ĐỒ án môn học THI CÔNG THIẾT kế THI CÔNG đập đất đề số 57

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG
THI CÔNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN
Chương 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 dự kiến 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 105 0
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. Dung tích 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:
Kết cấu đập bằng đất đắp, có vật thoát nước kiểu lăng trụ. Có các thông số kỹ
thuật của đập như sau:
Chiều dài đập
: L = 270,63 m
Chiều cao đập
: Hmax = 25 m
Cao trình đỉnh đập
: ∇đđ = + 39 m
Chiều rộng đỉnh đập
: b = 5,0 m

SVTH:Trần Văn Tuỳnh
Quân

1

GVHD: Đinh Hoàng

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- 2,25, có 2 cơ. một cơ ở cao trình 20m rộng 2,5m.một cơ
ở cao trình 30 rộng 2,5 m.
Mái dốc hạ lưu được trồng cỏ bảo vệ, hệ số mái thay đổi từ m = 2,0-1,5 có một
cơ ở cao trình + 25m rộng 2,5m .
1.2.3. Cống lấy nước:
Kiểu cống hộp bằng bê tông cốt thép đặt trên nền đá phiến sét 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 = 84,4m
Cao độ đầu cống
:∇đc =+ 22,54m
Độ dốc lòng cống
: i = 0,002
Cao độ đỉnh tháp cống
: ∇đtc = + 40,3m
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 = + 31,6m

Chiều rộng ngưỡng tràn

Bnt = 40m

Độ dốc của dốc nước sau ngưỡng tràn

i = 0,02

Lưu lượng xả

qxả = 234,45m3/s

Cột nước ngưỡng tràn

H = 2,6m

.
1.2.5. Cấp công trình:
Dựa vào tính chất của đất nền và chiều cao đập, 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

SVTH:Trần Văn Tuỳnh

Quân

2

GVHD: Đinh Hoàng


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. Đặc trưng 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 dòng chảy ứng với tần suất 10 % của các tháng mùa khô như sau:

Nhóm

Thời gian
thi công

f

Lưu lượng dòng chảy theo tháng mùa khô Q(m3/s)
11
2,05

2 năm

12
1

1
1,05

2
0,95

3
1,02

4
2,15

- Quan hệ Q~Zh ở hạ lưu tuyến đập:
Q(m3/s)
Zhạ(m)

0
17,6

SVTH:Trần Văn Tuỳnh
Quân

13
18

68
18,5

3

190
19

333
19,5

GVHD: Đinh Hoàng

539
20


- Dòng chảy lũ thiết kế:
Ứng với tần suất 10 % ta có lưu lượng đỉnh lũ Qmax = 194m3/s
Tổng lượng lũ thiết kế W = 7,5.106 m3
- Quan hệ dung tích hồ và cao trình mực nước hồ như sau:
Zhồ(m)

24,6

25,5

28,9

31,6

32,6

34,6

Vhồ(103 m3)

700

905

2113

2747

3406

3900

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.

SVTH:Trần Văn Tuỳnh
Quân

4

GVHD: Đinh Hoàng


- 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.
1.42. 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.
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
Tất cả các con đường trên công trường là đường cấp 3, chiều rộng đường 6 m,
lợi dụng đường đồng mức và đường mòn cũ, kết hợp mở rộng thêm cho đạt yêu cầu đi
lại.
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

1.7.2Cung 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 1/12/2008.
+ 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.

SVTH:Trần Văn Tuỳnh
Quân

5

GVHD: Đinh Hoàng


+ Thời gian thi công 2 năm.

Chương 2 .CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG
2.1.Phương án dòng.
Ở đây ta chia năm thi công ra làm 2 mùa, mùa lũ từ 1/5 dến 31/10, mùa khô từ
1/11 năm trước đến hết 30/4 năm sau.
Đối với công trình ta có thể đề xuất một số phương án như sau :
Nội dung của các phương án:
Phương án 1: Đắp đê quai ngăn dòng 2 đợt ( công trình dẫn dòng là cống ngầm )
Năm

Thời gian
thi
công
(1)

Hình thức dẫn
dòng

(2)
Mùa khô từ
1/11 đến
hết 30/4

Lưu lượng dẫn
dòng(m3/s)

(3)

(4)

Các công việc phải làm và
các mốc khống chế

(5)

2.15

-Đắp đê quai ngăn một
phần bờ trái của sông.( đợt1)
-Thi công cống ngầm ở vai

trái đập
-Thi công một phần vai trái
đập, đào móng tràn

Qua lòng sông
thu hẹp

194

-Đào móng tràn đến cao trình
thiết kế 26.0(m) và đổ bê
tông móng tràn đến cao trình
tính toán 30.0 (m)
-Tiếp tục thi công vai trái
đập đến cao trình tính toán.

