Thiết kế tổ chức thi công công trình đập chà lạp hạng mục thi công cống dẫn dòng (thuyết minh +
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.33 MB, 82 trang )
Đồ án tốt nghiệp
Lạp
Thiết kế tổ chức thi công đập Chà
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
SVTH: PHẠM NGỌC HÀ - LỚP: THÁI BÌNH
THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG
ĐẬP CHÀ LẠP - TUYẾN 1
HẠNG MỤC CỐNG DẪN DÒNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ
NGÀNH: CÔNG TRÌNH
HÀ NỘI - 2010
SVTH:Phạm Ngọc Hà
Bình
1
Lớp Thái
ỏn tt nghip
Lp
Thit k t chc thi cụng p Ch
B NễNG NGHIP & PHT TRIN NễNG THễN
trờng đại học thuỷ lợi hà nội
khoa công trình
40Năm
đ
h
t
l
Đồ án tốt nghiệp
TI: THIT K T CHC THI CễNG P CH LP TUYN I -HNG MC CNG DN DềNG
Giỏo viờn hng dn
: Mai Lõm Tun
Sinh viờn thc hin
: Phm Ngc H
Lp
: Thỏi Bỡnh
H ni : 5-2010
SVTH:Phm Ngc H
Bỡnh
2
Lp Thỏi
Đồ án tốt nghiệp
Lạp
Thiết kế tổ chức thi công đập Chà
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
--------------------
Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp
H
W
R
U
Họ tên sinh viên: Hà …………………..Hệ đào tạo: Tại chức……………………….……
Lớp: Thái Bình.………………………………………... Ngành: Công Trình ….………...………………...
Khoa: Công Trình……………………………………………………………………………………............................
1- TÊN ĐỀ TÀI:
Thiết kế tổ chức thi công đập Chà Lạp – tuyến 1………………………….…..……………………..
2- CÁC TÀI LIỆU:
- Vị trí và nhiệm vụ công trình………………………………………………………………………………..…
- Điều kiện tự nhiên và dân sinh kinh tế………………………………………………………………...……
- Các tài liệu dùng trong tính toán ( Bình đồ và Đặc trưng hồ chứa)…………………….…………
- Vật liệu xây dựng………………………………………………………………………………………….……..
- Quy mô kết cấu hạng mục công trình………………………………………………………………...…....
3- NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN:
Tỷ lệ %
Chương I : Giới thiệu chung……………………………..…………………………………………5%…....
Chương II : Dẫn dòng thi công………………………………………………………………………30%... ..
Chương III: Thiết kế tổ chức thi công công trình chính………………………………………...40%.….
Chương IV: Tiến độ thi công…………………………………………………………………………10%.......
Chương V : Bố trí mặt bằng công trường ………………………………………........ ...10%.....
Chương VI: Dự toán công trình ………...…………………………………………………………..5%.........
Kết luận……………………………………………………………………………………………………..…….........
4. BẢN VẼ VÀ BIỂU ĐỒ (ghi rõ tên và kích thước bản vẽ)
- Bố trí mặt bằng thi công …………. (01 bản A1). …………………………………… . . ………………..
- Dẫn dòng thi công ( 02 bản A1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
- Mở móng (01 bản A1)... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ….... . . . . . . . . . . . . . . . . . ……………..
- Phân khoảnh,phân đợt đổ bê tông ( 01 bản A1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
- Tổng tiến độ thi công công trình ( 01 bản A1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . .. . ….
-Bản vẽ ván Khuôn ( 01 bản A1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . …………………... . ….
SVTH:Phạm Ngọc Hà
Bình
3
Lớp Thái
Đồ án tốt nghiệp
Lạp
Thiết kế tổ chức thi công đập Chà
5. GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TỪNG PHẦN
Phần
Họ tên giáo viên hướng dẫn
................ ..................... ..... ................ .....................................
.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . Toàn
phần. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . ….... ……………………..………..
................ ..................... ..... ................ .....................................
.
................ ..................... ..... ................ .....................................
.
6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp
Ngày … tháng … năm 2010
P.Trưởng Bộ môn
Giáo viên hướng dẫn chính
(Ký và ghi rõ Họ tên)
(Ký và ghi rõ Họ tên)
TS. ………………….
Nhiệm vụ Đồ án tốt nghiệp đã được Hội đồng thi tốt nghiệp của Khoa thông qua.
Ngày … tháng … năm 2010
Chủ tịch Hội đồng
(Ký và ghi rõ Họ tên)
Sinh viên đã hoàn thành và nộp bản Đồ án tốt nghiệp cho Hội đồng thi ngày 23 tháng 05 năm
2010
Sinh viên làm Đồ án tốt nghiệp
(Ký và ghi rõ Họ tên)
Phạm Ngọc Hà
SVTH:Phạm Ngọc Hà
Bình
4
Lớp Thái
LỜI MỞ ĐẦU
Sau thời gian học tập tại trường đến nay em đã vinh dự được nhận đồ án tốt nghiệp với đề
tài “Thiết kế tổ chức thi công công trình đập Chà Lạp.Hạng mục thi công cống dẫn dòng ” từ
Khoa công nghệ và quản lý xây dựng trường Đại học Thuỷ Lợi, dưới sự hướng dẫn trực tiếp của
thầy giáo Mai Lâm Tuấn . Nội dung của đồ án bao gồm những phần sau:
- Chương 1: Giới thiệu chung về công trình đập Chà Lạp .
- Chương 2: Công tác dẫn dòng thi công
- Chương 3: Thiết kế thi công công trình cống dẫn dòng.
