ĐỒ án môn học dẫn DÒNG THI CÔNG và CÔNG tác hố MÓNG THI CÔNG đập đất đầm nén

Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
DẪN DÒNG THI CÔNG VÀ CÔNG TÁC HỐ MÓNG
THI CÔNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN
ĐỀ SỐ: 1.4
1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH
1.1. Vị trí và nhiệm vụ công trình
1.1.1. Vị trí công trình
Công trình đầu mối hệ thống thủy lợi DD được xây dựng trên suối SB, thuộc
xã PN, huyện K, cách thị xã H 20 Km về phía bắc, ở toạ độ 23 0 19” vĩ độ Bắc và
1050 38” kinh độ Đông.
1.1.2. Nhiệm vụ công trình
Theo luận chứng kinh tế kỹ thuật đã được Bộ NN – PTNT phê duyệt,
hồ chứa có nhiệm vụ sau:
- Cung cấp nước tưới cho nông nghiệp khoảng 550ha
- Phát điện với công suất khoảng 1,5MW
- Cung cấp nước cho sinh hoạt cho và công nghiệp với lưu lượng 50m 3/h
- Lòng hồ kết hợp nuôi trồng thủy sản
Cải tạo môi trường và du lịch.
1.2. Quy mô công trình.
1.2.1. Đặc trưng hồ chứa
Để đảm bảo cho nhiệm vụ công trình,yêu cầu hồ chứa phải có các
thông số sau:
Mực nước

Dung tích hồ

Mực nước dâng bình thường

31,6m

W = 3,9.106 m3

Mực nước dâng gia cường

34,2 m

W = 4,884.106 m3

Mực nước chết

23,8 m

W = 0,994.106 m3

1.2.2. Đập đất

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

1

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

Kết cấu đập bằng đất đắp có dung trọng khô thiết kế γ TK =1,7 T/m.Có các
thông số kỹ thuật của đập như sau:
Cao trình đỉnh đập

: ∇đđ = + 40m

Chiều rộng đỉnh đập

: B = 6,0m

Mái dốc thượng lưu được gia cố bằng đá lát khan dày 30cm, trên lớp sỏi cát
đệm. Hệ số mái thay đổi m = 2.25 – 2.5, có cơ đập ở cao trình 20m và cao trình 30
m đều rộng 2.5 m.
Mái dốc hạ lưu được trồng cỏ bảo vệ, hệ số mái thay đổi từ m = 1.5 - 2 có một
cơ ở cao trình 25 m rộng 2.5 m kể cả rãnh thoát nước.
1.2.3. Cống lấy nước
Kiểu cống hộp, chảy không áp bằng bê tông cốt thép đặt trên nền đá phiến sét
bên vai trái đập đất.
Cống có các thông số sau:
Thông số

Giá trị

Kí hiệu cống

Lưu lượng thiết kế

QTK = 2.5 m3/s

Kích thước

bxh = 1 x1,2

Cao độ đầu cống

∇đc = +22,54m

Độ dốc lòng cống

i = 0,002

1

1.2.4.Đập tràn
Tràn tự do bố trí tại eo yên ngựa bên phải đập đất kiểu tràn thực dụng
Ophixerop nối tiếp bằng bậc nước nhiều cấp. Kết cấu đập tràn bằng bê tông cốt thép
M250.
Tràn có các thông số sau:
Cao trình ngưỡng tràn

∇nt = + 31,00m

Chiều rộng ngưỡng tràn

Bnt = 40m

Độ dốc của dốc nước sau ngưỡng tràn

i = 0,07

Lưu lượng xả

qxả = 230m3/s

Cột nước ngưỡng tràn

H = 2,38m

1.2.5. Cấp công trình

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

2

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

Dựa vào năng lực phục vụ của công trình, theo TCXDVN – 285 - 2002 ta xác
định được cấp của công trình là cấp IV.
1.2.6. Thời gian thi công
Công trình được xây dựng trong khoảng 2 năm kể từ ngày khởi công
1.3. Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình
1.3.1. Điều kiện địa hình
Suối SB chảy qua vùng đồi thấp, đỉnh đồi có độ cao 50-100m, đỉnh hình tròn,
hai bên lòng suối có thềm rộng, thuận tiện cho việc thi công.
1.3.2. Điều kiện khí tượng thủy văn

Khu vực xây dựng nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa. Mùa mưa từ tháng V
đến tháng X, mùa khô từ tháng XI đến tháng IV
1.3.3.Các đặc trưng thủy văn và các yếu tố dòng chảy vùng công trình đầu
mối
Hồ DD dự kiến xây dựng trên Suối SB. Diện tích lưu vực tính đến tuyến đập
đo được 16,6 km2.
Lưu lượng thiết kế : mùa lũ Ql=183 m3/s
mùa kiệt Qk=1,75 m3/s
• Quan hệ Q~Zh ở hạ lưu tuyến đập:

