ĐỒ án môn học THI CÔNG 1

Đồ án môn thi công
-------------------------------------------------------------------------------------------------------

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG
THI CÔNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN
Chương I. 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 X được xây dựng trên suối Y, 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
1.2.2. 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

1.2.3. Đập đất
1.2.4.
Cao trình đỉnh đập
Z

41,0 m


Đồ án môn thi công
-------------------------------------------------------------------------------------------------------

Chiều rộng đỉnh đập B = 5m
Kết cấu đập bằng đất đắp, dung trọng khô thiết kế γtk = 1,7T/m3, có vật
thoát nước kiểu lăng trụ.
Mái dốc thượng lưu được gia cố bằng đá lát khan dày 30cm, trên lớp sỏi
cát đệm. Hệ số mái thay đổi m = 2,5- 3,5 , có một cơ ở cao trình 27m rộng 3m;
Mái dốc hạ lưu được trồng cỏ bảo vệ, hệ số mái thay đổi từ m = 2,75-3,5
có hai cơ ở cao trình + 27m rộng 5m và cao trình + 22,5m rộng 15m.
1.2.5. 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 đề

Lưu lượng thiết kế

QTK = 1m3/s

Kích thước

bxh = 0,8 x1,2

Cao độ đầu cống

∇đc = +22,54m

Độ dốc lòng cống

i = 0,002

A

1.2.6. Đập tràn
Tràn tự do bố trí tại eo yên ngựa bên phải đập đất kiểu máng tràn ngang
nối tiếp bằng bậc nước nhiều cấp. Kết cấu đập tràn bằng đá xây có cọc bê tông
cốt thép M200 dày 10cm. Tràn có các thông số sau:
Cao trình ngưỡng tràn

∇nt = + 31,62m

Chiều rộng ngưỡng tràn

Bnt = 40m

Số bậc nước

n = 6 bậc

Chiều rộng bậc nước

b = 20m

Lưu lượng xả

qxả = 234,45m3/s

Cột nước ngưỡng tràn

H = 2,38m

1.2.7. 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


Đồ án môn thi công
-------------------------------------------------------------------------------------------------------

Suối Bằng 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. Đặc trưng khí tượng, thủy văn
Khu vực xây dựng nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa. Mùa mưa từ tháng
5 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4.
1.3.3. Các đặc trưng thủy văn và các yếu tố dòng chảy vùng công trình
đầu mối
Hồ Đầm Bài dự kiến xây dựng trên Suối Bằng. Diện tích lưu vực tính đến
tuyến đập đo được 16,6 km2.
Lưu lượng dòng chảy ứng với tần suất 10 % của các tháng mùa khô như
sau:
Kí hiệu đề
k

Lưu lượng dòng chảy theo tháng mùa khô Q(m3/s)
11

12

1

2

3

4

2.45

1.4

1.45

1.35

1.42

2.55

• Quan hệ Q~Zh ở hạ lưu tuyến đập:

• Dòng chảy lũ thiết kế:
-

•

Ứng với tần suất 10 % ta có lưu lượng đỉnh lũ Qmp vào tháng 8:
Kí hiệu đề

2

Qmp(m3/s)

188

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


Đồ án môn thi công
-------------------------------------------------------------------------------------------------------

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 134.103m3.
- 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
115.103m3.
- 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 123.103m3.
- 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.


Đồ án môn thi công
-------------------------------------------------------------------------------------------------------

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 1/12/2007.

+ 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.
II.CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG
2.1.Mục đích, ý nghĩa,nhiệm vụ của công tác dẫn dòng thi công.
2.1.1.Mục đích, ý nghĩa
- Mục đích: Đảm bảo cho hố móng luôn được khô ráo, mặt khác phải
đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp nguồn nước ở hạ lưu trong suốt quá trình
thi công ở mức cao nhất.
-Ý nghĩa: Biện pháp dẫn dòng 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


Đồ án môn thi công
-------------------------------------------------------------------------------------------------------

thuỷ lợi đầu mối, chọn phương pháp thi công, bố trí công trình và cuối cùng là
ảnh hưởng tới giá thành công trình.
2.1.2.Nhiệm vụ
- Đắp đê quai bao quanh hố móng, bơm cạn nước và tiến hành công tác
nạo vét, xử lí nền và xây 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.
2.2. Đề xuất phương án dẫn dòng thi công ( 2 phương án)
Nguyên tắc chọn phương án dẫn dòng:
Thời gian thi công ngắn nhất
Phí tổn về dẫn dòng và giá thành công trình rẻ nhất.
Thi công được thuận lợi, liên tục, an toàn và chất lượng cao.
Đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp là cao nhất.
2.2.1. Phương án 1.
Theo phương án này thi công công trình trong vòng 2 năm
NỘI DUNG PHƯƠNG ÁN
Năm
XD