- Chương 4: Lập kế hoạch tiến độ thi công
- Chương 5: Bố trí mặt bằng công trường
- Chương 6: Dự toán công trình
Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp em đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình
của thầy giáo Mai Lâm Tuấn và các thầy cô trong bộ Khoa công nghệ và quản lý xây dựng
trường Đại học Thuỷ Lợi trường Đại học Thuỷ Lợi. Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy
cô đã nhiệt tình hết mình giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Vị trí công trình:
Dự án thủy điện Chà Lạp được dự kiến xây dựng trên suối Chà Lạp thuộc địa bàn bản
Xoỏng Con xã Tam Thái và xã Tam Hợp, huyện Tương Dương, tỉnh Nghệ An. Thủy điện Chà
Lạp được thiết kế bao gồm 3 tuyến đập và 2 vị trí nhà máy.
Tuyến đập của bậc 1 dự án thủy điện Chà Lạp được đặt tại suối Chà Lạp thuộc xã Tam
Hợp sau đó dẫn nước về nhà máy 1, nhà máy thuỷ điện 1 đặt tại dòng chính suối Chà Lạp cách
tuyến đập 1 khoảng 1,6 km theo chiều dòng chảy.
Tuyến đập 2 cách tuyến đập của bậc 1 khoảng 2,5 km theo chiều dòng chảy, nhà máy 2
cách tuyến đập 2 khoảng 3,5km theo chiều dòng chảy.
Có tọa độ địa lý nằm trong khoảng :
Tuyến đập 1
: 19o 11’30’’
Vĩ độ
Kinh độ :
Tuyến đập 3
104o 28' 10’’
Vĩ độ 19o : 12’10’’
Kinh độ
:
104 o 28' 30’’
1.2. Nhiệm vụ công trình :
Nhiệm vụ chính của công trình là phát điện, với công suất lắp máy N LM = 15MW, công
suất đảm bảo Nbđ = 2.98MW, hàng năm Thủy Điện Chà Lạp cung cấp cho hệ thống điện Quốc
gia 56.874x106kWh.
Ổn định tưới cho diện tích lưu vực tính đến tuyến công trình lần lượt là 240,4 km 2 và
251,9 km2, toàn bộ lưu vực dự án nằm hoàn toàn trong huyện Tương Dương tỉnh Nghệ An.
1.3. Quy mô kết cấu,hạng mục công trình :
1.3.1. Cấp công trình đầu mối.
Trên cơ sở qui mô công trình, điều kiện địa chất, thuỷ văn và bố trí công trình cấp công
trình là cấp III được xét theo tiêu chuẩn TCXD VN 285: 2002 như sau:
Cụm đầu mối: Kết cấu đập bằng bê tông trên nền đá cứng, có chiều cao lớn nhất là 46.6m
cấp công trình là cấp III.
Nhà máy thuỷ điện: Nhà máy thuỷ điện có công suất lắp đặt 15MW cấp công trình là cấp
III. Vậy cấp thiết kế công trình là cấp III.
Tiêu chuẩn TK
• Tần suất lũ TK p = 1%
• Tần suất lũ KT p = 0,2%
1.3.2. Các hạng mục công trình .
TT
Thông số
Đơn vị
Số lượng
I
Hồ chứa
1
Diện tích lưu vực Flv
km2
240.4
2
MNDBT
m
232
3
MNC
m
231.12
II
Đập dâng
Đập Chà Lạp 1
1
Loại
2
Cao trình đỉnh đập
m
239
3
Chiều rộng đỉnh đập
m
5
4
Chiều cao lớn nhất
m
46.6
5
Tổng chiều dài theo đỉnh
m
118
III
Đập bê tông trọng lực
Đập tràn
1
Cao độ ngưỡng tràn
m
232
2
Chiều rộng tràn
m
50
IV
Tuyến năng lượng
1
Cửa lấy nước
Hính thức lấy nước
m3/s
13.16
m
3.6x4.5
Kích thước (d0)
m
2.6
Chiều dài
m
4177
Qtk
Kích thước bxh
2
3
Có áp
Đường hầm áp lực trước tháp
Tháp điều áp
Kích thước (d0)
m
Cao trình đáy tháp
m
4 Đường hầm sau tháp
Chiều dài
Đường kính
m
m
178
2,6
TT
Thông số
Đơn vị
Số lượng
V
Nhà máy thủy điện bậc
1 Qmax
m3/s
13.16
2 Hmax
m
3 Htt
m
4 Hmin
m
5 Nlm
MW
15
Tổ
3
7 Kiểu tuabin
-
Francis
8 Cao trình lắp máy
m
92.0
9 Cao trình sàn máy phát
m
97.50
10 Cao trình sàn gian sửa chữa lắp ráp
m
101.00
106kWh
56.874
12 Kích thước
m
BxH = 3.5x3.5m
13 Cao trình nguỡng cống
m
+ 209
14 Chiều dài cống
m
35
mác
M250
12 Kích thước
m
BxH = 3.5x3.5m
13 Cao trình nguỡng cống
m
+ 198
14 Chiều dài cống
m
35
15 Kết cấu bê tông cốt thép
mác
M200
16 Chiều rộng thành cống
m
0,8
6 Số tổ máy
11 Điện lượng trung bình năm E0
VI Cống xả cát
15 Kết cấu bê tông cốt thép
VII Cống dẫn dòng
1.4. Điều kiện tự nhiên xây dựng công trình :
1.4.1. Điều kiện khí tượng thuỷ văn.
Khu vực công trình nằm ở phía Tây bắc của tỉnh Nghệ An giáp biên giới Việt Lào thuộc
vùng núi hiểm trở, dân cư thưa thớt do đó sự phân bố lưới trạm KTTV trên lưu vực rất ít, nếu
có thì thời gian quan trắc ngắn. Gần lưu vực ở phía Đông Bắc có trạm khí tượng Tương Dương
thuộc tỉnh Nghệ An. Trạm thuỷ văn gần lưu vực cách tuyến công trình 30km về hướng Đồn
Đông Nam có các trạm Cốc Nà trên Khe Choang có diện tích gấp khoảng 1,6 ÷ 1,7 lần diện tích
lưu vực công trình.