• Dòng chảy lũ thiết kế: Tổng lượng lũ thiết kế Wp = 7,5.106 m3
• Quan hệ dung tích hồ và cao trình mực nước hồ như sau:

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

3

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

1.3.4.Động đất
Khu vực xây dựng công trình có động đất cấp 7.
1.4. Nguồn vật liệu xây dựng
1.4.1.Vật liệu đất
- Mỏ A nằm phía vị trí đập tràn, cách tuyến đập 400m, gồm chủ yếu là lớp đất sét
và có lớp á sét từ trung đến nặng có lẫn dăm sạn xen kẹp, lớp này có lúc ở dưới, ở

giữa và ở trên lớp đất sét. Bề dày khai thác tương đối đồng đều 2÷2,5m. Trữ lượng
134.103(m3).
- Mỏ B nằm ở thượng lưu tuyến đập, tại cao trình 21m, cách tuyến đập 500m gồm
các loại đất: á sét, sét, bề dày trung bình 2,8m. Trữ lượng 115.10 3(m3).
- Mỏ D nằm ở sau vai trái tuyến đập. Mỏ này chủ yếu là đất sét, bề dày trung bình
2,5m cách tuyến đập 800m, trữ lượng 123.103(m3).
- Mỏ E nằm phía thượng lưu tuyến đập, cách tuyến đập khoảng 1500m, bề dày
khoảng 2,4m, gồm đất sét, á sét.
Bốn mỏ đất gồm hai loại nguồn gốc chính là Eluvi và Deluvi. Đất ở bốn mỏ này có
dung trọng tự nhiên khô γtnk = 1,6T/m3 , đều dùng để đắp đập được.
1.4.2. Cát, đá, sỏi
Dùng đá vôi ở mỏ Bache, đá ở đó rất tốt dùng trong các công trường xây dựng. Mỏ
này cách tuyến đập 6 ÷7km.
Vì sỏi ít nên dùng đá dăm ở mỏ Bache để đổ bê tông, cát phân bố dọc sông Đà dùng
làm cốt liệu rất tốt, cự ly vận chuyển khoảng 5 ÷10km.

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

4

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

1.5 .Giao thông vận tải
Công trình nằm ở huyện K cách quốc lộ 6 khoảng 12km. Đường đến công trình
thuận tiện cho việc vận chuyển thiết bị thi công và vật liệu xây dựng.

1.6 .Điều kiện dân sinh kinh tế
Theo phương hướng quy hoạch đây là một huyện có dân số không nhiều nhưng lại
có nhiều dân tộc khác nhau. Cuộc sống chủ yếu dựa vào nông nghiệp, điều kiện
sinh hoạt thấp kém.
1.7 .Khả năng cung cấp điện nước
1.7.1.Cung cấp điện
Cách công trình có đường dây cao thế 35KV chạy qua thuận tiện cho việc sử dụng
điện cho công trường.
1.7.2.Cung cấp nước
Nước dùng cho sản xuất được đảm bảo cả về số lượng lẫn chất lượng nhờ việc sử
dụng nguồn nước lấy từ các sông, suối.
Nước cho sinh hoạt cần xử lý bảo đảm vệ sinh cho người dùng.
1.8.Điều kiện thi công
+ Khởi công ngày 1/12/2010.
+ Công trình đầu mối thủy lợi do Công ty D thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát
triển Nông thôn đảm nhận thi công.
+ Vật tư thiết bị cung cấp đến chân công trình theo đúng tiến độ.
+ Máy móc đảm bảo cho việc thi công.
+ Nhà thầu có khả năng tự huy động vốn đáp ứng nhu cầu thi công.
+ Thời gian thi công 2 năm.
1.9. YÊU CẦU
1. Nêu phương án dẫn dòng từng thời đoạn trong các năm thi công. Cách chọn lưu
lượng và tần suất thiết kế dẫn dòng.
2. Tính thủy lực cho phương án dẫn dòng đã chọn (với từng thời kỳ). Từ đó tính
được các mốc khống chế đắp đập.

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

5

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

3. Sơ bộ phân chia đợt đắp đập và tính toán khối lượng đắp đập? {phương pháp
tính, tính khối lượng cần đắp đập, khối lượng đào đất tại mỏ vật liệu, vẽ biểu đồ
cường độ đắp đập (Qđắp~Đợt đắp), diện tích mặt đập ứng với cao trình mặt đập
(F~Z), (V~Z)}.
4. Tính toán khối lượng đào móng?
Bản vẽ: Bản vẽ A1 thể hiện được các nội dung sau:
- Mặt bằng thiết kế của công trình,
- Mặt bằng của 1 thời kỳ (do giáo viên phân công);
- Mặt cắt dọc đập (phân chia các đợt đắp đập)
- Mặt cắt ngang đập (phân chia các đợt đắp đập)

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

6

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

2. CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG

2.1.

