Đập đất Thi công trên mặt đập
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.09 MB, 144 trang )
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức
MỤC LỤC
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
Trang 1
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức
LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian 5 năm học tập và phấn đấu tại trường (2011-2016), đến nay em đã
vinh dự được nhận đố án tốt nghiệp với đề tài “ thiết kế tổ chức thi công công trình
Phiêng Lức 2. Hạng mục thi công đập đất” từ bộ môn thi công khoa công trình trường
Đại Học Thủy Lợi, dưới sự hướng dẫn trực tiếp của thầy PGS.TS. Nguyễn Trọng Tư
và TS. Lã Vĩnh Trung. Nội dung của đồ án bao gồm những phần sau:
- Chương 1: Giới thiệu chung về công trình
- Chương 2: Thiết kế dẫn dòng thi công
- Chương 3: Thiết kế tổ chức thi công công trình đập đất đầm nén.
- Chương 4: Kế hoạch tiến độ thi công
- Chương 5: Bố trí mặt bằng thi công
- Chương 6: Dự toán xây dựng công trình đập đất
Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp em đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn
tận tình của thầy PGS.TS. Nguyễn Trọng Tư, TS. Lã Vĩnh Trung và các thầy cô trong
bộ môn thi công trường Đại Học Thủy Lợi. Em đã xin chân thành cảm ơn tất cả các
thầy cô đã nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
Trang 2
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Vị trí công trình
Tên công trình: Thiết kế TCTC công trình Phiêng Lức 2
Vị trí công trình: Cụm công trình đầu mối Hồ Phiêng Lức 2 cách thị trấn Tân
Uyên về phía Nam khoảng 3km trên địa bàn xã Thân Thuộc, huyện Tân Uyên, tỉnh Lai
Châu. Trong giai đoạn dự án đầu tư nghiên cứu 2 tuyến đập chính nằm trên suối Nậm
Lúc. Tuyến đập chính thứ nhất có tọa độ địa lý khoảng 22 008’45” vĩ độ Bắc và
103045’38” kinh độ Đông, tuyến thứ 2 cách tuyến thứ nhất khoảng 700m xuôi về phía
hạ lưu suối Nậm Lúc
Đường giao thông chủ yếu đi đến vùng dự án là Quốc lộ 32.
1.2. Nhiệm vụ công trình
+ Cung cấp nước tưới cho hoa màu, lúa, chè: 700 ha
+ Cung cấp nước sinh hoạt cho thị trấn Tân Uyên và khu vực lân cận: 11095
người
+ Cung cấp nước cho chăn nuôi: 82620 con
+ Nuôi thủy sản trong lòng hồ: 34 ha
+ Tạo cảnh quang, cải tạo môi trường, kết hợp du lịch
1.3. Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình
Bảng 1.1. Thông số các hạng mục công trình
1
2
Cấp công trình
Công trình đầu mối
Cấp
III
Kênh tưới
Cấp
IV
Mực nước dâng bình thường MNDBT
m
580,70
Mực nước chết MNC
m
564,60
Mực nước lũ thiết kế p = 1%
m
583,07
Mực nước lũ kiểm traMNKT p= 0,2%
m
583,47
Dung tích toàn bộ
106m3
14.051
Dung tích hữu ích Whi
106m3
9,56
Hồ chứa
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
Trang 3
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
Đồ án tốt nghiệp
3
4
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức
Dung tích ứng với MNC
106m3
4,494
Diện tích mặt hồ ứng với MNDBT
Km2
0,833
Diện tích mặt hồ ứng với MNC
Km2
0,397
Đập chính
Tuyến 1
Kết cấu đập
Đập đất lõi chống
thấm
Cao trình đỉnh đập
m
584,10
Chiều dài đập
m
248,5
Chiều cao đập (chỗ sâu nhất)
m
56,00
Chiều rộng đỉnh đập
m
6.00
Đập phụ
Kết cấu đập
5
Đập đất lõi chống thấm
Cao trình đỉnh đập
m
584,10
Chiều dài đập
m
76,0
Chiều cao đập (chỗ sâu nhất)
m
37,50
Chiều rộng đỉnh đập
m
6.00
Tràn xả lũ
Hình thức tràn
Tràn tự do
Cao trình ngưỡng tràn
m
580,70
Chiều rộng tràn
m
3khoang x 8,0
Chiều rộng tràn
m
24
Lưu lượng xả max với p = 0,2%
m3/s
160,098
Lưu lượng xả max với p = 1,0%
m3/s
126,741
Hình thức tiêu năng
6
Mũi phun
Cống lấy nước
Hình thức kết cấu
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
Ống thép bọc bê tông
Trang 4
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức
Cao trình ngưỡng cống
m
562,00
Kích thước cống (đường kính D)
m
1,00
m3/s
1,53
m
118,0
Lưu lượng thiết kế Qtk
Tổng chiều dài cống
Hình thức điều tiết
7
Van côn hạ lưu
Đường quản lý kết hợp thi công
Kết cấu mặt đường
8
Bê tông Asphalt
Chiều rộng đường
m
6,00
Chiều dài đường
km
1,11
Tổng chiều dài kênh
km
11,503
Cao trình đầu kênh
m
561,90
Lưu lượng thiết kế đầu kênh
m3/s
1,53
Mực nước đầu kênh thiết kế
m
563,30
Kênh tưới
Kích thước kênh thay đổi dẩn theo chiều dài
1.4. Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình
1.4.1. Điều kiện địa hình
Lưu vực HCN Phiêng Lức 2 nằm trong vùng có địa hình chia cắt mạnh, độ dốc
lòng sông và độ dốc lưu vực tương đối lớn. Đường phân lưu phía thượng nguồn lưu
vực đi qua các đỉnh núi cao trên 900m, phía hạ lưu là các đỉnh núi chỉ cao vào khoảng
500 - 600m. Mật độ lưới sông vào khoảng 0,8 km/km 2. Trên lưu vực suối Phiêng Lúc
hiện nay, cây rừng đã bị khai thác bừa bãi, thảm thực vật bị suy thoái nghiêm trọng
làm cho khả năng điều tiết lưu vực bị ảnh hưởng rõ rệt.