Bảng 1: Lưu lượng lớn nhất ứng với tần suất P% tại các tuyến đập
Tuyến đập 1 (bậc 1)
0,2%
1438
0,5%
1307
Tần suất %
1%
1,5%
1202
1142
Tuyến đập 3 (bậc 2)
1455
1318
1211
Tuyến NM
1485
1347
1236
Tuyến
5,0%
948
10%
827
1148
951
828
1172
970
845
Bảng quá trình lũ thiết kế Q(m 3/h)~T(h)
Tuyến 1
T(h)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
0,20%
77
79
82
84
96
107
118
130
142
154
215
270
324
335
321
301
299
408
495
539
607
730
854
1356
1438
1230
908
1%
65
67
70
72
81
91
101
111
121
131
180
226
272
281
269
252
251
341
415
451
508
611
715
1135
1202
1030
760
Tuyến 1
10%
47
49
50
52
59
66
72
80
87
94
125
157
188
195
187
175
174
236
286
312
351
422
494
784
827
711
525
T(h)
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
0,20%
376
318
309
298
285
274
271
265
262
257
251
248
243
242
237
235
232
231
229
228
226
224
220
220
218
217
212
1%
315
267
259
250
239
230
227
222
220
216
210
208
204
203
199
197
195
193
192
191
189
188
184
184
183
182
178
Tuyến 1
10%
218
185
179
173
166
159
158
154
152
150
146
144
141
140
138
137
135
134
133
132
131
130
128
128
127
126
123
T(h)
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
0,20%
173
171
163
160
158
158
158
158
156
153
151
150
149
148
146
144
142
141
141
140
139
138
138
137
135
134
133
1%
145
144
138
136
135
135
135
135
132
130
128
127
126
126
124
123
121
120
120
119
118
118
117
116
115
114
113
10%
101
100
100
98
97
97
97
97
95
94
92
92
91
91
90
88
87
87
86
86
85
85
85
84
83
82
81
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
828
696
626
591
539
495
469
448
436
423
408
401
390
693
583
524
495
451
415
393
375
365
354
341
335
327
479
403
362
342
312
286
271
259
252
245
236
232
226
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
207
201
196
192
187
187
185
184
182
179
178
176
175
174
169
165
161
157
157
155
154
153
150
149
148
146
121
117
114
111
109
109
108
107
106
104
103
102
101
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
131
130
129
127
126
125
123
122
123
124
124
125
126
112
110
109
108
107
106
105
104
104
105
106
107
107
81
80
79
78
77
77
76
75
75
76
76
77
77
Bảng quá trình lũ thiết kế Q(m 3/h)~T(h),P= 10%
BIỂU ĐỒ QUAN HỆ Q~T(h)
Q(m3/h)
900
800
700
600
500
400
300
200
100
T(h)
0
0
10
20
30
40
50
Bảng lưu lượng lớn nhất các tháng các tháng mùa kiệt tại tuyến đập 1, P= 10%
P%
I
II
10%
19,24
17,34
Mùa kiệt : tháng 1 ÷ 7
Mùa lũ : tháng 8 ÷ 12
III
IV
V
22,27
64,30
174,01
Qmax = 174 (m3/s)
Qmax = 827 (m3/s)
BIỂU ĐỒ QUAN HỆ Q~Zhl
VI
109,61
Q
(m3/)
Zhl
(m)
2,35
39,
4
139,1
9
317,6
7
577,4
9
912,6
1330,2
6
1831,4
8
2413,8
8
3079,6
3
3830,5
8
4676,04
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
1.4.2. Điều kiện địa hình, địa mạo.
* Địa hình xâm thực bóc mòn.
Phân bố rộng rãi, chiếm phần lớn địa hình có độ cao tuyệt đối lớn nhất trong vùng. Bề mặt địa
hình bị phân cắt mạnh, lồi lõm, sườn dốc đến rất dốc. Nhiều nơi trên bề mặt lộ đá gốc có kích
thước lớn. Ở các lòng suối thường xuất hiện nhiều tảng lăn, đặc biệt càng lên thượng nguồn
càng bắt gặp nhiều tảng lăn với kích thước lớn, tạo thành các ghềnh thác.
* Địa hình tích tụ.
Phát triển cục bộ bên bờ suối, bắt gặp nhiều nhất ở khu vực gân tràn Chà Lạp I, cách nhà máy
XC2 500m về phía hạ lưu, bề mặt địa hình tương đối phẳng, hơi nghiêng ra lòng suối.
1.4.3. Điều kiện địa chất công trình.
Theo đặc điểm tính chất cơ lý của lớp đất đá được mô tả ngoài thực địa, kết hợp với việc lấy
mẫu trong phòng, có thể phân chia đất đá thành các đới và lớp sau:
a. Bồi tích lòng sông (aQ):
Được phân bố cục bộ ở 1 số đoạn suối gần đập 1, đập 2 và đập 3, dưới lòng suối và hai bên bờ
của nó. Thành phần gồm: cuội tảng lẫn cát sạn. Chiều dày từ 0.7 – 1.6m Cuội sỏi lẫn sét có điện
trở xuất biến đổi từ 280 đến 350ohm.
b. Tàn tích (edQ):
Phân bố rộng rãi trên sườn đồi, đỉnh đồi, bắt gặp hầu hết trong các hố khoan, hố đào. Thành
phần: sét pha nâu vàng, xám vàng, xám trắng (có nơi là sét màu nâu đỏ), trạng thái dẻo cứng đến
nửa cứng, lẫn nhiều dăm sạn của đá gốc, chiều dày 0.9 – 5.5m, trung bình khoảng 2m. Điện trở
xuất biến đổi từ 200 đến 400 ohm. Nơi đất khô điện trở xuất lớp này lớn hơn 1000ohm.