I

Thời gian

Mùa khô từ

1/12 đến
Qua lòng sông
hết 30/4
thiên nhiên

Mùa mưa
từ 1/5 đến
hết 30/10

II

Hình thức dẫn
dòng

Mùa khô từ
1/11 đến
hết 30/4

Mùa mưa
từ 1/5 đến
hết 30/10

Qua lòng sông
thu hẹp

Lưu lượng dẫn
dòng(m3/s)

Các công việc phải làm và
các mốc khống chế

2.55

Thi công cống ngầm, thi
công một phần vai phải đập,
đào móng tràn

188

Đào móng tràn đến cao trình
thiết kế và đổ bêtông móng
tràn đến cao trình tính toán;
thi công vai phải đập đến
cao trình tính toán

Qua cống

2.55

Qua tràn chính

188

2.2.2. Phương án 2.
NỘI DUNG PHƯƠNG ÁN

Ngăn dòng đợt 2, thi công
đập phần lòng sông đến 1 cao
trình tính toán, đổ bêtông
toàn bộ tràn

Hoàn thiện thi công


Đồ án môn thi công
-------------------------------------------------------------------------------------------------------

Năm XD

I

II

Thời gian

Lưu lượng dẫn
dòng (m3/s)

Dẫn dòng qua
Mùa khô từ: 01/12
lòng sông tự
đến 30/05.
nhiên.

2.55

Mùa lũ từ: 01/06
đến 30/10.

Dẫn dòng qua
lòng sông thu

hẹp

188

Mùa khô từ: 01/11
đến 30/05

Dẫn dòng qua
cống ngầm đã
thi công xong.

2.55

Dẫn dòng qua
tràn tạm.

188

Mùa khô từ: 01/11 Dẫn dòng qua
đến 30/05
cống.

2.55

Mùa lũ từ: 01/06
đến 30/10.
III

Hình thức dẫn
dòng

Mùa lũ từ: 01/06
đến 30/10.

Dẫn dòng qua
tràn chính.

2.2.3. So sánh chọn phương án.

188

Các công việc
phải làm và các
mốc khống chế
Đào kênh dẫn
của cống lấy
nước,thi công
cống lấy nước;
thi công một
phần đập chính
ở bờ trái,mở
móng tràn .
Hoàn thành
cống, thi công
đập chính ở bờ
phải, tiếp tục thi
công phần đập
chính ở bờ trái
Xây dựng tràn
tháo lũ đến cao

trình cần tháo lũ
tạm, ngăn
dòng,Thi công
đập chính đến
cao trình vượt lũ
thiết kế.
Thi công đập
chính.
Tiếp tục thi công
đập,hoàn thiện
tràn xã lũ.
Hoàn thiện đập.


Đồ án môn thi công
-------------------------------------------------------------------------------------------------------

Phân tích ưu nhược điểm của từng phương án
a. Phương án 1 :
Thi công 2 năm từ tháng 12/2007 đến tháng 12/2009
Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp và qua cống
* Ưu điểm :
- Mặt bằng thi công thuận lợi cho thi công cơ giới
- Thời gian thi công ngắn nên tập trung được vốn đầu tư, nhân lực..
- Không phải xây dựng tràn tạm
- Sớm đưa công trình vào khai thác và thu hồi vốn đầu tư.
* Nhược điểm :
- Các hạng mục công trình có khối lượng lớn nên cường độ thi công cao.
- Bố trí mặt bằng và phối hợp thi công giữa các hạng mục gặp khó khăn
nên đòi hỏi phải có độ chính xác cao.

b. Phương án 2 :
Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp, cống ngầm, tràn tạm
* Ưu điểm :
- Mặt bằng thi công thuận lợi cho cơ giới
- Giảm được cường độ thi công ở các hạng mục công trình
* Nhược điểm :
- Không khai thác được khả năng làm việc của xe máy và máy móc.
- Tăng chi phí vì phải xây dựng tràn tạm
- Công tác thi công, tổ chức giữa các hạng mục công trình không được
nhịp nhàng
Qua việc phân tích sơ bộ về kỹ thuật cũng như về kinh tế thì phương án
tốt nhất làm phương án dẫn dòng thiết kế là phương án 2 năm
2.3. Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công.
2.3.1.Chọn tần suất dẫn dòng thiết kế
Chọn theo TCVN: Bảng 4.6 trang 16 TCVN 285-2002, ứng với công
trình cấp IV ta tra được tần suất dẫn dòng thiết kế P = 10%
2.3.2.Chọn thời doạn dẫn dòng thiết kế
Thời đoạn dẫn dòng thiết kế được chọn dựa vào:
- Thời gian thi công: thi công theo từng giai đoạn yêu cầu.
- Đặc điểm thủy văn: Khu vực chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió
mùa, phân mùa rõ rệt làm hai mùa, mùa mưa và mùa khô.
Do đó ta chọn thời gian thi công theo từng giai đoạn
2.3.3.Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công
Thời gian thi công theo từng giai đoạn, lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi
công là lưu lượng lớn nhất trong giai đoạn ứng với tần suất dẫn dòng thi công.
2.4. Tính toán thuỷ lực phương án dẫn dòng
2.4.1.Tính toán thuỷ lực phương án dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp
2.4.1.1. Mục đích
- Xác định quan hệ Q~ZTL khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp;

