Đồ Án Thiết Kế Hồ Chứa Nước Canh Hiển Thuộc Xã Canh Hiển, Huyện Vân Canh Tỉnh Bình Định

Đồ án tốt nghiệp

Trang 1

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Vị trí công trình
- Hồ chứa nước Canh Hiển là một công trình thủy lợi nhỏ thuộc xã Canh Hiển,
huyện Vân Canh tỉnh Bình Định, cấu tạo bởi một đập dâng nước sẽ xây dựng trên suối
Hòn Khô, là một chi lưu hữu ngạn của sông Hà Thanh thuộc địa phận xã Canh Hiển,
huyện Vân Canh, tỉnh Bình Định. Phía Bắc cách tỉnh lộ 18 khoảng 3,5 Km, phía Tây
cách huyện lỵ Vân Canh khoảng 6 Km.
- Tọa độ địa lý như sau: 13037’ ÷ 13038’ vĩ độ Bắc.
109002’ ÷ 109003’ kinh độ Đông.
- Vùng hưởng lợi nằm dọc theo bờ hữu thượng lưu sông Hà Thanh, thuộc địa
phận xã Canh Hiển, có tọa độ địa lý khoảng:
13038’ ÷ 13040’ vĩ độ Bắc.
109001’ ÷ 109004’ kinh độ Đông.
1.2. Nhiệm vụ công trình
- Tưới cho 420 ha đất canh tác nông nghiệp trong đó:
+ Tưới lúa (2 vụ):

150 ha

+ Tưới mía:

250 ha

+ Tưới hoa màu:

20 ha

- Cấp nước sinh hoạt cho khoảng 2.600 người dân trong khu hưởng lợi với mức
60lít/người/ngày.
- Kết hợp giao thông nông thôn, nuôi trồng thủy sản, cung cấp nguồn thực
phẩm và cải tạo môi trường sinh thái vùng dự án.
1.3. Quy mô, kết cấu hạng mục công trình
1.3.1. Tuyến công trình: Trên suối Hòn Khô
1.3.2. Các thông số hồ chứa nước của phương án chọn
Bảng 1.1- Các thông số cơ bản của hồ chứa.
STT

Thông số

A

Đơn vị

Trị số

Ghi chú

Các thông số kỹ thuật công trình đầu mối

I

Hồ chứa

1

Diện tích lưu vực tuyến đập

2

Mực nước gia cường kiểm tra

Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

km2

11,00

m

62.85

P = 0,2%

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 2

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

3

Mực nước gia cường thiết kế

m

62.40

4

Mực nước dâng bình thường

m

60.40

5

Mực nước chết

m

46.90

6

Dung tích toàn bộ Wtb

106 m3

3,85

7

Dung tích hữu ích Whi

106 m3

3,67

8

Dung tích chết Wc

106 m3

0,18

9

Hệ số sử dụng dòng Chảy α

0,47

10

Hệ số dung tích β

0,32

11

Chế độ điều tiết

II

Đập chính (đập đất đồng chất)

1

Cấp công trình đầu mối

2

Hình thức đập

3

Cao trình đỉnh đập

m

63.30

4

Chiều cao đập lớn nhất

m

25,80

5

Chiều dài đỉnh đập

m

545,0

6

Cao trình đỉnh tường chắn sóng

m

63.90

7

Chiều rộng đỉnh đập

m

5,0

8

Hình thức tiêu nước

m

Ống khói - Gối
phẳng - Đống đá

m

60.40

III

P = 1%

Điều tiết năm

Cấp III
Đồng chất

Tràn xả lũ

1

Cao trình ngưỡng tràn

2

Lưu lượng xả lũ thiết kế

m3/s

184

P = 1%

3

Lưu lượng xả lũ kiểm tra

m3/s

264

P = 0,2%

IV

Cống lấy nước

1

Cao trình ngưỡng cống

m

44.80

2

Kích thước cống

cm

Ф 60

Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 3

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

3

Lưu lượng thiết kế

m3/s

0,60

4

Lưu lượng dẫn dòng lớn nhất qua
cống

m3/s

1,45

5

Khẩu diện cống

m

0,8

6

Độ dốc đáy cống

7

Chiều dài thân cống

8

Hình thức

V

Hệ thống kênh

1

Mực nước thiết kế đầu kênh tưới

m

43.05

2

Mực nước thiết kế cuối kênh tưới

m

32.70

3

Lưu lượng thiết kế đầu kênh
chính

m3/s

0,61

4

Tổng số công trình trên kênh

0,01
m

132
Tháp van

22 công trình

1.4. Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình
1.4.1. Điều kiện địa hình
- Công trình đầu mối: Suối Hòn Khô bắt nguồn từ các dãy núi phía Nam và đông
Nam, cao độ bình quân khoảng ( 600 ÷ 700 )m sườn dốc lưu vực lớn (>30%). Đây là
một lưu vực độc lập. Tại vị trí dự kiến xây dựng công trình đầu mối, hai vách núi thu
hẹp.
- Lòng hồ: Hình thuôn dài theo suối, cao độ từ (+ 38 ÷ +150 m), có khả năng trữ
nước lớn ở những cao độ từ +55m trở lên.
- Khu tưới: Thuộc vùng bán sơn địa có diện tích tự nhiên 680ha. Phạm vi khu
tưới được bao bọc bởi sông Hà Thanh ở phía Bắc, các phía còn lại là các dãy đồi nhỏ.
Cao độ khu tưới trung bình (+ 20 ÷ +40 )m và nghiêng dần theo hướng Đông Nam - Tây
Bắc. Địa hình nhìn chung khá phức tạp, bị chia cắt bởi các hợp thủy và nhánh suối
nhỏ, thuận lợi cho việc tiêu thoát nước nhưng gây khó khăn cho việc bố trí kênh tưới.
1.4.2. Điều kiện khí hậu, thủy văn và đặc trưng dòng chảy
1.4.2.1. Dòng chảy lũ chính vụ

Bảng 1.2- Bảng dòng chảy lũ chính vụ
P (%)

1

Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

1,5

2

10
Lớp: TH21C

Đồ án tốt nghiệp

Trang 4

Q(m3/s) - T.I

269

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

245

219

78,9

1.4.2.2. Dòng chảy lớn nhất các tháng mùa khô và lũ tiểu mãn
Bảng 1.3- Bảng dòng chảy các tháng mùa khô và lũ tiểu mãn.
Tháng

1

2

3

4

5

6

7

8

Qmax(m3/s)

1,43

1,83

0,83

1,36

1,64

3,7

10,4

5,01

Bảng 1.4- Bảng tra các thông số đường đặc tính.
Z (m)

F (Km2)

V (106m3)

42

0,018

0,016

44

0,036

0,068

46

0,064

0,160

48

0,102

0,320

50

0,140

0,555

52

0,200

0,884

54

0,260

1,330

56

0,342

1,903

58

0,446

2,667

60

0,550

3,632

62

0,634

4,781

64

0,718

6,092

Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 5

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Hình 1.1 – Đường đặc tính lòng hồ

Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 6

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Bảng 1.5- Bảng quan hệ lưu lượng và cao trình hạ lưu (Q-Zhl).
Q(m3/s)

0,0

16,7

73,2

100

140

Zhl(m)