Các chỉ tiêu cơ lý của lớp edQ được ghi trong bảng 1.6
STT
Các chỉ tiêu tính toán
Ký
hiệu
P
Đơn vị
Khối lượng riêng
ρ
g/cm3
Giá
trị
tính toán
17,9
37,6
22,4
22,1
2,71
1
Thành phần hạt
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Giới hạn chảy
Giới hạn dẻo
Chỉ số dẻo
Độ sệt
Độ ẩm tự nhiên
Khối lượng thể tích tự nhiên
Khối lượng thể tích khô
Độ bão hoà
Độ rỗng
Hệ số rỗng tự nhiên
Góc ma sát trong
Lực dính kết
Hệ số nén lún
Áp lực tính toán quy ước
WT
WP
Wn
B
W
γw
γc
G
n
ε0
φ
C
a1-2
R0
%
%
%
%
g/cm3
g/cm3
%
%
độ
kG/cm2
cm2/kG
kG/cm2
38,60
22,50
16,10
0,31
27,44
1,95
1,53
96,7
43,5
0,665
18021,
0,23
0,030
2,0
Sét (<0.005mm)
Bụi(0.05-.005mm)
Cát (2-0.05mm)
Sạn (20-2mm)
%
1.5. Điều kiện giao thông công trình.
Nhìn chung đường giao thông đến tuyến công trình thủy điện Chà Lạp là rất thuận lợi.
Đoạn từ Vinh đến Tương Dương có chiều dài 150Km được rải nhựa có chất lượng tốt rất thuận
tiện cho việc vận chuyển thiết bị và nguyên vật liệu cho thi công xây dựng công trình. Riêng
đoạn đường từ Xã Tam Hợp đến vị trí công trình Thủy điện Chà Lạp có chiều dài 14Km là
đường dân sinh được quân đội làm cần được cải tạo để làm đường thi công và vận hành. Toàn
bộ đoạn đường này sẽ được rải đá dăm thâm nhập nhựa tiêu chuẩn 4.5kg/m 2.
1.6.Thời gian thi công :
Dự án được thi công trong thời gian 3 năm (2009-2012) trong đó có 6 tháng chuẩn bị.
Tổng mức đầu tư :
Giá trị Tổng mức đầu tư sau thuế: 342.873.500.000 (đồng)
(Ba trăm bốn mươi hai tỷ, tám trăm bảy mươi ba triệu năm trăm nghìn đồng chẵn)
Nguồn vốn đầu tư:
Vốn tự có của Doanh nghiệp là 30% tổng vốn đầu tư của công trình. Vay thương mại trong nước
với lãi suất 14%/ năm, vay nước ngoài (phần vốn thiết bị) với lãi suất 7%.
1.7. Thuận lợi ,khó khăn.
1.7.1. Thuận lợi.
Vùng lòng hồ, tuyến năng lượng, nhà máy chủ yếu là đất rừng và dân cư sinh sống thưa nên
mức độ ảnh hưởng đến đền bù di dân tái định cư là không lớn.
Trong khu vực dự án không có di tích lịch sử, danh lam thắng cảnh.
Khu vực dự án nằm trên địa bàn tỉnh Nghệ An không có đường biên giới quốc gia, hơn nữa tại
khu vực này chủ yếu là đất rừng do đó không ảnh hưởng đến an ninh quốc phòng.
Mạng lưới đường tỉnh kết hợp với đường quốc qua địa bàn tỉnh Nghệ An được hình thành một
cách hợp lý phục vụ tốt cho việc vận chuyển nguyên vật liệu, trang thiết bi sử dụng thi công
công trình cũng như thuận lợi cho việc khai thác quản lý.
Tuyến đầu mối đập thấp, điều kiện địa chất thuận lợi, ổn định đối với tuyến đập, tuyến năng
lượng và nhà máy.
1.7.2. Khó khăn.
Điều kiện địa hình dốc nên điều kiện thi công, dẫn dòng, tổ chức mặt bằng thi công không
thuận lợi. Điều kiện địa hình chia cắt gây khó khăn cho việc đi lại.
Khi thi công công trình hồ chứa Nghệ An cần nâng cấp khoảng 15km đường tỉnh lộ , xây dựng
mới một công trình (ngầm hoặc cầu), 12km đường thi công công trình và một số tuyến đường
thi công nội bộ công trình nên việc đền bù giải phúng mặt bằng, di dân tái định cư cần phải có
điều tra và có phương án cụ thể.
1.8. Kiến nghị:
Công trình thuỷ điện Chà Lạp có nhiệm vụ phát điện. Công trình thuỷ điện Chà Lạp là dự
án có các chỉ tiêu kinh tế, tài chính tương đối cao, là nguồn cung cấp điện trong tương lai của
tỉnh Nghệ An và khu vực biên giới phía miền Trung. Kiến nghị các cấp có thẩm quyền xem xét
thông qua báo cáo Dự án đầu tư công trình thuỷ điện Chà Lạp để có cơ sở triển khai các bước
nghiên cứu tiếp theo.
CHƯƠNG 2. CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG
2.1. Nội dung của công tác dẫn dòng :
2.1.1 Đặc điểm của công trình thuỷ lợi:
Công trìn thuy lợi có những đặc điểm sau đây :
-Xây dựng trên các lòng sông, suối, kênh rạch hoặc bãi bỗi ; móng nhiều khi sâu
dưới mặt đất thiên nhiên của lòng sông, suối, nhất là dưới mực nước ngầm , nên
trong quá trình thi công không tránh khỏi những ảnh hưởng bất lợi của dòng nước
mặt, nước ngầm và nước mưa v. v…
-Khối lượng công trình thường lớn, điều kiện thi công địa hình, địa chất thường
không thuận lợi.
-Tuyệt đại đa số các công trình thuỷ lợi là dùng vật liệu địa phương, vật liệu tại
chỗ.