Mục đích, ý nghĩa nhiệm vụ và nhân tố ảnh hưởng tới dẫn dòng thi công

2.1.1. Mục đích
Công tác dẫn dòng thi công có ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch tiến độ thi công
của toàn bộ công trình, hình thức kết cấu, chọn và bố trí công trình thủy lợi đầu
mối, chọn phương pháp thi công và bố trí công trường và cuối cùng là ảnh hưởng
đến giá thành công trình.Vì vậy công tác dẫn dòng thi công là một công tác tất yếu
và hết sức quan trọng, với mục đích:
- Đảm bảo nơi thi công hố móng được khô ráo
- Dẫn nước từ thượng lưu về hạ lưu, đảm bảo nhu cầu lợi dụng tổng hợp dòng nước
- Cá biệt có một số công trình nhỏ, ít nước, điều kiện xây dựng và khả năng thi công
có thể xây dựng trong một mùa khô thì có thể không phải dẫn dòng thi công.
2.1.2. Nhiệm vụ:
Để đảm bảo được mục đích đề ra thì công tác dẫn dòng phải thực hiện được những
nhiệm vụ sau:
- Chọn tần suất thiết kế ( P%) và lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công
- Chọn phương án dẫn dòng cho từng thời đoạn thi công
- Tình toán thủy lực phương án dẫn dòng
- Tiến hành đắp đê quai bao quanh hố móng , tiêu nước và nạo vét hố móng, xử lý
nền và xây dựng hố móng công trình
- Dẫn nước từ thượng lưu về hạ lưu qua các công trình dẫn dòng đã được xây dựng
xong trước khi ngăn dòng
2.1.3. Các nhân tố ảnh hưởng tới dẫn dòng thi công:
a. Điều kiện khí hậu thủy văn:
Để quyết định phương án dẫn dòng thi công thì dựa vào đặc trưng thủy văn của
dòng sông , như lưu lượng, lưu tốc, mực nước...
b. Điều kiện địa hình:

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

7

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

Cấu tạo địa hình của lòng sông và hai bên bờ tại khu vực công trình đầu mối thủy
lợi ảnh hưởng trực tiếp đến việc bố trí công trình ngăn nước và dẫn dòng thi công.
- Với sông lớn, lòng sông rộng có thể dùng phương pháp dẫn dòng qua lòng sông
thu hẹp
- Với sông suối miền núi, có lòng hẹp, bờ dốc, nếu đá tốt có thể dùng đường hầm để
dẫn dòng
c. Điều kiện địa chất và địa chất thủy văn
- Mức độ thu hẹp lòng sông: Thường chọn khoảng 30% ÷ 60%
- Kết cấu công trình dẫn nước: Nếu đá hai bên bờ cứng rắn vững chắc có thể dùng
đường hầm để dẫn dòng. Ngược lại có thể dùng kênnh dẫn dòng.
- Hình thức cấu tạo và phương pháp thi công đê quai: Đê quai bằng đất thì đắp trực
tiếp trên các lớp trầm tích hoặc nền đá. Đê quai bằng cọc thì chỉ thích hợp với nền
đất ...
d.Điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy:
Trong thời gian thi công phải đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng nước
như: tưới, phát điện, vận tải thủy, nuôi cá, nước dùng cho công nghiệp và sinh
hoạt...Tuy có gây khó khăn cho thi công nhưng lại đem về hiệu quả cao về kinh tế.
e. Cấu tạo và bố trí công trình thủy lợi:
Giữa công trình đầu mối thủy lợi và phương án dẫn dòng thi công có mối

quan hệ hữu cơ hết sức mật thiết.
f. 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 sản xuất và quản lý thi công.
Tóm lại: có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến việc chọn phương án dẫn dòng
tùy thuộc từng hoàn cảnh cụ thể mà chọn phương án phù hợp, nghĩa là có lợi cả về
kỹ thuật và kinh tế.
2.2. Đề xuất phương án dẫn dòng:
2.2.1. Phương án 1:
• Nội dung phương án:
SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

8

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

Năm thi
công

I

Thời gian

Mùa khô:từ tháng 12
đến thàng 4

GVHD: Vũ Lê Minh

Công trình
dẫn dòng

Qua lòng
sông thu
hẹp

Lưu lượng
dẫn dòng
(m3)

Công việc phải làm và các
mốc khống trế
- đào hố móng và thi công
phần đập bên trái đến cao
trình vượt lũ