Đồ án môn thi công
-------------------------------------------------------------------------------------------------------

- Xác định cao trình đê quai thượng hạ lưu;
- Xác định cao trình đắp đập chống lũ cuối mùa khô;
- Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy;
2.4.1.2 Nội dung tính toán:
- Sơ đồ tính toán:

Hình 1. Mặt cắt ngang sông

Hình 2. Mặt cắt dọc sông
- Căn cứ vào quan hệ Q~Zhl, ứng với Qmax(10%) = 188m3/s xác định được
Zhl = 19m
- Giả thiết ∆Zgt = 0,5 ⇒ Tính ZTL=Zhl+∆Zgt = 19+0,45=19,45m.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 =134,76m2
ω2 =65,37m2
tt
- Tính lại ∆Z =

Với Vc =

Vc2

V2
− o
2ϕ 2 g 2 g

QP %
188
=
= 2,85m/s
ε (ω1 − ω 2 ) 0,95.(134,76 − 65,37)

ε : Hệ số thu hẹp lòng sông thu hẹp 1 bên ε = 0,95

Vo =

188
QP %
=
= 1,39 m/s
134,76
ω1


Đồ án môn thi công
-------------------------------------------------------------------------------------------------------

2,852
1,392
−
= 0,45m =∆Zgt
Lấy ϕ = 0.85 ⇒ ∆Z =
2
2.0,85 .9,81 2.9,81
tt

- Xác định mực nước sông phía thượng lưu về mùa khô và mùa lũ;
ZTL=Zhl+∆Z = 19 + 0,45 = 19,45m
- Xác định phạm vi hố móng cho giai đoạn thi công đầu: ω2=65,37m2
- Xác định mức độ thu hẹp lòng sông ;

K=

ω2
65,37
100% =
= 48,5%< 60%
134,76
ω1

Vậy K = 48,5∈(30÷60%) là hợp lý
2.4.1.3 Ứng dụng kết quả tính toán:
- Xác định cao trình đắp đập vượt lũ:
ZVL=ZTL+δ
(δ=0,5÷0,7m)
ZVL= 19,45+0,7 = 20,15m chọn bằng 20,5m cho dễ thi công
- Kiểm tra khả năng xói nền: V≤[V]kxnền;
- Kiểm tra khả năng đầu đập: V≤[V]kxđập;
Ta có: [V]kxnền = [V]kxđập= 1,15 m/s < Vc ⇒ nền bị xói
- Để bảo đảm an toàn cho công trình ta có thể dề ra các biện pháp gia cố
sau:
+> Bố trí đê quai thuận chiều dòng chảy . Trường hợp cần thiết , phải làm
tường hướng dòng ;
+> Nạo vét và mở rộng lòng sông để tăng tiết diện khi thu hẹp, tức là
giảm Vc ;
+> Thu hẹp phạm vi hố móng và mặt cắt đê quai dọc của giai đoạn đầu ;

+> Trong trường hợp thật cần thiết có thể dùng đá đê quai ,lòng sông và
bờ sông

2.5. Tính toán thuỷ lực qua kênh dẫn dòng
2.5.1.Mục đích :
2.5.2.Nội dung tính toán :
Vào mùa khô năm thứ 2 ta dẫn dòng qua cống lấy nước. Nước từ cống
còn qua một đoạn kênh dẫn rồi mới đổ ra lòng sông.Dựa vào tài liệu địa hình,
địa chất xác định các thông số của kênh.
2.5.2.1Chọn kích thước kênh dẫn dòng:
+) Chọn cao trình đáy kênh, tuyến kênh d ựa trên nguyên tắc sau :
-Lợi dụng kênh lâu dài;
-Tránh đào đá;


Đồ án môn thi công
-------------------------------------------------------------------------------------------------------

-Khối lượng đào đắp nhỏ;
-Thuận lợi cho ngăn dòng và đắp đập giai đoạn sau;
-Thi công dễ dàng;
=> Vì vậy chọn cao trình đầu đáy kênh trùng với cao trình cuối đáy cống là :
22,4m
Với cao trình cuối đáy cống được xác định như sau:
∇cc=∇dc -icLc =22,54-0,002*72 =22,4m
+)Chọn chiều rộng đáy kênh cũng cần dựa vào các nguyên tắc sau:
-Phù hợp với lưu lượng dẫn dòng;
-Phù hợp với thiết bị và biện pháp thi công;
Do đó chọn chiều rộng đáy kênh bằng b = 0,8m
+)Chọn hệ số mái m=1,5;độ nhám n = 0,025, độ dốc i = 0,002

