Thiết kế và TCTC hồ chứa nước phước trung

Đồ án tốt nghiệp

Trang 1 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước TRung

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN -------------------------------------------------------------------------------1
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Vị trí công trình -------------------------------------------------------------------------2
1.2. Nhiệm vụ công trình --------------------------------------------------------------------3
1.3. Quy mô, kết cấu hạng mục ------------------------------------------------------------4
1.4. Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình -----------------------------------5
1.5. Điều kiện giao thông--------------------------------------------------------------------6
1.6. Nguồn cung cấp vật liệu, điện nước --------------------------------------------------7
1.7. Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực ----------------------------------------1.8. Thời gian thi công được duyệt --------------------------------------------------------1.9. Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công ----------------------------CHƯƠNG 2: DẪN DÒNG THI CÔNG
2.1. Dẫn dòng thi công-----------------------------------------------------------------------2.1.1. Mục đích yêu cầu của công tác dẫn dòng thi công ------------------2.1.2. Xác định tần suất thiết kế dẫn dòng thi công ------------------------2.1.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến dẫn dòng thi công ----------------------2.2. Tính Toán thủy lực dẫn dòng ----------------------------------------------------------2.2.1. Bố trí công trình dẫn dòng ----------------------------------------------2.2.2. Dẫn dòng qua kênh ------------------------------------------------------2.3. Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống lấy nước ------------------------------------2.3.1. Mục đích ------------------------------------------------------------------2.3.2. Nội dung tính toán -------------------------------------------------------2.4. Tính toán thủy lực dẫn dòng qua tràn tạm -------------------------------------------2.4.1 Mục đích -------------------------------------------------------------------2.4.2 Nội dung tính toán--------------------------------------------------------2.5. Thiết kế kích thước công trình dẫn dòng --------------------------------------------2.5.1. Đê quai --------------------------------------------------------------------2.5.2. Công trình tháo nước ----------------------------------------------------2.6. Ngăn dòng--------------------------------------------------------------------------------2.6.1. Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng -----------------------------------2.6.2. Chọn vị trí và độ rộng cửa ngăn dòng --------------------------------2.6.3. Phương án ngăn dòng và tổ chức thi công ngăn dòng --------------2.6.4. Tính toán thủy lực ngăn dòng cho phương án lấp đứng -------------

Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp

Trang 2 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước TRung

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN
3.1. Công tác hố móng -----------------------------------------------------------------------3.1.1. Xác định phạm vi mở móng cho công trình--------------------------3.1.2. Thiết kế tiêu nước hố móng --------------------------------------------3.1.3. Thiết kế tổ chức đào móng ---------------------------------------------3.2. Thiết kế tổ chức đắp đập ---------------------------------------------------------------3.2.1. Phân chia các giai đoạn đắp đập ---------------------------------------3.2.2. Tính khối lượng đắp đập của từng giai đoạn -------------------------3.2.3. Cường độ đào đất từng giai đoạn --------------------------------------3.2.4. Quy hoạch sử dụng bãi vật liệu ----------------------------------------3.2.5. Chọn máy và thiết bị thi công đập-------------------------------------3.2.6. Tổ chức thi công trên mặt đập -----------------------------------------CHƯƠNG 4: KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THI CÔNG
4.1. Nội dung và trình tự lập kế hoạch tiến độ công trình đơn vị ----------------------4.1.1. Nội dung ------------------------------------------------------------------4.1.2. Trình tự--------------------------------------------------------------------4.2. Kế hoạch tổng tiến độ thi công các hạng mục --------------------------------------CHƯƠNG 5: BỐ TRÍ MẶT BẰNG
5.1. Nguyên tắc ------------------------------------------------------------------------------5.2. Công tác kho bãi ------------------------------------------------------------------------5.2.1. Xác định lượng vật liệu dự trữ trong kho-----------------------------5.2.2. Xác định diện tích kho --------------------------------------------------5.3. Tổ chức cung cấp điện – nước trên công trường
5.3.1. Tổ chức cung cấp nước -------------------------------------------------5.3.2. Tổ chức cung cấp điện --------------------------------------------------5.4. Bố trí quy hoạch nhà tạm thời trên công trường ------------------------------------5.4.1. Xác định số công nhân ở công trường --------------------------------5.4.2. Xác định diện tích nhà ở của khu vực xây nhà ----------------------5.4.3. Sắp xếp bố trí nhà ở và bãi kho ----------------------------------------CHƯƠNG 6: DỰ TOÁN
6.1. Căn cứ lập dự toán ----------------------------------------------------------------------6.1.1. Khối lượng tính dự toán ------------------------------------------------6.1.2. Định mức đơn giá áp dụng ---------------------------------------------6.1.3. Các chế độ chính sách áp dụng -----------------------------------------

Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp

Trang 3 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước TRung

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Vị trí công trình:
Hồ chứa nước Phước Trung được xây dựng trên suối Ngang trong đó có sử dụng một
phần dòng chảy của suối Cho Mo, thuộc phạm vi hành chính của xã Phước Trung – huyện
Bắc Ái tỉnh Ninh Thuận, cách thành phố Phan Rang Tháp Chàm khoảng 29 km. Tuyến công
trình đầu mối nằm có tọa độ địa lý như sau:
X = 11041’30’’

Vĩ độ Bắc

Y = 108056’10’’

Kinh độ Đông

1.2. Nhiệm vụ công trình:
- Hồ Phước Trung xây dựng có tác dụng điều tiết lưu lượng nước đến từ suối Ngang
trong đó có sử dụng một phần dòng chảy cả suối Cho Mo nhằm cung cấp nước tưới cho 270
ha lúa, 220 ha bông vụ khô, 50 ha màu thu đông…
- Cung cấp nước sinh hoạt cho 2.500 dân đến năm 2012 của xã Phước Trung với mức

cung cấp 50l/người/ngày.
- Xây dựng khu tái định cư lòng hồ và tuyến đường tránh đi vòng qua lòng hồ Phước
Trung.
- Cung cấp nước cho nuôi trồng thủy sản, cải thiện môi trường vùng xây dựng, tạo
hành lan phòng cháy rừng trong mùa khô.
1.3. Quy mô kết cấu hạng mục:
Bảng 1-1: Quy mô kết cấu hạng mục công trình
A