1.4.2. Điều kiện khí hậu, thuỷ văn và đặc trưng dòng chảy
a. Điều kiện khí hậu
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
Trang 5
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức
Hồ chứa nước Phiêng Lức 2 thuộc khu vực Tây Bắc Việt Nam, ở đây chịu ảnh
hưởng trực tiếp của khí hậu nhiệt đới gió mùa vùng núi cao, có mùa đông giá lạnh và
mùa hè nóng bức, khô hanh. Trong năm có hai mùa rõ rệt. Mùa đông từ tháng XII đến
tháng II, nhiệt độ các tháng này thường thấp, thấp nhất đo được là -0.4 0C (tại Tam
Đường). Mùa nắng nóng từ tháng V đến tháng IX luôn duy trì nền nhiệt độ cao, nhiệt
độ cao nhất đo được tại Tam Đường là 34.50C. Các tháng còn lại là thời kỳ chuyển tiếp
giữa các mùa trong năm.
b. Thủy văn
Quá trình lũ thiết kế công trình
Căn cứ lưu lượng đỉnh lũ của dự án, căn cứ tình hình tài liệu lũ thực đo tại các
lưu vực nhỏ trong vùng, lựa chọn quá trình lũ thực đo ngày 22-7-1977 của trạm thủy
văn Sa Pả, có Qmax = 100 m3/s làm mô hình tính lũ thiết kế, lũ kiểm tra cho dự án
HCN Phiêng Lức. Quá trình lũ thiết kế, lũ kiểm tra ghi ở bảng sau:
Bảng 1.2. Bảng Quá trình lũ thiết kế, lũ kiểm tra của Hồ Phiêng Lức
TT
Thời đoạn
Qi,MH
T = 30’
(m3/s)
Qi,KT
Qi,TK
(m3/s)
(m3/s)
Tuyến 1
Tuyến 2
Tuyến 1
Tuyến 2
(tuyến
thượng lưu)
(tuyến hạ
lưu)
(tuyến
thượng lưu)
(tuyến hạ
lưu)
1
30
44,2
101
103
82
83
2
60
44,4
102
103
83
83
3
90
44,5
102
103
83
83
4
120
44,7
102
104
83
84
5
150
44,8
103
104
83
84
6
180
72,4
166
168
135
135
7
210
100
229
232
186
187
8
240
91,0
208
211
169
170
9
270
82,0
188
190
153
153
10
300
70,7
162
164
132
132
11
330
59,4
136
138
110
111
12
360
49,2
113
114
92
92
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
Trang 6
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức
13
390
39,0
89
90
73
73
14
420
45,0
103
104
84
84
15
450
51,0
117
118
95
95
16
480
52,2
120
121
97
98
17
510
53,5
123
124
100
100
18
540
43,3
99
100
81
81
Bảng 1.3. Dòng chảy lớn nhất các tháng và thời đoạn mùa khô và Qmax mùa lũ tại
HCN Phiêng Lức
Đơn vị: m3/s
Tháng
Tháng
1
Tháng
2
Thán
g3
Thán
g4
Tháng
5
Tháng
11
Thán
g 12
Thán
g 11
÷4
Thán
g 11
÷5
Tháng
12 ÷ 4
Thán
g 12
÷5
Mù
a lũ
Qmax,10%
2,93
6,85
6,33
19,52
30,94
9,54
4,74
16,69
31,78
14,28
31,80
84,9
Bảng 1.4. Các giá trị lưu lượng – mực nước
Z(m)
534
535
540
545
550
555
560
565
H(m)
0
3
5
5
5
5
5
5
Q(m3/s)
0
5,86
116,90
548,80
3437,11
4946,98
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
Trang 7
1248,41 2217,27
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức 2
Bảng 1.5. Các giá trị quan hệ F = f(Z) và W = f(Z)
Z(m)
538
540
542
544
546
548
550
552
554
556
558
560
F(106 m2)
0
0,029
0,044
0,064
0,077
0,105
0,148
0,167
0,189
0,224
0,246
0,310
W(106 m3)
0
0,0193
0,0725
0.1798
0,3208 0,5027
0,7549
1.0696
1,4249
1,8375
2,3081
2,8637
Z(m)
562
564
566
568
570
572
574
576
578
580
582
584
586
F(106
m2)
0,347
0,382
0,432
0,471
0,510
0,560
0,608
0,683
0,747
0,812
0,872
0.931
0.990
W(106
m3) 3,5211
4,250
2
5,063
2
5,965
1
6,945
3
8,015
1
9,183
2
10,474
1
11,9038
13,461
6
15,144
3
16,96
9
18,8683
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
Trang 8
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức
1.4.3. Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn
Nguồn nước trong khu vực chủ yếu tồn tại hai loại chính là nguồn nước mặt và
nguồn nước ngầm.
