Khi thiết kế đập cần xét điều kiện không cho nước trμn qua đỉnh đập trong mọi trường hợp lμm việc; mặt khác đập không quá cao để đảm bảo điều kiện kinh tế.
www.vncold.vn
Để quyết định chọn cao trình đỉnh đập nên tiến hμnh tính toán theo hai trường hợp sau:
a) Tương ứng với mực nước dâng gia cường ở thượng lưu (khi xả lưu lượng lũ lớn nhất tính toán) đồng thời có xét tới chiều cao sóng leo lên mái đập vμ nước dềnh do gió bình quân lớn nhất (không kể h−ớng).
b) Tương ứng với mực nước dâng bình thường: ở thượng lưu, có xét tới chiều cao sóng leo vμ n−ớc dềnh do gió lớn nhất tính toán.
Tần suất gió lớn nhất tính toán xác định nh− sau:
Công trình cấp I - II: p = 2%;
CÊp III - IV: p = 4%;
CÊp V: p = 10%.
Cao trình đỉnh đập được lấy tương ứng với trường hợp bất lợi nhất trong 2 trường hợp tính toán nói trên. Ngoμi ra, đỉnh đập không được thấp hơn mực nước lũ kiểm tra (với tần suất lũ kiểm tra đ−ợc xác định theo Quy phạm).
Độ vượt cao đỉnh đập ở trên mực nước tĩnh (mực nước dâng bình thường hay mực nước dâng gia cường) được xác định theo công thức:
d = Δh + hsl + St + a, (6-1) Trong đó:
Δh - chiều cao mực n−ớc dềnh do gió;
hsl - chiều cao sóng leo lên mái;
St - chiều cao dự phòng lún theo thời gian;
a - chiều cao an toμn tuỳ thuộc vμo cấp của đập, đ−ợc xác định theo bảng sau:
Bảng 6-1
Chiều cao an toμn a (m) đối với cấp đập đất Tr−ờng hợp ứng
víi mùc n−íc I II III IV - V
Dâng bình th−ờng D©ng gia c−êng
1,0 0,7
0,7 0,5
0,5 0,4
0,4 0,3
Trường hợp trên đỉnh đập có xây tường chắn sóng loại thẳng đứng hay con chạch không thấm nước thì độ vượt cao d được tính đến đỉnh tường hay đỉnh con chạch. Với tường chắn sóng dạng cong, khi tính cao trình đỉnh tường không cần xét độ cao an toμn.
Cao trình đỉnh đập khi có xây các loại tường chắn sóng phải lớn hơn mực nước dâng gia cường ở thượng lưu tối thiểu 30cm.
2. Chiều rộng đỉnh đập
Chiều rộng đỉnh đập đ−ợc xác định theo yêu cầu cấu tạo, theo điều kiện giao thông vμ quốc phòng.
www.vncold.vn
Khi sử dụng đỉnh đập lμm đường giao thông thì chiều rộng đỉnh phải xác định theo các quy
định của giao thông, có xét tới nhu cầu quản lý khai thác.
Khi không sử dụng đỉnh đập lμm đường giao thông thì chiều rộng đỉnh phải xác định theo kích thước các máy móc dùng trong xây dựng vμ quản lý, đảm bảo đi lại thuận lợi cho công cụ vận chuyển, cầu trục thi công. Nói chung chiều rộng đỉnh đập không nhỏ hơn 3m đối với đập thấp vμ 5m đối với đập cao vμ vừa.
3. Mái đập và cơ đập
Độ dốc mái đập phụ thuộc vμo hình thức, chiều cao đập, loại đất đắp, tính chất nền v.v...
Khi thiết kế phải qua tính ổn định để chọn mái. Khi chọn sơ bộ có thể tham khảo bảng (6-2).
Trong bảng, độ dốc mái lμ côtang của góc nghiêng mái đập so với mặt nằm ngang.
Bảng 6-2
Độ dốc mái Độ dốc mái
Chiều cao
đập (m) Thượng lưu Hạ lưu
Chiều cao
đập (m) Thượng lưu Hạ lưu 5
5 ÷ 10 10 ÷ 20
2,0 2,5 2,75
1,5 2,0 2,25
20 ÷ 30
> 30
3,0 3,5
2,5 3,0
Nếu chiều cao đập H không quá 40m, mái dốc của đập có thể sơ bộ định theo công thức đơn giản sau:
1 2
Mái thượng lưu: m = 0,05H + 2,00 Mái hạ lưu: m = 0,05H + 1,50
⎫⎬
⎭ (6-2)
Cần tránh áp dụng bảng (6-2) vμ công thức (6-2) một cách máy móc mμ phải dựa vμo các
điều kiện vμ tính toán cụ thể để lựa chọn cho thích hợp. Nói chung mái thượng lưu xoải hơn mái hạ lưu, chủ yếu vì nó thường xuyên bão hoμ nước vμ chịu tác dụng của sóng, gió, mực nước rút nhanh. Đối với những đập cao dưới 15m có thể lμm mái dốc không đổi. Những đập cao hơn, mái thường lμm theo hình thức đường gãy, độ dốc thay đổi, như vậy không những thi công thuận tiện mμ còn tăng ổn định mái. Thông thường cao khoảng 10 ữ 15m, người ta lại thay đổi độ dốc mái
đập. Trị số thay đổi độ dốc mái không nên quá lớn, thường khoảng Δm = 0,25 ữ 0,50. Trên mái
đập hạ lưu ngoμi biện pháp thay đổi độ dốc còn bố trí các cơ rộng 1,5 ữ 2,0m để lμm đường đi lại kiểm tra, đặt rãnh thoát nước mưa.
Đ6.3. Tính toán thấm qua đập đất I. Khái niệm cơ bản
1. Mục đích và nhiệm vụ của việc tính toán thấm Việc tính toán thấm qua đập đất nhằm:
- Xác định lưu lượng thấm qua thân đập vμ qua nền. Trên cơ sở đó tìm lượng nước tổn thất của hồ do thấm gây ra vμ có biện pháp phòng chống thấm thích hợp.
www.vncold.vn
- Xác định vị trí đường bão hoμ, từ đó sẽ tìm được áp lực thấm dùng trong tính toán ổn định của mái đập.
- Xác định gradien thấm (hoặc lưu tốc thấm) của dòng chảy trong thân, nền đập, nhất lμ ở chỗ dòng thấm thoát ra ở hạ lưu để kiểm tra hiện tượng xói ngầm, đẩy trồi đất vμ xác định kích th−ớc cấu tạo của tầng lọc ng−ợc.
2. Ph−ơng pháp tính toán thấm
Có nhiều phương pháp tính thấm, thông dụng nhất lμ các phương pháp phân tích lý luận, đồ giải vμ thí nghiệm.
Ph−ơng pháp phân tích lý luận bao gồm ph−ơng pháp cơ học chất lỏng, ph−ơng pháp phần tử hữu hạn vμ ph−ơng pháp thuỷ lực.
Phương pháp cơ học chất lỏng mới giải được một số bμi toán đơn giản, do đó bị hạn chế, ít
đ−ợc sử dụng rộng rãi trong thực tế. Ph−ơng pháp phần tử hữu hạn đ−ợc áp dụng rộng rãi cho các
điều kiện biên phức tạp (hình dạng đập, nền vμ hệ số thấm khác nhau trong các miền).