1,75

- Thi công cống ngầm
- bóc lớp đất phong hoá hai
bên bờ và tràn
-bắt đầu thi công tràn

Mùa lũ:từ tháng 5
đến tháng11

Qua lòng
song thu

hẹp

183

- đắp tiếp công trình chính
phần bên trái đến cao trình
thiết kế
- hoàn thiện cống
- thi công nốt phần tràn

II

Mùa khô: từ tháng
12 đến tháng 4

Qua cống
dẫn nước

Mùa lũ: từ tháng 5
đến tháng 11

Qua cống
và tràn với
tích nước

- ngăn dòng đầu tháng 12
hoàn thiện tràn
1,75

- đắp đập chính phần bên

phải đến cao trình ∇ +31,6
m

183

- đắp nốt đập phần bên
phải đến cao trình thiết kế
- Hoàng thiện công trình
và tích nước

2.2.2. Phương án 2.
Theo phương án này thi công công trình trong vòng 2 năm, từ 1/1/2010 đến
30/11/2012
• Nội dung phương án:

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

9

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

Năm thi
công

Thời gian

GVHD: Vũ Lê Minh

Công trình
dẫn dòng

Lưu lượng
dẫn dòng
(m3)

Công việc phải làm và các
mốc khống trế
- đào hố móng và thi công
phần đập bên trái đến cao
trình vượt lũ

I

Mùa khô:từ tháng
12 đến tháng 4

Qua lòng
sông thu
hẹp

1,75

- Thi công cống ngầm và
hòn thiện cống
- bóc lớp đất phong hoá hai
bên bờ và tràn
-bắt đầu thi công tràn

Mùa lũ:từ tháng 5
đến tháng 11

Qua lòng
song thu
hẹp

183

- đắp tiếp công trình chính
phần bên trái đến cao trình
thiết kế
- thi công nốt phần tràn
- ngăn dòng đầu tháng 12
hoàn thiện tràn

II

Mùa khô: từ tháng
12 đến tháng 4

Qua cống
dẫn nước

1,75

Mùa lũ: từ tháng 5
đến tháng 11

Qua tràn
với tích
nước
trong hồ

183

- đắp đập chính phần bên
phải đến cao trình cao trình
thiết kế

- Hoàng thiện công trình
và tích nước

2.2.3. So sánh chọn phương án:
a. Phân tích định tính về kinh tế, kỹ thuật:
- Cả hai phương án đều tận dụng lòng sông tự nhiên và công trình lâu dài để dẫn
dòng nên không phải xây dựng công trình tạm.
- Cường độ thi công: Cả hai phương án đều phân bố thời gian thi công công trình
hợp lý nên giảm được cường độ thi công ( mặc dù thời gian thi công vượt lũ ngắn ).
- Thời gian thi công: Đều trong 2 năm

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

10

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

- Kỹ thuật thi công : Phương án 2 đòi hỏi kỹ thuật thi công cống ngầm khá tốt.
Do QTK dẫn dòng thi công lớn hơn Q TK của cống. Do đó phải có biện pháp kỹ
thuật như lắp cửa van cống để khống chế lưu lượng, Khoan lỗ trong cống tránh
hiện tượng chân không.
b. Ưu nhược điểm:
Cả hai phương án đều giảm được cường độ thi công, tận dụng công trình lâu
dài trong dẫn dòng thi công nên giảm được chi phí cho công trình tạm. Tuy nhiên
phương án 2 lại đòi hỏi kỹ thuật thi công khá phức tạp, đồng thời lại đòi hỏi sự cho
phép của đơn vị thiết kế khi tiến hành các biện pháp kỹ thuật đối với cống.
c. Kết luận:
Để đảm bảo hợp lý cả về kinh tế và kỹ thuật chọn phương án 1 để dẫn dòng thi
công.
2.2.4.Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công
a. Chọn tần suất dẫn dòng thiết kế:
Theo TCVN 285-2002 tại bảng 4.6 trang 16, quy định với công trình cấp IV chọn
tần suất thiết kế dẫn dòng là 10%.
b. Chọn thời đoạn dẫn dòng thiết kế:
- Căn cứ vào thời gian thi công công trình: 2 năm.
- Căn cứ vào đặc điểm thủy văn
Chọn thời đoạn dẫn dòng thi công theo từng giai đoạn yêu cầu.
c. Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công:
Thời gian thi công theo từng giai đoạn, do đó ta chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng
thi công như sau:
3
- Thi công vào mùa lũ chọn Q max
mlu = 183 m /s.
3

- Thi công vào mùa kiệt chọn Q min
mkiet = 1,75 m /s.