- Nước mặt
Nước mặt tồn tại chủ yếu trong hệ thống sông suối, nguồn cung cấp là nước
mưa, một phần là nước ngầm nên lưu lượng dòng chảy có sự chênh lệch rõ rệt giữa
mùa khô và mùa mưa.
- Nước ngầm
Trong khu vực nghiên cứu nước được chứa trong các lớp đất đá và khá phong
phú trong các lớp cuội sỏi, nguồn cung cấp chủ yếu là nước mặt. Ngoài ra nước còn
tồn tại trong các khe nứt của đá gốc, nhìn chung lượng nước này nghèo nàn, không
phổ biến.
1.4.4. Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực
Tổng diện tích tự nhiên của huyện Tân Uyên là 903,20km 2 trong đó đất nônglâm nghiệp: 285,193km2 và có dân số năm 2011 là 48 213 người, mật độ 53
người/km2. Nhìn chung mật độ dân số trong toàn vùng rất thấp và phân bố không đều,
nơi tập trung đông dân nhất là thị trấn Tân Uyên với 9 553 người mật độ 135 người/
km2.
Số người trong độ tuổi lao động: 28 280 người, trong đó:
- Nông nghiệp: 22 624 người chiếm 80%.
- Phi nông nghiệp: 5 656 người chiếm 20%.
Nhân lực lao động của huyện Tân Uyên chủ yếu là lao động nông nghiệp chiếm
80% trong tổng số lao động. Số người trong độ tuổi lao động đã qua đào tạo chiếm tỷ
lệ thấp 6%, số lao động có chuyên môn, trình độ cao rất ít, đó là cản trở trong việc tiếp
nhận các tiến bộ khoa học kỹ thuật, thúc đẩy phát triển kinh tế-xã hội nhanh và bển
vững.
Huyện có 9/10 xã, thị trấn thuộc diện đặc biệt khó khăn, tỷ lệ hộ nghèo cao, tính
đến hết năm 2011 số hộ nghèo 4 494 hộ chiếm 46,7%, hộ cận nghèo 1 186 hộ, chiếm
12,32%; nền kinh tế ở điểm xuất phát thấp, sản xuất hàng hóa chậm phát triển và
không đều giữa các vùng. Huyện Tân Uyên là một huyện vùng cao, một số phong tục
tập quán lạc hậu còn tồn tại. Trình độ dân trí chưa đồng đểu. Việc tiếp thu chủ trương,
đường lối của Đảng, chính sách, pháp luật của Nhà nước cũng như việc áp dụng các
kiến thức khoa học kỹ thuật tiến bộ vào sản xuất còn hạn chế.
Là một huyện nghèo của tỉnh Lai Châu với mức thu nhập bình quân trên đầu
người 5,4 triệu/ người/ năm, mức sống dân cư còn thấp, tỷ lệ hộ nghèo cao.
Huyện còn là nơi di dân tái định cư của các công trình thủy điện nên tình hình
dân cư còn nhiều phức tạp, nhiều người còn tính ỷ lại vào trợ giúp của nhà nước.
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
Trang 9
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
ỏn tt nghip
Thit k TCTC Cụng trỡnh Phiờng Lc
1.5. iu kin giao thụng
Tuyn quc l 32 H Ni Than Uyờn Tõn Uyờn Lai Chõu i qua huyn
Tõn Uyờn 32 mi c nõng cp sa cha nờn rt thun li cho giao thụng t huyn
Tõn Uyờn i Lai Chõu, hay xuụi v Yờn Bỏi, H Ni.
ng liờn xó huyn l 132km, trong ú 81km ng nha, 46km ng ri
ỏ, 9km ng t. Cỏc tuyn ng t xó n cỏc thụn bn ch yu l ng t ri
ỏ si, v mựa ma i li khú khn, thng phi i b. ng cỏc thụn bn ng t
282km.
