đào đất đỏ ớt
+ Đảm bảo tớnh ổn định của hố múng + Cú đủ mặt bằng thi cụng thuận lợi + Đỳng vị trớ đỳng kớch thước thiết kế
Căn cứ vào điều kiện: địa hỡnh, địa chất thủy văn ta đưa ra phương ỏn mở múng: - Lớp đất ở ký hiệu tầng địa chất cú chiều dày trung bỡnh từ (2-3m). Dựng mỏy đào, mỏy ủi đào bốc xỳc kết hợp ụ tụ vận chuyển.
- Lớp đỏ Granit ở ký hiệu tầng địa chất cú chiều dày trung bỡnh 8m. Dựng phương phỏp nổ mỡn mỏy đào, mỏy ủi đào bốc xỳc kết hợp ụ tụ vận chuyển.
PHAẽM VI COÂNG TRèNH PHAẽM VI COÂNG TRèNH
Đồ ỏn tốt nghiệp Trang 43 Ngành: Kỹ thuật cụng trỡnh
Sinh viờn: Phạm Tiến Ánh Lớp: Đắk Lắk 2
Trong cụng tỏc đào múng chỳng ta cần chỳ ý đến cụng tỏc an toàn cho người cũng như phương tiện thi cụng. Phải cú phương tiện bảo hộ cho cụng nhõn, rào chắn ở những vị trớ mỏi đào dốc trỏnh tỡnh trạng sạt lở đất.
3.1.2. Thiết kế nổ mỡn đào múng.
3.1.2.1. Cỏc phương phỏp nổ mỡn.
ạ Phương phỏp nổ mỡn lỗ nụng: là phương phỏp nổ mỡn ỏp dụng cho trường
hợp
d< 85mm ; H < 5m.
Trong đú: d: đường kớnh lỗ khoan H: Chiều sõu tầng nổ
Phương phỏp nổ mỡn lỗ nụng thường được dựng rộng rói khi đào lộ thiờn và đào ngầm: như khai thỏc vật lệu, đào múng trong nền đỏ, đào đường hầm, đào lớp bảo vệ, phỏ đỏ quỏ cỡ…
Nhờ phương phỏp này chỳng ta cú thể đào những hố đào với độ chớnh xỏc cao, khối đỏ ở ngoài phạm vi thiết kế ớt bị hư hạị
+ Phương phỏp này cú nhược điểm:
- Giỏ thành khoan nổ cao do tốn nhõn cụng, tốn thiết bị gõy nổ, năng suất của xe mỏy bốc xỳc đỏ thấp, tốc độ khoan nổ và bốc xỳc chậm.
b. Phương phỏp nổ mỡn lỗ sõu: là phương phỏp nổ mỡn ỏp dụng cho trường
hợp
d> 85mm ; H >5m. Người ta thường dựng cỏc lỗ khoan sõu 15 25 m, đường kớnh 106 250 mm và cú phương thẳng đứng. Trường hợp cần thiết cú thể dựng lỗ khoan nghiờng hoặc nằm ngang.
+ Phương phỏp này cú ưu điểm:
- Giỏ thành khoan nổ rẻ hơn nhiều so với nổ mỡn lỗ nụng do cỏc chi phớ về khoan,
thuốc nổ, thiết bị gõy nổ, nhõn cụng thỏp hơn.
- Thớch hợp với cơ giới húa khõu bốc xỳc và vận chuyển đỏ nhất là cỏc loại xe mỏy lớn.
+ Nhược điểm: - Cần cú thiết bị khoan lớn
- Cở đỏ trung bỡnh dễ sinh ra nhiều đỏ quỏ cở. Do đú cần cú xe mỏy phự hợp. - Khả năng gõy chấn động, nứt nẻ lớn, khú nổ đỳng phạm vi thiết kế của hố đàọ
+ Ứng dụng: - Phương phỏp này dựng rất phổ biến để đào kờnh hố múng, khai thỏc vật liệu, làm đường và đào cỏc cụng trỡnh ngầm cú kớch thước lớn.
c. Nổ mỡn tạo viền (tạo biờn): - Đường kớnh lỗ khoan từ 60 85mm, khoảng cỏch hai lổ liền nhau từ 0,5 0,9m. Nạp thuốc phõn đoạn khụng khớ. Khi nổ tạo thành rónh hẹp đi qua tất cả cỏc lỗ khoan.
Đồ ỏn tốt nghiệp Trang 44 Ngành: Kỹ thuật cụng trỡnh
Sinh viờn: Phạm Tiến Ánh Lớp: Đắk Lắk 2
+ Phương phỏp này cú ưu điểm: - Giỳp chỳng ta khoan lỗ đỳng phạm vi thiết kế yờu cầu, hố đào cú biờn mỏi phẳng nhẵn. Mặt khỏc đỏ ở biờn mỏi ớt bị phỏ hoại, đảm bảo ổng định hơn nhiềụ
- Khi dựng phương phỏp này kết hợp với cỏc phương phỏp nổ khỏc để đào cỏc hố đào khỏc ta khụng cần chừa lại lớp bảo vệ, trỏnh được khỏc khú khăn, chậm trể do sau này phải đào bỏ lớp này bằng nổ mỡn lỗ nụng hoặc thủ cụng.
+ Ứng dụng: - Phương phỏp tạo viền này dựng rất phổ biến để đào múng, kờnh, đường hầm và cỏc cụng trỡnh ngầm khỏc.
ẹ Nổ mỡn ốp: - Dựng để phỏ những khối đỏ tảng, đỏ quỏ cỡ…
- Ốp trờn bề mặt đỏ một lượng thuốc nhất định tựy theo kớch thước đỏ phỏ và lấp bằng đất ẩm hoặc đất sột dày 3 3,5cm.
- Chỉ tiờu dựng thuốc từ 1 2,0 kg/m3
f. Nổ mỡn vi sai: - Cỏc khối thốc nổ lệch nhau về thời gian. Biện phỏp cú thể
dựng là kớp vi saị Chờnh lệch thời gian của kớp vi sai là: 1/000 giõy
+ Nổ mỡn vi sai cú ưu điểm: - Đất đỏ được đập vỡ đều hơn , lượng đỏ quỏ cỡ giảm đi rất nhiềụ
- Giảm tỏc dụng địa chấn. Cũng vỡ vậy mà cho phộp ta dựng vụ nổ cú quy mụ lớn hơn để tăng nhanh tốc độ thi cụng.