-Trong quá trình thi công mặt bằng phải đảm bảo hố móng được khô ráo, một mặt
phải đảm bảo các yêu cầu dùng nước ở hạ lưu tới mức cao nhất.
2.1.2. Nhiệm vụ của dẫn dòng thi công :
1. Phân tích tài liệu địa hình địa chất , thuỷ văn , kết cấu công trình và các điều kiện tổng hợp
khác để đề suất phương án , các mốc thời gian thi công , tiến độ thi công
2. Chọn lưu lượng dẫn dòng
+ Chọn tần suất thiết kế công trình dẫn dòng
+ Chọn thời đoạn tính toán dẫn dòng
+ Chọn lưu lượng dẫn dòng ứng với từng thời đoạn và tần suất đã chọn
3. Từ phương án lập sơ đồ dẫn dòng thi công , thiết kế quy mô kích thước công trình dẫn
dòng thích hợp từng thời đoạn
+ Đảm bảo tiến độ chung của công trình
+ Đảm bảo chênh lệch về cường độ thi công không quá cao trong suốt quá trình thi công
công trình
+ Đảm bảo hợp lý về kinh tế , khả thi về kỹ thuật
4. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng , thiết kế các công trình dẫn dòng tạm như đê quai theo quy
phạm, tính toán điều tiết lũ qua các công trình dẫn dòng để xác định cường độ thi công công
trình
5. Tính toán kinh tế , so sánh lựa chọn phương án hợp lý nhất
2.1.3. Ý nghĩa của công tác dẫn dòng thi công :
Biện pháp dẫn dòng thi công ảnh hưởng trực tiếp tới kế hoạch tiến độ thi công của toàn bộ
công trình , hình thức kết cấu chọn và bố trí công trình thuỷ lợi đầu mối. Chọn phương án thi
công và bố trí tổng thể công trường. Và cuối cùng là ảnh hưởng đến giá thành xây dựng công
trình vì nếu để nước tràn vào hố móng sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến công việc thi công , chất
lượng công trình, có thể gây hư hỏng cho công trình đang xây dở, tăng giá thành xây dung. Do
đó người thiết kế hay thi công đều phải thấy rõ tính chất quan trọng và mối liên hệ này để có
thái độ thận trọng và nghiêm túc trong việc điều tra, nghiên cứu và giải quyết các vấn đề trong
thiết kế công trình, thiết kế thi công nói chung và trong thiết kế dẫn dòng nói riêng
Mặt khác trong quá trình thi công nếu chặn ngay dòng chảy thì rất khó khăn và tốn kém với
công trình lớn điều đó là không thể , đồng thời không lợi dụng được tổng hợp
nguồn nước phục vụ cho các nhu cầu khác
Trên thực tế thì những công trình có khối lượng nhỏ, sông suối nhỏ, ít nước, điều kiện và
khả năng thi công cho phép có thể xây dựng trong 1 mùa khô thì có thể không phải dẫn dòng thi
công, còn nói chung công tác dẫn dòng là 1 công tác tất yếu.
Thuỷ điện Chà Lạp là công trình lớn thi công trong nhiều năm do đó công tác dẫn dòng là
1 công tác bắt buộc, chiếm 1 phần lớn kinh phí xây dựng công trình. Nó có ý nghĩa rất lớn
+ Đảm bảo chất lượng công trình
+ Đảm bảo tiến độ thi công
+ Đảm bảo không tăng chi phí giá thành xây dựng
+ Đảm bảo cho môi trường và hệ sinh thái
+ Thuận lợi cho việc đạt mục tiêu xây dựng công trình
2.2. Nhiệm vụ của công tác dẫn dòng.
1.
Phân tích tài liệu địa hình địa chất , thuỷ văn , kết cấu công trình và các điều kiện tổng
hợp khác để đề suất phương án , các mốc thời gian thi công , tiến độ thi công
2.
Chọn lưu lượng dẫn dòng
+ Chọn tần suất thiết kế công trình dẫn dòng
+ Chọn thời đoạn tính toán dẫn dòng
+ Chọn lưu lượng dẫn dòng ứng với từng thời đoạn và tần suất đã chọn
3.
Từ phương án lập sơ đồ dẫn dòng thi công , thiết kế quy mô kích thước công trình dẫn
dòng thích hợp từng thời đoạn
+ Đảm bảo tiến độ chung của công trình
+ Đảm bảo chênh lệch về cường độ thi công không quá cao trong suốt quá trình thi công
công trình.
+ Đảm bảo hợp lý về kinh tế , khả thi về kỹ thuật
4.
Tính toán thuỷ lực dẫn dòng , thiết kế các công trình dẫn dòng tạm như đê quai theo quy
phạm, tính toán điều tiết lũ qua các công trình dẫn dòng để xác định cường độ thi công công
trình
5.
Tính toán kinh tế , so sánh lựa chọn phương án hợp lý nhất
2.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến dẫn dòng thi công :
2.3.1. Điều kiện thuỷ văn :
Dựa vào điều kiện thuỷ văn của dòng sông như: lưu lượng, lưu tốc, mực nước lớn hay nhỏ,
biến đổi nhiều hay ít, mùa lũ hay mùa khô dài hay ngắn đều trực tiếp ảnh hưởng đến việc chọn
phương án dẫn dòng.
2.3.2. Điều kiện địa hình :
Địa hình của khu vực công trình đầu mối thuỷ lợi có ảnh hưởng trực tiếp đến việc bố trí các
công trình ngăn nước và dẫn dòng thi công.
2.3.3. Điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn :
Địa chất ảnh hưởng đến mức độ thu hẹp của lòng sông, kết cấu công trình dẫn nước, hình
thức cấu tạo và phương pháp thi công đê quai.