Qua cống

2.15

Qua lòng sông
thiên nhiên

I
Mùa lũ từ
1/5 đến hết
30/10

II

Mùa khô từ
1/11 đến
hết 30/4

SVTH:Trần Văn Tuỳnh
Quân

6

- Hoàn thành đê quai thượng
lưu và đê quai hạ lưu (đợt2) .
-Thi công hố móng, đắp đập
đến cao trình tính toán.
-Đổ bêtông toàn bộ tràn,hoàn
thành tất cả các bộ phận của
tràn đến cao trình tính toán để

GVHD: Đinh Hoàng


chuẩn bị dẫn dòng.
Mùa lũ từ
1/5 đến hết
30/10

- Đắp phần còn lại của đập
cho đến cao trình đỉnh đập
39.0 (m)
Hoàn thiện thi công

Qua tràn chính
194

Phương án 2: Đắp đê quai ngăn dòng 2 đợt ( công trình dẫn dòng là cống ngầm và
kênh)

Năm
thi
công
(1)

Thời gian

Hình thức dẫn
dòng

(3)

(2)

Lưu lượng dẫn
dòng(m3/s)

(4)

Mùa khô từ
1/11 đến
hết 30/4
Qua lòng sông
thiên nhiên

Các công việc phải làm và
các mốc khống chế

(5)

2.15

-Đắp đê quai ngăn một
phần vai phải của đập(đợt 1).
-Đào kênh dẫn dòng ở vai
trái đập.
-Thi công cống ngầm ở vai
trái đập. thi công một phần
vai phải đập, đào móng tràn

194

-Đào móng tràn đến cao trình
thiết kế 26 (m) và đổ bêtông
móng tràn đến cao trình tính
toán 30(m).
-Thi công vai phải đập đến
cao trình tính toán.
-Thi công tràn và hoàn thành
kênh dẫn dòng.

I

Mùa mưa

từ 1/5 đến
hết 30/10

Qua lòng sông
thu hẹp

SVTH:Trần Văn Tuỳnh
Quân

7

GVHD: Đinh Hoàng


Mùa khô từ
1/11 đến
hết 30/4
II

Mùa mưa
từ 1/5 đến
hết 30/10

Qua cống và
kênh dẫn dòng

2.15

Qua tràn chính
194

-Hoàn thành đê quai thượng
lưu và đê quai hạ lưu( đợt 2).
–Thi công hố móng , đắp đập
phần đến cao trình tính toán,
đổ bêtông toàn bộ tràn
- Đắp phần còn lại của đập
đến cao trình đỉnh đập 39(m)
-Hoàn thiện thi công
-Lấp kênh dẫn dòng

2.2.So sánh,lựa chọn phương án dẫn dòng .
- Qua sự so sánh về cả yếu tố kỹ thuật và kinh tế ta cân nhắc và thấy rằng
đối với công trình này thời gian thi công trong vòng 2 năm ,nếu ta chọn phương án 2
thì việc đảm bảo tiến độ thi công sẽ rất khó vì ta còn phải mất thêm thời gian đào
kênh và lấp kênh ,còn nếu xét về mặt kinh tế thì ta phải tốn nhiều tiền hơn phương án
1, nhưng nó lại có ưu điểm dẫn dòng vào mùa kiệt năm thứ 2 tốt hơn phương án
1.Tóm lại ta thấy phương án1 là phương án hợp lý hơn.,do đó phương án dẫn dòng là
phương án 1.
2.3.Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng
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 thi công là thời gian thiết kế phục vụ dẫn dòng
gồm ngăn dòng và tháo nước của các công trình cụ thể (thời gian trong năm) .
-Việc chọn thời đoạn dẫn dòng thiết kế là một vấn đề phức tạp, đòi hỏi phải
nghiên cứu kỹ càng,tổng hợp và toàn diện các vấn đề có liên quan như sau:
- Thời gian thi công: các công trình có thời gian thi công khác nhau sẽ có thời
đoạn thiết kế khác nhau . Đối với công trình đập đất đầm nén không cho nước tràn qua

và có khối lượng thi công lớn không thể hoàn thành trong một mùa khô nên ta chia ra
hai thời đoạn dẫn dòng tương ứng với mùa khô và mùa mưa.
- Đặc điểm thủy văn: Khu vực chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa,
lượng mưa lớn và rất không đều trong năm. Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùa
khô từ tháng 11 đến tháng 4. Lưu lượng lớn nhất mùa lũ là:194 ( m3 /s),lưu lượng lớn
nhất mùa khô là : 2.15 ( m3 /s).

