thiết kế đập đất Công trình Sửa chữa nâng cấp đảm bảo an toàn đầu mối Hồ chứa nước An Long

thiÕt kÕ ®Ëp ®Êt
thiÕt kÕ ®Ëp ®Êt
Vị TRí Dự áN
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi
công
Cụng trỡnh: Sa cha nõng cp m bo an ton u mi H cha nc
An Long
X QU PHONG - HUYN QU SN QUNG NAM
CHNG 1 GIớI THIệU CHUNG
1.1. Vị trí địa lý và hiện trạng dự án.
- Hồ chứa nớc An Long có cụm công trình đầu mối đợc xây dựng trên suối An
Long thuộc thôn 1, xã Quế Phong, huyện Quế Sơn, tỉnh Quảng Nam nằm ở toạ độ địa
lý sau :
Vĩ độ Bắc : 15
o
3600
Kinh độ Đông : 108
o
0900
Bản đồ vị trí dự án
1.2. Hiện trạng hồ chứa nớc An Long:
- Cụng trỡnh h cha nc An Long c xõy dng t nm 1985 v hon thnh
vo nm 1986. Theo thit k, cụng trỡnh cú nhim v ti cho 250 ha t sn xut
nụng nghip v phũng chng l lt, hn hn cho xó Qu Phong, huyn Qu Sn,
tnh Qung Nam. Cụng trỡnh u mi bao gm cỏc hng mc: H cha nc, p
chớnh, trn x l, cng ly nc.
- n nay ó qua 27 nm s dng, cụng trỡnh ó gúp phn vo vic n nh sn
xut nụng nghip, tng nng sut v sn lng cõy trng, gúp phn xúi úi, gim
nghốo v tng bc nõng cao mc sng ngi dõn trong vựng. Tuy nhiờn do cụng
trỡnh c thit k v thi cụng trong iu kin khú khn v mi mt, cht lng

thi cụng mt s hng mc cha t yờu cu cho nờn n nay ó bc l mt s tn
ti nh: Trn x l b rũ r nc ngng trn, chõn tng trn; ỏ lỏt bo v mỏi
thng lu b lỳn sp, st l; phn thỏp cng ly nc xõy dng cha hon thin
nờn khụng cú nh thỏp, khụng cú dm mỏy úng m, ca úng m cng ly
nc thng xuyờn b kt, vic úng m rt khú khn nh hng rt ln n cụng
tỏc iu tit ti , ng qun lý cha c nõng cp, nh qun lý cng b
Trang 2
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi
công
Cụng trỡnh: Sa cha nõng cp m bo an ton u mi H cha nc
An Long
X QU PHONG - HUYN QU SN QUNG NAM
xung cp v xa cụng trỡnh nờn gõy rt nhiu khú khn trong cụng tỏc qun lý
v vn hnh h cha.
- Sau khi tin hnh kho sỏt, ỏnh giỏ tỡnh trng thc t v nghiờn cu cỏc ti liu
a hỡnh, a cht, thy vn, tỡnh hỡnh dõn sinh kinh t xó hi ca khu vc d ỏn.
n v T vn cú nhng nhn xột nh sau:
1.3. Chất lợng hiện trạng công trình và mức độ an toàn :
1.1.1 Đập đất:
- Đợc thiết kế là đập đất đồng chất, chiều dài 286,53m, chiều cao đập lớn nhất
Hmax=26,0m; mái thợng lu đợc gia cố bằng đá lát khan; mái hạ lu đợc trồng cỏ, có
rãnh thoát nớc mặt. Qua 27 năm quản lý khai thác đến nay tuyến đập chính đã bộc
lộ những h hỏng, xuống cấp:
- Đã thấy xuất hiện dòng thấm ở hạ lu bên vai tả đập khi mực nớc hồ lên cao; chân
hạ lu đập từ cửa ra cống lấy nớc đến hết vai tả bị sình lầy, nớc ngầm trồi ngợc lên,
dễ gây mất an toàn chân đập.
- Mái thợng lu đợc gia cố bằng đá lát khan đã bị sạt lở và sụt lún nhiều vị trí; từ cao
trình +109,50m đến đỉnh đập không đợc gia cố bảo vệ nên bị xói mòn, sạt lở nhiều.
- Mặt đập cha đợc gia cố nên công tác vận hành và quản lý gặp nhiều khó khăn.

- Cha có tờng chắn sóng trên đỉnh đập.
1.1.2 Tràn tháo lũ:
- Tràn xả lũ nằm phía yên ngựa bờ tả lòng hồ, hình thức tràn dọc, chảy tự do, ng-
ỡng tràn kiểu thực dụng hình thang; bề rộng tràn B=30,0m (chiều dài ngỡng tràn
Btr=33,0m), bề rộng phần dốc tràn Bdốc=8,7m; tiêu năng dạng mũi phun. Kết cấu
ngỡng tràn, tờng bên bằng đá xây; mũi phun bê tông cốt thép.
- Hiện nay đã có nhiều vị trí đã bị thối vữa ở phần ngỡng tràn, sân trên dốc, bản
đáy dốc và chân tờng; sân dốc tràn xuất hiện những vết nứt ngang nên sẽ tiềm ẩn
nguy cơ xảy ra sợ cố khi có ma lũ.
- Phần mặt ngỡng tràn đã bị bong tróc vữa, khi mực nớc hồ lên cao thì xuất hiện
dòng thấm từ trong thân ngỡng tràn, uy hiếp trực tiếp đến sự ổn định công trình.
Đơn vị Quản lý khai thác đã gia cố sửa chữa một phần mặt tràn, tuy nhiên vẫn tiềm
ẩn nguy cơ mất an toàn cho công trình.
1.1.3 Cống lấy nớc:
- Cống lấy nớc trên đập chính và nằm về phía tả đập, hình thức cống: cống hộp
BTCT (80x120)cm, tháp đóng mở đặt ở đỉnh đập, không có nhà tháp bảo vệ.
- Theo báo cáo của Xí nghiệp KTTL Quế Sơn và kết quả kiểm tra thực tế thì cống
lấy nớc đang ở tình trạng xuống cấp do vận hành lâu năm; dàn đóng mở bị h hỏng
nặng và thờng xuyên bị kẹt không đóng mở đợc, nớc trong hồ thờng xuyên qua
cống gây rất nhiều khó khăn cho công tác vận hành tới và gây thất thoát nguồn nớc
tới lớn.
- Phần cửa vào và cửa ra của cống bằng đá xây bị sạt lở, thối vữa. Nhà tháp cha đợc
xây dựng nên công việc bảo vệ máy đóng mở cửa cống không đợc an toàn.
d. Đờng quản lý:
Trang 3
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi
công
Cụng trỡnh: Sa cha nõng cp m bo an ton u mi H cha nc
An Long