HỒ CHỨA NƯỚC
Flv

km2

16,6

Diện tích mặt thoáng ứng với
MNDGC

MNGC

km2

0,736

3

Diện tích mặt thoáng ứng với
MNDBT

MNBT

km2

0,557

4

Cao trình MNDGC

MNDGC

m

90,44

5

Dung tích toàn bộ

Vtb

103m3

2,347

6

Dung tích chết

Vhi

103m3

0,066

7

Cao trình MNDBT

MNDBT

m

88,5

8

Tổng lượng nước bình quân năm

W

10m3

4,92

1

Diện tích lưu vực

2

Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp

Trang 4 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước TRung

9

Lưu lượng trung bình năm

Q

m3/s

0,165

10

Cung cấp nước sinh hoạt

Q

m3/ngày đêm

163

B

ĐẬP ĐẤT

1

Cao trình đỉnh đập

đđ

m

91,40

2

Chiều cao đập max

Hđ

m

17,10

3

Chiều cao đập theo đỉnh

Lđ

m

799

4

Chiều rộng đỉnh đập

Bđ

m

5

5

Hệ số mái thượng lưu

mt

3,0-3,5

6

Hệ số mái hạ lưu

mh

2,75-3,0

7

Hình thức đập

Đập đất

8

Cấp công trình

III

C

TRÀN XẢ LŨ

1

Hình thức tràn

Tràn tự do

2

Chiều dài tràn

L

m

249,2

3

Cao trình ngưỡng tràn

nt

m

88,50

4

Cột nước tràn max

Ht

m

1,94

5

Chiều rộng ngưỡng tràn

Bt

m

40

6

Chiều rộng đầu dốc nước 1

Bd

m

40

7

Chiều rộng cuối dốc nước 1

Bd1

m

20

8

Chiều dài dốc nước 1

Ld1

m

80

9

Độ dốc đáy dốc nước1

i

10

Chiều sâu bể tiêu năng

11

Lưu lượng tháo lũ max

12

0,0525
m

1,3

Qmax

m3/s

162

Chiều dài bể tiêu năng

Ltn

m

22,2

13

Chiều rộng bể tiêu năng

Btn

m

20

14

Chiều dài dốc nước 2

Ld2

m

220

15

Chiều rộng dốc nước 2

Bd2

m

20

Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp

16

Độ dốc đáy dốc nước 2

17

Chiều dài kênh xã lũ

D

CỐNG LẤY NƯỚC

1

Trang 5 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước TRung

i

0,035

Lkx

m

266

Chiều dài cống

Lc

m

156

2

Đường kính cống

bxh

m

1,2x1,6

3

Độ dốc đáy cống

i

4

Lưu lượng thiết kế max

5

Kết cấu cống

6

Chiều rộng kênh dẫn

7

Mái dốc kênh dẫn

Qmax

0,005
m3/s

1,0

m

0,7

BTCT M300

1.4. Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình:
1.4.1. Điều kiện địa hình:
- Trong khu vực vùng tiểu dự án có thể phân ra hai đơn nguyên địa mạo chính là:
Dạng địa hình miền núi - bóc mòn và dạng địa hình thung lũng - tích tụ.
- Dạng địa hình bóc mòn phát triển trên các khu vực có cao độ 90m - 200m. Bao gồm
các đỉnh núi cao và các sườn dốc bao bọc phần thung lũng lòng hồ.
- Dạng địa hình tích tụ bao gồm phần thung lũng giữa núi các thềm sông suối và bãi
bồi, dạng địa hình này phát triển theo hướng kéo dài từ đông xuống tây nam, với đặc trưng
là chiều rộng hẹp bề mặt tương đối bằng phẳng. Cao độ thay đổi từ 70m đến 90m.
- Lớp phủ thực vật của vùng thay đổi rõ theo độ cao. Trên núi cao lớp phủ thực vật
còn khá phong phú, càng xuống thấp lớp phủ càng thưa dần. Vùng thấp nhiều chỗ bị khai
thác triệt để, có chỗ đã trơ sỏi đá. Nói chung thảm thực vật nghèo nàn và mỏng làm cho khả
năng giữ nước của khu vực kém đi.
- Với đặc trưng dạng địa hình tại khu vực nghiên cứu cho thấy có thể hình thành một
hồ chứa nước có dung tích 2 triệu m3 nước. Mặt cắt lòng hồ có dạng chữ V. Mặt bằng thi
công tương đối thuận tiện.
- Các đặc trưng thủy lý các lưu vực tính đến vị trí tính toán xác định trên bản đồ tỷ lệ
1/25.000 như sau:

Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp

Trang 6 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước TRung

Bảng 1-2: Các đặc trưng địa hình lưu vực Hồ Phước Trung
TT

Đặc trưng

Ký hiệu

Đơn vị

Suối Ngang

Ô căn

1

Diện tích lưu vực

Flv

km2

16,6

30

2

Chiều dài sông chính

Lsc

km

6,90

9,10

3

Tổng chiều dài sông nhánh

Lsn

km

16

4

Độ dốc sông trung bình

i sông

0

/00

12,10

84,20

5

Độ dốc sườn dốc

i sườn

0

/00

256,00

312,10

Các đặt trưng địa hình của hồ chứa được xác định trên bản đồ 1/5.000 và tính toán
tổng hợp trong bản sau:
Z(m)

F(ha)

V(103m3)

75

0

0

76

2,1

2,88

77

6,78

12,32

78

11,2

19,6

79

12,59

22,2

80

15,41

28,24

81

19,23

33,08

82

22,37

37,74

83

27,58

40,48

84

30,42

46,94

85

35,58

50,64

86

40,25

54,3

87

45,68

59,16

88

50,65

64,3

89

55,23

68,58

90

60,32

72,46

Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp

Trang 7 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước TRung

Biểu đồ quan hệ Z -F

Biểu đồ quan hệ Z -V

1.4.2. Điều kiện khí hậu, thủy văn và các đặc trưng dòng chảy:
1.4.2.1. Điều kiện khí hậu:
- Nhiệt độ: Nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm: 33,50C
- Độ ẩm không khí trung bình nhiều năm: 70%
- Mưa: Tổng lượng mưa năm trung bình nhiều năm lưu vực khoảng 900mm

Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp

Trang 8 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước TRung

1.4.2.2. Điều kiện thủy văn:

Khu vực vùng tiểu dự án chịu ảnh hưởng của khi hậu Nam Trung Bộ, với đặc điểm
nổi bật của khí hậu là khô và khắc nghiệt, một năm có 2 mùa rõ rệt: Mùa mưa từ tháng 9
đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 8 năm sau. Các đặc trưng khí hậu được tổng
hợp trong bản sau:
- Lưu lượng dẫn dòng mùa mưa: theo lưu lượng dòng chảy đến 10%
Bảng 1-5: Lưu lượng dòng chảy 10%
Tháng

12

1

2

3

4

5

6

7

8

Q10%(m3/s)