SVTH:Trần Văn Tuỳnh
Quân

8

GVHD: Đinh Hoàng


-Đặc điểm kết cấu công trình:công trình đất ,không cho nước tràn qua, thượng
lưu có khả năng hình thành hồ chứa và khả năng điều tiết của hồ lớn .
-Điều kiện và khả năng thi công:công trình này được cung cấp vật tư thiết bị đến
tận 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.
-Ta chia ra hai thời đoạn dẫn dòng:
+Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4
+Mùa lũ từ tháng 5 đến tháng 10
2.3.3.Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công
Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công là lưu lượng lớn nhất trong thời đoạn
thiết kế dẫn dòng thi công ứng với tần suất dẫn dòng thi công
dd
Lưu lượng thiết kế dẫn dòng khi thời đoạn thi công là mùa khô: Qmk
=2.15 ( m3 / s )

Lưu lượng thiết kế dẫn dòng khi thời đoạn thi công là mùa lũ: Qmldd =194 ( m3 /s)
2.4.Tính toán thuỷ lực dẫn dòng.
2.4.1 Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp
a.Mục đích
- Xác định quan hệ Q~ZTL khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp;
- Xác định cao trình đê quai thượng lưu và hạ lưu;
- 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:

w2

w1

Hình 1. Mặt cắt ngang sông

SVTH:Trần Văn Tuỳnh
Quân

9

GVHD: Đinh Hoàng


Hình 2. Mặt cắt dọc sông
- Vẽ quan hệ Q~Zhl

• Tính cho mùa lũ

- Căn cứ vào lưu lượng dẫn dòng và quan hệ Q~Z hl, ứng với Qmax(10%) = 194m3/s ta xác
định được Zhl = 19,01 m diện tích ướt của lòng sông ω1 và diện tích ướt của hố móng
ω2. Ta được:
ω1=262,82m2
ω2 =130,82 m2
- Giả thiết ∆Zgt ⇒ Tính ZTL=Zhl+∆Zgt ⇒Đo diện tích ướt của lòng sông ω0
ứng với Z

TL

tt
- Tính lại ∆Z =

Với Vc =
Vo =

Vc2

V2
− o với ϕ = 0.85 và g = 9.81 (m/ s 2 )
2ϕ 2 g 2 g

QP %
ε (ω1 − ω 2 )

với (ε = 0,95)

QP %
ω0

gt
tt
gt
tt
Nếu ∆Z ≈ ∆Z thì dừng lại, nếu ∆Z ≠∆Z thì tiếp tục tính.

Qúa trình tính toán đươc thể hiện ở bảng sau:
BẢNG TÍNH TOÁN ∆Z tt

SVTH:Trần Văn Tuỳnh
Quân

10

GVHD: Đinh Hoàng


∆Ζ gt

Ztl

ω1

ωο

ω2

Vc

Vo

∆Ζ tt

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

130.8

1.55

0.707

0.144

130.8

1.55

0.711

130.8

1.55

0.713

130.8

1.55

0.714

0. 2

19.21

0.18

19.19

0.16
0.14

19.17
19.15

82

2
2

262.
262.8

272.86

262.8

272.1

262.8

2

27

2 74.

2
2

7
7

272.1

2
2

7

0.143

5

0.143
0.143

Ghi chú
Cột (1): độ sâu hồi phục giả thiết
Cột (2): mực nước thượng lưu.
Cột (3): diện tích uớt của lòng sông ứng với Z hl
Cột (5): diện tích uớt của hố móng và đê quai chiếm chỗ ứng với Z hl
Cột (4):diện tích ướt của lòng sông ứng với Z tl
Cột (6),(7): lưu tốc tại mặt cắt thu hẹp VC và lưu tốc tới gần VO
Cột (8): độ sâu hồi phục tính toán.
- Xác định mực nước sông phía thượng lưu về mùa lũ.
+Mùa lũ: Z = 19.01 ; ZTL=Zhl+∆Z= 19.01+0.14=19.15 m
hl

- Xác định phạm vi hố móng cho giai đoạn thi công đầu: ω2=130,82m2
- Xác định mức độ thu hẹp lòng sông;