X QU PHONG - HUYN QU SN QUNG NAM
- Đờng quản lý dài khoảng 1km là đờng GTNT phục vụ dân sinh nhng hiện nay đã
bê tông hóa chỉ còn một đoạn dài 625 m đờng đất thờng xuyên bị ma lũ phá hoại,
rất khó khăn cho công tác quản lý hồ trong mùa ma lũ và đi lại của ngời dân sống
trong vùng.
1.4. Những căn cứ để Thiết kế bản vẽ thi công Tổng dự toán.
1.1.4 Danh mục quy chuẩn xây dựng, tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng.
- QCVN 04-02:2010/BNNPTNT: Thành phần, nội dung hồ sơ thiết kế kỹ thuật, Bản
vẽ thi công công trình thủy lợi;
- QCVN 04-05:2011/BNNPTNT: Các quy định chủ yếu về thiết kế - Công trình thuỷ
lợi;
- TCVN 8216-2009: Thiết kế đập đất đầm nén.
- TCVN 8420-2010:Tính toán thuỷ lực công trình xả kiểu hở và xói lòng dẫn bằng
đá do dòng phun.
- TCVN 8421-2010: Tải trọng và lực tác dụng lên công trình do sóng và tàu.
- TCVN 8422- 2010: Thiết kế tầng lọc ngợc công trình thuỷ công;
- TCVN 4253-86: Nền các công trình thuỷ công - Tiêu chuẩn thiết kế
- QPTL C6-78: Quy phạm tính toán thủy lực đập tràn.
- QPTL C-6-77: Quy phạm tính toán các đặc trng thủy văn thiết kế.
- QPTL C1-75: Quy phạm tính toán thuỷ lực cống dới sâu.
- Quy phạm thiết kế đờng thi công công trình thủy lợi 14TCN 43-85.
- TCVN 8217 : 2009 - Đất xây dựng công trình thuỷ lợi -Phân loại;
- TCVN 8218 : 2009 - Bê tông thuỷ công - Yêu cầu kỹ thuật;
- Sổ tay kỹ thuật thuỷ lợi và các quy định hiện hành khác.
1.1.5 Các phần mềm tính toán về kinh tế kỹ thụật:
- Các đặc trng thủy văn thiết kế sử dụng phơng pháp thống kê xác suất và phơng
pháp phân tích nguyên nhân hình thành.
- Xác định nhu cầu nớc mặt ruộng khu tới sử dụng chơng trình CROPWAT của tổ
chức lơng thực thế giới FAO.
- Tính toán thấm qua đập đất : thấm 2 phơng (2D) bằng phơng pháp phần tử hữu

hạn. Mô đun chơng trình tính GEOSLOPE/SEEP.
- Tính toán ổn định mái dốc theo các phơng pháp : phơng pháp áp lực trọng luợng
của TSRUGAEP, phơng pháp ORDINARY, MORGENSTEM-PRICE, JANBU,
BISHOP, GLE. Mô đun chơng trình tính GEOSLOPE/SLOPE.
- Các công tác tính toán chuyên ngành khác về thủy lực, thủy văn, : Phân tích tính
toán chuyên ngành và tính toán theo các phần mềm trên máy tính tự lập.
- Quyết định giao nhiệm vụ khảo sát và lập dự án, hợp đồng lập dự án đầu t.
1.5 . Qui mô công trình
1.1.6 Cấp công trình và tần suất thiết kế:
- Cấp công trình : đầu mối cấp II .
- Tần suất lũ thiết kế : đầu mối P = 1%,
- Tần suất lũ kiểm tra: : đầu mối P = 0,2%.
Trang 4
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi
công
Cụng trỡnh: Sa cha nõng cp m bo an ton u mi H cha nc
An Long
X QU PHONG - HUYN QU SN QUNG NAM
- Mức bảo đảm tới và ma thiết kế : P = 85%.
- Tần suất thiết kế dẫn dòng thi công : P = 10%.
- Tần suất gió max thiết kế : P = 4%.
1.1.7 Các thông số cơ bản của công trình:
+ Tuyến công trình: Tuyến theo tuyến công trình hiện trang .
+ Thông số cơ bản của hồ chứa:
TT Hạng mục
Ký
hiệu
Đơn
vị

Các chỉ tiêu
Hiện
trạng
Nâng cấp
I Chỉ tiêu kỹ thuật
1 Diện tích lu vực Flv Km
2
6,50 6,50
2 Diện tích tới W ha 150 250
3 Tần suất đảm bảo tới P % 75 85
4 MNDBT m +108,50 +108,50
5 MNC m +95,40 +95,40
6 MNDGC (P=1,5%); P=1% m +110,30 +110,40
7 MNDGC P=0,2% m +110,60
8 Dung tích chết W
c
10
6
m
3
0,10 0,10
9 Dung tích kho W
k
10
6
m
3
2,028 2,028
10 Dung tích hiệu quả W
hq

10
6
m
3
1,928 1,928
11 Dung tích hồ ứng MNGC 1% 10
6
m
3
2,763
12
Hệ số điều tiết dòng chảy
0,68 0,70
13 Lu lợng đỉnh lũ Q=(1,5%);1% m
3
/s 167,00 192,00
14 Lu lợng xả lũ Q=(1,5%);1% m
3
/s 114,00 168,15
15 Lu lợng đỉnh lũ 0,2% m
3
/s 223,55
16 Lu lợng xả lũ 0,2% m
3
/s 196,25
II Đập đất
1 Chiều dài đỉnh đập L
đđ
m 286,53 286,53
2 Chiều cao đập lớn nhất H

đmax
m 26,0 26,0
3 Chiều cao tờng chắn sóng đập

tcs
m 0,8
4 Cao trình đỉnh đập đất

đđ
m +111,50 +111,60
5 Bề rộng mặt đập B
đ
m 4,0 6,0
6 Bề rộng mặt cơ hạ lu B
cđHL
m 3,5 ữ4,0 3,5 ữ5,0
7 Mái thợng lu
m
TLT,
2,75ữ4,0 2,75ữ3,75
8 Gia cố mái thợng lu
Đá lát khan
Đá lát khan;
BTCT đổ tại chỗ
9 Mái hạ lu
m
HLT,
m
HLD
3,0 ữ3,50 3,0 ữ3,50

Trang 5
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi
công
Cụng trỡnh: Sa cha nõng cp m bo an ton u mi H cha nc
An Long
X QU PHONG - HUYN QU SN QUNG NAM
TT Hạng mục
Ký
hiệu
Đơn
vị
Các chỉ tiêu
Hiện
trạng
Nâng cấp
III Tràn xả lũ
1 Hình thức đỉnh tràn Thực dụng Thực dụng
2 Cao trình ngỡng tràn

ng
m +108,50 +108,50
3 Chiều rộng ngỡng tràn (thoát lũ ) B
tr
m 33,00 35,00
4 Chiều dài dốc nớc L
dn
m 50 50
5 Độ dốc dốc nớc i
dn

% 17 17
6 Độ dốc đoạn thu hẹp i
th
% 4 4
7 Cột nớc tràn H
tr
m 1.80 1.88
8 Chiều rộng dốc nớc B
dn
m 8,7 8,2
9 Hình thức tiêu năng
Máng
Phun
Máng Phun
IV Cống lấy nớc
1 Hình thức cống
Ngầm có
áp
Ngầm có áp
2 Chiều dài cống L m 69,0 69,0
3 Lu lợng cấp tới Qtk m
3
/s 0,40 0,40
4 Cao độ đáy Cống