0,54

0,52

0,51

0,4

0,5

10

13,7

12,21

12,5

- Theo lưu lượng lũ 10% Q = 64,5m3/s
- Lưu lượng dẫn dòng mùa khô (Từ tháng 12 đến tháng 8): Theo lưu lượng ngày mưa
lớn nhất trong 3 tháng mùa khô đo được tại trạm Nha Hố, Tân Mỹ, Ba Tháp, Nha Trinh.
1.4.3. Đặc điểm địa chất công trình, địa chất thủy văn:
1.4.3.1. Đặc điểm địa chất công trình:
- Trong khu vực nghiên cứu có mặt các loại đá cổ và trầm tích đệ tứ. Các đá cổ là các
thành phần tạo macma thành phần trung tính đến axid bao gồm granit, granodionit… Thành
phần khoáng vật tạo đá chủ yếu là thạch anh. Các trầm tích đệ tứ là sản phẩm của các quá
trình phong hóa đá gốc dưới dạng tổng hợp của các tác nhân phong hóa, các quá trình bào
mòn xâm thực, vận chuyển và tích tụ.
- Khu vực lòng hồ: Qua tài liệu khảo sát có thể kết luận vùng hồ Phước Trung không
có khả năng thấm nước vì: bờ hồ và đáy hồ có cấu tạo bởi đá macma bền vững ít thấm nước.
khả năng thấm nước cũng như mất nước qua các thung lũng bên cạnh và xuống đáy hồ là rất
hạn chế. Về khả năng sạt lở bờ hồ, do cấu tạo địa chất tốt và độ rỗng không lớn, lòng hồ nhỏ

có độ dài truyền sóng không quá 2 km, sẽ không sạt lở trong quá trình thi công.
- Tuyến đập: có chiều dài 800 m. Nền và vai đập là đá gốc macma cứng chắc, đá có
khả năng chịu tải cao, đảm bảo ổn định mặt kháng trước cho nền đập và khả năng chống
thấm tốt. Lớp phủ trên toàn tuyến nhìn chung nhỏ hơn 5 m.
- Tuyến tràn: tuyến tràn nằm trên đá granit phong hóa từ mạnh đến vừa. Mức độ
thấm nước vào loại nhỏ, nền tràn chịu tải tốt.
- Tuyến cống: Nằm trên nền đá ít nứt nẻ, khả năng chịu tải và chống thấm tốt. Nhìn
chung việc xử lý địa chất khu vực các công trình đầu mối là không phức tạp.
Địa tầng từ trên xuống dưới như sau:
Lớp 1a: - Lớp á sét chứa ít sạn, màu xám nâu, trạng thái ẩm vừa, thành phần chủ yếu là các
bụi sạn.
- Lớp sạn thạch anh chứa sét ít, màu xám nâu, xám vàng, trạng thái ẩm, kết cấu vừa chặt.
Thành phần chủ yếu là dăm sạn.
Lớp 1b: - Lớp á sét chứa dăm sạn và ít sỏi, sản phẩm phân hóa triệt để thành đất của đá
granit. Thành phần chủ yếu là sét, cát và dăm sạn, trạng thái ẩm, kết cấu vừa chặt.
- Lớp đá tảng kích thước 30-50cm, chứa ít dăm sạn thạch anh, sét mầu nâu.
Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp

Trang 9 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước TRung

Lớp 1c: - Lớp cuội sỏi, chứa ít á sét, cát. Trạng thái bão hòa nước, kết cấu vừa chặt, kích
thước cuội 5-10cm. Độ mài mòn tốt.
Lớp 2a: - Đá granit phong hóa nứt nẻ mạnh, các vết nứt chảy dọc theo khe nõn khoan. Bề
rộng khe nứt 2mm, một số khe nứt được lấp bởi cát thạch anh và canxi, số còn lại ít bị lấp
nhét.

Lớp 2b: - Đá granit phong hóa nhẹ, nứt nẻ vừa, khe nứt rộng từ 1-2 mm bởi lấp nhét các
mạch thạch anh, canxi. Các vết nứt chảy dọc theo nõn khoan chủ yếu, cấu tạo khối kiến trúc
hạt thô.
Lớp 2c: Đá granit phong hóa nhẹ đến tươi, kích thước khe nứt 1mm.
1.4.3.2. Đặc điểm địa chất thủy văn:
- Nước dưới đất nghèo, các đá gốc chiếm chủ yếu, lớp vỏ bị phong hóa đều không có
khả năng chứa nước.
- Nước chỉ tồn tại trong các lớp cát, cuội, sỏi. Á cát bồi tích bởi trữ lượng rất nhỏ,
nguồn cung cấp nước chủ yếu là nước ngầm và nước mưa.
1.4.4. Điều kiện dân sinh - kinh tế khu vực:
1.4.4.1. Điều kiện dân sinh:
- Khu vực xây dựng hồ chứa nước Phước Trung tính đến tháng 4 năm 2009 có 304
hộ với 1835 nhân khẩu, chủ yếu là người dân tộc Răclây.
- Tập quán canh tác: Trình độ canh tác và thâm canh thấp. Dân số trong vùng chủ yếu
sống bằng nông nghiệp. Nền kinh tế phụ thuộc vào nông nghiệp là chủ yếu, mật độ dân cư
thưa, thu nhập thấp. Hồ chứa nước Phước Trung xây dựng là cần thiết để phát triển kinh tế
vùng, cải thiện đời sống sinh hoạt của đồng bào địa phương.
1.4.4.2. Điều kiện kinh tế:
- Xã Phước Trung huyện Bắc Ái nằm trong khu vực vùng tiểu dự án có 270 ha nằm
gọn trong xã. Nông nghiệp là hoạt động chính trong vùng, lực lượng lao động chiếm 90%
trong khu vực.
- Diện tích đất tự nhiên và đất có khả năng trồng lúa, hoa màu lớn để phát triển công
nghiệp chế biến là 11.980 ha. Trong đó đất rừng tự nhiên là 5.049,4 ha, đất nông nghiệp
2.056,56 ha, đất trồng cây hàng năm 1.986,61 ha, đất ruộng lúa màu là 109.5 ha, đất nương
rẫy 1.508,61 ha, đất trồng cây hang năm khác 368,5 ha, đất vườn tạp 69,95 ha.
1.5. Điều kiện giao thông:
- Hệ thống giao thông trong vùng có đường Đồng Mé – Phước Trung nối liền từ quốc
lộ 27 đi đến xã Phước Trung. Đường rải đất cấp phối 6,5m. Đây cũng chính là đường vận
chuyển nguyên vật liệu xây dựng khi thi công công trình. Ngoài ra một số đường liên thôn
liên xã cũng được nâng cấp thành đường cấp phối.

1.6. Nguồn cung cấp vật liệu, điện nước:
1.6.1. Vật liệu:
- Vật liệu đắp đập được khai thác trong hồ, cự ly từ 1-2km. Đối với đất đắp lõi đập
một phần lấy tại bãi hạ lưu công trình với cự ly 9 km.
- Cát xây dựng khai thác tại sông Cái, cự ly 10 km.
- Đá chẻ, đá hộc lấy tại chỗ cách công trường 2km.
- Xi măng, sắt thép và gỗ được lấy từ Phan Rang cự ly 29 km.
Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp
TRung

Trang 10 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước

- Nước thi công được lấy từ suối Ngang cách công trình 1km.
1.6.2. Điện, nước:
- Hiện tại đã có lưới điện hạ thế đến xã phục vụ sinh hoạt và sản xuất.
- Trong xã chưa có hệ thống nước sạch để sinh hoạt. Hiện người dân sử dụng nguồn
nước suối Ngang. Tuy nhiên lưu lượng không đều, nên diễn ra tình trạng thiếu nước sinh
hoạt và sản xuất trong mùa khô.
1.7. Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực:
Khi xây dựng công trình hồ chứa nước Phước Trung phải tiến hành chuẩn bị đày đủ
những yêu cầu thiết bị như: Kho tàng, bến bãi, nhà xưởng, đường thi công… Trong thời
gian thi công cần san ủi mặt bằng rộng rãi, quy hoạch các khu như: Khu sản xuất, phục vụ
sản xuất, tạo điều kiện thuận lợi nhất cho công nhân để thi công công trình và khai thác hết
tác dụng của công trình và đáp ứng sự mong muốn của người dân địa phương sớm hoàn
thành công trình để đưa vào sử dụng.