2.3.4. Cấu tạo và bố trí công trình thuỷ công
Giữa các công trình đầu mối và phương án dẫn dòng thi công có mối liên hệ trực tiếp với
nhau. Khi thiết kế công trình thuỷ lợi đầu tiên phải chọn phương án dẫn dòng. Ngược lại khi
thiết kế tổ chức thi công phải thấy rõ, nắm chắc đặc điểm cấu tạo và sự bố trí công trình để có kế
hoạch khai thác và lợi dụng chúng vào việc dẫn dòng. Chỉ có như vậy thì bản thiết kế mới có
khả năng hiện thực và có giá trị cao về kinh tế.
2.3.5. Yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng chảy hạ lưu :
Việc cung cấp nước cho hạ du là yêu cầu bắt buộc không thể ngừng trong thời gian thi công
dài được vì nước trong suối Chà Lạp là nguồn cung cấp nước chính cho đất canh tác và phục vụ
dân sinh ở hạ du.Do đó trong quá trình thi công phải cấp nước liên tục cho hạ du với lưu lượng
tối thiểu đủ đáp ứng yêu cầu nước dung.
Do vậy trong quá trình thiết kế cần chọn phương án dẫn dòng thi công đảm bảo cung cấp
đủ nước cho hạ du.
2.3.6. Điều kiện và khả năng thi công :
Bao gồm: thời gian thi công, khả năng cung cấp thiết bị, nhân lực, vật liệu, trình độ tổ
chức và quản lý thi công.
Tóm lại có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến việc chọn phương án dẫn dòng. Do đó khi
thiết kế dẫn dòng cần phải điều tra cụ thể, nghiên cứu kỹ càng và phân tích toàn diện để chọn
phương án dẫn dòng hợp lý, có lợi cả về kỹ thuật và kinh tế.
2.4. Chọn phương án dẫn dòng thi công :
2.4.1. Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công :
Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công là lưu lượng lớn nhất trong thời đoạn dẫn dòng ứng
với tần suất dẫn dòng thiết kế.
2.4.2. Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công :
Theo TCXDVN 285-2002 công trình hồ chứa nước Chà Lạp là công trình cấp III nên tần
suất thiết kế dẫn dòng là P = 10%.
2.4. 3 Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng :
Căn cứ vào bố trí công trình đầu mối và đặc điểm khí tượng thuỷ văn chọn thời đoạn dẫn
dòng như sau:
−Mùa kiệt từ tháng 1 đến tháng 6 năm sau (T = 6 tháng).
−Mùa lũ từ tháng 7 đến tháng 12(T = 6 tháng).
2.4.4. Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công :
Căn cứ vào lưu lượng trung bình tháng trong thời đoạn dẫn dòng và tần suất thiết kế dẫn
dòng đã chọn ở trên ta chọn được lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công như sau:
−Mùa kiệt :
Qkiệt = 174,01 ( m3/s).
−Mùa lũ :
Qlũ = 827 (m3/s).
2.5. Đề xuất phương án dẫn dòng :
Phương án dẫn dòng thi công là hợp lý khi đảm bảo các điều kiện kỹ thuật và có giá thành
rẻ.
Sau khi nghiên cứu các điều kiện của công trình em đề nghị 2 phương án dẫn dòng như sau:
2.5. 1. Phương án 1: Sử dụng cống xả cát bờ phải đập có kích thước b x h = 3,0 x 3,0 m
Công tác dẫn dòng thi công được thực hiện theo trình tự sau:
Năm
xây
dựng
Thời gian
Hình thức
dẫn dòng
Tần
suất
Qdd
tk
(m3/s)
Công việc và các mốc khống chế
Năm
thứ
nhất
Năm
thứ
hai
Năm
thứ ba
Mùa khô :
(T12 ÷ T5)
Lòng sông
tự nhiên
10%
174,01
Mùa lũ :
(T6 ÷ T11)
Lòng sông
thu hẹp
10%
827
Mùa khô :
(T12 ÷ T5)
Cống xả cát
10%
Mùa lũ :
(T6 ÷ T11)
Tràn xây
dựng dở
10%
Mùa khô :
(T12 ÷ T5)
Cống xả cát
10%
174,01
827
174,01
Đắp đê quai dọc bên bờ trái đập
Đào móng chân khay đập bờ phải
và bờ trái
Bắt đầu thi công vai phải đập và vai
trái đập đến cao trình +214m.
Thi công cống cống xả cát bờ phải
đến hoàn thiện.
Thi công vai phải đập và vai trái
đập đến cao trình +216m.
Chặn dòng (10 ngày đầu tháng 2)
Đắp đê quai thượng hạ lưu.
Thi công đập ở phần giữa lòng sông
đến cao trình thiết kế.
Tiếp tục đắp đập vai phải và vai trái
đập đến cao trình thiết kế.
Hoàn thiện tràn xả lũ
Hoàn thiện vai phải và vai trái đập
đến cao trình thiết kế.
2.5.2.Phương án 2 : Sử dụng cống dẫn dòng bờ trái đập có kích thước b x h = 3,5 x 3,5 m
Công tác dẫn dòng thi công được thực hiện theo trình tự sau:
Năm thi
công
Thời gian
Công trình
dẫn dòng
Lưu lượng
dẫn 3dòng
(m /s).
Các công việc phải làm và các
mốc khống chế.
Mùa khô :
(T12 ÷ T5)
Lòng sông
tự nhiên
174,01
Mùa lũ :
(T6 ÷ T11)
Lòng sông
thu hẹp
827
Năm thứ
1
Mùa khô :
(T12 ÷ T5)
Năm thứ
2
Mùa lũ :
(T6 ÷ T11)
Năm thứ
3
Mùa khô :
(T12 ÷ T5)
Cống dẫn
dòng.
Cống dẫn
dòng và
phần tràn
tạm.
Cống dẫn
dòng
174,01
827
174,01
- Đắp đê quai dọc bên bờ
trái và thi công hoàn thiện
Cống dẫn dòng
- Đào và thi công phần
đập bên vai trái đến cao trình
+212m.