đc
m 94,60 94,60
5 Khẩu diện Cống BxH m 0,80x1,2 0,80x1,2
6 Hình thức điều tiết nớc
Cửa van phảng

thợng lu
Cửa van phảng
thợng lu
V Đờng thi công và quản lý
Chiều dài đờng thi công m 625,0
VI
Diện tích chiếm đất: - Tạm thời
- Vĩnh viễn
ha
2,00
0,50
Trang 6
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi
công
Cụng trỡnh: Sa cha nõng cp m bo an ton u mi H cha nc
An Long
X QU PHONG - HUYN QU SN QUNG NAM
CHNG 2 : CáC TàI LIệU CƠ BảN
2.1. Đặc điểm địa hình, địa chất vùng tuyến đập đất.
2.1.1 Đặc điểm địa hình:
- Đặc trng địa hình khu vực thuộc vùng miền núi trung du. Vùng đầu mối đợc bao
bọc bởi các dãy núi có độ cao trung bình +730.00m ở phía Tây Bắc, ở phía Tây
Nam và Nam là các dãy núi thấp có cao độ từ +300,0m và rải rác gò đồi thấp, khu
hởng lợi có cao độ từ +80.00m ở gần đầu mối và thấp dần xuống cao trình
+50.00m ở phía Đông Bắc và giáp đờng ĐT611 . Địa hình khu vực bị chia cắt mạnh
bởi các sông suối trong khu vực nh suối An Long, và các suối nhỏ khác.
+ Khu vực lòng hồ:
- Căn cứ vào bản đồ UTM tỉ lệ 1/25.000 và bản đồ địa hình lòng hồ 1/10.000 đã thu
thập, cho thấy lu vực hồ chứa nớc An Long nằm trong thung lũng của núi Hổ Chè

và các dãy núi cao ở phía Tây Bắc. Địa hình lu vực hồ chứa đợc hình thành từ
những các tụ thuỷ lớn và suối An Long. Lu vực hồ tính đến tuyến công trình là
6,5km
2
Độ dốc sờn lu vực khá lớn, nhất là bên rìa trái của các núi phía Tây Bắc. H-
ớng dốc địa hình tuỳ theo hớng các tụ thuỷ chảy ra suối chính An Long nhng nhìn
chung theo hớng chính là từ Tây Bắc sang Đông Nam. Với điều kiện này sự tập
trung dòng chảy mùa ma lũ nhanh và có tốc độ dòng chảy lớn sẽ gây ra sự bào mòn
mạnh ở mặt sờn lu vực cũng nh bồi lắng lớn ở kho nớc.
Các đặc trng thuỷ lý lu vực :
+ Diện tích lu vực : F = 6,5 km
2

+ Chiều dài suối chính : L = 2,8 km
+ Chiều dài suối nhánh : Ln = 2,1 km
+ Độ dốc lòng suối chính : J
s
= 149%o
+ Độ dốc sờn lu vực : J
d
= 509%o
Tài liệu địa hình
Bình đồ lòng hồ tỷ lệ 1/1000.
Trắc dọc các tuyến tràn
Trắc ngang các tuyến tràn.
2.1.2 Đặc điểm địa chất vùng dự án
a. Địa chất công trình:
- Qua công tác trắc hội và khảo sát sơ bộ, khu vực có cấu trúc địa chất lớp trên
thuộc trầm tích hiện đại là bồi tích, sờn tàn tích là các lớp đất phong hóa từ đá
phiến thạch anh xerixits, xerixit-clorit Thành phần gồm dăm sạn á sét - đất á sét

chứa nhiều dăm sạn và cát hạt thô mầu nâu sẫm, xám nâu, nâu nhạt xám vàng.
Dăm sạn và cát là sản phẩm phong hoá của đá gốc chiếm hàm lựơng từ 20 - 40%,
Trang 7
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi
công
Cụng trỡnh: Sa cha nõng cp m bo an ton u mi H cha nc
An Long
X QU PHONG - HUYN QU SN QUNG NAM
có chỗ >50%, kích thứơc từ 2.5 - > 20.0 mm, khá tròn cạnh, bán sắc cạnh, phong
hoá nhẹ - vừa, cứng chắc. Trạng thái thiên nhiên của phần đất cứng - nửa cứng, kết
cấu chặt vừa. Khi tiếp xúc với nớc thì chuyển sang trại thái rời xốp. Cấu trúc địa
chất nền là đá Granít mầu xám trắng, xám xanh, xám sáng, đốm đen, cấu tạo khối,
kiến trúc nửa tự hình, hạt lớn - thô. Thành phần khoáng vật chủ yếu là: Thạch anh
(40%), Plagioclas (30%), Felspat Kali (20%) Biotit (4%), Horblen (4%), Sfen (2%)
và các khoáng vật thứ sinh sericit, sét, clorit. Đá có tuổi Pecmi muộc - Trias sớm,
phức hệ Quế Sơn (gdP2 - T1qs).
- Qua khảo sát địa chất nền tuyến tràn cho thấy nền tràn là tầng đới phong hóa vừa.
Hàm lựơng đất chiếm khoảng 30 - 40%; dăm sạn, các mảnh đá chiếm từ 30 - 20%;
trạng thái tự nhiên cứng, kết cấu chặt, còn giữ nguyên hình dạng của đá gốc granit.
b. Địa chất nền tuyến đập đất:
- Trên cơ sở kết quả khảo sát thực địa, số liệu thí nghiệm các mẫu đất và tham khảo
các tài liệu Địa chất công trình-Địa chất thuỷ văn của những công trình đã thực hiện
cho thấy địa tầng khu vực dự kiến xây dựng công trình phân bố nh sau:
+ Lớp 1: Nền công trình cũ: Lớp đất đắp eQ gồm sét và sét pha mầu nâu vàng nâu
đỏ, trạng thái dẻo cứng đến cứng, kết cấu chặt, đất đã cố kết hoàn toàn. Tính thấm
nớc yếu (K = 2.53x10 cm/s), lớp này có độ dày 4.5-5.0m.
Kết quả thí nghiệm một số chỉ tiêu cơ bản nh sau:
- Thành phần hạt
+ Hạt sỏi sạn : 4,49 %

+ Hạt cát : 39,94 %
+ Hạt bụi : 22,54 %
+ Hạt sét : 33,03 %
- Độ ẩm tự nhiên : W = 14,70 %
- Dung trọng tự nhiên : g
w
= 1.954 g/cm
3
- Dung trọng khô : g
c
= 1.703 g/cm
3

- Tỷ trọng : = 2.677 g/cm
3
- Hệ số rỗng : e = 0.57
- Độ rỗng : n = 36.38 %
- Độ bão hoà : G = 69.00 %
- Giới hạn Atterberg:
+ Giới hạn chảy : WL = 40.54 %
+ Giới hạn dẻo : WP = 26.91 %
+ Chỉ số dẻo : Ip = 13.62
- Độ sệt : B = -0.90
- Hệ số nén lún : a1-2 = 0.009 Kg/cm
2
- Mô đun biến dạng : E
1-2
= 100.32 Kg/cm
2
- Lực dính kết : C = 0.29 Kg/cm

2
Trang 8
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi
công
Cụng trỡnh: Sa cha nõng cp m bo an ton u mi H cha nc
An Long
X QU PHONG - HUYN QU SN QUNG NAM
- Góc nội ma sát : = 25
0
14