1.6. Ngun cung cp vt liu, in, nc
a.in
Tớnh n cui nm 2011, 10 xó v th trn trong huyn ó cú in s dng.
Trong ú cú 7 xó ó cú in li quc gia. 3 xó cũn li dựng cỏc ngun in khỏc. Khu
vc xõy dng cụng trỡnh hin nay ó cú in li n gn khu vc xõy dng cụng
trỡnh. thi cụng v qun lý vn hnh trm bin ỏp c u ni vo ng dõy
35KV hin cú khu vc, on ng dõy mi di 2km.
b. Vt liu
Căn cứ theo yêu cầu về vật liệu đất đắp đã tiến hành khảo
sát 5 mỏ vật liệu đất xây dựng (ký hiệu VL1A, VL1B, VL2A, VL2A &
VL3).
Bng 1.6. Khi lng vt liu dp p
Chi Chi
Diện
ều ều
Lớp tích
Tên
dày dày
khai khai
mỏ
bóc khai
thác thác
bỏ thác
(m2)
(m) (m)
VL1
A
VL1
B
Lớp
4a
Lớp 5
Lớp
4a
Lớp 5
165
000
245
000
2.26
0.3
1.3
0.3
1.4
1.2
SVTH: Nguyn Vn Th_53CT1
Trữ l- Trữ lKhối ợng
ợng
lợng khai
khai
bóc thác
thác
bỏ (m3). (m3).
(m3
cấp
cấp
)
B&C1
C2
49
500
73
500
372
900
226
000
214
500
130
000
343
000
210
000
294
180
Trang 10
Tổng
Trữ l- Cự ly Cự ly
ợng đến đến
khai PA TL PA HL
thác
(m)
(m)
(m3)
943
400
1 027
000
1000
1100
300
300
GVHD:PGS.TS Nguyn Trng T
ỏn tt nghip
Thit k TCTC Cụng trỡnh Phiờng Lc
000
Lớp
VL2 4a1 100
A
000
Lớp 5
VL2
B
VL3
Lớp
4a
Lớp 5
Lớp
4a
Lớp 5
1.98
0.3
1.58
30
000
0.48
110
000
33
0.3
2.17 000
5
0.5
200
000
0.3
1.5
000
198
000
158
000
52 800 26 400
239
250
119
625
100
000
60
000
300
000
356
000
500
438
075
500
400
000
300
1100
11
50
300
Bng 1.7. Ch tiờu cỏc lp t lm vt liu xõy dng
Tên
Chỉ tiêu
4a
4a1
5
- Sét (%)
27,0
34,5
16,7
- Bụi (%)
31
25,0
12,6
- Cát (%)
33,5
39,5
19,0
- Sỏi (%)
8,5
1,0
32,4
lớp
+ Thành phần hạt (%)
- Cuội (%)
19,3
+ Giới hạn Atterberg (%)
- Giới hạn chảy WT
53,2
59,5
54,0
- Giới hạn lăn WP
35,7
40,3
36,3
- Chỉ số dẻo WN
17,5
19,2
17,7
+ Độ ẩm thiên nhiên We (%)
34,0
37,3
25,2
+ Dung trọng ớt gw (T/m3)
1,74
1,66
1,76
+ Độ đặc B
SVTH: Nguyn Vn Th_53CT1
Trang 11
GVHD:PGS.TS Nguyn Trng T
ỏn tt nghip
Thit k TCTC Cụng trỡnh Phiờng Lc
+ Dung trọng khô gc T/m3)
1,30
1,21
1,41
2,73
2,75
2,75
27,8
30,4
28
1,47
1,40
1,46
27-30
30-33
15-17
1,43
1,36
1,73
Trung bình
0,25
0,27
0,26
Trạng thái I
0,23
0,25
0,247
5.0x10-6
5.0x10-6
6.0x10-4
+ Tỷ trọng
D
+ Độ ẩm đầm Proctor Wop (%)
+ Dung trọng
gcmax (T/m3)
+ Độ ẩm chế bị Wcb (%)
+ Dung trọng chế bị
(T/m3)
gc cb
+ Lực dính c (KG/cm2)
+ Hệ số thấm trong phòng K
(cm/s)
1.7. iu kin cung cp vt t, thit b, nhõn lc
Vị trí công trình đầu mối nằm cách trục đờng quốc lộ 32
khoảng hơn 1km và trung tâm huyện Tân Uyên khoảng 3km km
nên rất thuận lợi cho việc cung cấp vật t, thiết bị và nguyên vật liệu.
Hiện tại đờng từ trung tâm huyện vào đến vị trí công trình đầu
mối đã đợc sửa chữa nâng cấp trải nhựa hơn 2km, đoạn đờng còn
lại từ quốc lộ 32 vào khu đầu mối dài khoảng gần 1km sẽ đợc xây
dựng mới khi dự án triển khai thi công.