+)Tính toán các thông số kênh theo mặt cắt lợi nhất về thủy lực;
2.5.2.2.Tính toán thuỷ lực :
• Sơ đồ:

N1
K

N1
K
i%

N2

h0

Z®k

h®k

Ho

∆Zcv

Ztl

K

hk

Zck

N2

i < ik

i > ik

• Cách tính:
-Giả thiết cấp lưu lượng Q i = 2,45 (m3/s)
-Phương pháp tính: Vẽ đường mặt nước theo phương pháp công trực
tiếp;
Trình tự tính toán:
+ Xác định hk:

σ
hk = hkcn (1 − n + 0,105σ n2 )
3
Với hkcn =

3

α Q2
gb 2


Đồ án môn thi công
------------------------------------------------------------------------------------------------------trong đó α =1,1 ; Q = 2,55(m3/s)

g = 9,81 ; b =0,8 m
=> hkcn =

σn =

3

1,1 × 2,55 2
= 1,02 (m)
9,81 × 0,8 2

m × hknc 1,5 × 1,02
=
= 1,912
b
0,8



hk = 1,912 × 1 −

1,912

+ 0,105 × 1,912 2  = 0,76 (m)
3


+)Xác định ho
Với m = 1,5 tra phụ lục 8-1 của bảng tra thuỷ lực ta có : 4m 0 =8,424
Vậy f (RLN ) =

4 × m0 × i 8,424 × 0,002
= 0,1537

=
Q
2,45

Tra bảng phụ lục 8-1 của bảng thuỷ lực n = 0,025 => RLN = 0,51
Ta có :
ta có

b
0,8
=
= 1,57
Rln 0,51

Tra phụ lục 8-3 của bảng thuỷ lực với m = 1,5

ho
= 1,903 ⇒ h0 = 1,903 × 0,51 = 0,97 (m)
Rln

So sánh ho và hk ta thấy ho>hk do đó đường mặt nước trong kênh có dạng
như hình vẽ
Xuất phát từ hạ lưu ta vẽ đường mặt nước và xác định được cột nước đầu
kênh khi ∑ Li = Lkenh − Ldk trong đó Lkênh =100 m ; Ldk =10m
Ta có bảng tính toán đường mặt nước trong kênh như bảng dưới đây:( bảng 1)
( C,R lấy với hđk)
ω = (b+mh)*h

χ = b+2h 1 + m^ 2

R=

ω
χ

C = 1/n*R^1/6
∋ = h+

α * v^2
2* g

v=

Q
= C RJ
ω

Li =

∆∋
i−J


Đồ án môn thi công
-------------------------------------------------------------------------------------------------------


------------------------------------------------------------------------------------------------------------

BẢNG TÍNH TOÁN ĐƯỜNG MẶT NƯỚC TRONG KÊNH

Các thông số tính toán: Q=2,45m3/s; b=0,8m; i=0,002;, m=1,5
(Bảng 1)
tt

h(m) w

χ

c

1

0.76

3.54

34.5667 0.416 497.6 1.662

2

0.78

1.474
4
1.536
6

3.612 34.6888 0.425 511.9 1.594

0.005

3

0.8

1.6

3.684 34.8085 0.434 526.2 1.531

0.0045 0.00471 0.12

4

0.82

3.757 34.9258 0.443 540.5 1.472

0.004

0.00423 0.11

5

0.84

3.829 35.041

0.86

7

0.88

0.003
6
0.003
3
0.003

0.00381 0.102

6

8

0.9

1.664
6
1.730
4
1.797
4
1.865
6
1.935

4.045 35.3742 0.478 598.6 1.266

0.0027 0.00282 0.082

9

0.92

2.0056 4.117 35.4815 0.487 613.3 1.222

0.0024 0.00256 0.076

10 0.94

2.077
4

1.179

0.0022 0.00232 0.071

11 0.95

2.1138 4.225 35.6391 0.5

635.4 1.159

0.0021 0.00216 0.068

12 0.96

2.1504 4.261 35.6908 0.505 642.8 1.139

R

c2R

V(m/s) J

0.452 554.9 1.416

3.901 35.1541 0.461 569.4 1.363
3.973 35.2651 0.47

4.189 35.587

584

0.496 628

1.313

0.0055

0.002

Jtb

V2/2g

∋

i-Jtb

∆∋

Li(m)

∆Li

0.141 0.915
0.00526 0.13

0.00344 0.095
0.00311 0.088

0.00207 0.066

0.923 0.003
3
0.931 0.0027
0.941 0.0022
0.952 0.0018
0.964 0.0014
0.977 0.0011
0.99
0.0008
1.004 0.0006
1.018 0.0003

2.37
2.37
0.007

7
3.293 5.67
0.0089
-0.01
4.478 7.777

0.0109
0.0118
0.0125
0.0132
0.0138
0.014
3
1.025 0.0002 0.007
3
1.033 -7E-05 0.0075

6.044 10.527
8.192 14.237
11.3

19.497

16.17 27.477
24.8

40.977

44.19 68.997
44.62 88.807

111.5 156.157


------------------------------------------------------------------------------------------------------------