1.8. Thời gian thi công được phê duyệt:
Thời gian thi công hồ chứa nước Phước Trung được dự kiến là 2 năm.
1.9. Những thuận lợi và khó khăn trong quá trình thi công:
1.9.1. Thuận lợi:
- Công trình hồ chứa nước Phước Trung nằm cách trung tâm thành phố 29km, hệ
thống giao thông thuận tiện có đường thi công gần đến công trình thuận tiện cho thi công,
điều hành, giám sát công trình được thuận lợi, giảm chi phí vận chuyển nguyên vật liệu
cũng như đi lại của công nhân.
- Hệ thống điện đã đến gần công trình.
- Công trình thiết kế đa mục tiêu: Mục tiêu chính là tưới nước cho nông nghiệp và
cung cấp nước sinh hoạt của người dân trong vùng hưởng lợi từ công trình.
- Phù hợp với nguyện vọng của người dân cũng như chính sách của Đảng và Nhà
nước.
1.9.2. Khó khăn:
- Công tác đền bù còn nhiều bất cập, làm cho công trình chậm tiến độ.
- Vấn đề cung cấp nước sinh hoạt cho công nhân còn hạn chế.
- Trình độ công nhân còn chưa cao, khó đáp ứng được công tác sử dụng các loại máy
móc hiện đại trong xây dựng.
- Ngoài ra các vấn đề đảm bảo sức khỏe cho công nhân và cán bộ xây dựng công
trình còn nhiều bất cập.

Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp
TRung

Trang 11 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước

Chương 2
DẪN DÒNG THI CÔNG
2.1. Dẫn dòng thi công:
Dẫn dòng thi công là công tác điều khiển dòng chảy từ thượng lưu về phía hạ lưu qua
các công trình dẫn nước để tránh ảnh hưởng đến các công tác thi công được đê quai bảo vệ.
2.1.1. Đề xuất phương án dẫn dòng thi công:
2.1.1.1. Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến công tác dẫn dòng thi công:
a, Điều kiện thủy văn:
Điều kiện thủy văn là điều kiện quyết định, ảnh hưởng lớn nhất và quan trọng nhất
đến việc dẫn dòng thi công công trình.
Cấp thiết kế của công trình là cấp III và căn cứ tiêu chuẩn TCXDVN 285-2002 ta xác
định được tần suất lưu lượng để thiết kế dẫn dòng là P=10% (mục 4.2.6 - TCXDVN 2852002 – trang 14).
Dòng chảy Suối Ngang và Ô Căn được phân ra 2 mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 9 đến
tháng 11 với lưu lượng mùa lũ ứng với tần suất P=10%, Q=64,5 (m3/s) và mùa kiệt từ tháng
12 đến tháng 8 năm sau, với lưu lượng lớn nhất mùa kiệt ứng với tần suất P=10%, Q=13,7
(m3/s). Lưu lượng chênh lệch nhau quá lớn, mực nước sông thay đổi nhiều cho nên ta phải
chọn phương án dẫn dòng theo từng mùa để giảm giá thành thi công xây dựng.
b, Điều kiện địa hình:
Địa hình tại khu vực tuyến đập có dạng lòng chảo và được phân thành 2 tầng, sườn
dốc 2 bên không cân, độ dốc trung bình, thoải về hai phía. Do đó có thể đắp từ vai trái đập
trước nên công tác dẫn dòng có thể là dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên hay lòng sông thu
hẹp. Địa hình rộng thuận lợi cho việc bố trí thi công mà không ảnh hưởng đến việc dẫn
dòng. Tuy nhiên vào mùa kiệt lòng suối không có nước nên việc thi công đắp đập vào mùa
khô rất thuận lợi.
c, Điều kiện địa chất lòng sông, lòng suối:
Trong khu vực nghiên cứu có các loại đá cổ và trầm tích đệ tứ. Các đá cổ là thành
phần macma, thành phần trung tính đến axid bao gồm granit, granodionit,… thành phần
khoán vật tạo đá chủ yếu là thạch anh, felnpat, mica và một số ít khoáng vật phụ khác. Các
trầm tích đệ tứ là sản phẩm của các quá trình phân hóa đá gốc dưới dạng tổng hợp của các

tác nhân phong hóa, các quá trình bào mòn xâm thực, vận chuyển và tích tụ.
Nước dưới đất rất nghèo, các đá gốc và phần lớp vỏ phân hóa đều không có khả năng
chứa nước. Nước chỉ tồn tại trong lớp cát, cuội, sỏi, á cát bồi tích với trữ lượng nhỏ. Nguồn
cung cấp chủ yếu cho nước dưới đất là nước mưa.
Do khu vực xây dựng đập có nền đá gốc, nước ngầm ít cho nên dòng thấm dưới đáy
công trình tương đối nhỏ.
Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp
TRung

Trang 12 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước

d, Kết cấu của công trình thủy công:
Hệ thống đầu mối công trình Phước Trung gồm các hạng mục: Đập đất, cống lấy
nước, tràn xã lũ. Đối với đập đất không được cho nước tràn qua nên trong quá trình dẫn
dòng phải đảm bảo mực nước và tốc độ đắp đập trong từng giai đoạn để đạt cao trình vượt
lũ. Khi cống xây dựng xong ta lợi dụng cống lấy nước để dẫn dòng thi công vào mùa khô.
Tràn cao nên ta có thể lợi dụng để dẫn dòng thi công vào mùa lũ.
e, Yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng chảy:
Để đảm bảo cho nhu cầu dùng nước trong thi công, nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt
cho toàn bộ công trường và đảm bảo lượng nước dùng ở hạ du. Ta phải chọn phương án dẫn
dòng sao cho phía hạ du không bị thiếu nước để trồng trọt, chăn nuôi vv… trong suốt thời
gian thi công công trình.
f, Điều kiện và khả năng thi công:
Đây là vùng rừng núi có khí hậu khắc nghiệt, nhân dân sống ở đây phần đông là các
dân tộc thiểu số, các cơ sở hạ tầng (y tế, giáo dục, giao thông, thông tin….) còn ở mức thấp.