- Hệ số thấm K : K = 2.572x10
-4
Cm/s
+ Lớp 2: Hỗn hợp tàn tích (eQ) sn tàn tích (deQ) vlớp phong hóa nhẹ đến vừa
(IA). Thành phần gm dăm sạn á sét - đất á sét chứa nhiều dăm sạn và cỏt ht thụ
mầu nâu sẫm, xám nâu, nâu nhạt xám vàng. Dăm sạn và cát là sản phẩm phong
hoá của đá gốc chiếm hàm lựơng từ 20 - 40%, có chỗ >50%, kích thứơc từ 2.5 - >
20.0 mm, khá tròn cạnh, bán sắc cạnh, phong hoá nhẹ - vừa, cứng chắc. Trạng thái
thiên nhiên của phần đất cứng - nửa cứng, kết cấu chặt vừa. Khi tiếp xúc với n ớc thì
chuyển sang trại thái rời xốp, độ dày từ 5.0-6.5m.
Kết quả thí nghiệm một số chỉ tiêu cơ bản nh sau:
- Thành phần hạt
+ Hạt sỏi sạn : 11,77 %
+ Hạt cát : 46,76 %
+ Hạt bụi : 20,21 %
+ Hạt sét : 21.26 %
- Độ ẩm tự nhiên : W = 18,34 %
- Dung trọng tự nhiên : g

w
= 1.891 g/cm
3
- Dung trọng khô : g
c
= 1.598 g/cm
3

- Tỷ trọng : = 2.68 g/cm
3
- Hệ số rỗng : e = 0.67
- Độ rỗng : n = 40.28 %
- Độ bão hoà : G = 73.00 %
- Giới hạn Atterberg:
+ Giới hạn chảy : WL = 37.71 %
+ Giới hạn dẻo : WP = 25.19 %
+ Chỉ số dẻo : Ip = 12.52
- Độ sệt : B = -0.55
- Hệ số nén lún : a1-2 = 0.015 Kg/cm
2
- Mô đun biến dạng : E
1-2
= 80.65 Kg/cm
2
- Lực dính kết : C = 0.225 Kg/cm
2
- Góc nội ma sát : = 23
0
19

- Hệ số thấm K : K = 4.802x10
-4
Cm/s
+ Lớp 3: Lớp IB; Đới phong hóa vừa gồm dăm sạn và các mảnh đá cha phong hóa
hết, lấp nhét bởi đất á sét, hàm lợng đất chiếm khoảng 30-40%, dăm sạn, các mảnh
đá chiếm từ 20-30%, trạng thái thiên nhiên phần đất cứng, kết cấu chặt, còn giữ
nguyên hình dạng của đá gốc Granit, lớp này có độ dày từ 0.8-1.5m.
+ Lớp 4: Đá gốc Granit màu xám trắng, xám xanh, xám sáng, đốm đen, cấu tạo
khối, kiến trúc nửa tự hình, hạt lớn-thô. Thành phần khoáng vật là chủ yếu là: thạch
anh (40%), Plagioclas (30%), Felspat Kali (20%), Biolit (4%), Horblen (4%), Sfen
Trang 9
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi
công
Cụng trỡnh: Sa cha nõng cp m bo an ton u mi H cha nc
An Long
X QU PHONG - HUYN QU SN QUNG NAM
(2%) và các khoáng vật thứ sinh sericit, sét, clorit. Đá có tuổi Pecmi muộc Trias
sớm, phức hệ Quế Sơn (P
2
-T
1qs
)
c. Địa chất nền tuyến tràn:
- Qua khảo sát địa chất nền tuyến tràn cho thấy nền tràn là tầng đới phong hóa vừa.
Hàm lựơng đất chiếm khoảng 30 - 40%; dăm sạn, các mảnh đá chiếm từ 30 - 20%;
trạng thái tự nhiên cứng, kết cấu chặt, còn giữ nguyên hình dạng của đá gốc granit.
+ Lớp 1: Nền công trình cũ: Lớp đá xây vữa M100 và lớp bê tông M200 của tràn
cũ, cứng chắc, một vài vị trí của bê tông bị nứt nẻ sụt lún theo các phơng pháp khác
nhau. Tại vị trí TB6 đến T7A bê tông nứt theo phơng vuông góc với phơng trắc dọc

của tràn, khe nứt rộng từ 1mm đến 4cm, lớp này có độ dày 0.3-0.4m.
+ Lớp 2: Lớp edQ+IA; hỗn hợp sờn tàn tích (edQ) gồm dăm sạn á sét - đất á sét
chứa nhiều dăm sạn và cát hạt thô màu nâu sẫm, xám nâu, nâu nhạt xám vàng.
Dăm sạn và cacst là sản phẩm phong hóa của đá gốc chiếm hàm lợng 20-30%, có
chỗ >50%, kích thớc từ 0.5-1.0m, khá tròn cạnh, bán sắc cạnh, khá cứng phong hóa
nhẹ-vừa, cứng chắc. Trạng thái thiên nhiên của phần đất cứng nửa cứng, kết cấu
chặt vừa, độ dày từ 3.8-5.0m.
Kết quả thí nghiệm một số chỉ tiêu cơ bản nh sau:
- Thành phần hạt
+ Hạt sỏi sạn : 10,44 %
+ Hạt cát : 48,69%
+ Hạt bụi : 17,15 %
+ Hạt sét : 23,72 %
- Độ ẩm tự nhiên : W = 18,80 %
- Dung trọng tự nhiên : g
w
= 1.857 g/cm
3
- Dung trọng khô : g
c
= 1.563 g/cm
3

- Tỷ trọng : = 2.68 g/cm
3
- Hệ số rỗng : e = 0.72
- Độ rỗng : n = 41.69 %
- Độ bão hoà : G = 71.00 %
- Giới hạn Atterberg:
+ Giới hạn chảy : WL = 37.38 %

+ Giới hạn dẻo : WP = 25.64 %
+ Chỉ số dẻo : Ip = 11.75
- Độ sệt : B = -0.58
- Hệ số nén lún : a1-2 = 0.013 Kg/cm
2
- Mô đun biến dạng : E
1-2
= 93.04 Kg/cm
2
- Lực dính kết : C = 0.241 Kg/cm
2
- Góc nội ma sát : = 23
0
53

- Hệ số thấm K : K = 4.802x10
-4
Cm/s
Trang 10
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi
công
Cụng trỡnh: Sa cha nõng cp m bo an ton u mi H cha nc
An Long
X QU PHONG - HUYN QU SN QUNG NAM
+ Lớp 3: Lớp IB; Đới phong hóa vừa gồm dăm sạn và các mảnh đá cha phong hóa
hết, lấp nhét bởi đất á sét, hàm lợng đất chiếm khoảng 30-40%, dăm sạn, các mảnh
đá chiếm từ 20-30%, trạng thái thiên nhiên phần đất cứng, kết cấu chặt, còn giữ
nguyên hình dạng của đá gốc Granit, lớp này có độ dày từ 0.8-1.5m.
+ Lớp 4: Đá gốc Granit màu xám trắng, xám xanh, xám sáng, đốm đen, cấu tạo

khối, kiến trúc nửa tự hình, hạt lớn-thô. Thành phần khoáng vật là chủ yếu là: thạch
anh (40%), Plagioclas (30%), Felspat Kali (20%), Biolit (4%), Horblen (4%), Sfen
(2%) và các khoáng vật thứ sinh sericit, sét, clorit. Đá có tuổi Pecmi muộc Trias
sớm, phức hệ Quế Sơn (P
2
-T
1qs
)
Kết quả thí nghiệm một số chỉ tiêu cơ bản nh sau:
STT
Lớp
đất
Khối l-
ợng
riêngD
(g/cm
3
)
Khối lợng
thể tích
khô
g
k
(g/cm
3
)
Độ
đặc
(%)
Độ