-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-Từ bảng trên với ∑Li = 90m, nội suy ra được h đk= 0,952m. Đoạn đầu kênh
tính như đập tràn đỉnh rộng δ = Lđk= 10m, không ngưỡng
Xét tính chất chảy của đập: hn=hđk= 0,952m, hk= 0,76m
Tính

h
hn 0,952
=
= 1,253 >1,2 I1,4=  n
hk
0,76
 hk


 ⇒ đập chỉ chảy ngập
 pg

⇒ Q = ϕ nω 2 g ( H o − hđk )
Giả sử hệ số lưu lượng m = 0,35⇒ ϕn = 0,93
ϕn : hệ số lưu tốc khi chảy ngập được lấy theo m

ω : là diện tích mặt cắt ướt

g: gia tốc trọng trường
hdk : Cột nước đầu kênh
Ho :là cột nước trong kênh
Tínhgần đúng h=hđk⇒ω = (b+mh)*h = (0,8+1,5*0,952)*0,952=2,121m2
Ho= h+

Q2
2,45 2
=
0
,
952
+
= 0,96
2g *ϕ 2 * ω 2
2 * 9.812 * 0.93 2 * 2,1212

∆cv= Ho-hđk= 0,96-0,952=0,008m
+> Tính ZTL = Zdk + hdk + ∆Z cv =22,396+0,952+0,008=23,4(m)
2.5.2.3.Kiểm tra điều kiện không xói : V = C Ri ≤[V]kx;
Ta có :
χ k = b + 2 × 1 + m 2 × hdk = 0.8 + 2 × 1 + 1,5 2 × 0,952 = 4,232

R=

ω 2,121
=
= 0,5
χ 4,232

1
n

1/ 6
Ck = × R ln =

1
× 0.51 / 6 = 35,64
0,025

Do đó V =35,64 0,5 × 0,002 = 1,127 (m/s)
Thấy V< [ Vkx] =1,15(m/s). Vậy nền kênh không bị xói
2.5.2.4. Ứng dụng kết quả tính toán:
-Xác định cao trình đắp đập:
Zd d= Ztl+δ

(δ =0,5÷0,7)

Với Ztl được xác định với Qp% dẫn dòng thiết kế:


-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Ztl=23,4(m); chọn δ=0,5 m
Zd d= 23,4+0,5=23,9(m)
-

Xác định cao trình đê quai thượng lưu: Zdq=Zd d=23,9 m

-

Kiểm tra khả năng xói nền: Có V<[V]kx

Nhưng trong quá trình thi công kênh cần chú ý :
+>Nên tránh việc đào đá để giảm bớt khó khăn , tốn kém, và chậm trễ.
+> Bố trí kênh thuận chiều dòng chảy . Miệng vào và cửa ra của kênh cần
cách đê quai thượng , hạ lưu một khoảng cách nhất định để đề phòng xói lở
chân đê quai (thường lấy khoảng 10 m). Bờ kênh nên cách hố móng một
khoảng cách nhất định để tránh nước trong kênh thấm vào hố móng
(thường bằng 3 lần độ chênh giữa mực nước trong kênh và đáy hố móng ).
- Xác định cao độ bờ kênh để nước không tràn vào hố móng:
Zbk=Zđk +ho+δ

(δ=0,5÷0,7m)

Chọn δ = 0,5m.Khi đó :
Zbk = 22,4+0,5+ 0,95 =23,9(m).

2.6.Tính toán thuỷ lực qua cống ngầm
2.6.1.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;
2.6.2.Nội dung tính toán :
2.6.2.1.Các thông số về cống lấy nước
Kiểu cống hộp, chảy không áp bằng bê tông cốt thép đặt trên nền đá phiến
sát bên vai trái đập đất.
Cống có các thông số sau:
Lưu lượng thiết kế

: QTK = 1m3/s

Kích thước

: bxh = 0,8 x1,2m

Chiều dài

: L = 72m

Cao độ đầu cống

:∇đc=+22,54m

Độ dốc lòng cống

: i = 0,002

2.6.2.2.Sơ đồ:


-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

+> Lấy lưu lượng qua cống bằng lưu lượng dẫn dòng thi công :
Q = Qtk= 2,55(m3/s)
+> Kiểm tra trạng thái chảy: có áp, bán áp và không áp bằng cách so sánh
( Theo Hứa Hạnh Đào ) nếu:
+ H<1,2d: Cống chảy không áp;
+ H>1,4d: Cống chảy có áp;
+ 1,2d≤H≤1,4d: Cống chảy bán áp;