- Thi công phần đập bên
vai trái tới cao trình +222m.
- Đắp đê quai thượng, hạ
lưu chặn dòng bờ phải
- thi công vai phải đập
đến cao trình +214m.
-dẫn dòng qua Cống dẫn
dòng bờ trái.
-thi công hoàn thiện đập bên
vai trái đến cao trình +239m.
- thi công tràn xả lũ
- Thi công hoàn thiện tràn
vai phải tới cao trình thiết kế.
- Thi công hoàn thiện đập
bên vai phải tới cao trình thiết
kế.
- Hoàn thiện toàn bộ công
trình, đưa công trình vào vận
hành.
2.6. Chọn phương án dẫn dòng :
Phương án 1 có ưu điểm là tận dụng công trình lâu dài trong thân đập đã xây dựng xong
để dẫn dòng, mực nước sau khi ngăn dòng thấp nên hệ thống đê quai vào mùa kiệt sẽ giảm, thi
công lỗ xả và lấp lỗ xả khá phức tạp, gây ảnh hưởng tới công trình chính.
Phương án 2 có ưu điểm là thời gian thi công ngắn, rút ngắn được chi phí xây dựng công
trình, nhưng đòi hỏi cường độ thi công cao, tập trung. Mực nước ngăn dòng thấp nên hệ thồng
đê quai có khối lượng không lớn.
Như vậy có thể nói phương án 2 đảm bảo điều kiện kỹ thuật cũng như điều kiện thi công
của nhà thầu đêm lại hiệu quả kinh tế hơn phương án 1 nên chọn phương án 2 làm phương án
dẫn dòng để xây dựng công trình.
2.7. Tớnh toỏn thy lc dn dũng theo phng ỏn ó chn :
2.7.1.Tớnh toỏn thy lc dn dũng qua lũng sụng thu hp nm th nht
2.7.1.1 Mc ớch:
- Xỏc nh quan h Q ~ ZTL khi dn dũng qua lũng sụng thu hp
- Xỏc nh cao trỡnh nh ờ quai thng h lu v ờ quai dc
- Xỏc nh cao trỡnh p p chng l cui mựa khụ
- Kim tra iu kin li dng tng hp dũng chy
2.7.1.2.Ni dung tớnh toỏn :
Cao trình đắp đập vuợt lũ
Mục nuớc tính toán
2
1
Mục nuớc kiệt
Z TL
Mặt cắt ngang sông
Z
Z HL
V0
Mặt cắt dọc sông
- Xỏc nh mc thu hp lũng sụng:
Theo tiờu chun ngnh thit k dn dũng trong xõy dng cụng trỡnh thu li 14TCN 57-88
mc thu hp ca lũng sụng xỏc nh theo cụng thc:
K = 1 ì 100%
2
Trong ú
K : L mc thu hp lũng sụng
1 : Tit din t ca lũng sụng m ờ quai v h múng chim ch (m 2)
2 :Tit din t ban u ca lũng sụng (m2)
+ Vi lu lng dn dũng mựa kit nm th nht Q = 174,01 (m3/s) da vo quan h Q~ZHL ng
vi lu lng dn dũng ca mựa kit ta tra c ZHL= 197,5 m
Tớnh din tớch trờn mt ct ngang lũng sui ta c :
- 1 = 23,5 (m2)
- 2= 95,5 (m2)
K=
ω1
23,5
.100% =
.100 % = 24,61 %
ω2
95,5
* Tính toán xác định cao trình mực nước thượng lưu sau thu hẹp.
- Để xác định chính xác giá trị ZTL ta giải bằng cách thử dần.
- Dựa vào quan hệ Q~ZHL ứng với lưu lượng dẫn dòng của mùa kiệt và mùa lũ ta tra được
ZHL.
- Giả thiết các giá trị ∆Zgt từ đó tìm được ZTL= ZHL+∆Zgt
- Từ ZHL vẽ và đo diện tích trên mặt cắt ngang tim đập được diện tích ướt của lòng suối là ω2
và diện tích ướt của đê quai và hố móng là ω1.
- Tính lại giá trị ∆Zgt theo công thức
2
2
V
1 V
∆Z tt = 2 . c − 0
ϕ 2g 2g
Trong đó:
-
ϕ- Hệ số lưu tốc: ϕ =0,82
Vc - lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp:
TK
Qdđ
Vc =
ε (ω 2 − ω1 )
- Với ε là hệ số thu hẹp lòng sông, vì thu hẹp 1 bên ε =0,95
- Vo - Lưu tốc tới gần:
TK
Qdd
Vo ≈
ω2
Hình 2.2 Mặt cắt dọc lòng sông thu hẹp
- Vì Vo=f(Ho), Ho= hhl+∆z, Nên bài toán được thử dần bằng cách giả thiết các giá trị ∆zgt. Thay
vào công thức (2-2) để tính các giá trị ∆ztt cho đến khi ∆zgt ≈ ∆ztt ta tìm được ∆z.
- Kết quả tính toán được ghi trong bảng :
Bảng tính toán độ dâng mực nước thượng lưu
∆zgt
ZTL= Zhl+∆z-
(m)
(m)
0,00000
0,00615
0,01230
0,01845
0,02460
0,03075
0,03690
197,600
197,606
197,612
197,618
197,625
197,631
197,637
Bs
gt
ω TL=ω 2+(Bs. ∆zgt)
Vc
(m2)
(m/s)
(m/s)
(m)
95,50
95,71
95,93
96,14
96,35
96,57
96,78
3,78
3,78
3,78
3,78
3,78
3,78
3,78
2,7105
2,7045
2,6984
2,6924
2,6865
2,6805
2,6746
0,023
0,0236
0,0238
0,0242
0,0246
0,0249
0,031
Bề rộng sông
(m)
34,45
34,56
34,62
34,66
34,7
34,73
34,75
Vo=
∆ztt
- Kết quả tính toán độ dâng mực nước thượng lưu khi đắp đê quai thu hẹp dòng chảy về mùa
kiệt năm thi công thứ nhất ứng với lưu lượng dẫn dòng Q = 174,01 m3/s tính được ∆z = 0,0246
m. Mực nước thượng lưu là:
ZTL= Zhl+∆z = 197,5 + 0,0246 = 197,5246 m. Chọn ZTL= 197,8 (m).