39

40,2

41,9

43,7

44,6

Hình 1.2- Đường đặc tính lòng hồ Canh Hiển
1.4.3. Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn
1.4.3.1. Điều kiện địa chất công trình
a. Vùng lòng hồ
- Khu vực nghiên cứu nằm trong thung lũng nhỏ hẹp kẹp giữa 2 dải núi kéo dài
theo hướng Nam Bắc. Địa hình bị phân cách mạnh. Thành bờ hồ dày từ 1- 3 km được
cấu tạo bằng đá Granit thuộc phức hệ Vân Canh rắn chắc, có hệ số thấm rất nhỏ cho
nên khả năng mất nước từ hồ sang lưu vực bên cạnh là không thể xảy ra.
- Sườn núi bao bọc bờ hồ có độ dốc khá lớn. Nham thạch chủ yếu là lớp 5 có sức
kháng trượt nhỏ, việc tái tạo bờ hồ có thể xảy ra nhưng không ảnh hưởng lớn vì bề dày
của lớp này nhỏ ( ≤ 1m) bên trên lại có lớp phủ thực vật phát triển tốt nên không thể có
hiện tượng trượt khối lớn làm lấp hồ chứa.
b. Vùng xây dựng tuyến đập
Cả vùng tuyến đập đều nằm trong một đơn vị cấu tạo địa tầng nham thạch chung
tương tự nhau là đá Granit phức hệ Vân Canh. Cấu tạo địa tầng từ trên xuống dưới như
sau:
- Lớp 1: Thành phần cơ bản cát sạn sỏi thạch anh màu trắng vàng. Trong đất lẫn
ít cuội sỏi về phía thượng lưu hàm lượng kích thước cuội sỏi tăng lên, lớp này phân bố
ở phía tả lòng suối, cao trình thấp hơn +40,50m, dày trung bình 1,5m.

Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 7

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

- Lớp 2: Thành phần cơ bản là á cát nặng - á sét nhẹ màu xám nâu, hàm lượng
sét trong đất 8-10%, lượng sạn sỏi trong đất chiếm trung bình 12%.
Trong đất chứa nhiều tạp chất hữu cơ, đôi chỗ có đá lăn lớn. Trạng thái tự nhiên đất
ẩm, kết cấu chặt, ít dính. Thấm nước khá mạnh K = 2 x 10 -3 cm/s. Phân bố chủ yếu
trên bề mặt địa hình, bề dày trung bình 0,4m.
- Lớp 3: Cơ bản là á sét nhẹ màu vàng, trắng vàng, vàng nâu. Hàm lượng cát hạt
thô trong đất khá cao 24,5%, lượng sét trong đất trung bình 15,5%, lượng sạn sỏi trong
đất chiếm trung bình 12% trạng thái tự nhiên đất
ẩm, kết cấu chặt vừa, có tính dính nhẹ. Thấm nước vừa K = 4 x 10 -4 cm/s. Lớp này
phân bố ở cao trình +53 trở xuống, bề dày trung bình 1,5m.
- Lớp 5: Hỗn hợp đá cuội, đá lăn chứa á sét. Đá lăn chủ yếu là Granit bị phong
hóa, vỏ bọc tròn φ = 10 ÷ 25cm. Khoảng trống của đá lăn được lấp đầy bằng sạn sỏi, á
sét màu vàng, hàm lượng sạn trong đất trên 30%. Trạng thái tự nhiên đất ẩm, kết cấu
chặt, chặt cứng khó đào. Thấm nước khá mạnh K = 5 x 10 -4cm/s. Phân bố tập trung ở
sườn núi, bề dày lớp này kém ổn định thay đổi từ 0,6 ÷ 3,5m. Nguồn gốc tàn tích deQ.
- Lớp 6: Sét nhẹ màu trắng vàng, sáng trắng lốm đốm nâu đỏ. Trong đất chứa
nhiều hạt bụi (>25%) đáy lớp đôi chỗ còn giữ nguyên cấu tạo của đá gốc. Dùng tay
bóp vụn được dễ dàng, vê được thành sợi dài. Trạng thái tự nhiên đất ẩm, dẻo dính.
Kết cấu đất khá chặt, dẻo chặt thấm nước yếu K = 10 -5 cm/s. Phân bố chủ yếu ở phần
hữu đập. Bề dày trung bình 2÷3m. Nguồn gốc tàn tích eQ.
- Lớp 7: Á sét chứa dăm sạn màu trắng vàng, xám xanh. Hàm lượng sét giảm
dần theo độ sâu. Hàm lượng và kích thước dăm tăng dần, dăm sạn chủ yếu là mảnh đá
bị phong hóa dang dở, dùng tay có thể bóp vụn thành dạng bột. Đất còn giữ nguyên
cấu tạo đá gốc. Trạng thái tự nhiên đất ít ẩm có tính dính nhẹ, kết cấu chặt, rất chặt.
Thấm nước vừa K = 4 x 10 -4cm/s. Lớp này thường phủ trên bề mặt đá gốc, bề dày thay

đổi từ 0,3-0,8m. Nguồn gốc tàn tích.
- Đá nền: Đá gốc dưới nền công trình chủ yếu là đá Granit phức hệ Vân Canh
màu hồng tươi, có mức độ phong hóa khác nhau.
- Đới phong hóa mạnh: Nằm ngay dưới lớp 7 thành phần cơ bản là đá dăm bị
phong hóa dang dở thành vụn dăm nhỏ màu xám trắng, xám xanh, dùng búa đập nhẹ
dễ vỡ, các khe nứt trong đới này chủ yếu là khe nứt tách lấp đầy bằng khoáng vật sét
hoặc Fe203 .
- Đới phong hóa vừa: Phân bố dưới lớp phong hóa mạnh. Mức độ phong hóa
giảm, đá chứa nhiều khe nứt tách, độ mở khe nứt nhỏ, lấp đầy khe nứt chủ yếu là Fe 203
màu nâu.
- Đới phong hóa nhẹ: Thường ở khá sâu so với mặt đất tự nhiên 0,9÷1,5m (khu
vực lòng suối nông hơn do không có tầng phủ hoặc tầng phủ rất mỏng) đá nứt nẻ ít,
các khe nứt thường kín, nõn khoan khá hoàn chỉnh, thấm nước yếu
1.4.3.2. Đánh giá điều kiện địa chất công trình vùng tuyến đập
Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 8

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

- Địa tầng tại tuyến đập phía vai tả đập có tầng phủ dày trung bình 4m bao gồm
các lớp đất 2, 5, 7. Lòng suối có đá gốc lộ trên mặt đất loại đá Granit phong hóa vừa.
- Phía vai hữu đập có tầng phủ dày từ 5÷9m bao gồm các lớp đất 3, 5, 6, 7. Bên
dưới tầng phủ là mặt đá phong hóa lượng thấm nước yếu (q = 0,083l/phm2).
- Theo thiết kế kỹ thuật - thi công, thi công đã chọn vị trí này để tính toán thiết

kế. Dưới đây là các chỉ tiêu cơ lý thấm tính toán của đất nền đập (tuyến chọn):
Bảng 1.6 - Các chỉ tiêu cơ lý của đất nền đập
STT