Do đó khi công trường khởi công đã thu hút được nguồn nhân lực lao động phổ thông. Các
lực lượng thi công khác cần phải huy động từ các đơn vị thi công lớn trong ngành thủy lợi
của tỉnh thì mới đáp ứng được yêu cầu thi công công trình hoàn thành đúng tiến độ.
2.1.1.2. Xác định lưu lượng dẫn dòng thi công:
- Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công là lưu lượng lớn nhất ứng với tần suất thiết kế
và thời đoạn dẫn dòng thiết kế.
* Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công.
- Công trình đầu mối là công trình cấp III, lấy theo TCXDVN 285-2002 (Công trình
thuỷ lợi các quy định chủ yếu về thiết kế), lưu lượng mực nước lớn nhất để thiết kế các công
trình tạm phục vụ công tác dẫn dòng thi công, được xác định theo bảng 4-6 với công trình
cấp III. Công trình dẫn dòng lấy tần suất P=10%
* Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công.
- Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công căn cứ vào đặc điểm thuỷ văn, giai đoạn
dẫn dòng thi công.
- Do đó ta chọn thời đoạn dẫn dòng thi công theo mùa.
+ Thời đoạn dẫn dòng thi công là mùa kiệt từ tháng 12 đến tháng 8 năm sau, thì lưu
lượng lớn nhất mùa kiệt là Q = 13,7 (m3/s).
+ Thời đoạn dẫn dòng thi công là mùa lũ từ tháng 9 đến tháng 11, thì lưu lượng ứng
với tần suất thiết kế P = 10% là Q = 64,5 (m3/s).
Từ các giai đoạn dẫn dòng cho ta thấy lưu lượng mùa kiệt rất nhỏ so với mùa lũ nên chúng
ta phải tập kết nguyên vật liệu và thi công khẩn trương cống dẫn dòng trong thời gian này để
Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp
TRung

Trang 13 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước

đẩy nhanh tiến độ, giảm bớt công trình dẫn dòng, và sau khi ngăn dòng cần tập trung lực
lượng thi công vượt lũ tiểu mãn trong tháng 6.
2.1.1.3. Đề xuất phương án dẫn dòng thi công:
Qua việc phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến việc dẫn dòng thi công và phân tích
những đặc điểm địa chất, địa hình của tuyến đập cho thấy: Ngoài phương án dẫn dòng qua
lòng sông thiên nhiên thì việc tiếp theo có thể là các công trình tạm như cống dẫn dòng,
cống kết hợp cống lấy nước, tràn tạm hoặc kênh dẫn dòng. Từ đó ta đưa ra các phương án
dẫn dòng thi công cho công trình hồ chứa nước Phước Trung như sau:
Các phương án dẫn dòng thi công:
+ Phương án 1: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp, cống lấy nước và tràn chính
+ Phương án 2: Dẫn dòng qua kênh dẫn dòng, cống lấy nước
Phương án 1: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp, cống lấy nước và tràn chính
Thời gian thi công là 2 năm: từ tháng 12/2012 đến 12/2014
Năm
Thi
Công

Năm
thứ
nhất

Thời gian

Công trình dẫn
dòng

Lưu lượng

Mùa khô

từ tháng
12 đến 08

Dẫn dòng
thi công
qua lòng sông
thu hẹp

Q = 13,7
(m3/s)

Mùa mưa
từ tháng
09 đến
tháng 11

Dẫn dòng
thi công
qua lòng sông
thu hẹp

Q = 64,5
(m3/s)

Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Các công việc cần tiến hành và mốc
khống chế
- Lắp dựng lán trại, làm đường thi
công

- Đào móng hai bên thượng và hạ lưu
đập kết hợp đào móng cống lấy nước
ở phía trái đập.
- Đào móng phần tràn xã lũ
- Bóc phong hóa bãi vật liệu, khai
thác đất chuẩn bị cho công tác đắp
đập.
- Thi công cống lấy nước, đắp đất 2
bên đập (bên trái từ cọc 11 kết hợp
phần bên phải từ cọc 8)
- Thi công xong cống lấy nước
- Tiếp tục thi công đắp đất đập bên
phải và bên trái vượt qua cao trình
khống chế khi có lũ tiểu mãn.
- Thi công xong cơ bản tràn xã lũ.
- Thi công gia cố đống đá tiêu nước
phía hạ lưu công trình.
- Thi công bê tông tường chống thấm
Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp
TRung

Trang 14 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước

Mùa khô
từ tháng
12 đến
tháng 08

Dẫn dòng
qua cống
lấy nước

Q = 13,7
(m3/s)

Mùa mưa
từ tháng 09
đến tháng
11

Dẫn dòng qua
cống lấy nước
và qua tràn
chính

Q = 64,5
(m3/s)

Năm
thứ
hai

thượng lưu phần bên phải và bên trái.
- Tiếp tục thi công đắp đất đập bên
phải và bên trái vượt qua cao trình
khống chế khi có lũ chính vụ.
- Tập trung chống lũ.

- Đắp đê quai thượng lưu, hạ lưu
- Chặn dòng đê quai thượng và hạ lưu
vào tháng 01.
- Dẫn dòng qua cống thoát nước, đào
xử lý hố móng tại vị trí sông .
- Thi công đắp đất đập đạt đến cao
trình khống chế khi dẫn dòng qua
cống.
- Thi công đống đá tiêu nước.
- Hoàn thiện tràn xả lũ.
- Thi công tường chống thấm thượng
lưu
- Xây rãnh thoát nước.
- Đắp đập từ trái qua phải đến cao
trình thiết kế.
- Thi công tường chống thấm thượng
lưu và trồng cỏ mái hạ lưu toàn tuyến
đập đến cao trình thiết kế.
- Tiếp tục xây rãnh thoát nước.
- Thi công các công tác lắp đặt, xây
đúc tường chắn
- Hoàn thiện, thu dọn mặt bằng và
dọn vệ sinh công trường.
- Làm hồ sơ hoàn công và bàn giao
công trình.

Phương án 2: Dẫn dòng qua kênh dẫn và cống lấy nước, tràn tạm
Thời gian thi công là 2 năm: từ tháng 12/2012 đến 12/2014
Năm
Thi

công
Năm
thứ
nhất

Thời gian

Công trình dẫn
dòng

Lưu lượng

Các công việc cần tiến hành và mốc
khống chế

Mùa khô
từ tháng
12 đến 08

Dẫn dòng
thi công
qua kênh dẫn

Q = 13,7
(m3/s)

- Làm đường thi công
- Đào kênh dẫn
- Bóc phong hóa, đào móng đập tràn

Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp
TRung

Trang 15 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước

Mùa mưa
từ tháng
09 đến
tháng 11

Dẫn dòng
thi công
qua kênh
dẫn

Q = 64,5
(m3/s)

Mùa khô
từ tháng
12 đến
Tháng 08

Dẫn dòng
qua cống

lấy nước và
tràn tạm

Q = 13,7
(m3/s)

Năm
thứ
hai
Mùa mưa
Dẫn dòng qua
từ tháng 09
cống lấy nước
đến tháng
và qua tràn tạm
11

Q = 64,5
(m3/s)

xả lũ.
- Bóc phong hóa, đào móng cống lấy
nước.
- Bóc phong hóa, đào móng đập và xử
lý móng đập và đắp 2 bên vai đập.
- Thi công đá tiêu nước phần hạ lưu
công trình.
- Đắp đập, đổ bê tông tường chống
thấm thượng lưu phần bên phải vượt
qua cao trình khống chế