1.8. Thi gian thi cụng c phờ duyt
Thi gian thi cụng: 3 nm
1.9. Nhng khú khn v thun li trong quỏ trỡnh thi cụng
a. Cỏc iu kin thun li:
Dự án đợc đầu t sẽ đáp ứng yêu cầu cấp thiết của nhân dân
vùng dự án. Vì vậy sẽ đợc sự ủng hộ cao của nhân dân và chính
quyền địa phơng trong quá trình chuẩn bị và thực hiện dự án.
Vùng dự án có nguồn vật liệu đất đắp thuận lợi cho việc xây
dựng công trình dùng vật liệu địa phơng nh đập đất.
Huyện Tân Uyên nằm trên tuyến đờng quốc lộ 32, Hà nội - Lai
Châu, từ đờng quốc lộ 32 vào công trình khoảng 2km. Nên khi thi
SVTH: Nguyn Vn Th_53CT1
Trang 12
GVHD:PGS.TS Nguyn Trng T
ỏn tt nghip
Thit k TCTC Cụng trỡnh Phiờng Lc
công công trình, vận chuyển vật liệu và phục vụ đời sống ngời lao
động cả khi thi công và sau khi vận hành là thuận lợi.
b. Cỏc khú khn:
Do ảnh hởng của điều kiện thời tiết khu vực núi cao nên thời
gian thuận lợi để phục vụ công tác thi công là không nhiều do các
tháng mùa ma, lợng ma lớn.
Vùng dự án là miền núi, địa hình sông suối cũng nh địa
hình chung rất dốc, vì vậy việc lựa chọn đợc vị trí xây dựng hồ
chứa rất khó khăn, suất đầu t lớn, hiệu quả kinh tế vì thế sẽ không
cao nh nhiều khu vực khác.
CHNG 2. THIT K DN DềNG THI CễNG
2.1.
Mc ớch, nhim v v cỏc nhõn t nh hng ti dn dũng thi cụng
2.1.1. Mc ớch, v nhim v
Tuyn p ca cụng trỡnh H cha nc Phiờng Lc 2 cú nhim v ngn ton b
lũng sui Nm Lỳc to h cha. Trong giai on thi cụng tuyn cụng trỡnh bao gm
cụng tỏc dn dũng.
Dn dũng thi cụng cú cỏc mc ớch v nhim v sau:
* Mc ớch:
- Lm khụ h múng, m bo thi cụng múng cụn trỡnh c khụ rỏo.
- Dn nc t thng lu v h lu m bo nhu cu dung nc h lu.
* Nhim v:
- Chn tn sut thit k (P%) v lu lng dn dũng thi cụng.
- Chn phng ỏn dn dũng thi cụng cho tng thi on.
- Toỏn thy lc cho phng ỏn dn dũng.
- Tin hnh p ờ quai bao quanh h múng, tiờu nc, no vột h múng, x lý
nn v xõy dng cụng trỡnh.
- Dn nc t thng lu v h lu qua cỏc cụng trinh dn dũng ó c xõy
dng.
2.1.2. Cỏc yu t nh hng
2.1.2.1. Khớ hu thy vn
quyt nh phng ỏn dn dũng thi cụng cn da vo c trng thy vn ca
lu vc sui nh lu lng, lu tc, mc nc Theo ti liu thy vn v cụng trỡnh
SVTH: Nguyn Vn Th_53CT1
Trang 13
GVHD:PGS.TS Nguyn Trng T
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức
Hồ Phiêng Lức thuộc khu vực Tây Bắc Việt Nam cho thấy trong năm có 2 mùa: mùa
khô hạn từ tháng XI đến tháng IV năm sau và mùa mưa từ tháng V đến tháng X. Trong
đó lượng mưa từ tháng V đến tháng X chiếm gần đến 80% tổng lượng mưa năm.
2.1.2.2. Địa hình
Cấu tạo địa hình của lòng sông và hai bên bờ tại khu vực công trình đầu mối
thủy lợi ảnh hưởng trực tiếp đến công tác ngăn dòng và dẫn dòng.
Vùng dự án là miền núi, địa hình sông suối rất dốc, nên có thể chọn công việc đào cống
để dẫn dòng.
2.1.2.3. Lợi dụng dòng chảy tổng hợp
Cấp nước tưới cho 700ha đất nông nghiệp.
Đảm bảo cung cấp nước sinh hoạt và chăn nuôi cho Thị trán Tân Uyên.
2.1.2.4. Kinh tế
Đảm bảo tiết kiệm chi phí thi công công trình đến mức tối đa.
Tận dụng được nguyên liệu địa phương đến mức có thể
2.1.2.5. Năng lực thi công
Khu vực dự kiến sử dụng đất để đắp đều có địa hình núi tương đối dốc, cần mở
đường vào khai thác. Đây là điều kiện bất lợi để khai thác đất đắp.
Trong khi lấy đất đắp đập ở nhiều vị trí của các mỏ có thể gặp các đá tảng chưa
phong hoá hết có thể gây khó khăn trong quá trình thi công, vì vậy cần có biện pháp
thi công phù hợp.