2.3. Tính toán thủy lực phương án dẫn dòng
2.3.1. Tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp
a. Mục đích:

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

11

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

- Xác định quan hệ Q ~ ZTL khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp.
- Xác định cao trình đắp đập chống lũ cuối mùa khô.
- Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy.
b. Nội dung tính toán:
- Sơ đồ tính toán:

Hình 1: mặt cắt ngang sông

Hình 2: mặt cắt dọc sông
- Ta có quan hệ Q ~ Zhl

- Dựa vào lưu lượng thiết kế dẫn dòng vào mùa lũ là 183 m 3/s, tra đồ thị trên

ta xác định được Zhl = 18,97 m.

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

12

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

- Giả thiết ∆Zgt = 0,15m ⇒ Tính ZTL= Zhl+∆Zgt = 18,97 + 0,15= 19,12 (m)⇒
Đo diện tích trên mặt cắt ngang được: diện tích ướt của lòng sông ω1 và diện tích
ướt của hố móng ω2. Ta được: ω1=264,156 m2
ω2 =135,6 m2
- Tính lại ∆Z

tt

Vo2
=
−
2
2ϕ g 2 g

Trong đó: Vc =
Vo =

Vc2

QP %
183
=
=1,49 (ε = 0,95)
ε (ω1 − ω 2 ) 0,95.(264,156 − 135,6)
183
QP %
=
= 0,69
264,156
ω1

1,49 2
0,69 2
−
= 0,152 (m)
Lấy ϕ = 0,8 ⇒ ∆Z =
2.0,8 2.9,81 2.9,81
tt

Vậy là phù hợp với giả thiết .
-

Mực nước sông thượng lưu vào mùa lũ là
Ztl = Zhl + ∆Z = 18,97 + 0,152 = 19,122 ( m)

-

Xác định mức độ thu hẹp dòng sông :
K=

ω2
135,6
.100% =
.100% = 51,33 %
ω1
264,156

Ta thấy : 30% < K < 60% vậy là hợp lý.
c . Ứng dụng kết quả tính toán
+ Mùa kiệt:

ZdqTL = Ztl+ δ1 = 18,97 + 0,63 = 19,6(m)
ZdqHL = Zhl + δ2 = 18,97 + 0,63 = 19,6 (m)

+ Mùa lũ:

ZdqTL = Ztl + δ1 = 19,122 + 0,63 = 19,752 (m)
ZdqHL = Zhl + δ2 = 18,97 + 0,63 = 19,6 (m)
Trong đó δ là độ cao an toàn. Lấy δ= 0,63

Và cao trình đê quai vai trái đợt 1 cũng là cao trình đắp đập vượt lũ ở giai đoạn
đầu năm thứ nhất.
- Kiểm tra khả năng xói nền :

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

13

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

Đất nền đáy suối chủ yếu là cuội sỏi nên khản năng bị xói là rất ít
Khi đắp đê quai vai trái thì [V]kxdequai = 1,15 m < Vc nên đê quai bị xói,vì vậy phải
gia cố đê quai
- Biện pháp gia cố : có thể nạo vét lòng sông để giảm V c ,tăng mặt cắt ướt của sông
thu hẹp. Đồng thời dùng các biện pháp khác làm tăng sự ổn định cho đê quai phía
ngoài sông để chống xói và chống sạt lở đê quai khi có lũ về. Bố trí đê quai thuận
chiều dòng chảy, trường hợp cần thiết phải làm tường hướng dòng.
2.5.Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua cống ngầm
2.5.1. Mục đích:
- Lợi dụng công trình lâu dài để dẫn dòng;
- Xác định mực nước trước cống để xác định cao trình đê quai thượng lưu;
- Kiểm tra sự an toàn của cống khi dẫn dòng;
2.5.2. Nội dung tính toán
Sơ đồ tính:

Zdc=22,54

i=0.002

- Trình tự tính toán:
+ Giả thiết các cấp lưu lượng Qi qua cống;
+ Kiểm tra trạng thái chảy: có áp, bán áp và không áp bằng cách vẽ đường mặt

nước trong cống, nếu thấy trong cống đường mặt nước
Chạm trần cống: cống chảy có áp
Không chạm trần: Thượng lưu: H>d, hạ lưu hnThượng lưu: HTa có: Zđc= 22,54 (m); i = 0,002 ; Lc= 95 (m); d = 1,2 (m)
Zcc= Zđc- i.Lc= 22,54 – 0,002.95 = 22,35 (m); Qc= 2,5 (m3/s)
Cống bêtông cốt thép mặt cắt chữ nhật b × h = 1×1,2 ;

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

14

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

Giả thiết lưu lượng Q = 1,75 (m 3/s), vẽ đường mặt nước trong cống với độ
sâu hn = hk = hcc=

3

αq 2 3 1,75 2
= 2
= 0,68(m) từ độ sâu này ta vẽ ngược lên.Kết quả
g
1 .9,81

tính toán đường mặt nước được thể hiện ở bảng dưới.