• Công thức tính toán:
+Giả sử chảy không áp: Tính như kênh + đập tràn đỉnh rộng;
Để cho đơn giản ta coi mực nước sau cống hn là độ sâu dòng đều h0. Kênh
sau cống có Q=1,55(m3/s); i=0,002 ; m=0,4 ;b=0,8(m) ; n=0,025
Tính f(Rln)=

4m0 i 6,944. 0,002
=
= 0,122 ( với 4m0=6,944 tra từ bảng thuỷ
Q
2,55

lực )
Từ f(Rln) tra bảng (8-1) bảng tra thuỷ lực ta có Rln=0,56(m).
Từ đây tính ra

h0=hn=Rln.

b
0,8
h
=
= 1,43 Tra bảng (8-3) ta có
= 1,3 . Tính ra
Rln 0,56
Rln

h
=0,8(m) .Vậy h0=hn=0,8(m)
Rln

+ Nguyên tắc tính toán :phải tính và vẽ đường mặt nước trong cống,xuất
phát từ mặt cắt D-D cắt hD=hK .Từ mặt cắt D-D tính ngược lên mặt cắt có độ sâu hx
tính ngược lên mặt cắt có độ sâu hx(là độ sâu hạ lưu của đập tràn đỉnh rộng). Để
tính được hx phải tính và vẽ đường mặt nước trong kênh.Nhưng để cho đơn giản ta
xác định hx= ε .d =0,61x1,2=0,732(m)


-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Phần đầu cống áp dụng công thức của đập tràn đỉnh rộng

Q = ϕω 2 g ( H o − hx )
(bỏ qua độ cao hồi phục Z2),Với ϕ = 0,95; ω = b.hx = 1,2 x0,732 = 0,878(m 2 ) .
2,552
+ 0,732 = 1,2(m) .So sánh H0<1,2d thỏa mãn cống
Do đó H0=
0,952 x0,8782 x 2 x9,81

chảy không áp ,nên giả thiết đúng. Vậy H ≈ H 0 = 1,2 (m)
Cao trình mực nước thượng lưu Ztl=Zđáy cống+ H=22,54+1,2=23,74(m)
2.6.3. Ứng dụng kết quả tính toán:
- Xác định cao trình đắp đập:
Zđđ=ZTL+δ

(δ=0,5÷0,7m)

Chọn δ = 0,5 m
Zđđ = 23, 74+0,5 =24,24 m .Ta lấy tròn Zđđ =24,5 m
- Xác định cao trình đê quai thượng lưu:

Zđq=ZTL+δ

(δ=0,5÷0,7m)

Chọn δ = 0,5 m
Zđq = Zdd=24,24 m .Ta lấy tròn Zđq =24,5 m
- Để cống làm việc ổn định thì trong quá trình thi công cống phải đề ra biện
pháp gia cố và thi công lượn tròn các góc cống

2.7.Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua tràn
2.7.1.Mục đích
- Xác định quan hệ Qxả~ZTL;
- Dùng để tính toán điều tiết lũ qua tràn và xác định cao trình đắp đập vượt
lũ;
2.7.2. Nội dung tính toán:
- Sơ bộ xác định các thông số của tràn;
Cao trình ngưỡng tràn

: ∇nt = + 31,62m

Chiều rộng ngưỡng tràn

: Bnt = 40m

Lưu lượng xả

: qxả = 234,45m3/s

Số bậc nước

: n=6


-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Chiều rộng bậc nước

:b= 20m

Cột nước ngưỡng tràn

:H= 2,38m

- Giả thiết các cấp lưu lượng Qi qua tràn;
- Xác định chế độ chảy qua tràn (tự do, ngập): theo đập tràn đỉnh rộng;
Vì Qlũ = 188(m2 /s) tra quan hệ Q & Z hl => Zhl =19,00(m) mà cao trình
ngưỡng tràn là : 31,62m
Vậy chế độ chảy qua tràn là chế độ chảy tự do
Khi đó công thức tính lưu lượng là :

Q = ϕω 2 g ( H o − hh )
hoặc có thể xác định theo công thức:
3

Q = m.B. 2 g .H 0 2

Trong đó : ϕ :là hệ số lưu tốc ; chọn m =0,49
ω : Diện tích mặt cắt
Ho : cột nước toàn phần trước tràn
Ta tính với Q = 190(m3/s)


Q
Vậy Ho = 
 m.B. 2 g


2

 3
= 1,68( m)
÷
÷


α × v 2o
Vì
quá nhỏ có thể bỏ qua => H =1,68 (m)
2g

Khi đó ZTL = Znt + H = 31,62 +1,68 =33,30 (m)
Với các lưu lượng giả thiết Q i khác tính tương tự cho ta các mực nước
thượng lưu tương ứng như bảng sau:
Quan hệ Qxả ~ ZTL
Qxa (m3/s) 13
ZTl (m)

31.90

68

190

333

539

32.471

33.30

34.07

35

2.7.3 Ứng dụng kết quả tính toán:
- Tính toán điều tiết lũ;
- Đề ra biện pháp gia cố, bảo vệ cống;