Để hạn chế diện tích khai thác, trong quá trình thi công lấy đất nên tận dụng đào
với độ sâu tối đa có thể và cần tận dụng các đất đào móng đập và tràn để làm vật liệu
đắp đập.
Để đẩy nhanh tiến độ thi công và giảm giá thành công trình biện pháp thi công
chủ yếu bằng cơ giới
2.1.3. Những nguyên tắc chọn phương án dẫn dòng
- Thời gian thi công ngắ nhất.
- Chi phí dẫn dòng và giá thành công trình rẻ nhất.
- Thi công thuận lợi, an toàn, chất lượng cao.
- Bảo đảm tối đa yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng chảy.
2.1.4. Các bước lựa chọn phương án dẫn dòng
- Tập hợp và nghiên cứu các tài kiệu cơ bản.
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
Trang 14
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức
- Đề xuất các phương án dẫn dòng.
- Xác định tiến độ thi công dẫn dòng.
- Xác định cấp công trình dẫn dòng, tần suất lưu lượng thiết kế và lưu lượng
thiết kế dẫn dòng.
- Lựa chọn kết cấu các công trình dẫn dòng, tính toán ổn định của công trình
dẫn dòng, và của lòng dẫn mới.
- Tính toán thủy lực dẫn dòng.
- Tính toán kinh tế và chọn phương án hợp lý nhất.
2.2. Đề xuất, lựa chọn phương án dẫn
2.2.1. Đề suất phương án
Phương án 1:
Năm Thời gian
Công
Tần
Lưu
thi
trình dẫn
suất
lượng
công
dòng
dẫn
dẫn
dòng
dòng
Giai đoạn :I
Lòng
mùa khô
năm nhất
sông tự
(tháng 11 đến
tháng 4 năm
1
Công việc thực hiện
- Đào kênh dẫn dòng, cao
trình cửa vào +535 m
- Đắp đê quai thượng lưu để
nước chảy vào kênh
nhiên và
kênh dẫn
- Đào móng thi công hoàn
thiện cống dẫn dòng bên bờ
phải, cao trình đáy cống +
540 m
sau)
- Đào móng cống lấy nước
- Đắp đập bờ trái đến cao
trình vượt lũ
Giai đoạn II:
Kênh dẫn
- Thi công hoàn thiện cống
lấy nước
Mùa lũ năm
nhất
(tháng 5 đến
- Thi công đắp tiếp đập bờ
trái đến cao trình thiết kế
tháng 10)
- Đào móng tràn chính
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
Trang 15
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức
Giai đoạn III: Cống dẫn
Mùa khô
năm hai
- Đắp đê quai thượng, hạ
lưu ngăn toàn bộ lòng sông
dòng
- Bóc lớp phủ dưới lòng
suối và xử lý nền và đáy
chân khay phần hố móng
(tháng 11tháng 4 năm
2
sau)
- Đắp đập ngăn toàn dòng
sông lên cao trình vượt lũ
Giai đoạn IV: Tràn tạm
- Thi công tràn chính
Mùa lũ năm
hai
(yên
- Đắp đập lên cao trình thiết
ngựa)
kế
Giai đoạn V:
Cống dẫn
Mùa khô
năm ba
dòng
-Thi công hoàn thiện đập
phụ
(tháng 5-10)
3
- Hoàn thiện tràn chính
(tháng 11-
- Hoành triệt cống dẫn dòng
tháng 4 năm
vào cuối mùa khô.
sau)
- Lấp kênh dẫn
Phương án 2.
Năm Thời gian
Công
Tần
Lưu
thi
trình dẫn
suất
lượng
công
dòng
dẫn
dẫn
dòng
dòng
Giai đoạn I:
Lòng
mùa khô
năm nhất
suối tự
(tháng 11 đến
- Đào móng thi công hoàn
thiện cống dẫn dòng bên bờ
phải, cao trình đáy cống +
540 m
nhiên
- Đào móng cống lấy nước
tháng 4 năm
1
Công việc thực hiện
- Đắp đập bờ trái đến cao
sau)
trình vượt lũ
Giai đoạn II:
Lòng
Mùa lũ năm
suối thu
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
- Thi công hoàn thiện cống
lấy nước
Trang 16
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
Đồ án tốt nghiệp
nhất
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức
hẹp
(tháng 5 đến
- Thi công đắp tiếp đập bờ
trái đến cao trình thiết kế
tháng 10)
- Đào móng tràn chính
Giai đoạn III: Cống dẫn
Mùa khô
năm hai
- Đắp đê quai thượng, hạ
lưu ngăn toàn bộ lòng sông
dòng
(tháng 112
- Bóc lớp phủ dưới lòng
suối và xử lý nền và đáy
chân khay phần hố móng
tháng 4 năm
sau)
Giai đoạn IV: Tràn tạm
- Thi công tràn chính
Mùa lũ năm
hai
(yên
- Đắp đập lên cao trình thiết
ngựa)
kế
Giai đoạn V:
Cống dẫn
Mùa khô
năm ba
dòng
-Thi công hoàn thiện đập
phụ
(tháng 5-10)
3
- Đắp đập ngăn toàn dòng
sông lên cao trình vượt lũ
- Hoàn thiện tràn chính
(tháng 11-
- Hoành triệt cống dẫn dòng
tháng 4 năm
vào cuối mùa khô.