ω2
100% =
ω1

130.82

= 49.77 % ∈ (30÷60%)
262.82

•

K=

•

Tính cho mùa kiệt
TK

Căn cứ vào lưu lượng dẫn dòng về mùa kiệt Q dd = 2,15 m3/s và quan hệ Q ~ Zhl
 Zhl = 17,67 m
Ứng với Zhl = 17,67 m => trên mặt cắt ngang tại vị trí co hẹp diện tích ướt của lòng
sông ω1 và diện tích ướt của hố móng ω2 đo được: ω1 = 139,915 m2
ω2 = 72,557 m2
Vì mùa kiệt có lưu lượng dẫn dòng nhỏ => ∆Z rất bé nên bỏ qua ∆Z
c. ứng dụng kết quả tính toán
- Xác định cao trình đỉnh đê quai thượng lưu ,hạ lưu để thiết kế :
Mùa khô: Cao trình đỉnh đê quai hạ lưu
Zđqhl=Zhl+ δ 2 =17.67+0.63=18.3 (m)
Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu
Zđqtl=Ztl+ δ1 =17.67+ 0.63 = 18.3 m.

SVTH:Trần Văn Tuỳnh
Quân

11

GVHD: Đinh Hoàng


Mùa l ũ

Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu
Z dqTL = ZTL + δ1 = 19.15 + δ1 = 19.17+0.7= 19.85 m
Cao trình đỉnh đê quai hạ lưu
Z dqHL = Z HL + δ 2 = 19.01 + δ 2 = 19.01+0.7 =19.71 m
δ1 , δ 2 :độ vượt cao của đê quai thượng,hạ lưu ,thường dùng 0.5 ÷ 0.7 m

Chọn δ1 =0.7 m ; δ 2 =0.7 m
- Xác định cao trình đắp đập vượt lũ:
ZVL=ZTL+δ trong đó δ độ vượt cao của đê quai thường dùng (δ=0.5÷0.7m)
ZVL= 19.15 + 0.7 = 19,85 m chọn bằng 19.9 m cho dễ thi công
- Kiểm tra khả năng xói nền: V≤[V]kxnền;
- Kiểm tra khả năng đầu đập: V≤[V]kxđập;
Ta thấy khối lượng riêng khô của đất nền và đất đắp đê quai là γtnk = 1,6 T/m3
nhưng khi thi công đất đuợc đầm chặt sẽ có dung trọng lớn hơn và ta có độ sâu bình
quân của dòng chảy h=2,2 m ,tra phụ lục 1-14TCN57-88 ứng với cột nước h=2,2 m
3
ta có [ VKX ] nen = [ VKX ] dap = 1.63 > VC = 1.55m / s ⇒ nền không bị xói

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

SVTH:Trần Văn Tuỳnh
Quân

12

GVHD: Đinh Hoàng


Trình tự tính toán:
-Để xác định mực nước trước cống ta phải xác định được trạng thái chảy trong
cống tương ứng với lưu lượng thiết kế QTK = 1m3/s
+ Trạng thái chảy trong cống có thể là có áp, bán áp và không áp, để xác định được
chế độ chảy ta phải vẽ đuờng mặt nước ngược từ dưới hạ lưu lên. Qúa trình thực hiện
cụ thể như sau:
Ta có từ đường quan hệ Q ~ Z

HL

tra tương ứng với QTK = 2.15 m3 / s ta có

Z HL = 17.63m < Z DC = 22.54m nên nối tiếp sau cống phải là dốc nước, hoặc kênh có độ

dốc thay đổi,trong thời đoạn dẫn dòng để dẫn nước từ sau cống xuống lòng sông ở hạ
lưu ta phải làm kênh ,ta có thể thiết kế kênh này với b=0.8m và chiều dài phụ thuộc
vào điều kiện địa hình tại cửa ra của cống,kênh có độ dốc i > ik ,theo các nguyên tắc vẽ
đường mặt nước thì đuờng mặt nước khi chuyển từ đoạn có i < ik sang đoạn có i > ik
thì đường mặt nước ở đoạn 1(trongcống) phải đi xuống cắt đường K-K tại cửa ra của
cống nên hcc = hk =3

α Q2

= 0.9m
gb 2

Do đường mặt nước chỉ thuộc vào hcc nên ta không cần phải vẽ đường mặt
nước trên kênh .
Để xác định chế độ chảy ta vẽ đường mặt nước ngược từ hạ lưu hcc = 0.9m lên
,nếu đường mặt nước không chạm đỉnh cống thì chế độ chảy trong cống là không áp
hoặc bán áp , nếu chạm đỉnh cống thì chảy có áp
-Kết quả vẽ đường mặt nước định lượng được thể hiện trong bảng1(trang13)