Chỉ tiêu

Ký
hiệu

Đơn vị

Lớp đất
1

2

3

5

6

7

Thành phần
hạt
1

Hạt sét

%

1

9

15,5

9,8

36,2

16,9

Hạt bụi

%

42

18,5

14,5

11,2

27,4

17,4

Hạt cát

%

57

60,5

57,5

50,7

31

50,9

Sạn, sỏi, dăm

%

12

12,5

28,3

4,8

14,8

2

Hạn độ chảy

Wt

%

27,5

32,5

28,3

39

30

3

Hạn độ lăn

Wp

%

14

16,5

14,5

20,5

15,5

4

Chỉ số dẻo

Wn

%

13,5

16

13,8

18,5

14,5

5

Độ sệt

B

%

0,73

-0,04

0,13

0,09

-0,02

6

Độ ẩm tự
nhiên

W0

%

23,9

15,9

16,3

22,1

15,2

Dung trọng tự
7 γ0
nhiên

t/m3

1,75

1,9

2

1,85

1,95

Dung trọng
8 γc
khô

t/m3

1,62

1,46

1,64

1,72

1,52

1,69

2,65

2,59

2,65

2,66

2,67

2,65

38,9

43,6

38,1

35,3

43,3

36,1

0,64

0,773 0,616 0,547

0,762 0,566

80,1

9 ∆ Tỷ trọng
10 Độ rỗng

n

%

11 ε 0 Hệ số rỗng
12

Độ bão hòa

G

%

13

Hệ số thấm

K

cm/s

14 ϕ Góc nội ma sát
15

Lực dính

16

Mô đun biến
dạng

Độ

2.102

280

68,4

79,3

77,4

71,2

1.103 4.10-4

5.10-4

1.10-5

4.10-4

80

160

180

120

180

C

kg/cm2

0,05

0,1

0,07

0,2

0,15

E1-2

kg/cm2

70

90

120

80

120

Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 9

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

.
1.4.3.3. Điều kiện địa chất thủy văn
- Nước ngầm: Qua kết quả tài liệu ép nước thì lưu lượng đơn vị q = 0,03- 0,08
l/ph.m2. Đá ở đây thuộc loại thấm nước yếu.
- Nước suối cung cấp một phần cho nước ngầm. Động thái nước trong trầm tích
không ổn định lên xuống theo mùa và quan hệ mật thiết với nước mặt.
- Nước sông: Khu vực công trình có sườn núi dốc, tầng phủ mỏng nhưng thảm
thực vật còn tương đối tốt góp phần giữ nước cung cấp cho suối.

1.4.4. Điều kiện dân sinh kinh tế khu vực
1.4.4.1. Điều kiện dân sinh
- Canh Hiển là một xã nằm về phía đông của một xã miền núi Vân Canh, có tổng
diện tích tự nhiên là 3.680ha. Trong đó diện tích đất tự nhiên của vùng hưởng lợi là
875 ha (gồm cả vùng lòng hồ và khu tưới).
- Vùng hưởng lợi nằm trong địa giới hành chính của hai thôn Chánh Hiển và
Thanh Minh có diện tích 875 ha trong đó 420 ha đất nông nghiệp (chiếm 65,3% đất
nông nghiệp toàn xã).
- Theo thống kê năm 2002 của huyện Vân Canh, các tài liệu về dân số và lao
động trong xã Canh Hiển cho thấy:
1/ Tỷ lệ nông nghiệp cao, chiếm 77% tổng lao động trong toàn xã.
2/ Mật độ dân số thấp, bình quân 62 người/km2.
3/ Công tác dân số kế hoạch hóa gia đình thực hiện tốt, tỷ lệ tăng dân số tự
nhiên đạt 1,3% năm.
1.4.4.2. Kinh tế khu vực
- Nhân dân trong xã Canh Hiển chủ yếu là dân kinh tế mới lập nghiệp từ năm
1975 trở lại. Những năm gần đây đã bắt đầu phát triển một số ngành nghề khác ngoài
nông nghiệp nhưng không đáng kể, thu nhập chính của nhân dân trong xã vẫn là nông
nghiệp (chiếm 83% tổng thu nhập). Tuy nhiên do chế độ thời tiết khắc nghiệt sản xuất
phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, năng suất cây trồng vật nuôi bấp bênh chỉ đạt
125kg/người/năm. Thu nhập bình quân 1,9 triệu đồng/người/năm. Năm 2001 toàn xã
có 97 hộ nghèo chiếm 20,1% và tăng hơn năm 2000 là 1,5% .
- Thu nhập chủ yếu là từ nông nghiệp (chiếm 83% tổng thu nhập) công nghiệp,
tiểu thủ công nghiệp và ngành nghề hầu như không phát triển. Tổng diện tích đất nông
nghiệp của xã hiện nay là 547 ha trong đó diện tích được tưới 25 ha (4,5% so với đất
nông nghiệp). Quá trình chuyển dịch cơ cấu cây trồng rất khó khăn do sản xuất phụ
thuộc vào điều kiện tự nhiên, cơ sở hạ tầng còn yếu kém, trong đó đặc biệt là thủy lợi.
- Vùng dự án chiếm 23,7% diện tích tự nhiên và 24,5% dân số toàn xã, nhưng
diện tích đất nông nghệp chiếm 56,3%, sản lượng lương thực có hạn và sản lượng các
Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 10

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

loại nông sản khác chiếm trên 65% so với toàn xã. Từ đó cho thấy vị trí của vùng dự
án có vai trò rất lớn đến quá trình phát triển kinh tế xã hội của xã Canh Hiển.
1.5. Điều kiện giao thông
- Tuyến tỉnh lộ 18 đi qua địa bàn xã được đầu tư xây dựng khá hoàn chỉnh là
thuận lợi cho giao thông đối ngoại. Trong vùng có 2 tuyến chính:
+ Tuyến phía đông: Hiện là đường đất dài 3,3 km nối từ tỉnh lộ 18 qua sông Hà
thanh đến lòng hồ Canh Hiển.
+ Tuyến phía tây: Hiện là đường đất dài 2,3 km nối từ tỉnh lộ 18 qua sông Hà
Thanh phục vụ cho khu vực ở phía Tây.
- Cả 2 tuyến đường trên chưa có cầu qua sông, vì vậy mùa mưa lưu thông và
vận chuyển hàng hóa khó khăn.
1.6. Nguồn cung cấp vật liệu, điện nước
1.6.1. Nguồn cung cấp vật liệu
Bảng 1.7- Bảng tổng hợp các khối lượng vật liệu đắp đập

TT

Tên
bãi

Vị trí

Khoảng
cách đến
đập

Trữ
lượng

Chiều
dày bóc
bỏ(m)

Chiều
dày khai
thác(m)

VLXD
1

A

Thượng lưu

200 m

180.000

0,5

2

2

D

Thượng lưu

500m

135.000

0,5

2

3

Đ

Hạ lưu

650m

110.000

1,5

1,5

4

B

Thượng lưu

500 m

120.000

0,5

2

5

Đ

Hạ lưu

300m

95.000

1,5

1,5

6

B

Thượng lưu

900 m

350.000

0,5

2

7

Đ

Hạ lưu

400m

145.000

1,5

1,5

1.6.2. Nguồn cung cấp điện
Sử dụng điện lưới từ 2 trạm biến áp của Chánh Hiển và Thanh Minh đẻ phục vụ
thi công và sinh hoạt… ở công trường.
1.6.3. Nguồn cung cấp nước