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

15

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

BẢNG 1 : BẢNG TÍNH TOÁN ĐƯỜNG MẶT NƯỚC TRONG CỐNG
Các thông số tính toán: Q=1,75m3/s; b=1m; h=1,2m; i=0,002 ;L=95 m ; n=0.017
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

h(m)
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
0.68

ω
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
0.68

χ
1.20
1.30
1.40
1.50
1.60
1.70
1.80
1.90
2.00
2.10
2.20
2.30
2.36

Trong đó

C
38.88
41.04
42.53
43.64
44.50
45.20
45.78
46.27
46.69
47.05
47.37
47.65

47.81

ω = b.h
∋ = h+

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

C2R
125.95
194.37
258.41
317.37
371.34
420.66
465.75
507.05
544.95
579.82
611.98
641.73
658.51

R
0.08
0.12
0.14
0.17
0.19
0.21
0.22

0.24
0.25
0.26
0.27
0.28
0.29

α .V 2
2g

V
V2/2g
17.50 15.609
11.67 6.937
8.75 3.902
7.00 2.497
5.83 1.734
5.00 1.274
4.38 0.976
3.89 0.771
3.50 0.624
3.18 0.516
2.92 0.434
2.69 0.369
2.57 0.338
χ = b+2h
v=

E
15.709

7.087
4.102
2.747
2.034
1.624
1.376
1.221
1.124
1.066
1.034
1.019
1.018
R=

Q
= C RJ
ω

16

Lớp: 49C1

J
2.4315
0.7003
0.2963
0.1544
0.0916
0.0594
0.0411

0.0298
0.0225
0.0175
0.0139
0.0113
0.0101
ω
χ

Jtb

i-Jtb

∆E

Li

L

1.566
0.498
0.225
0.123
0.076
0.05
0.035
0.026
0.02
0.016
0.013

0.011

-1.5619
-0.4943
-0.2213
-0.1190
-0.0715
-0.0463
-0.0315
-0.0222
-0.0160
-0.0117
-0.0086
-0.0067

-8.622
-2.985
-1.355
-0.713
-0.410
-0.249
-0.155
-0.096
-0.058
-0.032
-0.014
-0.002

5.52
6.04

6.12
5.99
5.73
5.37
4.92
4.35
3.65
2.78
1.64
0.28

5.52
11.56
17.68
23.67
29.41
34.78
39.70
44.05
47.71
50.48
52.13
52.41

C=
Li =

R1 / 6
n
∆∋

i−J


Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

Từ kết quả tính toán trong bảng ta thấy đường mặt nước chạm trần cống ⇒ cống
chảy có áp, áp dụng công thức tính thuỷ lực qua vòi hoặc cống ngắn, nhưng chưa
biết là có nước nhảy trong cống không:
hn > D/2 ⇒ Q = ϕ cω 2 g ( H o + i.L − hn ) (*)
Với

ϕc =

1
1 + ξ cv + ξ kv + ξ d

-Tổn thất dọc đường : ζ d =

trong đó

2 gL
C 2R

- Tổn thất cửa vào: ξ cv = 0.15
- Tổn thất cửa van: ξ kv = 0.1
R=

ω

b.h
1.1,2
=
=
= 0,35m ⇒ C = 49,38
χ b + 2.h 1 + 2.1,2
1

⇒ϕc = 1 + 0,15 + 0,1 + 2.9,81.95
2

= 0,54

49,38 .0,35

Thay vào công thức (*) ta được ⇒Ho= 2 m
H = Ho+ α .

V02
; coi Vo= 0 nên H=Ho
2g

ZTL = Zđc+H = 22,54 + 2 = 24,54m
2.5.3. Ứng dụng kết quả tính toán
-Xác định cao trình đắp đập vào mùa kiệt:
Zđđ= ZTL+δ = 24,54 + 0,7 = 25,24 (m)

(δ=0,5÷0,7m)

- Xác định cao trình đê quai thượng lưu:

Zđq= ZTL+δ = 24,54 + 0,6 = 25,14 ( m)

(δ=0,5÷0,7m)

2.6.Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua tràn
2.6.1. Mục đích:
-Xác định quan hệ Qx ~ ZTL
- Dùng để tính toán điều tiết lũ qua tràn và xác định cao trình đắp đập vượt lũ;
2.6.2. Nội dung tính toán:
Tràn có các thông số sau:
Cao trình ngưỡng tràn