SVTH:Trần Văn Tuỳnh
Quân

13

GVHD: Đinh Hoàng


BẢNG TÍNH TOÁN ĐƯỜNG MẶT NƯỚC TRONG CỐNG
Các thông số tính toán: Q=2,15m3/s; b=0,8m; h=1,2m; i=0,002 ;L=84.4 m; Z DC = 22.54m ; n=0.014
bảng 1:

TT
1
2
3
4
5
6
7

8
9
10

h
(m)
0.90
0.95
0.97
1.00
1.05
1.10
1.15
1.17
1.20
1.30

ω
( m2 )
0.720
0.760
0.776
0.800
0.840
0.880
0.920
0.936
0.960
1.040

χ

(m)
2.600
2.700
2.740
2.800
2.900
3.000
3.100
3.140
3.200
3.400

R
(m)
0.277
0.281
0.283
0.286
0.290
0.293
0.297
0.298
0.300
0.306

v
( m/s)
2.986

2.829
2.771
2.688
2.560
2.443
2.337
2.297
2.240
2.067

v2/2g
(m)
0.454
0.408
0.391
0.368
0.334
0.304
0.278
0.269
0.256
0.218

ω = b*h

Trong đó
∋ = h+

α * v^2
2* g

∋
(m)
1.354
1.358
1.361
1.368
1.384
1.404
1.428
1.439
1.456
1.518

C
57.668
57.825
57.884
57.969
58.101
58.224
58.337
58.380
58.442
58.632

χ = b+2h
v=

Q

= C RJ
ω

14

J

Jtb

0.00968
0.00850
0.00809
0.00752
0.00670
0.00600
0.00541
0.00519
0.00490
0.00406

R=

i - Jtb

0.00909
0.00830
0.00781
0.00711
0.00635
0.00571

0.00530
0.00504
0.00448

ω
χ

Li =

-0.00709
-0.00630
-0.00581
-0.00511
-0.00435
-0.00371
-0.00330
-0.00304
-0.00248

C = 1/n*R^1/6
∆∋
i−J

∆∋

∆l

(m)

(m)

0.0034
0.0034
0.0069
0.0158
0.0203
0.0241
0.0106
0.0167
0.0622

0.48
0.53
1.18
3.09
4.67
6.51
3.20
5.49
25.08

L
(m)
0.00
0.48
1.01
2.20
5.29
9.96
16.47

19.67
25.16
50.24


SVTH:Trần Văn Tuỳnh

GVHD: Đinh Hoàng Quân

Từ bảng1 ta thấy đường mặt nước chạm cống ,do đó cống chảy có áp

hn > D/2 :

Công thức tính Q = ϕ c ω 2 g ( H o + i.L − hn ) = ϕ c ω 2 gZ o
1
Vo2
ϕ
=
=
0.581
Z
=
Z
+
với c
và o
1 + ξ cv + ξ kv + ξ d
2g

trong đó

-Tổn thất dọc đường : ξ d =

2 gL
= 1.715
C2R

- Tổn thất cửa vào: ξ cv = 0.15
- Tổn thất cửa van: ξ kv = 0.1
- Từ công thức trên → Z 0 → H o = Z o − (i.L − hn ) → H 0 = HTL → ZTL = ZDC + HTL ứng
với Qi
Liên tục làm như vậy ta sẽ lập được đường quan hệ Q ~ ZTL
Bảng tính quan hệ Q~ZTL trường hợp chảy có áp
Q
2.15
2
1.5
1.2
1
0.70
0.40

ZHL
17.67
17.66
17.65
17.64
17.63
17.62
17.62

hn
1.198
1.096
0.809
0.676
0.604
0.520
0.466

15

Z
0.76
0.66
0.37
0.24
0.16
0.08
0.03

ZTL
23.74
23.64
23.35
23.22
23.14
23.06
23.01

SVTH:Trần Văn Tuỳnh

GVHD: Đ inh Hoàng Quân

2.5.3. ứng dụng kết quả tính toán
3
- Ứng với Qmk = 2,15m / s → ZTL = 23, 74m

- Xác định cao trình đê quai thượng lưu: Zđq=ZTL+δ =23,74+0,7 = 24,44m (có
thể lấy 24,5m)
trong đó
(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 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 = + 31.6 m
Chiều rộng ngưỡng tràn
: Bnt = 40m
Lưu lượng xả
: qxả = 234,45m3/s
- Giả thiết các giá trị Qi