sau)
2.2.2. So sánh phương án
Phương án 1:
Ưu điểm:
+ Dẫn dòng thuận lợi
+ Lợi dụng được điều kện địa hình
Nhược điểm:
+ Phải đào và lấp kênh dẫn dòng, gây tốn kém
+ Cường độ thi công vào giai đoạn 3 tương đối lớn
Phương án 2:
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
Trang 17
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức
Ưu điểm:
+ Mật độ công việc giữa các giai đoạn không quá chênh nhau
+ Khả năng dẫn dòng cả mùa lũ và mùa kiệt đều đảm bảo
Nhược điểm:
Vì lòng sông uốn lượn phức tạp nên để mà dẫn dòng qua lòng sông tự nhiên
toàn bộ mùa khô năm nhất thì việc đắp đập không được thuận lợi
Qua phân tích hai phương án thì chọn phương án 1 để dẫn dòng cho công trình.
2.3. Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công
2.3.1. Xác định tần suất
Theo QCVN 04-05/2012, tần suất lưu lượng để thiết kế công trình tạm phục vụ
cho dẫn dòng thi công được xác định dựa vào cấp công trình và thời gian dẫn dòng của
công trình tạm. Công trình Phương Lức 2 là công trình cấp III, dẫn dòng qua nhiều
mùa khô chọn tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất để thiết kế công trình tạm phục
vụ cho công tác dẫn dòng là P=10%.
Tần suất lưu lượng và mực nước lớn nhất để thiết kế các công trình tạm thời phục vụ
công tác dẫn dòng thi công
Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất để thiết kế công trình
tạm thời phục vụ dẫn dòng thi công, không lớn hơn, %
Dẫn dòng trong một mùa
Dẫn dòng từ hai mùa khô
khô
trở lên
Đặc biệt
5
2
I
10
5
II, III, IV
10
10
2.3.2. Xác định thời đoạn dẫn dòng
Căn cứ vào bố trí công trình đầu mối và đặc điểm khí tượng thủy văn chọn thời
đoạn dẫn dòng như sau:
+ Mùa kiệt từ tháng 11 đến tháng 4. (T =6 tháng).
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
Trang 18
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức
+ Mùa lũ từ tháng 5 đến tháng 10. (T = 6 tháng)
2.3.3. Xác định lưu lương thiết kế dẫn dòng
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 thiết kế đã chọn. Căn cứ vào lưu lượng trung
bình tháng trong thời đoạn dẫn dòng và tần suất thiết kế dẫn dòng đã chọn ở trên ta
chọn được lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công như sau:
+ Mùa khô: QddTK = 19,52 m3/s
+ Mùa lũ: QddTK = 84,9 m3/s
Ta có phương án dẫn dòng cho công trình:
Năm Thời gian
Công
Tần
Lưu
thi
trình dẫn
suất
lượng
công
dòng
dẫn
dẫn
dòng
dòng
10%
19,52
Giai đoạn I:
Lòng
mùa khô
năm nhất
sông tự
(tháng 11 đến
tháng 4 năm
1
Công việc thực hiện
- Đào kênh dẫn dòng, cao
trình cửa vào +535 m
- Đắp đê quai thượng lưu để
nước chảy vào kênh
nhiên và
kênh dẫn
- Đào móng thi công hoàn
thiện cống dẫn dòng bên bờ
phải, cao trình đáy cống +
540 m
sau)
- Đào móng cống lấy nước
- Đắp đập bờ trái đến cao
trình vượt lũ
Giai đoạn II:
Kênh dẫn 10%
84,9
Mùa lũ năm
nhất
- Thi công hoàn thiện cống
lấy nước
(tháng 5 đến
- Thi công đắp tiếp đập bờ
trái đến cao trình thiết kế
tháng 10)
- Đào móng tràn chính
Giai đoạn III: Cống dẫn 10%
Mùa khô
năm hai
dòng
- Đắp đê quai thượng, hạ
lưu ngăn toàn bộ lòng sông
- Bóc lớp phủ dưới lòng
suối và xử lý nền và đáy
chân khay phần hố móng
(tháng 11tháng 4 năm
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
19,52
Trang 19
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
Đồ án tốt nghiệp
2
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức
sau)
- Đắp đập ngăn toàn dòng
sông lên cao trình vượt lũ
Giai đoạn IV: Tràn tạm
Mùa lũ năm
hai
(tháng 5-10)
3
10%
84,9
- Thi công tràn chính
(yên
- Đắp đập lên cao trình thiết
ngựa)
kế
Giai đoạn V:
Cống dẫn 10%
Mùa khô
năm ba
dòng
19,52
-Thi công hoàn thiện đập
phụ
- Hoàn thiện tràn chính
(tháng 11-
- Hoành triệt cống dẫn dòng
tháng 4 năm
vào cuối mùa khô.
sau)
- Lấp kênh dẫn
2.4. Tính toán thủy lực dẫn dòng
2.4.1. Mục đích tính toán thủy lực
Xác định theo từng giai đoạn dẫn dòng qua các công trình dẫn dòng khác nhau
của phương án.