- Thi công xong cơ bản cống lấy
nước.
- Đắp cơ bản 2 vai đập đến cao trình
thiết kế.
- Tiếp tục thi công gia cố đống đá tiêu
nước phía hạ lưu công trình.
- Tiếp tục thi công bê tông tường
chống thấm thượng lưu
- Đào tràn tạm
- Chặn dòng tháng 01.
- Thi công đống đá tiêu nước.
- Đắp đập và đổ bê tông tường chống
thấm phía thượng lưu phần bên trái
đến cao trình thiết kế.
- Hoàn thiện tràn xả lũ.
- Đắp đập phần hợp long hoàn thiện
cao trình đến cao trình thiết kế.
- Đắp tràn tạm
- Đổ bê tông chống thấm thượng lưu
và trồng cỏ mái bảo vệ hạ lưu toàn
tuyến đập đến cao trình thiết kế.
- Đổ bê tông phần gia cố mặt đập.
- Đắp đập đến cao trình thiết kế.
- Xây rãnh thoát nước và đi đến hoàn
thiện
- Hoàn thiện, thu dọn mặt bằng và
dọn vệ sinh công trường.
- Làm hồ sơ hoàn công và bàn giao
công trình.

So sánh và lựa cọn phương án hợp lý:
Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp
TRung

Trang 16 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước

Ưu điểm:
Phương án 1
- Đập được thi công liên tục
- Dễ bố trí hiện trường thi công, đảm bảo về
kỹ thuật và có lợi thế về kinh tế.
- Không xây dựng tràn tạm.
- Có thời gian xử lý nền.
- Cường độ thi công không lớn.
- Đảm bảo phục vụ sản xuất và sinh hoạt ở
hạ du

Phương án 2
- Có thời gian xử lý nền.
- Đảm bảo phục vụ sản xuất và sinh hoạt ở
hạ lưu.
- Đập đất không bị gián đoạn.
- Hiện trường thi công bố trí khó, diện tích
thi công hẹp.

Nhược điểm:
Phương án 1
- Sau khi ngăn dòng, đắp đê quai, thời gian
ngăn tích nước trong hồ dài không an toàn
trong thi công.
- Tính toán dẫn dòng nhiều lần, phức tạp.
- Khối lượng đắp đê quai lớn, giá thành cao
- Bố trí thi công khó khăn.

Phương án 2
- Cường độ thi công đắp đập cao.
- Phân đoạn nhiều đợt, khó bố trí hiện
trường.
- Không đảm bảo về kỹ thuật khi dẫn dòng
thi công qua dòng sông thu hẹp.
- Sau khi ngăn dòng thời gian tích nước
trong hồ dài không an toàn trong thi công.
- Khó khăn cho việc bố trí nhân lực và xe
máy.

Qua những phân tích trên thấy rằng chọn phương án 1 là hợp lý vì có nhiều ưu điểm,
thuận lợi cho công tác thi công khác và phù hợp với điều kiện địa hình của công trình hồ
chứa nước Phước Trung. Nhưng khi thi công cần quan tâm đến các vấn đề sau:
So sánh về kinh tế thì phương án 2 tốn kém hơn phương án 1, đòi hỏi phải tập trung
nhân lực lớn hơn, khó khăn cho việc bố trí nhân lực, xe, máy và không đảm bảo về kỹ thuật
khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Từ đó ta thấy phương án 1 có ưu điểm hơn phương án
2, nên ta quyết định chọn phương án 1 làm phương án dẫn dòng thi công cho công trình đầu
mối Phước Trung.
Vậy phương án chọn để tính toán dẫn dòng là phương án 1.
2.1.2. Tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp

2.1.2.1. Mục đích của việc tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp
- Xác định quan hệ Q  ZTL khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp.
- Xác định cao trình đê quai dọc, đê quai thượng và hạ lưu.
- Xác định cao trình đắp đập chống lũ tiểu mãn cuối mùa khô.
- Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy.
2.1.2.2. Mức độ thu hẹp lòng sông
Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp
TRung

Trang 17 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước

Do những yếu tố sau:
- Lưu lượng dẫn dòng thi công.
- Điều kiện không xói của sông và địa chất hai bờ
- Đặc điểm cấu tạo của công trình.
- Đặc điểm và khả năng thi công các giai đoạn, nhất là giai đoạn công trình trọng điểm.
- Hình thức cấu tạo và cách bố trí đê quai.
- Cách tổ chức thi công, bố trí công trường và giá thành công trình
2.1.2.3. Xây dựng quan hệ (Q~Zhl)
Xây dựng quan hệ ( Q~Zhl) dòng chảy trong sông tự nhiên
Coi mặt cắt lòng sông tại vị trí cắt dọc đập như 1 hình thang cân với các thông số cơ
bản của kênh được xác định từ bản vẽ cắt dọc đập
Độ nhám lòng sông: n = 0,025
Bề rộng đáy sông thu hẹp: b = 4,5 m
Cột nước lòng sông giả thiết: h0

Hệ số mái: m = 1.5
Độ dốc lòng sông chính: i = 0,012
Lưu lượng qua mặt cắt: Q
Trên cơ sở đó ta cho giá trị lưu lượng thay đổi từ 0 đến 1,2 Qlũ . Dựa vào phần mềm
tính quan hệ ( Q~h0) ta sẽ tìm ra được giá trị Zhl = Zđáy + h0. Ta vẽ được biểu đồ quan hệ
( Q~Zhl) theo bảng số liệu sau:
Bảng 2-1. Quan hệ lưu lượng và cao trình hạ lưu (Q-Zhl)
Q

0

5

10

13,7

20

40

60

64,5

77,4

h0

0

0,43

0,65

0,77

0,96

1,41

1,75

1,82

2

Zhl

76.10

76.53

76.75

76.87

77.06

77.51

77.85

77.92

78.1

Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp
TRung

Trang 18 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước

Hình 2-1 Biểu đồ đường quan hệ lưu lượng và cao trình hạ lưu.

2.1.2.4. Nội dung tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp:
A

ZTL
Zhl
Coáng laáy nöôùc
bxh = 1.2x1.6 m

1

A

Mặt cắt A – A
B
ZTL
Zhl

Z
H

C

V0

hhl

VC
C

H/4
B

Mặt cắt B – B

B
ZTL
Zhl

Z

*2

Hình 2-2. Sơ đồ mặt cắt lòng sông bị thu hẹp
2.1.2.4.1. Tính toán thủy lực cho mùa lũ ứng với Qkiệtmax = 13,7 m3/s
Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp
TRung

Trang 19 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước

Căn cứ vào lưu lượng dẫn dòng về mùa kiệt và quan hệ Q ~ Zhl ta xác định được Zhl =
76,87 m
- Giả thiết Z gt = 0,1 m ta có Z tl  Z hl  Zgt  76,87  0,1  76,97m
- Từ đó ta xác định được diện tích như sau:
2

1 : Tiết diện ướt của lòng sông mà đê quai và phần công trình chiếm chỗ (m )

1  11m 2
2

2 : Tiết diện ướt của lòng sông cũ (m )