2.8. Tính toán điều tiết
2.8.1. Tính toán điều tiết thường xuyên:


-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

2.8.1.1.Mục đích:
- Xác định thời gian từ lúc ngăn dòng đến khi nước chảy ổn định qua công
trình dẫn dòng t1;
- Xác định thời gian từ khi ngăn dòng đến khi nước dâng đến tràn tạm t2;
- Quyết định cường độ thi công ngăn dòng và đắp đập;
- Xác định mực nước lũ trong hồ và lưu lượng xả của tràn lớn nhất khi lũ về;

2.8.1.2.Nội dung tính toán:
Tính t1: Ứng với ZTL = 23,74 m đã xác định được ở chương tính thủy lực qua
công trình cống ngầm, tra quan hệ Z~V được W1 = 665*103 (m3)
t1 =

W1
; qxả=0
Qk

t1 =

665.103
= 260784( s ) = 3 ngày
2,55

- Tính t2: Có cao trình ngưỡng tràn, tra quan hệ Z~V được W2=2747*103(m3)
t2 =

=> t 2 =

W2
; qxả=0
Qlu − q xa

2747000
= 14611,7 = 4 ( giờ)
188

2.8.2.Tính toán điều tiết lũ :
2.8.2.1.Mục đích:

- Xác định mực nước lũ trong hồ Zmax và lưu lượng xả qxảmax của tràn lớn nhất
khi lũ về;
- Xác định cao trình đắp đập vượt lũ, các công trình phòng lũ.
2.8.2.2.Nội dung tính toán:
- Theo phương pháp Kôtrêrin
- Do không có đủ tài liệu nên tính mực nước trong hồ bằng cao trình ngưỡng
công trình tháo;
Theo phương pháp Kotrêrin:
+ Trường hợp mực nước trước lũ cao bằng ngưỡng tràn:


-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Lũ đến dạng tam giác:
q
.T
Wm = WL − max ;
2


 q max 

Wm = WL 1 −
Qmax .T

 Qmax 
WL =
⇒
2
 Wm 

q


 max = Qmax 1 − W 
L 



Trong đó : Tổng lượng lũ thiết kế Wp= 7,5.106 m3
Qmaz : lưu lượng đỉnh lũ Qmax ứng với tần suất 10 % bằng 188 m3/s
Bằng cách tính thử dần ta sẽ tìm được qmax, Wmax và Zmax;
+>Giả sử : qmax = 68 (m3/s) tra quan hệ qxả và ZTL đã thiết lập ở trên ta
có:ZTL = 32,47 m.Với giá trị của ZTL đó tra quan hệ Zhồ ~ Vhồ =>
Vhồ = 3406*103(m3)
=>Wm=Vhồ-Vhôtl = (3406-2747)*103 = 659 *103 (m3)
Vh ôtl: Dung tích hồ ứng với cao trình ngưỡng tràn.
Mặt khác ta có:

q
Wl × 1 − max
Wm =
 Qmax

68 


× 1 −
=

6

188

 4829*103(m3)
 = 7,5*10

So sánh 2 giá trị ta thấy hai giá trị khác nhau =>qmax giả thiết sai
Với cách thử dần như vậy ta có:
+>Giả sử : qmax = 170(m3/s) tra quan hệ qxả ~ ZTL đã thiết lập ở trên ta
có:ZTL = 33,169 m.Với giá trị của ZTL đó tra quan hệ Zhồ và Vhồ =>
Vhồ = 3500,968*103(m3) => Wm = Vhồ- Vhôtl =(3500,968- 2747)*103
= 753,968 *10 3 (m3)
Mặt khác ta có:
 170 

qmax 
× 1 −
=
Wm = WL ×  1 −
÷ = 7,5*106  188  824,61*103(m3)
 Q max 


-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

So sánh 2 giá trị ta thấy hai giá trị gần bằng nhau =>qmax giả thiết đúng
Vậy qmax = 170 (m3/s) , Zmax = 33,169 m ; Wmax = 3500,968*103(m3/s)
2.8.2.3. Ứng dụng kết quả tính toán:
Xác định cao trình đắp đập vượt lũ:
Zvl= Ztl max+δ =33,169+0,5=33,669(m)
Để dễ thi công ta chọn Zvl = 34 m