- Xác định chế độ chảy qua tràn (tự do, ngập): dựa vào quan hệ (Q~Z hl) ta thấy chế độ
chảy của tràn là chế độ chảy tự do vì ứng với lưu lượng đỉnh lũ Q max10%=194 m3/s thì
Zhl=19,01m<∇nt =32m. 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 = 0,42
Bề rộng tràn :b =40m
Ho=cột nước tràn
Từ (1) → H 0 = (

Qtr 23
) ⇒ ZTL = Z NT + H 0 = 31.6 + H 0
m 2g

16


SVTH:Trần Văn Tuỳnh

GVHD: Đ inh Hoàng Quân

Bảng tính toán quan hệ Qtr ~ ZTL

Qtr
0
13
20
68
100
120
150
170
180
194

Ho=H
0
0.31
0.42
0.94
1.22
1.38
1.60
1.73
1.80
1.89

ZTL
31.6
31.9
32
32.5
32.8

33.0
33.2
33.3
33.4
33.5

ZHL
17.6
18.0
18.1
18.5
18.6
18.8
18.8
18.9
18.9
19.0

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

-Quan hệ

2.6.3. Ứng dụng kết quả tính toán:
-Xác định được cao trình đắp đập vượt lũ khi dẫn dòng qua tràn:
ZVL = ZTL + δ = 33.5 + 0.7 = 34.2m trong đó (δ=0,5÷0,7m )
- Để tính toán điều tiết lũ;
- Đề ra biện pháp gia cố, bảo vệ cống;
2.7. Tính toán điều tiết
2.7.1. Tính toán điều tiết thường xuyên:
2.7.1.1.Mục đích:
- Xác định mực nước lũ trong hồ ZTLmax và lưu lượng xả qxảmax của các công trình
tháo nước khi xả lũ;

17


SVTH:Trần Văn Tuỳnh

GVHD: Đ inh Hoàng Quân

- Xác định cao trình đắp đập vượt lũ, các cao trình phòng lũ;
2.7.1.2.Nội dung tính toán:

2.7.2.Tính toán điều tiết lũ:
2.7.2.1.Mục đích:
- Xác định mực nước lũ trong hồ Z max và lưu lượng xả qxảmax của tràn lớn nhất
khi lũ về;
- Xác định cao trình đắp đập chống
2.7.2.2.Nội dung tính toán
- Ở đây do không có dủ tài liệu nên ta lấy mực nước trước lũ bằng cao trình

ngưỡng tràn ∇nt= 32m; tra quan hệ (Vhồ~Zhồ) ta được Wnt= 3010.6*103 (m3)
- Tính toán điều tiết lũ theo phương pháp Kôtrêrin

-Theo phương pháp Kôtrêrin thì lũ đến dạng tam giác: đỉnh lũ Qmax=194(m3/s)
WL = 7.5*106 m3

q
.T
Ta có : Wm = WL − max ;
2


 q max 
Wm = WL  1 −
÷(1)
Qmax 
Qmax .T


WL =
⇒
2
⇒ q = Q  1 − Wm 
÷
max
max 

 WL 


Ta thấy trong phương trình (1) có 2 ẩn số do đó ta tính thử dần bằng cách giả thiết các
qxả (
18


SVTH:Trần Văn Tuỳnh

GVHD: Đ inh Hoàng Quân

Whồ= WTrướclũ + Wm). Từ đây tính ra cột nước H trước tràn. H= ZTL- ∇ nt . Có H thay vào
công thức đập tràn thực dụng chảy tự do tính ra
3

qxảtt = mb 2 g H 2 , nếu qxảtt ≈ qxảgt thì thoả mãn. Tiếp tục tra quan hệ Qxả~Ztl đượcZmax

B ảng tính lưu lượng xả.

q gt
(m3 / s )

Wm *10

3

(m3 / s )

Who *103

ZTL

(m3 / s )

( m)

H0
( m)

q tt
(m3 / s )

194

0

3010.6

32

0

0

180

541.237

3551.837

33.19

1.19

80.52848

178

618.557

3629.157

33.503

1.5

113.9013

174.85

740.335

3750.955

33.997

1.997

174.9681

174

773.196

3783.796

34.13

2.13

192.6725

Kết quả tính toán:qxảmax= 174.85
Zmax=33.997m
(lấy 34 m)
m3 / s và
3
3
Wmax=3750.955*10 (m )
2.7.2.3.Sử dung kết quả tính toán:
- Xác định cao trình đắp đập vượt lũ chính vụ năm thứ 2:
ZVL=ZTLmax+δ=34 + 0,6= 34.6 m
Trong đó (δ=0,5÷0,7m) chọn δ =0.6 m
Với ZTLmax được xác định bằng cách tra quan hệ Q xả ~ZTL ứng với qxảmax dẫn
dòng thiết kế;
- Đề ra các biện pháp chống xói:
+ thiết kế đường tràn ,và xây bể tiêu năng ,làm các bậc nước hợp lý
+ kè ,lát bờ kênh hạ lưu chống xói
2.8. Thiết kế kích thước công trình dẫn dòng
2.8.1. Thiết kế công trình dẫn nước:

19


SVTH:Trần Văn Tuỳnh

GVHD: Đ inh Hoàng Quân

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 = 0,8×1,2(m2)
+/Chiều dài cống L= 84.4m, cao trình đầu cống Zđc=22,54m
+/n = 0.014; i = 0.002
*Tràn chính ∇nt=31.6m
Bnt=40m
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
-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=1, mái trong hố móng m=1.
-Cao trình đỉnh đê quai đợt một:
Mùa khô: Cao trình đỉnh đê quai hạ lưu Zđqhl=Zhl+ δ 2 =17,67+0,63=18,3 (m)
Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu
Zđqtl=Ztl+ δ1 =17,67 + 0,63 = 18,3 ( m.)
Mùa lũ : Cao trình đỉnh đê quai hạ lưu Zđqhl=Zhl+ δ 2 =19,01+0,7=19,71 (m)
Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu ngăn dòng đợt 1
Zđqtl=Ztl+ δ1 =19,15 + 0,7 = 19,85 m.
Để thuận tiện cho thi công ta chọn Zdqtl= 19,9m

-Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu ngăn dòng đợt 2
Zđqtl= 24,5m.
2.9.Ngăn dòng
Ngăn dòng theo phương pháp lấp đứng vào đầu mùa khô năm thứ 2

Chương 3:

THI CÔNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN

3.1. Phân chia các đợt đắp đập và xác định cường độ đắp đập

20


SVTH:Trần Văn Tuỳnh

GVHD: Đ inh Hoàng Quân

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:
-Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp, cao trình đắp đập tối thiểu cần đạt là ∇đđvl=
19.9 m .
-Dẫn dòng qua cống ngầm, cao trình tối thiểu cần đạt là ∇đđ =24.2m .
-Dẫn dòng qua tràn chính, tối thiểu cần đạt cao trình ∇vl=34.3m
Qua phân tích về phương án dẫn dòng ,cùng với việc phân bổ phần công việc
cho các đợt đắp hợp lý đảm bảo được yêu cầu về kỹ thuật và tiên độ thi công trong
các thời đoạn thi công,do đó ta phân ra 4 đợt đắp đập với cao trình thi công như sau:
+/Đợt 1: mùa khô năm thứ nhất, thi công một phần đập bên bờ trái từ cao trình
12,0m đến cao trình ∇A= 22.0 m

+/Đợt 2: mùa lũ năm thứ nhất, tiếp tục thi công đập vai trái đến cao trình ∇B
=28 m
+/ Đợt 3: mùa khô năm thứ hai, thi công phần lòng sông đến cao trình đắp đập
vượt lũ ∇C =35m
+/ Đợt 4: thi công đập đến cao trình thiết kế ∇TK= 39m
Sơ đồ phân đoạn các giai đoạn đắp đập như hình vẽ
MẶT CẮT DỌC
1

(IV)

b
A

TK

c
(II)

(III)
(I)

1

MẶT CẮT 1-1
IV
III
II
I

- 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

21


SVTH:Trần Văn Tuỳnh

GVHD: Đ inh Hoàng Quân

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
Khối lượng đắp đập và diện tích mặt đập của từng giai đoạn và biểu đồ quan hệ
(V~Z) và (F~Z) được tính theo cao trình, lập bảng tính như bảng dưới đây:
Bảng tÝnh khèi lưîng ®ît I
TT
(1)
1
2
3
4
5

Cao
trình
(m)
(2)
12

13
14
15
16

Bề rộng
(m)
(3)
26.26
57.42
78.01
113.23
111.81

Chiều
dài (m)
(4)
0
12.10
28.19
43.50
59.01

6
7
8
9
10
11
12

17
18
19
20
20
21
22

105.69
101.69
97.70
95.87
93.16
87.36
83.33

73.18
86.25
87.78
89.20
89.20
91.45
94.49

Diện tích (
m2 )

Diện tích
trung bình (

m2 )

(5)

(6)

Chiều dày
(m)
(7)

Khối lượng
( m3 )

Khối lượng
luỹ tích
( m3 )