: ∇nt = + 31 m

Chiều rộng ngưỡng tràn

: Bnt = 40 m

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

17

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

Lưu lượng xả

: qxả = 230 (m3/s)
- Giả thiết các giá trị Qi
- Xác định chế độ chảy qua tràn (tự do, ngập): dựa vào quan hệ (Q~Z tl) ta thấy chế
độ chảy của tràn là chế độ chảy tự do vì ứng với lưu lượng đỉnh lũ Q max10%=183m3/s
thì Ztl = 25,54 (m) <∇nt = 31 (m). Trong giai đoạn này ta thi công xong toàn bộ tràn
nên tràn tính toán là tràn thực dụng.
-Dùng công thức của đập tràn thực dụng chảy tự do để tính:
3

Công thức tính toán : Q = mb 2 g H 2
tr
0

(1)

Trong đó lấy:
hệ số lưu lượng m = 0,49
Bề rộng tràn :40 m
Ho= cột nước tràn
2


3
230
Từ (1) ⇒ H 0 = ( Qtr ) = 

ZTL= Znt + H0
 0,49.40. 2.9,81  = 1,91(m) ⇒
m.b. 2 g



2
3

Bảng tính toán quan hệ Qtr ~ ZTL
Qtr(m3/s)
150
170
190
210
230

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

H0 = H
1.44
1.565
1.686
1.802
1.915

ZTL (m)
32.44
32.57
32.69
32.80
32.91

18

Chế độ chảy
Chảy không ngập
Chảy không ngập
Chảy không ngập
Chảy không ngập
Chảy không ngập

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

2.6.3. Ứng dụng kết quả tính toán:
Xác định cao trình đắp đập vượt lũ vào cuối mùa kiệt năm thứ hai thi công :
Zvl = Ztl + δ = 31 +1,91+ 0,7 = 33,61 (m).
với : δ = 0,5 ÷ 0,7 (độ cao an toàn).
Ta chọn Zvl = 34 (m) để tiện cho thi công.
2.7 Thiết kế kích thước công trình dẫn dòng
2.7.1. Thiết kế công trình dẫn nước:
Công trình dẫn nước gồm tuyến kênh (bao gồm kênh chính và các kênh nhánh),
tuyến cống, tràn và công trình nối tiếp sau tràn (bậc nước tiêu năng và kênh)
- Tuyến cống: ở bên vai trái đập
+ Cống ngầm kiểu cống hộp bêtông cốt thép b×h = 1×1,2 (m2)
+ Chiều dài cống L= 95 m, cao trình đầu cống Zđc= 22,54 m
+ n = 0.017; i = 0.002
- Tràn chính ∇nt=31 m

Bnt = 40 m

Tràn chảy tự do, nối tiếp tiêu năng bằng bậc nước
2.8.2 Thiết kế công trình ngăn nước
-Tuyến đê quai bao quanh hố móng tuỳ theo đợt ngăn dòng được thể hiện trên bản
vẽ

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

19

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

-Kích thước mặt cắt đê quai tuỳ thuộc vào đặc điểm vật liệu, kết cấu đê quai, điều
kiện chống thấm, thiết bị thi công….ở đây ta chọn đê quai bằng đất có kích thước
đỉnh đê quai là 2m, mái ngoài hố móng m =2,5, mái trong hố móng m =2,5.
- Cao trình đỉnh đê quai đợt một:
Mùa khô: Cao trình đỉnh đê quai hạ lưu
ZdqHL = Zhl + δ2 = 18,97 + 0,63 = 19,6 (m)
Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu
ZdqTL = Ztl+ δ1 = 18,97 + 0,63 = 19,6(m)
- Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu ngăn dòng
Zđq= ZTL+δ = 24,54 + 0,6 = 25,14 ( m) (δ=0,5÷0,7m)
2.9. Ngăn dòng
Ngăn dòng theo phương pháp lấp đứng vào đầu mùa khô năm thứ 2
3. THI CÔNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN

3.1. Phân chia các đợt đắp đập và xác định cường độ đắp đập
3.1.1. Phân chia các giai đoạn đắp đập
Do phương án dẫn dòng và tiến độ thi công toàn bộ công trình, các mốc khống chế
cần đạt là:
Tốc độ lên đập không được vượt quá tốc độ do cơ quan thiết kế yêu cầu.
+Giai đoan 1:mùa khô năm nhất đắp đập đến cao trình 24(m)
+Giai đoạn 2:mùa lũ năm nhất đắp đập đến cao trình 34(m)
+Giai đoạn 3:mùa khô năm hai đắp đập đến cao trình 39(m)
+Giai đoạn 4:mùa lũ năm hai đắp đập đến cao trình thiết kế 40(m)
MẶT CẮT DỌC