Lấy từ suối Hòn Khô để phục vụ cho công tác thi công, sinh hoạt và cứu hoả…
ở công trường.
1.7. Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực
1.7.1. Điều kiện cung cấp vật tư
Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 11

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Mua tại thị trấn Vân Canh hoặc mua từ thành phố Quy Nhơn cách công trình
khoảng 23 km.
1.7.2. Điều kiện nhân lực
Lực lượng lao động phổ thông lấy trong xã Canh Hiển. Các kỹ sư lành nghề và
lực lượng thi công khác từ các đơn vị thi công lớn trong ngành thủy lợi của Bộ và của
Tỉnh.
1.8. Thời gian thi công được phê duyệt
Công trình hồ chứa nước Canh Hiển, được phê duyệt xây dựng công trình trong
thời gian 2 năm kể từ ngày khởi công.
1.9. Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công
a. Khó khăn: Khí hậu khắc nghiệt, điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị phải đi mua
xa, đường xá đi lại khó khăn.
b. Thuận lợi: Trong khu vực xây dựng công trình lực lượng lao động dồi dào,
thiết bị thi công hiện đại ít hư hỏng, đội ngũ công nhân kỹ sư lành nghề. Địa chất là
nền đá gốc nên rất thuận lợi cho sự ổn định của công trình.

--------- š & œ --------CHƯƠNG 2
CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG
2.1. Dẫn dòng thi công
Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 12

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Dẫn dòng thi công là công tác điều khiển dòng chảy từ phía thượng lưu về phía
hạ lưu qua các công trình dẫn nước để tránh ảnh hưởng đến việc thi công các công
trình được đê quai bảo vệ.
2.1.1. Mục đích và nhiệm vụ của công tác dẫn dòng
2.1.1.1. Đặc điểm chung khi xây dựng công trình thuỷ lợi:
Xây dựng trên các lòng sông, suối, kênh rạch hoặc bãi bồi: móng nhiều khi sâu
dưới mặt đất thiên nhiên của lòng sông, suối, nhất là dưới mực nước ngầm, nên trong
quá trình thi công không tránh khỏi những ảnh hưởng bất lợi của dòng nước mặt, nước
ngầm và nước mưa v.v…
Khối lượng công trình thường lớn, điều kiện thi công địa hình, địa chất thường
không thuận lợi.
Tuyệt đại đa số các công trình thuỷ lợi là dùng vật liệu địa phương, vật liệu tại
chỗ.
Trong quá trình thi công một mặt phải đảm bảo hố móng được khô ráo, một mặt
phải đảm bảo các yêu cầu dùng nước ở hạ lưu tới mức cao nhất.

Đặc điểm của công trình hồ chứa nước Canh Hiển là xây dựng trên suối Hòn
Khô, lợi dụng các thung lũng có dãy núi bao bọc, tạo thành các lòng chảo để xây dựng
hồ chứa nước.
Trong quá trình thi công đòi hỏi công trình đang xây dựng phải hoàn toàn cách
ly với dòng chảy để đảm bảo chất lượng công trình. Do đó phải có biện pháp dẫn dòng
hợp lý, sử dụng các đê quai, các biện pháp để đưa nước ra khỏi phạm vi công trình, để
cho công các công trình đầu mối được an toàn, thuận lợi, đạt hiệu quả cao.
2.1.1.2. Mục đích của dẫn dòng:
1/ Ngăn chặn những ảnh hưởng của dòng nước đến công trình.
+ Đảm bảo hố móng công trình luôn được khô ráo, thi công được dễ dàng, kịp
tiến độ xây dựng công trình.
+ Đảm bảo cho phần công trình đang xây dựng được bảo vệ, ngăn cách khỏi
dòng chảy bằng các công trình phục vụ dẫn dòng.
2/ Đảm bảo chất lượng nước, các yếu tố thủy lực cơ bản của dòng chảy ít bị ảnh
hưởng đến nhu cầu ở hạ lưu.
2.1.1.3. Nhiệm vụ của công tác dẫn dòng:
+ Dẫn dòng thi công là một công tác có tính chất quan trọng, liên quan và quyết
định nhiều vấn đề khác.
+ Biện pháp dẫn dòng thi công ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch
tiến độ thi công của toàn bộ công trình, làm thay đổi đặc điểm kết cấu công trình. Sắp
xếp cụm công trình đầu mối, phương pháp thi công và bố trí công trường cho hợp lý,
do đó ảnh hưởng đến giá thành xây dựng công trình. Nếu không giải quyết đúng đắn

Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 13

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

hợp lý khâu dẫn dòng thi công thì quá trình thi công sẽ không liên tục làm chậm tiến
độ thi công.
+ Công tác dẫn dòng thi công chịu ảnh hưởng của nhiều nhân tố như thủy văn, địa
trất, địa hình, đặc điểm kết cấu và sự phân bố các công trình thủy công, điều kiện lợi
dụng dòng nước, điều kiện và thời gian thi công... Do đó cần phải thấy rõ tầm quan
trọng của công tác dẫn dòng thi công để làm tốt công tác điều tra nghiên cứu và giải
quyết vấn đề khi đưa ra biện pháp dẫn dòng.
2.1.2. Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến việc đề xuất phương án dẫn dòng thi
công
Có nhiều các nhân tố tự nhiên cũng như liên quan đến kết cấu công trình, ảnh
hưởng trực tiếp đến việc đề xuất và lựa chọn phương án dẫn dòng thi công. Để hiểu rõ
hơn về các tác động cũng như các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến việc đề xuất dẫn
dòng thi công
Để đề xuất được phương án dẫn dòng thi công sát với thực tế, có tính khả thi
thì phải đi sâu vào phân tích các nhân tố tác động trực tiếp, đến phương án dẫn dòng
thi công công trình .Vì công trình thủy lợi có tính chất đơn chiếc, không công trình nào
giống công trình nào. Do đó ta cần phải xem xét cụ thể cho công trình, hồ chứa nước
Canh Hiển
+ Các nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến dân dòng thi công gồm có ;
- Yếu tố thủy văn dòng chảy: điều kiện địa hình, điều kiện địa chất, cấu tạo và sự bố
trí của công trình thủy công. điều kiện và khả năng thi công của nhà thầu, và điều kiện
lợi dụng tổng hợp dòng chảy,
+ Phân tích cụ thể từng yếu tố :
1. Điều kiện thủy văn dòng chảy;
-Đặc điểm thủy văn dòng chảy của lưu vực hồ chứa nước Canh Hiển được chia làm
2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô,