(8)

(9)

694.782
2199.102
4925.505
6597.908

347.391
1446.942
3562.303
5761.707

1
1
1
1

347.391
1446.942
3562.303
5761.707

347.391
1794.333
5356.636
11118.34

7734.394
8770.763
8576.106
8551.61
8149.312
7989.072
7873.852

7166.151
8252.578
8673.434
8564.35

1

1
1
1

7166.151
8252.578
8673.434
8564.35

18284.49
26537.07
35210.51
43774.86

8069.192
7931.462

1
1

8069.192
7931.462

51642.41
59573.87

Vậy tổng khối lượng đắp đợt 1 là :59573.42 ( m3 )

22

SVTH:Trần Văn Tuỳnh

GVHD: Đ inh Hoàng Quân

BẢNG TÍNH KHỐI LƯỢNG ĐẮP ĐẬP ĐỢT II

Khối
lượng

Khối lượng
luỹ tích

DiÖn tÝch
( m2 )

DiÖntÝch
trungbình
( m2 )

ChiÒu
dµy
(m)

103.72

8642.988

0

1

0

79.33

106.56

8453.405

8548.196

1

8548.196

8548.196

24

75.33

109.15

8222.27

8337.837

1

8337.837

16886.03

4

25

73.20

111.85

8187.42

8204.8

1

8204.8

24986.3

5

25

70.70

111.85

7907.795

6

26

65.46

114.56

7499.098

7738.679

1

7738.679

32724.98

7

27

60.86

117.25

7135.835

7317.466

1

7317.466

40042.44

8

28

56.42

119.95

6767.579

6951.707

1

6951.707

46994.15

TT

Cao
trinh

(m)

BÒ
réng
(m)

ChiÒu
dµi
(m)

1

22

83.33

2

23

3

23

( m3 )

( m3 )
0

SVTH:Trần Văn Tuỳnh

GVHD: Đ inh Hoàng Quân

BẢNG TÍNH KHỐI LƯỢNG ĐẮP ĐẬP ĐỢT III

TT
1
2
3
4
5
6
7

Cao
trinh
(m)
11
12
13
14
15
16
17

DiÖntÝch
trung
BÒ
réng(m)

ChiÒu
dµi (m)

0
26.26
57.42
78.01
113.23
111.81
105.69

20.26
25.75
28.94
37.63
44.66
49.58
54.74

DiÖn tÝch
( m2 )

bình
( m2 )

0
676.195
2276.42
3293.754

5078.289
5444.38
5785.471

338.0975
1476.308
2785.087
4186.021
5261.334
5614.925

24

lượng

Khối
lượng
luỹ tích

( m3 )

( m3 )

Khèi
ChiÒu
dµy(m)
1
1
1
1

1
1

338.0975
1476.308
2785.087
4186.021
5261.334
5614.925

1168.965
3467.59
7463.775
12937.5
18775.54


SVTH:Trần Văn Tuỳnh

GVHD: Đ inh Hoàng Quân

8
9
10
11
12
13
14
14
15

16
17
18
19

18
19
20
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29

101.69
97.70
95.87
93.16
87.36
83.33
79.33
75.33
71.33
65.46
60.86

56.42
51.76

59.53
64.37
69.1
69.1
71.94
75.72
78.17
80.43
83.83
86.92
90.21
93.55
218.07

6053.606
6288.949
6624.62
6437.36
6284.678
6309.748
6201.226
6058.792
5979.594
5689.783
5490.181
5278.091
5024.343

20

30

21.15

223.3

4722.795

21
22
23
24
25
25

30
31
32
33
34
35

18.65
16.92
15.19
13.46
11.73

10

223.3
226.8
234.9
240.7
248
254.88

4164.545
3837.456
3568.131
3239.822
2909.04
2548.8

5919.538
6171.277
6456.67

1
1
1

5919.538
6171.277
6456.67

24695.07
30866.35

37167.31

6361.02
6297.213
6255.487
6130.009
6019.193
5834.689
5589.982
5384.136
5151.217

1
1
1
1
1
1
1
1
1

6361.02
6297.213
6255.487
6130.009
6019.193
5834.689
5589.982
5384.136

5151.217

43466.14
49763.35
56018.84
62148.85
68168.04
74002.73
79592.71
84976.85
93275.85

48573.569

1

48573.569

101111.3

4000.84
3702.794
3403.977
3074.431
2728.92

1
1
1
1

1

4000.84
3702.794
3403.977
3074.431
2728.92

105112.14
108908.934
112312.3
115386.8
118115.7

25