2  *2  2  *2  B.Z  19,5  20.0,1  21,5m 2
Mức độ thu hẹp của dòng sông được biểu thị bằng công thức sau: (GT thi công tậpI)
K=

1
. 100%
2

Trong đó: K: Mức độ thu hẹp của lòng sông , K = ( 30÷60)%

K

1
11
.100% 
.100%  51,1%
2
21,5

Ta có 30% < K < 60% vậy phương án trên là hợp lý.
Tính lưu tốc ở cửa thu hẹp Vc:
Q
13,7
VC 

 1,37(m / s)
2  1  0,95(21,5  11)
Lưu tốc dòng sông chưa bị thu hẹp V0:
Q 13,7
V0 

 0,63(m / s)
2 21,5
Độ cao cột nước dâng khi lòng sông bị thu hẹp với lưu lượng Q = 13,7 (m3/s) được

xác định theo công thức sau:
1 V2 V2
Z  2 . C . 0
 2g 2g
Trong đó:
g - Gia tốc trọng trường: g = 9,81 (m/s2)
 – Hệ số lưu tốc   0,85
Thay các giá trị vào công thức ta được:
1 Vc V0
1 1,37 2 0,632
Z  2 . .

.
.
 0,11m
 2g 2g 0,85 2 2.9,81 2.9,81

Z gt  Z  Điều kiện giả thiết đưa ra là đúng.
Vậy khi lòng sông bị thu hẹp mực nước dẫn dòng dâng lên: Z = 0,11 m
Xác định cao trình mực nước thượng lưu (Ztl):
Ta có:
Ztl = Zhl + Z
Trong đó : Ztl - Mực nước phía thượng lưu đập
Zhl - Mực nước phía hạ lưu đập : Zhl = 76,87 m
Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp

TRung

Trang 20 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước

Z - Độ chênh mực nước thượng hạ lưu đập: Z = 0,11 m
Ứng với kết quả tính toán ta xác định được mốc cao trình đắp đập vượt lũ tiểu mãn
năm thứ nhất là:
Zđqd = Ztl + 
 - Hệ số an toàn:   (0,5  0,7) m
Trong đó :

 Zdđ1  Z tl    Z hl  Z    76,87  0,11  0,62  77,6m
2.1.2.4.2. Tính toán thủy lực cho mùa lũ ứng với Qlũ10% = 64.5 m3/s
- Căn cứ vào lưu lượng dẫn dòng về mùa lũ và quan hệ Q ~ Zhl ta xác định được Zhl
= 77,92 m
- Giả thiết gt = 0,25 m ta có Ztl = Zhl + gt = 77,92 + 0,25 = 78,17 m
- Tương tự như trên ta xác định được:

1 = 35 m2
2  *2    *2  B.Z  55  65.0,25  71,25m 2

K

1
35
.100% 
 49,1%
2
71,25

Ta có 30% < K < 60% vậy phương án trên là hợp lý.
Tính lưu tốc ở cửa thu hẹp Vc:
64,5
Vc 
 1,87( m / s)
0,95.(71,25  35)
Lưu tốc dòng sông chưa bị thu hẹp V0:
64,5
V0 =
 0,9(m / s)
71,25
Độ cao cột nước dâng khi lòng sông bị thu hẹp với lưu lượng Q = 64,5 (m3/s) được
xác định:
1 Vc V0
1 1,87 2 0,9 2
Z  2 . .

.
.
 0,21m
 2g 2g 0,85 2 2.9,81 2.9,81

Z gt  Z  Điều kiện giả thiết đưa ra là đúng.
Vậy khi lòng sông bị thu hẹp mực nước dẫn dòng dâng lên: Z = 0,25m
Xác định cao trình mực nước thượng lưu (Ztl):
Ta có:
Ztl = Zhl + Z
Ứng với kết quả tính toán ta xác định được mốc cao trình đắp đập vượt lũ chính vụ
năm thứ nhất là:
Zdđ1  Z tl    Z hl  Z    77,92 + 0,25 + 0,53 = 78,7 m

2.1.3. Tính toán thủy lực qua cống lấy nước:
2.1.3.1. Mục đích yêu cầu
Xác định mực nước thượng lưu của cống, từ đó xác định cao trình đắp đập vượt lũ
tiểu mãn năm thứ 2.
Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp
TRung

Trang 21 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước

Yêu cầu toàn bộ lưu lượng dẫn dòng được dẫn hết qua cống dẫn dòng.
Qdd = Qc
2.1.3.2. Nội dung tính toán
Trong thực tế khi thi công kênh đoạn hạ lưu cống chừa lại để dẫn dòng qua cống. Khi
dẫn dòng chảy sau cống ta đào một đoạn kênh hạ lưu đến cống xả xuống lòng sông cũ
(Dòng chảy tự do sau cống) để tận dụng được hết khả năng chảy của cống. Theo tài liệu
thiết kế kỹ thuật có các thông số kỹ thuật của cống như sau:
1,2 x 1,6 (m2)

+ Kích thước cống

bh =

+ Chiều dài cống

Lc = 156

+ Cao trình đáy cửa vào
+ Cao trình đáy cửa ra
+ Độ dốc đáy cống
+ Độ nhám cống

Zđc= 78.33 (m)
Zrc = 78.10 (m)
i =
0,005(m)
n=
0,014 (m)

(m)

+ Lưu lượng thiết kế
Qtk = 1,0 (m3/s)
Xác định chế độ chảy trong cống:
Cống dẫn dòng là cống mở hoàn toàn vì vậy a = d = 1,6 m
Muốn xác định chế độ chảy trong cống, ta cần vẽ đường mặt nước ở trong cống.
Giả thiết hệ số co hẹp thẳng đứng  = 0,62, theo bảng Giucốpski (bảng 16-1 GTTL
a
a
1,6
tập II) ta tra được tỉ số
 0,2  H 

 8m
H
0,2 0,2

hc độ sâu tại mặt cắt co hẹp (C-C)
hc =  .a = 0,62.1,6 = 0,99 m
Tạm coi dòng chảy trong cống là chảy nữa áp không ngập, lưu lượng dẫn dòng qua
cống là lưu lượng dẫn dòng cho mùa kiệt:
Q 13,7
Q = 13,7 m3/s  q  
 11,4m 3 / s.m
b 1,2
Từ q = 11,4 m3/s.m ta tra bảng phụ lục 9-1 GTTL tập I về quan hệ q & hk ta được:
hk = 2,67 m > d > hn
Vậy cần tính độ dài đoạn đường nước dâng Lk từ độ sâu hc = 0,99 m tới độ sâu bằng
chiều cao cống d = 1,6 m để xác định trạng thái chảy. Dùng phương pháp cộng trực tiếp với
phương trình:

l 
iJ
Lập bảng kết quả tính toán Lk với các số liệu tính toán như sau:

Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp
TRung

Trang 22 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước

h
(m)


(m2)

R
(m)

v
(m/s)

v2
2g
(m)

0,99

1,19

0,37

11,53

6,78

7,77

37,90

0,0566

1,00

1,20

0,38

11,42

6,64

7,64

38,15

0,0548

1,20

1,44

0,40

9,51

4,61

5,81

39,70

0,0363


(m)