- Kết quả tính toán dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp :
Q10% (m3/s)
ZTL (m)
ZHL (m)
174,01
197,8
197,5
+ Tính toán tương tự trường hợp Q =827 (m3/s). ứng với mùa lũ năm thi công thứ nhất.
Q = 827 m3/s . Tra quan hệ Q∼ Zhl được Zhl= 201,2 m.
Bảng tính toán độ dâng mực nước thượng lưu
(Mùa lũ năm thứ nhất Q = 827 m3/s)
∆zgt
ZTL=
Zhl+∆zgt
(m)
(m)
0,031
0,038
0,042
0,047
0,082
0,087
0,093
201,40
201,45
201,52
201,55
201,59
201,62
201,67
Bs
Bề rộng
sông
(m)
39,45
39,47
40,05
4012
40,78
40,86
40,93
ω TL=ω 2+(Bs.
∆zgt)
Vc
(m2)
(m/s)
(m/s)
(m)
95,50
95,74
95,99
169,52
96,50
96,76
97,01
3,78
3,78
3,78
3,78
3,78
3,78
3,78
2,7105
2,7036
2,6966
1,5269
2,6823
2,6753
2,6683
0,047
0,049
0,051
0,052
0,082
0,087
0,93
Vo=
∆ztt
- Kết quả tính toán độ dâng mực nước thượng lưu khi đắp đê quai thu hẹp dòng chảy về mùa
lũ năm thi công thứ nhất ứng với lưu lượng dẫn dòng Q = 827 (m3/s) tính được ∆z = 0,054 m.
Mực nước thượng lưu là:
ZTL= Zhl+∆z = 201,2 + 0,082 = 201,282 m. Chọn ZTL= 202 m.
-
Kết quả tính toán dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp:
Q10% (m3/s)
827
ZTL (m)
ZHL (m)
202
201,282
* Ứng dụng kết quả tính toán.
a) Tìm cao trình đỉnh đê quai thượng, hạ lưu:
+ Xác định cao trình đê quai mùa kiệt: Chúng ta thấy rằng vào mùa kiệt cao trình
đê quai rất thấp, nhưng để đảm bảo an toàn trong quá trình thi công.
Vậy ta có : ZđqTL = ZđqHL = ZTL + δ = 197,8+ 0,5 = 198,3 (m ).chọn ZđqTL = 198,5m.
+ Xác định cao trình đê quai mùa lũ :
ZđqHL = ZHL + δ = 202 + 0,5 = 202,5 (m )
2.7.2. Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống dẫn dòng :
- Lưu lượng lớn nhất qua cống Q10% = 174,01 (m3/s) ( mùa kiệt năm thứ 2)
+ Các thông số của cống thi công :
- Kích thước cống
: bxh = 3,5x3,5m
- Chiều dài cống dẫn dòng
- Cao trình cửa vào
: 35 m
: +197 m
- Độ dốc
: 0,001
- Độ nhám
: 0,017
- Chiều dày thành cống : 0,8m
* Nội dung tính toán
- giả thiết cống chảy có áp, Với: Q10% = 174,01 (m3/s).b=3,5m, i=0,001 ,m=0.
⇒ độ sâu dòng chảy phân giới trong cống hk =
3
α .Q 2
= 8,23 m.
g .b 2
Dòng chảy qua cống có lưu lượng được xác định theo công thức dòng có áp trong cống :
Q = µ .ϖ . 2 g.Z O
(2-22)
=>
Q
ZO =
µ .ω 2.g
2
(2-23)
1
=
α + Σξ C + ξ d
µ=
Trong đó :
1
α + ξ cv + ξ kv + ξ cr +
2.g .L
C 2 .R
(2-24)
Các tổn thất :
+
Tổn thất cửa vào
: ξ CV = 0,25 .
+
Tổn thất khe van
: ξkh = 0,1 .
+
Tổn thất cửa ra
: ξcr=1 .
+
Tổn thất dọc đường : xd = λ.
L
2.g.L
= 2
4.R C .R
(2-25)
Với : R - Là bán kính thuỷ lực .
C - Là hệ số Sêdy.
R=
ω
bh
3,5.3,5
= 1,167 (m).
=
=
χ b + 2h 3,5 + 2.3,5
C=
1 1/ 6
1
R =
1,167 1 / 6 = 60,36
n
0,017
⇒
ξd = λ
=>
µ=
2× g × L
2 × 9,81 × 35
L
=
= 0,162
= 2
2
4 × R C × R 60,36 × 1,167
1
α + Σξ C + ξ d
=
1
1 + 0,25 + 0,1 + 1 + 0,162
= 0,644
Với: Q10% = 174,01.Tra quan hệ Q ~ Zhl ta được Zhl = 197,8 (m).
và hn = Zhl - Zcửa ra cống = 197,8-197 = 0,8 m.
Do đó chúng ta có chênh lệch cột nước thượng và hạ lưu :
ZO = HO + i.L – hn
=>
H O = hn + Z O − i.L = hn + Z O
2
( i = 0 độ dốc cống )
2
Q
174,01
= 0,8 +
= 55,66 m
=> HO = hn +
0,644.12,25. 2.9,81
µ .ω 2.g
+ Kiểm tra trạng thái chảy :
Đối chiếu với công thức kinh nghiệm của Hứa Hạnh Đào chúng ta thấy :
H =55,55m > 1,4 .d = 1,4 . 3,5 = 4,9 m