CẮT NGANG 1-1

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

20

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

CẮT NGANG 2- 2

- Nhận xét: do phải đắp đập thành nhiều đợt nên giữa các mặt tiếp giáp giữa chúng
có thể sẽ xuất hiện dòng thấm tập trung nhất là đối với những mặt tiếp giáp theo
hướng dòng chảy.Do đó các mặt tiếp giáp phải được xử lý theo đúng quy định có
mái dốc m ≥ 2,có hướng xiên góc với dòng chảy α ≥ 45o ,và tránh những vị trí lòng

sông và có chiều cao đập lớn.
3.1.2 Tính khối lượng cho các đợt đắp đập
Nguyên tắc chung là ta phân chia các đợt đắp đập thành nhiều phần nhỏ để tính.
Phương pháp tính toán là dùng mặt cắt vuông góc với tuyến đập hoặc mặt cắt song
song với các đường đồng mức để tính toán .
Khối lượng giữa 2 mặt cắt tính theo công thức
Vi = ∆h . Fi tb
Fi =

Trong đó:

Fi + Fi +1
2

Fi : Diện tích mặt bằng đập tại cao trình i (m2)
Fi+1:Diện tích mặt bằng đập tại cao trình i+1 (m2)
∆h : Chênh lệch độ cao giữa 2 cao trình i và i+1

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

21

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

Khối lượng đắp đập và diện tích mặt đập của từng giai đoạn được tính theo cao

trình, lập bảng tính dưới
Vẽ biểu đồ V∼Z và F∼Z để tiện thiết kế tổ chức thi công trên mặt đập;
Tính khối lượng đắp cho toàn bộ đập;
3.1.3.Tính Cường Độ Đắp Đập Cho Các Giai Đoạn:
Căn cứ vào thời gian dự kiến đắp đập theo tiến độ tính toán được cường độ đắp cho
từng đợt. Cường độ đắp đập được tính theo công thức:
Q dap =
Trong đó:

Vdap
m.n.t

(m3/ca)

Vdap: khối lượng đắp giai đoạn thứ i
m:số tháng thi công

n: Số ngày trong tháng (mùa khô thi công 24 -26 ngày , mùa
mưa thi công 16-20 ngày).
t : Số ca thi công trong ngày , t = 2-3 ca
Lập bảng theo dõi cường độ đắp đập .
* Khối lượng cho đợt đắp đập đợt I
Khối lượng cho đợt đắp đập đợt I

1
2
3
4
5
6

7
8

17.5
18
19
20
21
22
23
24

6815.1
7281.014
7048.057
8482.9
7881.957
9622.3
9052.6
10048.2
9835.25
9535.7
9791.95
8991.5
9263.6
7914.8
8453.15
Khối lượng

0.5

1
1
1
1
1
1

3524.03
7881.96
9052.60
9835.25
9791.95
9263.60
8453.15
57802.54

- Quan hệ F~Z đợt I:

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

22

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

GVHD: Vũ Lê Minh

- Quan hệ V~Z đợt I :

*Khối lượng cho đợt đắp đập đợt II
Khối lượng cho đợt đắp đập đợt II

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

23

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
-

24
25
26
27

28
29
30
31
32
33
34

GVHD: Vũ Lê Minh

7914.8
7196.6
7555.7
6971.7
7084.15
6428.8
6700.25
5518.6
5973.7
5360.8
5439.7
5289.5
5325.15
4986.5
5138
4680.9
4833.7
4359.9
4520.4
3870.3

4115.1
Khối lượng

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

7555.70
7084.15
6700.25
5973.70
5439.70
5325.15
5138.00
4833.70
4520.40
4115.10
56685.85

Quan hệ F~Z đợt II:

-

Quan hệ V~Z đợt II:

* Khối lượng cho đợt đắp đập đợt III
Khối lượng cho đợt đắp đập đợt III

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

24

Lớp: 49C1


Đồ án thi công đập đất đầm nén

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

17
18
19
20
21
22
23

17.5
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38

39

GVHD: Vũ Lê Minh

14011
12931
13471
13382
13156.5
12883
13132.5
14884
13883.5
14026
14455
13508
13767
5994.4
9751.2
5741.1
5867.75
5790.7
5765.9
4812.5
5301.6
4969.5
4891
3761.3
4365.4
3863.8

3812.55
3882
3872.9
4002.1
3942.05
3842.5
3922.3
2996.6
3419.55
3021.3
3008.95
2933.6
2977.45
3060.2
2996.9
2863.1
2961.65
1997.8
2430.45
Khối lượng

0.5
1
1
1
1
1
1
1
1

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

6735.50
13156.50
13132.50
13883.50
14455.00
13767.00
9751.20
5867.75
5765.90
5301.60
4891.00
4365.40
3812.55
3872.90
3942.05
3922.30

3419.55
3008.95
2977.45
2996.90
2961.65
2430.45
144417.60

Quan hệ F~Z đợt III:

SVTH: Ngô Thị Thùy Anh

25

Lớp: 49C1