Tuỳ thuộc vào lượng nước đến ở mỗi thời gian khác nhau sẽ ảnh hưởng trực
tiếp đến quy mô và kết cấu của công trình dẫn dòng. Do đó đây là yếu tố quan trọng
ảnh hưởng nhiều nhất đến việc đề xuất phương án dẫn dòng thi công.
Căn cứ vào điều kiện thuỷ văn của công trình hồ chứa nước Canh Hiển ta nhận
thấy lượng nước đến tuỳ thuộc vào từng mùa trong năm. Mùa khô lượng nước ít, lưu
lượng nhỏ, thời gian thường kéo dài, thường từ tháng 01 đến tháng 08, xuất hiện lũ
tiểu mãn trong tháng 7 với lưu lượng Q 10%ltm = 10,4 (m3/s). Còn mùa mưa thì lượng
nước tập trung chủ yếu, với lưu lượng lớn hơn nhiều so với mùa khô. Thời gian mùa
mưa thường ngắn (Thường từ tháng 09 đến tháng 12 có lưu lượng Q10%= 78,9 (m3/s).
Từ đó ta thấy rằng nếu công trình hồ chứa nước Canh Hiển thiết kế dẫn dòng
theo năm thì phải lấy lưu lượng mùa lũ ứng với tần suất dẫn dòng để làm căn cứ thiết
kế công trình dẫn dòng cho cả năm. Như vậy thì rất lãng phí vì: mùa khô lưu lượng ít
chỉ cần công trình dẫn dòng loại nhỏ.
Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 14

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Do đó ở đây chọn phương án dẫn dòng đề xuất ra là nên dẫn dòng theo mùa .
Mùa khô lợi dụng các công trình có sẵn để dẫn dòng với lưu lượng nhỏ, để có
đủ thời gian dẫn dòng cho mùa lũ như thế sẽ giúp tiết kiệm chi phí xây dựng.
2. Điều kiện địa hình , địa mạo khu xây dựng công trình :
Tuyến xây dựng công trình đập đất hồ chứa nước Canh Hiển trên suối Hòn Khô
bắt nguồn từ các dãy núi phía Nam và Đông Nam, phía trước đập có địa hình thuận

lợi, đường mặt đất tự nhiên phía trái đập với cao độ bằng phẳng, diện thi công rộng và
có công trình khuất nằm dưới thân đập. Do đó sẽ thi công đập ở bên vai trái trước
(hướng từ hạ lưu về thượng lưu).
Cấu tạo địa hình của lòng suối tương đối bằng phẳng với 2 vách núi thu hẹp nên
rất thuận lợi cho đi lại, bố trí lán trại, kho bãi.
Vậy rút ra kết luận từ các lập luận trên nên ta chọn phương án đắp bờ trái trước,
sau đó đắp bờ bên phải.
3. Điều kiện địa trất, địa trất thủy văn:
Địa chất chung của cả khu vực xây dựng công trình hồ chứa Canh Hiển gồm
đất sét và á sét, thuận lợi cho việc đắp đập, đê quai ngăn nước.
Tuy nhiên mức độ thu hẹp dòng chảy trong quá trình thi công đắp đập không
được quá lớn làm tăng lưu tốc dòng chảy gây xói lở cống dẫn dòng, đê quai.
Ngoài ra cũng có thể đào kênh để dẫn dòng vì điều kiện địa chất như vậy cũng
tiện cho công tác thi công đào, đắp kênh
4. Kết cấu của công trình thủy công:
Việc bố trí các công trình đầu mối cũng như kết cấu của từng hạng mục công
trình sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến phương án dẫn dòng. Nếu công trình được làm bằng
các vật liệu cứng chắc chắn như đá đổ, bê tông thì có thể cho nước tràn qua. Do đó ta
có thể lợi dụng vào trong quá trình dẫn dòng khi có lũ về.
Nếu công trình kết cấu là đất thì tuyệt đối phải luôn nằm trên mực nước một
khoảng cách an toàn. Ngoài ra có thể lợi dụng cống lấy nước đã thi công hoàn thiện từ
trước để dẫn dòng vào mùa khô ở gian đoạn sau khi đã chặn dòng.
Trong quá trình thi công công trình, cố gắng lợi dụng các công trình có sẵn vào
trong công tác dẫn dòng thi công để giảm thiểu tối đa chi phí cho công trình tạm. Do
đó cần thiết phải tìm hiểu về kết cấu, vị trí và các tính năng khác của từng loại công
trình.
Bố trí cống lấy nước bên vai trái đập và tràn tạm bên vai phải, nhằm đáp ứng
công tác dẫn dòng vào mùa khô năm thứ 2, để ta thi công đập đến cao trình khống chế.
Thi công hoàn thiện tràn xả lũ bên vai phải đập, để tận dụng vào công tác dẫn
dòng vào mùa mưa năm thứ 2, ngăn dòng đắp đập đến cao trình thiết kế, lấp tràn tạm

và hoàn thiện công trình.

Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 15

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Đập đất là loại công trình không thể cho nước tràn qua nên trong quá trình thi
công đắp đập phải đảm bảo cho từng giai đoạn vượt cao trình mực nước thượng lưu và
cao trình chống lũ.
Trình tự thi công ưu tiên việc đắp đập lên hàng đầu, sau đó thi công các hạng
mục trong công trình, bố trí trình tự thi công sao cho lợi nhất, ưu tiên các công trình
trọng điểm trước, để đem lại hiệu quả kinh tế cao.
Vật liệu thi công chính chủ yếu là đất dùng để đắp đập.
Lợi dụng kết cấu công trình dẫn dòng tràn tạm và cống. Lấy tràn tạm là một bộ
phận của tràn chính sẽ tạo điều kiện để thi công toàn bộ công trình nhanh hơn, mang
lại hiệu quả kinh tế cao. Do đó phải có biện pháp thi công cống, tràn chính trước và
phải hoàn thành sớm cùng phần đập phía trên cống để dẫn nước vào cống.
5. Điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy
Trong quá trình thi công hồ chứa nước Canh Hiển để đảm bảo cho yêu cầu
dùng nước cho sinh hoạt và nhu cầu dùng nước tưới cũng như giao thông thủy dưới hạ
lưu tuyến đập. Do đó phương án dẫn dòng đưa ra sao cho đảm bảo mực nước hạ lưu
không bị thay đổi quá lớn. Chất lượng nước vẫn được giữ nguyên như lúc ban đầu. Vì
vậy phải có phương án đưa nước trở lại lòng sông phía hạ lưu.

6. Điều kiện và khả năng thi công
Điều kiện nhân lực đầy đủ đáp ứng nhu cầu nhân công cho công trường.
Thiết bị máy móc, trang thiết bị vật tư hoàn toàn tốt ít hư hỏng trong quá trình
thi công, đảm bảo cho việc thi công công trình trong thời gian quy định.
Kết luận: Qua phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương án
dẫn dòng cho thấy: Có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương án dẫn
dòng. Dựa vào địa hình, thời gian và các yếu tố khác trong quá trình thi công để phân
tích, đề xuất được phương án dẫn dòng hợp lý, về cả hai mặt kỹ thuật và kinh tế. Các
phương án có thể sử dụng để dẫn dòng như: Lòng sông thiên nhiên, cống lấy nước,
kênh, tràn tạm đủ khả năng xả lũ, tràn xã lũ chính...
2.1.3. Đề xuất các phương án dẫn dòng thi công
2.1.3.1. Nguyên tắc đề xuất phương án dẫn dòng
1/ Thời gian thi công ngắn nhất.
2/ Phí tổn dẫn dòng và giá thành công trình thấp nhất.
3/ Thi công thuận tiện, liên tục, an toàn và chất lượng cao.
4/ Triệt để lợi dụng các điều kiện có lợi của thiên nhiên và các đặc điểm của kết
cấu công trình thủ công để giảm bớt khối lượng và giá thành các công trình tạm.
5/ Khai thác mọi khả năng, lực lượng tiên tiến về kỹ thuật tổ chức quản lý như:
máy móc có năng suất cao, phương pháp và công nghệ thi công tiên tiến, tổ chức thi
công khoa học để tranh thủ tối đa thi công vào mùa khô với hiệu quả cao nhất. Cụ thể

Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 16

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

là mùa khô mực nước thấp, đắp đê quai ngăn dòng, tập trung đắp đập với tốc độ nhanh
vượt lũ tiểu mãn và lũ chính vụ.
6/ Khi thiết kế các công trình tạm nên chọn các phương án thi công đơn giản, dễ
làm, thi công nhanh, dỡ bỏ dễ dàng, tạo điều kiện cho công trình chính sớm khởi công
và thi công thuận lợi, đặc biệt là tạo điều kiện để công trình sớm phát huy tác dụng.
2.1.3.2. Các phương án dẫn dòng
Trên cơ sở phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến công trình hồ chứa nước Canh
Hiển, em đề xuất ra được 2 phương án dẫn dòng thi công như sau:
Bảng 2.1- Phương án 1: Thời gian thi công là 2 năm từ tháng 1/2017 đến tháng
12/2018
Năm
thi
công

Thời gian

(1)

(2)

Công trình
dẫn dòng

Lưu
lượng
dẫn dòng

Các công việc phải làm

và các mốc khống chế

3

(m /s)
(3)

(4)

(5)
- Làm đường thi công, lán trại, kho bãi
và các khu phụ trợ phục vụ cho thi công.
- Tập trung máy móc, làm nhà, lán trại.

Mùa khô
(01/2017
đến
08/2017)

Dẫn dòng
qua lòng
sông thiên
nhiên.

Năm
thứ
nhất

Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

10,4
(m3/s)

- Bóc phong hóa bãi vật liệu, đào móng
các công trình trên khô như đập, tràn,
cống lấy nước.
- Thi công hoàn thiện cống lấy nước và
kênh xả ra sông trong mùa khô.
- Đắp chân khay và đắp đập bờ trái trước
vì có bố trí cống lấy nước nằm dưới đáy
công trình ở bên vai trái, đến cao trình
vượt lũ tiểu mãn và thi công phần bảo vệ
mái đập ở thượng lưu.

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Mùa mưa:
(09/2017
đến
12/2017).

Trang 17

Dẫn qua lòng
sông thu hẹp.

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

78,9
(m3/s)

- Thi công đập đến cao trình khống chế
lũ chính vụ và hoàn thiện phần mái
thượng lưu.
- Thi công phần bên phải đập lên đến cao
trình phòng lũ tiểu mãn và lũ .
- Thi công tràn xả lũ, thi công bể tiêu
năng, dốc nước, tường chắn hai bên của
tràn
- Đầu tháng 01 đắp đê quai thượng, hạ
lưu.
- Chặn dòng vào giữa tháng 01

Năm
thứ
hai

Mùa khô:
(01/2018. Dẫn dòng qua
đến
cống lấy nước
08/2018). và tràn tạm

10,4
(m3/s)

- Nạo vét hố móng đập đoạn lòng sông

còn lại, đào chân khay đập.
- Đắp đập chính đến cao trình phòng lũ
tiểu mãn.
- Thi công tràn xả lũ hoàn thiện trước lũ
chính vụ, khi làm xong tràn chính mà đập
chưa đắp xong thì phải bố trí cho an toàn.

Mùa mưa:
(09/2018
đến
12/2018)

Dẫn dòng qua
tràn tạm và
cống lấy
nước.

Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

78,9
(m3/s)

- Đắp đập đến cao trình thiết kế và hoàn
thiện phần áp mái thượng lưu đập,
đường giao thông trên mặt đập, tường
chắn sóng.
- Lát đá bảo vệ mái thượng lưu, trồng cỏ
mái hạ lưu, trải cấp phối mặt đập, xây
rãnh tiêu nước ....

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 18

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Bảng 2.2 -. Phương án 2: Thời gian thi công là 2 năm từ tháng 1/2017 đến tháng
12/2018
Năm
Công trình
thi Thời gian
dẫn dòng
công
(1)

(2)

(3)

Lưu
lượng
dẫn dòng

Các công việc phải làm
và các mốc khống chế

3

(m /s)
(4)

(5)
- Làm đường thi công, lán trại, kho bãi và các
khu phụ trợ phục vụ cho thi công.

Mùa khô
(01/2017
đến
08/2017)

Dẫn dòng
qua lòng
sông thiên
nhiên.

10,4
(m3/s)

- Bóc phong hóa bãi vật liệu, đào móng chân
khay đập phía vai trái, vai phải đập, cống lấy
nước, móng tràn.
- Thi công cống lấy nước và tràn xả lũ.
- Đắp đập bên trái và bên phải đập lên đến
cao trình phòng lũ tiểu mãn.
- Tiếp tục thi công cống lấy nước và tràn xả
lũ, tầng lọc mái thượng lưu

Năm
thứ
nhất

Mùa mưa Dẫn dòng
(9/2017
qua lòng
đến
sông thu
12/2017)
hẹp.

- Thi công hoàn thiện cống lấy nước, tiếp tc
thi công xây đúc tràn xả lũ.
78,9
(m3/s)

- Đào kênh dẫn dòng từ cống xả sau cống lấy
nước về lòng sông cũ ngoài phạm vi đê quai
hạ lưu. Để mực nước hạ lưu không làm giảm
khả năng tháo nước của cống
- - Thi công hoàn thiện tầng lọc mái thượng lưu

Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 19

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

- Bóc phong hoá bãi vật liệu (Đ, E) và số I
- Đắp đê quai thượng lưu phần bên phải và
trái (chừa lại phần ngăn dòng).
- Chặn dòng vào giữa tháng 01
- Bơm tiêu nước hố móng, xử lý rò rỉ đê quai.

Năm
thứ
hai

Mùa khô:
(01/2018
đến
08/2018)

Cống lấy
nước. và
Dẫn dòng
qua tràn
tạm (do
xuất hiện
lũ tiểu
mãn).