2.9. Thiết kế kích thước công trình dẫn dòng
2.9.1. Thiết kế đê quai:
Tuyến đê quai : bao gồm đê quai dọc và đê quai thượng, hạ lưu (xác định dựa
vào diện tích thu hẹp ω2 đã tính ở phần dẫn dòng )
Kích thước mặt đê quai : mặt cắt hình thang bằng đầm đất đầm nén , kích
thước như sau : đỉnh b = 4m (kết hợp cả làm đường thi công ), mái thượng m 1 =3,
mái hạ m2 =2,5. Đê quai dọc có mặt cắt hình thang, làm bằng bê tông , bề rộng
4m.
Cao trình đỉnh
Năm thứ nhất:
Zđqhl = Zhl + a=19,00 + 0,5=19, 5 (m); a=0,5m
Zđqtl = Ztl + a’=19,45 + 0,5=19,95 (m), chän b»ng 20 (m); a’=(0,5-0,7m)
Năm thứ hai:
Zdqhl lấy bằng 20m
Zdqtl= Ztl+δ=23,74+0,5=24,24m. Lấy tròn 24,5m
2.9.2. Thiết kế công trình tháo nước:
- Ở đây là cống kênh kết hợp dẫn nước (kênh dẫn nước ở sau cống về hạ
lưu ).Kênh dẫn sau cống đảm bảo ngắn nhất , cách chân đê quai ít nhất 10m ,kênh
có các kích thước như sau : cao trình đáy kênh trùng với cống lấy nước
∇ DK = Zcuối cùng=Z-i.Lcống≈ 22,4(m),

Bề rộng bằng bề rộng cống b = 1 m, độ dốc i =0,002hệ số mái m=1,5; độ
nhám n = 0,025, chiều dài Lkênh = 100 m
Cao h=Zbk-Zcc=23,85-22,4≈1,5 m ;
Đỉnh rộng; b’= 2mh+b=2*1,5*1,5+1= 5,5 m ;
.


-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Chng 3:

THI CễNG P T M NẫN
3.1. Phõn chia cỏc t p p v xỏc nh cng p p
3.1.1. Phõn chia cỏc giai on p p
Vic phõn chia cỏc giai on p p cú vai trũ quyt nh n cng v
tin thi cụng .Nu phõn chia cỏc t p p hp lý thỡ s m bo c cụng
tỏc ngn dũng khụng cho nc trn qua mt p ang thi cụng gõy nh hng xu
n cht lng cụng trỡnh .
Vỡ vy cn c theo cỏc mc cỏc cao trỡnh khng ch ó ch ra trong phn tớnh
toỏn dn dũng m ta phõn chia cỏc giai on p p c th hin trờn c mt ct
dc v mt ct ngang nh bn v kốm theo
+> Giai on I :mựa khụ nm th nht p n cao trỡnh 24,5 m ni dung thi
cụng mt phn vai phi p
+> Giai on II : mựa l nm th nht p p vai phi n cao trỡnh thit k
34 m
+> Giai on III: mựa khụ nm th hai ,thi cụng p phn lũng sụng thu hp
n cao trỡnh 34m
+> Giai on IV: hon thin thi cụng p p m nộn , p p n cao
trỡnh nh p 41 m

mặt cắt i - i phân đợt đắp đập
Tỷ lệ 1 : 500

41,0m

Đá lát khan dày 30 cm
Dăm sỏi dày 15 cm
Cát vàng dày 15 cm

Đất đắp đợt IV
Đất đắp đợt II

34

24,5

Đất đắp đợt I
Đá hộc xếp khan
Dăm sỏi dày 15cm
Cát thô dày 15cm

cắt dọc đập phân chia đắp đập
41,0m

34 m

Đất đắp đợt IV

Đất đắp lớp2b

Đất đắp lớp

Đất đắp đợt II
Đất đắp đợt III

24,5m

Đất đắp đợt I

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

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 =

Fi + Fi +1
2

Trong đó
Với 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
Khối lượng đắp đập và diện tích mặt đập của từng giai đoạn được tính theo
cao trình, lập bảng tính dưới đây:
2

TT Cao trình(m) Diện tích (m )
1
17.5
7415.1
2
18
7591.0142

3
19
8582.9004
4
20
9582.3432
5
21
9747.5016
6
22
9635.1744
7
23
8991.6956
8
24,5
7714.849

2

TT Cao trình(m) Diện tích (m )
1
24,5
7714.849
2
25
7096.622
3
26

6771.816
4
27
6228.975
5
28
5517.45
6
29
5260.625
7
30
5019.75
8
31
4761.0276
9
32
4480.0408
10
33
4139.925
11
34
3770.25

Khối lượng cho đợt đắp đập đợt I
Diện tích trung binh(m2) Chiều dày (m)
7503.0571
8086.9573

9082.6218
9664.9224
9691.338
9313.435
8353.2723
Khối lượng

0.5
1
1
1
1
1
1

Khối lượng (m3)

Ghi chú

3751.52855
8086.9573
9082.6218
9664.9224
9691.338
9313.435
8353.2723
57944.07535

Khối lượng cho đợt đắp đập đợt II
Diện tích trung binh(m2) Chiều dày (m) Khối lượng (m3) Ghi chú

7405.7355
6934.219
6500.3955
5873.2125
5389.0375
5140.1875
4890.3888
4620.5342
4309.9829
3955.0875

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

7405.7355
6934.219
6500.3955
5873.2125
5389.0375
5140.1875
4890.3888
4620.5342

4309.9829
3955.0875