C R
(m/s)

v2
J 2
CR

J


(m)

l
(m)

0,0557

0,12

2,24
2,24

0,0456

1,40

1,60

1,68

0,42

8,15

3,39

4,79

41,02

l
cộng
dồn
(m)
0,00

1,83

40,15
42,39

0,0310

1,02

33,07

0,0223

0,59

26,69

0,0256

75,45

1,92 0,44 7,14 2,60 4,20 42,14 0,0189
Từ bảng tính ta thấy chiều dài đường nước dâng lk = 102,14 m
Từ đó ta tính được:
Lk = lk + lvào = lk + 1,4a = 102,14 +1,4 . 1,6 = 104,38 m < L = 156 m
Vậy cống là cống dài, chảy có áp:

102,14

2

V0

ZTL

2g

Z0 = H0 + iL - d/2

H

Zhl
d/2

hn

Hình 2-3. Sơ đồ tính toán dẫn dòng qua cống ngầm chảy có áp
Ta có công thức tính lưu lượng cho cống chảy có áp là:

Q  c  2g (H 0  iL 

D
)
2

Với c tính theo:

c   

1
   c 

2g
C2R

Trong đó:
 c – tổng hệ số tổn thất cục bộ (quy về lưu tốc trong cống) bao gồm:
Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17

Đồ án tốt nghiệp
TRung

Trang 23 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước

Tổn thất do thu hẹp cửa vào:

 th = 0,15
Tổn thất do mở rộng:

 mr = 0,36
Vậy:



c

= 0,15 + 0,36 = 0,41

Bán kính thủy lực của toàn mặt cắt (dòng chảy có áp):
1,2.1,6
R=
 0,34m
2.(1,2  1,6)
C là hệ số Sêdi, từ R = 0,34 m và n = 0,014 ta tính được:
C = 61,19 m0,5/s
Vậy:

1
 0,51
19,62.156
1  0,41 
61,19 2.0,34
Từ công thức tính lưu lượng ở trên ta suy ra H:
c   

H

Q2
D
13,7 2
1,6

iL


 0,005.156 
 10m
2
2
2
2
 . .2g
2 0,51 (1,2.1,6) .2.9,81
2

Sau khi tính toán ta xác định được cao trình mực nước thượng lưu trước cống:
Ztl = H + Zđc = 10 + 78,33 = 88,33 m

Vậy cao trình đắp đập vượt lũ tiểu mãn năm thứ 2:
Zđđtm2 = Ztl + 
Trong đó  = (0,5 ÷ 0,7)m
Zđđtm2 = Ztl +  = 88,33 + 0,57 = 88,9 m
2.2. Ngăn dòng:
2.2.1. Thiết kế đê quai:
- Những yêu cầu cơ bản:
+ Phải đủ cường độ, ổn định, chống thấm và phòng xói tốt.
+ Cấu tạo đơn giản, đảm bảo xây dựng, sửa chữa và tháo dỡ dễ dàng nhanh chóng.
+ Phải liên kết với hai bờ và lòng sông trường hợp cần thiết phải bảo vệ để tránh dòng
chảy làm xói lở và phá hoại.
+ Khối lượng ít nhất, tận dụng được vật liệu địa phương, đảm bảo nhân lực, vật liệu máy
móc ít nhất mà có thể xây dựng xong trong thời gian ngắn nhất và giá thành rẻ nhất.
2.2.2. Đê quai hạ lưu
Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp
TRung

Trang 24 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước

Để đảm bảo hố móng luôn đựơc khô ráo dựa vào biểu đồ quan hệ Q Zhl. Ta thấy Qmax
trong các tháng mùa kiệt giai đoạn chặn dòng là 0,52 (m3/s) kết hợp thời gian đắp đê quai
khá ngắn. Tra Q Zhl ta chọn cao trình đỉnh đê quai là +77.00 m để đảm bảo việc đi lại
thuận tiện khi thi công hố móng cũng như thi công đập ta chọn mặt cắt đê quai có hình dạng
như sau:
Bề rộng mặt đê quai bằng 3 m, hệ số mái m = 1,5 chiều dài đê quai = 130 m

Tại vị trí đê quai là nền đá rắn chắc vật liệu đắp đê quai đắp bằng vật liệu địa phương.
+77.00

=1

=1
.5

m

m

.5
+75.62

Hình 2-4. Mặt cắt ngang đê quai hạ lưu
2.2.3. Đê quai thượng lưu
Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu phụ thuộc vào lưu lượng thiết kế dẫn dòng, khả
năng xả của cống lấy nước ta có:
Ta có lưu lượng nước đến vào các tháng mùa kiệt khi chặn dòng nhỏ hơn lưu lượng
thiết kế tháo qua cống. Nên ta có thể tính toán cống chảy không áp vào các tháng chặn
dòng.
C

ZTL
Zhl
hc

h0

C

Hình 2-5. Dẫn dòng qua cống lấy nước khi cống chảy không áp
Ta giả thiết là cống làm việc theo cống dài chảy không áp
Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

Lớp: TH17


Đồ án tốt nghiệp
TRung

Trang 25 Thiết kế & TCTC hồ chứa nước Phước

Trước hết ta tính dòng không đều trong cống:

Q2
0,52 2
3
hk 

 0,26m
gb 2
9,81.1,2 2
3

Lấy độ sâu ở cuối cống hn = hk = 0,26m

Tính dòng không đều bằng phương pháp cộng trực tiếp, xuất phát từ cuối cống, ta được kết
quả ghi ở bảng sau:

h
(m)


(m2)

R
(m)

v
(m/s)

v2
2g
(m)


(m)

C R
(m/s)

J

0,26

0,31

0,18

1,67

0,14

0,40

25,13

0.0019

0,35
0,40

0,42
0,48

0,22
0,24

1,24

0,08

1,08

0,06

0,43
0,46

28,68

v2
C2R

J


(m)

l
(m)

0,0014

0,03

19,31

0,0007

0,03

42,70

0,0009

30,75

0,0006

0,56 0,26 0,92 0,04 0,51 32,09
Kết quả tìm được độ sâu cống là hx = 0,47m

0,0004

19,31
62,01
0,0005

0,47

0,05

103,7
165,72

Xét chỉ tiêu ngập:

h
h x 0,47

 1,8   x
h k 0,26
 hk


  1,2  1,4
 pg

Vậy phần đầu cống làm việc như đập tràn đỉnh rộng chảy ngập:

Q   n .b.h x 2g.(H  h x )
Ta tính được:

Q2
H 2 2 2
 hx
 .b .h x .2g
Lấy   0,87 và thay vào công thức trên ta được:

H

0,52 2
 0,47  0,5m
0,87 2.1,2 2.0,47.2.9,81

Vậy cao trình mực nước thượng lưu sau khi đắp đê quai thượng lưu:
ZTL = Zđc + H = 78,33 + 0,5 = 78,83 m

Sinh viên: Huỳnh Quốc Thuyền

l
cộng
dồn
(m)
0,00

Lớp: TH17