- Tiếp tục thi công tràn xả lũ.
10,4

(m3/s)

- Đào và nạo vét hố móng đoạn lòng sông còn
lại
- Đào móng và gia cố chống xói tràn tạm
bằng đá đào móng.
- Bố trí tràn tạm bên phải đập, gia cố tràn tạm
bằng đá hộc. Để chống xói lở mạnh vào chân
công trình bên phải đập, ta có thể gia cố mái
tràn bằng rọ đá.
- Đắp đập đoạn lòng sông còn lại lên đến cao
trình vượt lũ tiểu mãn (chừa lại phạm vi tràn
tạm).
- Thi công hoàn thiện tràn xả lũ chính.
- Đắp lấp tràn tạm vào cuối mùa khô sau lũ
tiểu mãn.
- Đắp đập đến cao trình thiết kế
- Lát mái thượng lưu, thi công vật thoát nước
phía hạ lưu đập

Mùa mưa:
Dẫn qua tràn
(09/2018
xả lũ, cống
đến
lấy nước.
12/2018)

78,9
(m3/s)

- San lấp mặt bằng bãi vật liệu.
- Xây đá và hoàn thiện tường chắn sóng đỉnh
đập, và rãnh thoát nước cơ đập.
- Thi công hoàn thiện đường cấp phối mặt
đập.
- Trồng cỏ mái hạ lưu
- Hoàn thiện và nghiệm thu bàn giao đưa
công trình vào sử dụng

Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 20

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

2.1.3.3. Phân tích đánh giá lựa chọn phương án dẫn dòng
* Ưu điểm
Phương án I

Phương án II

Không phải xây tràn tạm và các công trình
Cường độ đắp đập vượt lũ tiểu mãn
phục vụ cho dẫn dòng khác nên giảm được không cần khống chế nhờ đã làm tràn

khối lượng công trình, giảm được giá thành thi tạm (cao độ tùy thuộc B tràn tạm).
công.
Thi công được trong cả mùa lũ và mùa
Thi công được liên tục cả trong mùa kiệt và kiệt.
mùa lũ không bị gián đoạn đảm bảo được tiến
Đảm bảo yêu cầu dùng nước cho hạ
độ thi công.
lưu.
Đảm bảo yêu cầu dùng nước cho hạ lưu.
* Nhược điểm
Phương án I

Phương án II

Cường độ đắp đập để vượt lũ tiểu mãn cao.

Kinh phí dẫn dòng thi công tăng
Cường độ ngăn dòng, thi công cao máy do phải xây dựng tràn tạm.
móc và nhân lực không đáp ứng được đầy đủ.

2.1.3.4. Đánh giá chọn phương án
Trình tự thi công đập đất giữa 2 phương án cơ bản là giống nhau. Phương án 1
có ưu điểm nổi bật là khối lượng công trình dẫn dòng nhỏ, nhưng cường độ đắp đập
vượt lũ tiểu mãn khá cao. Phương án 2 tuy phải tốn kém kinh phí để xây dựng tràn
tạm, giá thành công trình có tăng lên nhưng giảm được cường độ đắp đập và tiến độ
thi công khá đồng đều và ổn định so với phương án 1.
Qua phân tích đánh giá lựa chọn phương án dẫn dòng, ở đây chọn phương án
2 là phương án chọn để làm phương án thiết kế dẫn dòng thi công.
2.1.2 Tính toán thủy lực dẫn dòng
a. Mục đích tính toán

Tùy theo từng giai đoạn dẫn dòng (tùy theo từng công trình dẫn nước, lưu lượng dẫn
nước )
• Mục đích: tính toán thủy lực có khác nhau nhưng tập trung chủ yếu vào các
mục đích sau :
- Xác định mực nước dâng lên ở thượng lưu, để làm căn cứ thiết kế đê quai hoặc
xác định cao trình đắp đập.
- Xác định các đại lượng đặc trưng về thủy lực của dòng chảy, từ đó có thể xác
định mức độ thu hẹp, kiểm tra khả năng xói lở và có biên pháp gia cố phù hợp.
Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 21

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

b. Các căn cứ để tính toán
- Phương án dẫn dòng thi công đã chọn
- Tài liệu thủy văn dòng chảy ứng với tần suất p=10%
- Căn cứ vào các mặt cắt dọc mặt cắt ngang của lòng sông ,các bản vẽ thiết kế công
trình
- các tài liệu về địa hình và địa chất, các quy phạm hiện hành
2.1.2.1 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua dòng sông thu hẹp
a. Mùa khô năm thứ 1
đối với công trình hồ chứa nước Canh Hiển, thì theo phương án dẫn dòng thi công đã
chọn, mùa khô năm thứ 1 dẫn dòng qua dòng sông thiên nhiên với giá trị lưu lượng lớn
nhất của mùa kiệt: Q = Qlũ tiểu mãn = 10,4m3/s. chính vì thế ta phải thi công phần công trình

từ vị trí nằm trên mực nước ứng với giá trị lưu lượng trên. Căn cứ vào biểu đồ quan hệ
Q ~ ZHL ở chương 1. xác định được mực nước Z1 = 39,75 m
b. Mùa lũ năm thứ 1.
- Đến mùa lũ năm thứ 1, mực nước sông tăng lên, các phần công trình đã thi công ở
mùa khô sẽ chiếm một phần diện tích ướt của lòng sông cũ. Khi đó lòng sông bị thu
hẹp một phần vì thế ta phải tính toán dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp ở giai đoạn này
- Mục đích tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp ở giai đoạn này để xác
định mực nước dâng lên ở thượng lưu, của phần đập đã đắp. từ giá trị mực nước đó sẽ
là căn cứ để đắp đập vượt cao trình mực nước thì đập đất với an toàn. Đồng thời phải
tính toán lưu tốc của dòng chảy, để kiểm tra khả năng xói lở của lòng dẫn và có biện
pháp gia cố lòng dẫn cũng như phần đập đã đắp .
- Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng
Khái niệm:
Lưu lượng thiết kế dẫn dòng là trị số lưu lượng lớn nhất ứng với tần suất và thời
đoạn dẫn dòng thiết kế.
Khi xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng phải tiến hành theo các bước sau:
-

Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công :

Chọn theo QCVN 04-05:2012/BNNPTNTvới công trình cấp III tần suất lưu lượng
mực nước lớn nhất để thiết kế công trình phục vụ cho công tác dẫn dòng P = 10%.
Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng:
Công trình hồ chứa nước Canh Hiển được thi công trong 2 năm, phân tích
điều kiện thủy văn và chọn theo mùa
Căn cứ vào tài liệu dòng chảy năm thiết kế có:
• Mùa kiệt bắt đầu từ tháng 1 đến tháng 8.
• Mùa lũ bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 12.
Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

-

Trang 22

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công:

Với tần suất thiết kế dẫn dòng đã chọn (P = 10%) thì việc chọn lưu lượng thiết
kế chủ yếu dựa vào dẫn dòng thiết kế cho từng thời đoạn.
•

Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công mùa kiệt: Q kiệtdd = 10,4
m3/s.

• Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công mùa lũ: Qlũ dd = 78,9 m3/s.
- c. Tính toán thủy lực dẫn dòng:
* Mục đích tính toán:
Xác định cao trình mực nước ở thượng lưu đễ làm căn cứ xác định các cao trình
đắp đap và cơ sở thiết kế các công trình dẫn dòng.
-Đắp phần bên phải và bên trái như hình (2-1) như sau:

ZVL

ZVL

ZHL

1

1

Hình 2.1- Sơ đồ thu hẹp lòng sông khi đắp hai bên
Có 2 trường hợp tính toán
1) Trường hợp 1: Vào cuối mùa khô năm thứ nhất khi lũ tiễu mãn về mực
nước ở thượng lưu sẽ dâng lên dòng chảy sẽ bị thu hẹp một phần. Lúc này
ta cấn tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp để kiểm tra mức
độ thu hẹp của lòng sông và có biện pháp bảo vệ chống xói lở cho phần
đập đã đắp.
2) Trường hợp 2: Vào mùa lũ năm thứ nhất ta dẫn dòng qua lòng sông thu
hẹp. Khi đó việc tính toán thủy lực dẫn dòng qua long song thu hẹp còn có
là để xác định mực nước ở thượng lưu để làm căn cứ đắp đập vượt lũ.
Đây là bài toán tính thử dần vì các thong số cần tính toán lớn hơn số phương trình
có được.Trình tự tính thử dần như sau:
Bước 1: Từ Qdd ta tra quan hệ Q – Zhl được giá trị Zhl
Căn cứ vào bãn vẻ mặt cắt dọc đập ta xác định được Zđs
 HHL = Zhl – Zđs
Bước 2: Căn cứ vào mặt cắt dọc đập và Zhl từ đó đo được ω1 như hình vẽ Hình 2.1 và
đo được ω *
Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 23

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Bước 3: Giả thiết giá trị ∆Ζ gt
Bước 4: Có ∆Ζ gt
Tính ω 2 : là diện tích ướt của lòng sông cũ ứng với mực nước thượng lưu.
ω 2 = ω * + ∆Ζ gt . Β
(2.1)
Trong đó Β : là bề rộng trung bình của mặt nước ứng với khoảng nước dâng ∆Ζ gt.
Bước 5: Tính giá trị ∆Z tt theo công thức:
∆Z tt =

1 Vc2 α .V02
.
−
ϕ 2 2g
2g

(2.2)

Trong đó:
+ ϕ =0,85 là hệ số lưu tốc
+V0 là lưu tốc tới gần (m/s)
+Vc là lưu tốc tại mặt cắt co hẹp (m/s)
+g = 9,81 m/s2 là gia tốc trọng trường.
Trong đó:
V0 =

kiêt

Qmax
(m/s)
ω2

Vc =

Qmax10%
(m/s)
ε ( ω2 − ω1 )

(2.3)

(2.4)

Trong đó: ε = 0,95 là hệ số co hẹp bên
Bước 6: So sánh ∆Z tt và ∆Ζ gt
* Nếu ∆Z tt ~ ∆Ζ gt thì giả thiết là chính xác,
Nếu K thuộc khoảng từ 30% - 60% thì thõa mãn điều kiện co hẹp lòng sông .
* Nếu ∆Z tt ≠ ∆Ζ gt thì giả thiết lại ∆Ζ gt sau đó lại thực hiện các bước đến khi thỏa
mãn.
Bước 7: Khi đã có ∆Z tt = ∆Ζ gt => ZTL = ZHL + ∆Z tt
- Tính hệ số co hẹp K
ω
K = 1 .100%
(2.5)
ω2
Nếu K thuộc khoãng từ 30% - 60% thì thỏa mãn điều kiện co hẹp lòng sông.
- Kiểm tra xói lở: Vc ≤ [V]kx
a) Các tài liệu tính toán :
- Lưu lượng dẫn dòng thi cộng: Qdd = Qtiểu mãn

-Mặt cắt dọc,mât cắt ngang lòng sông tại vị trí xây xựng đập
-Quan hệ Q ~ ZHL

Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 24

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Z
Vo

hc Vc

Hình 2. 3 – Sơ đồ tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp
Trong đó:
HTL: Cột nước ở thượng lưu
ZTL:Mực nước thượng lưu
V0: Lưu tốc tới gần ở thượng lưu
C-C: Mặt cắt co hẹp
Vc: Lưu tốc tại cửa co hẹp
HHL: Cột nước ở hạ lưu
ZHL: Mực nước ở hạ lưu
∆Z: Chênh lệch cột nước thượng lưu và hạ lưu
b) Các bước tính toán:

1. Tính toán thủy lực dẫn dòng mùa khô năm thứ nhất: Dẫn dòng qua lòng sông
thiên nhiên có lưu lượng dẫn dòng Qdd = 10,4 (m3/s)= Qtiểu mãn
Bước1:Từ quan hệ Q~ ZHL ứng với các giá trị Qdẫn dòng =Q tiểu mãn=10,4 m3/s ta xác định
được cao trình mực nước hạ lưu ZHL1
Cao trình đáy sông : Zđs = 38,97 (m)
Với tần suất P = 10% ta có lưu lượng dẫn dòng về mùa lũ tiểu mãn ứng với Q =
10,4 m3/s. Tra quan hệ ( Q~Zhl) xác định được cao trình mực nước hạ lưu ZHL = 39,75
(m)
=>hhl1 = Zhl – Zđs = 39,75 – 38,97 =0,78 (m)
Bước 2:
Với Zhl = 39,75(m) ta dựa vào mặt cắt dọc đập ta xác định được tiết diện ướt của
lòng sông mà đê quai và hố móng chiếm chổ là: ω1 = 12,4 m2 và diện tích của lòng
sông cũ là: ω* = 26,6 m2
Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 25

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Bước 3: Giả thiết giá trị ∆Zgt= 0,04 m
Bước 4:

= 18,6 m

ω2 = ω* + ∆Zgt. = 26,6 + 0,04 * 18,6 = 27,34 (m2)

Bước 5:
tk
Q dd
10, 4
=
= 0,38(m / s)
Ta có V0 =
ω2 27,34

Vc =

Q dd
10, 4
=
= 0,81(m / s)
ε (ω2 − ω1 ) 0,9.(26,6 − 12, 4)

Vc2
V02
0,812
0,382
=
−
= 0,039(m)
 ∆Z tt = 2 −
ϕ 2g 2g 0,852.2.9,81 2.9,81

ε - hệ số co hẹp bên . lấy = 0,9

Bước 6: Ta thấy∆Ztt≈∆Zgt : Chọn ∆Z = 0,04 (m)

Bước 7:
ZTL = ZHL + ∆Ztt = 39,75 +0,04 = 39,79 (m)
- Tính hệ số co hẹp K
=

thuộc khoảng (30% - 60%), nên độ co hẹo lòng sông là hợp lý

- Kiểm tra xói lở: Vc ≤

kx

Tính [ V ] kx = k . Q 0,1 max; Trong đó Q max = 10,4 . 1,2= 12,48 (m3/s)
=> [ V ] kx = 0,68×12,480,1= 0,87 (m/s) (Ứng với địa chất nền và đất đắp tra bảng 13
trang 451 TCVN4118-1985 , chọn k = 0,68)
So sánh ta thấy V c = 0,81 (m/s) < [ V

] kx = 0,87 (m/s).

Kết luận: Lòng sông không bị xói lở..
+ Ứng dụng kết quả tính toán
- Xác định cao trình đắp đập vượt lũ tiểu mãn năm thứ nhất (đợt 1)
ZVL= ZTL+δ

Với (δ=0,5 ÷ 0,7m); chọn (δ=0,5)

ZVL= 39,79 + 0,6 = 40,39 (m)
Vậy năm thứ nhất ta thi công đập đất phải vượt trên cao trình vượt lũ tiểu mãn
đợt 1 là: 40,39 (m)
2 .Tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp cuối mùa lũ năm thứ nhất
Qdẫn dòng = Q lũ

Bước 1: Từ quan hệ Q~ ZHL ứng với các giá trị Qdẫn dòng =Q lũ=78,9m3/s ta xác định
được cao trình mực nước hạ lưu ZHL1
Sinh viên: Nguyễn Văn Chính

Lớp: TH21C