rổng
(%)
Độ hút
nớc
(%)
Cờng độ kháng
ép(kG/cm2)
Hệ số
hóa
mềm
của đá
Khô Bão hoà
1 IB 2,705 2,256
83,40
1
16,599 19,400 170,665 129,925 0,763
2 IIA 2,723 2,696 99,011 0,989 7,195 717,705 660,414 0,920
2. 2. Kết quả tính toán thuỷ văn hồ chứa.
- Cao độ mực nớc chết : MNC : +95.4 m
- Cao độ mực nớc dâng bình thờng MNDBT :+108,5 m
- Cao độ mực nớc dâng gia cờng MNDGC(1,0%) :+110,40 m
- Vận tốc gió trung bình lớn nhất thực đo Vtb : 22 m/s
- Vận tốc gió lớn nhất (=1,5Vtb) Vmax : 33 m/s
- Chiều dài tuyến sóng tơng ứng với các mực nớc hồ (Đà gió)
+ ứng với MNDBT +108.50 m :D = 0,400 km
+ ứng với MNDGC +110.40 m (1,0%) :D = 0,425 km
2.3. Các chỉ tiêu thiết kế chủ yếu:
* TCVN 8216-2009: Thiết kế đập đất đầm nén.
Hệ số an toàn về trợt:
- Đối với trờng hợp tổ hợp lực cơ bản K = 1,30

- Đối với trờng hợp tổ hợp lực đặc biệt K = 1,10
Độ vợt cao an toàn trên mực nớc tĩnh tính toán đối với đập cấp II:
- Đối với trờng hợp cơ bản a = 1,2 m
- Đối với trờng hợp đặc biệt a = 1,0 m
2.4. Các chỉ tiêu cơ lý cơ bản của đất đắp.
Qua tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý bãi vật liệu và nền đập đã đợc thí nghiệm và theo đề
nghị tại hồ sơ khảo sát địa chất, theo khối lợng bãi vật liệu chính thiết kế, chọn tính
chất đất đắp đập nh sau:
Trang 11
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi
công
Cụng trỡnh: Sa cha nõng cp m bo an ton u mi H cha nc
An Long
X QU PHONG - HUYN QU SN QUNG NAM
Mỏ vật liệu
Chỉ tiêu cơ lý
Bãi phân khu số 1 Bãi phân khu số 2
Trang 12
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi
công
Cụng trỡnh: Sa cha nõng cp m bo an ton u mi H cha nc
An Long
X QU PHONG - HUYN QU SN QUNG NAM
- Dung trọng khô gc(g/cm3) 1,62 1,69
- Dung trọng tự nhiên gw(g/cm3) 1,94 1,969
- Dung trọng bão hòa gbh(g/cm3) 2,02 2,058
- Tỷ trọng D (g/cm3) 2,68 2,676
- Độ rỗng n (%) 39,50 36,85

- Hệ số rỗng o (%)
0,65 0,584
- Hệ số bão hòa G (%) 80,38 75,75
- Độ sệt B (%) -0,70 -0,773
- Giới hạn chảy WL (%) 42,37 39,00
- Giới hạn dẻo WP (%) 28,92 26,38
- Chỉ số dẻo IP (%) 13,46 12,63
- Hệ số nén lún a1-2 (cm2/KG) 0,009 0,008
- Chỉ tiêu đầm nén tiêu chuẩn
+ cmax, (T/m3)
1,674 1,743
+ Wtn, (%) 18,30 16,44
- Hệ số thấm K, cm/s 2,2x10-5 2,0 x10-5
- Góc ma sát trong bh, độ
25051 27015
- Lực dính C, kG/cm2 0,305 0,300
2. 5. Tài liệu kỹ thuật tham khảo tính toán.
* Các quy định chủ yếu về thiết kế công trình thuỷ lợi: QCVN 04-05/BNNPTNT.
- QCVN 04-05:2011/BNNPTNT: Các quy định chủ yếu về thiết kế - Công trình thuỷ
lợi;
- TCVN 8216-2009: Thiết kế đập đất đầm nén.
- TCVN 8421-2010: Tải trọng và lực tác dụng lên công trình do sóng và tàu.
- TCVN 8422- 2010: Thiết kế tầng lọc ngợc công trình thuỷ công;
- TCVN 4253-86: Nền các công trình thuỷ công - Tiêu chuẩn thiết kế
- Các quy định chung TCVN 50-60-90.
- Giáo trình thuỷ công.
- Sổ tay kỹ thuật thuỷ lợi
Trang 13
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi

công
Công trình: Sửa chữa nâng cấp đảm bảo an toàn đầu mối Hồ chứa nớc An Long
xã quế phong - huyện quế sơn quảng nam
CHNG 3 : THIếT Kế MặT CắT NGANG ĐậP ĐấT
3.1. Tuyến đập
Vì đây là hồ chứa sửa chữa nâng cấp nên tuyến đập đợc giữ nguyên nh hiện trạng.
Đập chỉ có một tuyến chính đi qua vùng yên ngựa, có chiều dài khoảng 286,53m.
3.2. Hình thức và kết cấu đập
- Phơng án thiết kế là đập dâng có kết cấu đất đắp lấy tại địa phơng, hình thức kết
cấu là đập đất đồng chất. Bề rộng mặt đập là 6,0m đã kể tờng chắn sóng và phần gia
cố chân tờng chắn sóng phía thợng lu. Hệ số mái thợng lu là m=3,0, hệ số mái hạ lu
là m=2,50.
3.3. Hình thức bảo vệ mái và đỉnh đập
- Căn cứ vào điều kiện vật liệu tại chỗ, quy mô và cấp của công trình, thiết kế hình
thức bảo vệ mái và đỉnh đập nh sau:
+ Mái đập thợng lu: Từ cao trình 100,00 lên đến đỉnh đập, chọn hình thức bảo vệ là
bêtông M200 đổ tại chỗ có tầng đệm là đá dăm và cát thô để chống lại tác động của
sóng hồ do gió bão gây ra, trên lớp đá dăm có lót lớp nilon để chống mất n ớc khi đổ
bê tông . Chiều dày lớp bêtông đổ tại chỗ đợc tính toán từ điều kiện sóng. Chiều dày
tầng đệm cát thô và đá dăm dày 10cm. Từ cao trình 100,00 trở xuống chân đập bảo
vệ bằng đá lát khan theo hiện trạng công trình, chân thợng lu có gối tựa bằng bêtông
M200 để giữ ổn định chân mái.
+ Mái đập hạ lu: hiện trạng mái hạ lu đập đang ổn định, đợc bảo về bằng hình thức
trồng cỏ, dọc mái có bố trí các mơng tiêu bằng đá xây để thoát nớc mái, dọc theo cơ
đập có mơng tiêu dọc bằng đá xây.
+ Đỉnh đập: san ủi hoàn thiện bề mặt đập.
3.4. Hình thức kết cấu tiêu nớc thân và nền đập
- Để đảm bảo tiêu thoát nớc trong thân và nền đập với mọi tình huống và đảm bảo đ-
ờng bão hòa không đi ra mái đập nhằm chống lầy mái, tăng cờng độ ổn định cho
chân đập phía hạ lu, cần bố trí kết cấu tiêu nớc cho thân và nền đập:

- Phần phạm vi lòng và thềm suối do dễ mất ổn định, để tăng cờng độ ổn định đập về
phía hạ lu nên sử dụng kết cấu tiêu nớc là đống đá tiêu nớc kết hợp và ốp mái hạ lu.
Hiện trạng đập An Long đã có đống đá tiêu nớc tại vị trí lòng suối, nhng qua nhiều
năm sử dụng hiện nay đống đá đã có hiện tợng xuống cấp.
- Phần sờn đồi, chênh lệch cột nớc giữa thợng lu và hạ lu không lớn, nhng do địa chất
nền đập chủ yếu là lớp edQ và tầng phong hóa mạnh của đá Granit, nên hiện tợng
thấm qua vai đập xuất hiện liên tục khi hồ chứa nớc, do vậy cần bố trí dải lọc nớc
phía chân hạ lu đập để hạ mực nớc ngầm, đồng thời phía thợng lu đập đào bóc bỏ lớp
đất yếu, thấm nớc mạnh và đắp bu bằng lớp đất đắp có chỉ tiêu cơ lý tốt hơn.
3.5. Thiết kế mặt cắt ngang đập đất
3.5.1. Tính toán cao trình đỉnh đập.
- Theo tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén TCVN 8216-2009, cao trình đỉnh đập đợc
xác định theo hai trờng hợp:
- Trờng hợp cơ bản (CB): Mực nớc thợng lu là mực nớc dâng bình thờng (MNDBT),
sóng và nớc dềnh do gió lớn nhất có tần suất thiết kế gây ra.
Trang 14
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi
công
Công trình: Sửa chữa nâng cấp đảm bảo an toàn đầu mối Hồ chứa nớc An Long
xã quế phong - huyện quế sơn quảng nam
- Trờng hợp đặc biệt (ĐB): Mực nớc thợng lu là mực nớc dâng gia cờng (MNDGC),
sóng và nớc dềnh do gió trung bình lớn nhất gây ra.
3.5.2. Công thức tính toán.
- Cao trình đỉnh đập đợc tính theo tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén TCVN 8216-
2009
đỉnh đập = MNTL + h + hsl + a
Trong đó:
MNTL: Mực nớc thợng lu tính toán (m)
h : Chiều cao nớc dềnh do gió gây ra (m)

hsl : Chiều cao sóng leo lên mái (m)
a : Độ vợt cao an toàn (m)
h đợc xác định theo công thức sau:
h = 0,012.V2.D. cos/(2g. H)
Trong đó:
V : Vận tốc gió ứng trờng hợp tính toán (m/s)
D : Chiều dài đà gió (km).
H : Chiều cao cột nớc trớc đập (m)
g : Gia tốc trọng trờng g = 9,81 (m/s2)
: Góc giữa trục dọc hồ và hớng gió, an toàn lấy =0
o
, cos =1
hsl đợc xác định theo công quy phạm CH - 92-60:

3
0
001
2
hm
hK
h
sl

=
Theo P.A Sankin:
0 0
0
2
(1,35 0,585)
0,25

sl
Kh
h
m h

= +
+
Theo B.A Pwsskin:
3
0
0
0,23.
.
sl
h
h
m n

=
Trong đó:
K1: Hệ số phụ thuộc vào lớp bảo vệ mái, bằng bê tông lấy K1 = 0,90
m: Hệ số mái dốc thợng lu, m = 3,0
n: hệ số nhám
h0, 0: chiều cao và chiều dài của sóng do gió gây ra, xác định theo công thức
N.A Lavzovki
h0 = 0.073 . K. V ( D. )1/2
0 = 0.073 . V.( D/ )1/2
K và hệ số xác định theo công thức sau:
Trang 15
THUYếT MINH Tính toán

Thiết kế Bản vẽ thi
công
Công trình: Sửa chữa nâng cấp đảm bảo an toàn đầu mối Hồ chứa nớc An Long
xã quế phong - huyện quế sơn quảng nam
K = 1 + e ( - 0.4 D / V ) , = 1/ (9+19.e( -14 /V ))
Kết quả tính toán cao trình đỉnh đập
1. Tính sóng hồ chứa
Trờng hợp Mái dốc
MNT
T
D km V m/s e K Hs Ls
Bình thờng 3,00 108,50 0,730 29,57 0,05 1,9902 0,80 8,418
Đặc biệt 3,00 110,40 0,830 20,00 0,05 1,9835 0,61 5,710
Kiểm tra 3,00 110,60 1,000 20,00 0,05 1,9802 0,67 6,268
2. Tính chiều cao sóng leo
T.hợp Công thức CH-92-60 P.A San Kin B.A Pứs kin
Vật liệu K1 Hsl K Hsl n Hsl
Bình thờng Bê tông 0,90 1,06 1,25 2,31 0,02 0,99
Đá hộc 0,80 0,94 1,00 1,85 0,03 0,79
Thiết kế Bê tông 0,90 0,78 1,25 1,60 0,02 0,67
Đá hộc 0,80 0,69 1,00 1,28 0,03 0,53
Kiểm tra Bê tông 0,90 0,85 1,25 1,76 0,02 0,75
Đá hộc 0,80 0,76 1,00 1,41 0,03 0,60
3. Tính cao trình đỉnh đập
T.Hợp MN tỉnh hsl (m) DH(m) chọn a d Đỉnh tờng
Bình thờng 108,50 1,06 0,018 1,20 2,274 110,77
Thiết kế 110,40 0,78 0,009 1,00 1,784 112,17
Kiểm tra 110,60 0,85 0,010 0,30 1,160 111,75
- Từ kết quả tính toán trên chọn: Cao trình đỉnh đập là +112,40m. Đối với đập An
Long chọn tờng chắn sóng cao 0,8m nên chọn cao trình đỉnh đập là +111,60m, và

cao trình đỉnh tờng chắn sóng là +112,40m.
3.6. Các cấu tạo của mặt cắt ngang đập.
- Từ kết quả tính toán nêu trên, kết hợp với điều kiện thực tế về vật liệu đất đắp đập
tại địa phơng, đồng thời tạo cảnh quan cho công trình, đỉnh đập đất đợc thiết kế đến
cao trình +111,60m. Trên đỉnh đập, về phía thợng lu xây dựng tờng chắn sóng bằng
bê tông cốt thép M200, đỉnh tờng chắn sóng đạt đến cao trình thiết kế tính toán là
+112,40m.
Cao trình đỉnh đập đất : +111,60m.
Trang 16
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi
công
Công trình: Sửa chữa nâng cấp đảm bảo an toàn đầu mối Hồ chứa nớc An Long
xã quế phong - huyện quế sơn quảng nam
Cao trình đỉnh tờng chắn sóng : +112,40m.
Cao trình cơ hạ lu : theo hiện trạng đập cũ
Chiều dài đỉnh đập : 286,53m.
Chiều cao đập lớn nhất : 26,0m.
Chiều rộng mặt đập : 6,00m.
Hệ số mái thợng lu : 3,0.
Hệ số mái hạ lu : 2,5.
- Mặt cắt ngang thiết kế chính thức sẽ đợc xác định sau khi tính toán kiểm tra đảm
bảo điều kiện về độ bền thấm thấm và ổn định an toàn đập.
3.7. Tính toán lớp gia cố thợng lu
3.7.1. Giới hạn gia cố mái thợng lu
- Giới hạn trên: bêtông M200 đổ tại chỗ đến cao trình đỉnh đập +111,60m.
- Giới hạn dới: cao trình +104,00m.
- Giới hạn gia cố mái bằng đá lát khan: từ cao trình +104,0m xuống đến chân đập
3.7.2. Tính toán chiều dày gia cố mái thợng lu
Gia cố bằng bê tông đổ tại chổ, chiều dày gia cố đợc tính bằng công thức:

t
x
= 0,138 K.hs.(1+m
1
2
)
0,5
/m/(đ-1)
Trong đó:
hs : Chiều cao của sóng thiết kế (hs = 0,79 m)
m1 : Hệ số mái thợng lu ( m1 = 3,0)
K : Hệ số an toàn ổn định (K = 1,30)
đ : Trọng lợng riêng của bê tông (đ = 2,5 T/m
3
)
K hs mt g ỏ tx
1,5 0,80 3,00 2,65 0,10
- Vậy chọn chiều dày lớp gia cố mái thợnglu là 0,10m.
Hình thức bảo vệ mái thợng lu là bêtông M200 đổ tại chỗ có tầng đệm lọc bằng cát,
đá dăm để chống lại tác động của sóng hồ chứa do gió bão gây ra. Chiều dày từ kết
quả tính toán sóng hồ chứa chọn t=10cm, lớp lọc ngợc cát và đá dăm dày 10cm.
3.7.3. Tính toán gia cố mái hạ lu.
Gia cố mái hạ lu đập theo hình thức gia cố hiện trạng.
Trang 17
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi
công
Công trình: Sửa chữa nâng cấp đảm bảo an toàn đầu mối Hồ chứa nớc An Long
xã quế phong - huyện quế sơn quảng nam
CHNG 4 : TíNH TOáN KIểM TRA THấM

4.1. Nhiệm vụ tính toán và trờng hợp tính toán.
4.1.1. Nhiệm vụ tính toán.
- Xác định đờng bão hòa, từ đó tìm đợc áp lực thấm để sử dụng trong tính toán ổn
định mái đập.
- Xác định gradient thấm hoặc lu tốc thấm của dòng chảy trong thân và nền đập, nhất
là dòng thấm ở những nơi tiếp giáp giữa chân khay và nền để kiểm tra độ bền thấm.
- Xác định lu lợng thấm qua thân và nền đập, trên cơ sở đó tính đợc lợng thất thoát n-
ớc do thấm gây ra và có biện pháp phòng chống thích hợp.
4.1.2. Các trờng hợp tính toán.
Tính cho các trờng hợp sau:
- Trờng hợp 1: Thợng lu là MNDBT +108,50m, hạ lu không có nớc, thiết bị thoát nớc
làm việc bình thờng.
- Trờng hợp 2: Thợng lu là MNDGC (1,0%) +110,40m, mực nớc hạ lu ứng với cao
trình +93,25 khi tràn xả lũ làm việc với Q
TK
, thiết bị tiêu nớc làm việc bình thờng.
- Trờng hợp 3: Thợng lu là MNDGC (0,2%) +110,60m, mực nớc hạ lu ứng với cao
trình +93,25 khi tràn xả lũ làm việc với Q
TK
, thiết bị tiêu nớc làm việc bình thờng.
4.2. Các mặt cắt tính toán đại diện.
Tính toán cho 1 mặt cắt đại diện nh sau: Mặt cắt số 4 của đập chính ( vai trái đập).
4.3. Phơng pháp tính.
Phơng pháp phần tử hữu hạn đợc áp dụng để tính toán trong các trờng hợp có điều
kiện biên phức tạp (hình dạng đập, nền và hệ số thấm khác nhau trong các miền). Vì
vậy, sử dụng phần mềm tính toán GeoStudio của Canada dựa trên phơng pháp phần
tử hữu hạn để tính thấm.
4.4. Các số liệu đầu vào cho tính toán
Tên lớp đất
Tính chất

W
(g/cm
3
) (độ)
C(T/m
2
)
K(cm/s)
Đất đắp
đập
1,69 27
0
15 3,0 2,000.10
-5
Lớp đất 1 1,703 25
0
14 2,90 2,572.10
-4
Lớp đất 2 1,598 23
0
19 2,25 4,802.10
-4
4.5. Kết quả tính thấm kiểm tra độ bền thấm
- Kiểm tra gradient thấm lớn nhất đoạn chân khay là gradient tại đoạn tiếp xúc nhỏ
nhất của đoạn chân khay, do đó cần phải kiểm tra điều kiện:
J
CD

< [J

CD
] = 4 (theo tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén TCVN 8216-2009)
Trang 18
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi
công
Công trình: Sửa chữa nâng cấp đảm bảo an toàn đầu mối Hồ chứa nớc An Long
xã quế phong - huyện quế sơn quảng nam
- Tính hợp lý của chiều rộng chân khay là với chiều rộng thiết kế không sinh ra xói
ngầm chân khay dới tác dụng của gradient thấm.
- Gradient chân ra cho phép phụ thuộc vào loại đất và cấp công trình. Đối với đất á
sét, công trình cấp II theo tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén TCVN 8216-2009
[J
cp
] =0,75.
Kết quả tính toán
Trờng hợp
Cọc 6
q (m
3
/s-m) J
Th1 3,40.10
-6
0,65
Th2 5,14.10
-6
0,70
Th3 5,50.10
-6
0,70

[J
CP
] 0,75
Trong mọi trờng hợp tính toán đối với mọi mặt cắt đại diện đều thỏa mãn điều
kiện về độ bề thấm J
tt
< [J
CP
].
Kết quả và sơ đồ tính toán xem phần phụ lục tính toán kèm theo
4.6. Tổng lu lợng thấm qua đập
- Để tính toán tổng lợng nớc thấm qua toàn bộ tuyến đập đất, tiến hành phân thành
từng đoạn để tính toán.
- Giả thiết thợng lu đập là MNDBT +108.5m và hạ lu không có nớc; thì lu lợng thấm
qua đập là: 3,4x10
-6
; tổng lợng nớc thấm qua đập:
3,4x10
-6
(m
3
/s-m)x286,53mx24x3600x30 =30.298,41 m
3
/năm<< 165.810,00 m
3
/năm
- Kết quả tính toán cho thấy tổng lợng thấm qua đập đất là nhỏ hơn lợng nớc do thấm
của hồ chứa trong quá trình vận hành và khai thác hồ chứa.
Trang 19
THUYếT MINH Tính toán

Thiết kế Bản vẽ thi
công
Công trình: Sửa chữa nâng cấp đảm bảo an toàn đầu mối Hồ chứa nớc An Long
xã quế phong - huyện quế sơn quảng nam
CHNG 5 : TíNH TOáN ổN ĐịNH TRƯợT MáI ĐậP
5.1. Yêu cầu tính toán
Nhiệm vụ của tính toán ổn định mái đập là tìm hệ số an toàn về ổn định nhỏ nhất
của mái đập trong các trờng hợp tính toán, và so sánh với các hệ số an toàn cho phép về
ổn định của mái đập.
Hệ số an toàn cho phép về ổn định của mái đập đối với công trình cấp II là:
Tổ hợp cơ bản: [K]=1,35.
Tổ hợp đặc biệt:[K]=1,15.
5.2. Tính toán kiểm tra ổn định mái đập
5.2.1. Các trờng hợp tính toán
- Trờng hợp 1: Thợng lu là MNDBT +108,50m, hạ lu không có nớc, thiết bị thoát nớc
làm việc bình thờng.
- Trờng hợp 2: Thợng lu là MNDGC (1,0%) +110,38m, mực nớc hạ lu ứng với cao
trình +93,25 khi tràn xả lũ làm việc với Q
TK
, thiết bị tiêu nớc làm việc bình thờng.
- Trờng hợp 3: Thợng lu là MNDGC (0,2%) +110,59m, mực nớc hạ lu ứng với cao
trình +93,25 khi tràn xả lũ làm việc với Q
TK
, thiết bị tiêu nớc làm việc bình thờng.
5.2.2. Số liệu đầu vào:
Tên lớp đất
Tính chất

W
(g/cm

3
) (độ)
C(T/m
2
)
K(cm/s)
Đất đắp
đập
1,69 27
0
15 3,0 2,000.10
-5
Lớp đất 1 1,703 25
0
14 2,90 2,572.10
-4
Lớp đất 2 1,598 23
0
19 2,25 4,802.10
-4
5.2.3. Mặt cắt tính toán.
Tính toán cho 1 mặt cắt đại diện nh sau: Mặt cắt số 4 của đập chính ( vai trái đập).
5.2.4. Phơng pháp tính toán
Sử dụng modul SLOPE/W của phần mềm GEOSLOPE của Canada để tính ổn định cho
đập đất. Modul này tính trên hai nguyên lý:
Phơng trình thỏa mãn cân bằng lực ngang
Phơng trình thỏa mãn cân bằng moment
Các phơng pháp đợc sử dụng để tính toán
Phơng pháp Ordinari hay Fellenius (ORDI).
Phơng pháp Morgenstenrn-Price (MORG)

Trang 20
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi
công
Công trình: Sửa chữa nâng cấp đảm bảo an toàn đầu mối Hồ chứa nớc An Long
xã quế phong - huyện quế sơn quảng nam
Hình vẽ: Phân tích lực tác dụng lên một dải cung trợt trụ tròn
Trong đó:
W: Trọng lợng riêng của dải đất có chiều rộng b và chiều cao h.
N: Lực tác động tại đáy dải đất.
S : Lực ma sát tại đáy dải đất.
E: Lực tác động theo phơng ngang giữa các dải đất
L, R: Biểu thị bên trái và bên phải của dải đất.
D: Lực tác động.
KW: Lực tác động theo phơng ngang tại tâm dải đất.
R: Bán kính cung trợt.
x: Khoảng cách theo phơng ngang giữa tâm cung trợt và tâm dải đất.
e: Khoảng cách theo phơng đứng giữa tâm cung trợt và tâm dải đất.
d: Khoảng cách giữa tâm cung trợt đến lực tác động.
u: áp lực lỗ rỗng.
a. Các bớc tính toán
- Chọn tâm cung trợt và bán kính cung trợt.
- Chia vòng tròn cung trợt thành những dải khác nhau, tính toán các lực và các
moment tác dụng đến từng dải.
- Chỉ tiêu lớp đất tại vị trí phía trên đờng bão hòa đợc tính toán với gtn.
- Chỉ tiêu lớp đất tại vị trí dới đờng bão hòa đợc tính toán với gbh.
- Tính toán tơng tự với một loạt các cung trợt trụ tròn khác nhau.
- So sánh kết quả tính toán với hệ số ổn định tới hạn.
b. Công thức tính toán
Trang 21

MNHL
a
W
kW
b
N
R
a
R
Er
Xr
Xl
El
Slip surface
Slip center
a
L
A
L
D
Ar
X
Sm
d
w
( )
[ ]
F
uc
F

S
Sm
n

tan'* +
==


N
n
=
( ) ( )
F
D
F
uc
XXW
N
LR
'tansin
cos
sin
'tansinsin'




+
+
+

+
=
( )
[ ]
( )


+
+
=
ASkWn
uNc
F
f


cossin
cos'tancos'
( )
0
=

AaDdkWRSW
emX
( ) ( )
[ ]
0coscossin)(
=+

ADkWSNEE

mRL

( )( )
( )


+
+
=
AaDdkWNW
RuNRc
F
eFX
m
'tan'

THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi
công
Công trình: Sửa chữa nâng cấp đảm bảo an toàn đầu mối Hồ chứa nớc An Long
xã quế phong - huyện quế sơn quảng nam
Tính toán lực Sm trong trạng thái cân bằng tới hạn:
: là giá trị trung bình của lực trên bề mặt cung trợt.
F: hệ số ổn định.
+ Giá trị của lực tác dụng N:
+ Tổng moment của tất cả các dải cung trợt trụ tròn.

+ Tổng lực tác dụng theo phơng ngang:
Đại lợng:
0)( =

RL
EE
khi tổng vợt quá khối lợng trợt hiện có, thay vào ta
đợc phơng trình hệ số an toàn:
5.2.5. Kết quả tính toán ổn định
T/
hợp
Cọc 4
Bisho
p
ordinar
y
Janbu
TH1 1,978 1,918 1,906
TH2 1,881 1,822 1,815
TH3 1,871 1,812 1,825
- Kết luận: Các mặt cắt của đập có hệ số ổn định thỏa mãn yêu cầu và điều kiện cho
phép.
- Sơ đồ và kết quả tính toán xem phần phụ lục tính toán kèm theo.
Trang 22
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi công
Công trình: Sửa chữa nâng cấp đảm bảo an toàn đầu mối Hồ chứa nớc An Long
xã quế phong - huyện quế sơn quảng nam
PHụ LụC TíNH TOáN THấM Và ổN ĐịNH ĐậP ĐấT
ổ n định thấm hiện trạng
sơ đồ tính toán ổn định đập đất
công trình: sửa chữa, nâng cấp đảm bảo an toàn đầu mối hồ chứa n ớc an long
mặt cắt số 4 ( vai trái đập)

tr ờng hợp tính toán: mntl: mndbt 108.50m
108.50
111.60


0
.
2




0
.
6




4
.
0
9
9
9
e
-
0
0
6

Khoang cach
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Cao do
90
92
94
96
98
100
102
104
106
108
110
112
114
116
Trang 23
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi công
Công trình: Sửa chữa nâng cấp đảm bảo an toàn đầu mối Hồ chứa nớc An Long
xã quế phong - huyện quế sơn quảng nam
ổn định thấm (sau khi sửa chữa, nâng cấp)
sơ đồ tính toán ổn định đập đất
công trình: sửa chữa, nâng cấp đảm bảo an toàn đầu mối đập an long
mặt cắt số 4 (vai trái đập)
tr ờng hợp: mntl: mndbt 108.5

108.50
111.60
112.40
93.25


0
.
1




0
.
8




3
.
4
0
5
6
e
-
0
0

6


Khoang cach
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Cao do
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
Trang 24
THUYếT MINH Tính toán
Thiết kế Bản vẽ thi công
Công trình: Sửa chữa nâng cấp đảm bảo an toàn đầu mối Hồ chứa nớc An Long
xã quế phong - huyện quế sơn quảng nam
sơ đồ tính toán ổn định đập đất
công trình: sửa chữa, nâng cấp đảm bảo an toàn đầu mối đập an long
mặt cắt số 4 (vai trái đập)
tr ờng hợp: mntl: mntk 110.40

110.40
111.60
112.40
93.25

0
.
1




0
.
8




5
.
1
3
8
5
e
-
0
0
6


Khoang cach

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Cao do
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
Trang 25