- Xác định quan hệ Q~ ZHL khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp.
- Xác định hình thức cấu tạo và cách bố trí đê quai.
- Xác định cao trình đê quai thượng và hạ lưu.
- Xác định cao trình đắp đập chống lũ cuối mùa khô.
- Xác định lưu tốc thu hẹp để kiểm tra xói.
- Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy.
- Kiểm tra khả năng dẫn dòng của lòng sông thiên nhiên có ảnh hưởng đến việc
thi công các công trình chính
2.4.2. Năm thi công thứ nhất
2.4.2.1. Tính toán thủy lực kênh mùa kiệt 1
a. Mục đích tính toán
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
Trang 20
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức
Xác định mực nước đầu kênh để xác định cao trình đê quai
b. Nội dung tính toán
Bảng 1.8. Thông số của kênh đoạn thượng lưu:
3
Q(m /s
)
Độ
dốc
Chiều
dài
Chiều rộng
đáy kênh
(i)
L (m)
b (m)
Hệ
số
má
i
Zđầu kênh
(m)
Zcuối kênh
(m)
Độ
nhám
n
m
19,52
0,001
122
5
1
+535
+534,9
0,025
Sơ đồ tính toán thủy lực kênh dẫn
- Tính độ sâu dòng đều h0 và độ sâu phân giới hk để xác định đường mặt nước
trong kênh:
- Xác định độ sâu dòng đều h0: Độ sâu dòng đều được xác định theo phương
pháp đối chiếu với mặt cắt lợi nhất về thuỷ lực:
- Cấp lưu lượng tính thuỷ lực kênh Qk = Qkp=10% = 19,52 m3/s.
4mo i
Q
f(Rln) =
Với: m = 1ta có m0 = 2
1 + m2 − m
=1,83
4 *1,83 0,001
19,52
f(Rln)=
= 0,012
Tra bảng tra (8-1) thuỷ lực tập I ta được: Rln = 1,28 (m)
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
Trang 21
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức
bK/ Rln = 5/1,28= 3,9 tra bảng (8-3) thuỷ lực tập I ta được: h/ Rln = 1,631
=> h0 = Rln* (h/Rln) = 1,28 * 1,631 = 2,09 m
Xác định độ sâu phân giới (hk): Dùng công thức gần đúng.
h k 1 −
cn
hk =
3
αQ 2
gb 2
Với : hkcn =
3
σn
2
+ 0,105σ n
3
1*19,522
9,81* 5 2
=
;
= 1,16 m ; σn =
m*h k cn
b
= 0,232
=> hk = 1,06 m
Ta thấy hk = 1,06 m
ω k C k Rk
2
Tính độ dốc ik: ik =
2
2
Trong đó:Q = 19,52 m3/s.
ωk = (b + mhk)hk = (5+ 1*1,06)*1,06 = 6,424 (m2)
χk = b + 2hk
Rk =
ωk
χk
1 + m2
1 + 12
= 5 + 2*1,06*
= 7,99(m)
= = 0,804 m
Rk
Tra phụ lục (8-2)-BTTL ta được: Ck
= 34,23
Vậy: ik = 19,522/ (6,4242 * 34,232) = 0,008
Do đó ta thấy: ik = 0,008 > i = 0,001 hay h > hk
Tra quan hệ Q ∼ Zhl ứng với Q=19,52 m3/s ta được Zhl = 535,62m
=> hhl = 535,62-534,9=0,72 < hk = 1,06 (m)
=> Vậy đường mặt nước có dạng là đường nước hạ, và độ sâu tại cửa ra của
kênh là:
hck = hk = 1,06 (m).
- Tính và vẽ đường mặt nước: Tính dòng ổn định không đều bằng phương pháp cộng
trực tiếp xuất phát từ độ sâu cuối kênh, công thức tính như sau:
Giả thiết các cột nước trong kênh hi từ giá trị hk ,ta xác định được:
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
Trang 22
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức
ωi
Diện tích mặt cắt ướt
Chu vi mặt cắt ướt:
= (b + mhi)hi (m2).
1 + m2
χi= b + 2hi
(m).
- Từ đó ta tính được vận tốc dòng chảy trong kênh: Vi =
Qi
ωi
(m2/s)
* Năng lượng đơn vị của dòng chảy
2
Vi
2g
Эi = hi + α
⇒
α V i2+1
2g
α V i2
2g
∆Э = Эi – Эi+1 ; Với Эi = hi +
* Bán kính thủy lực:
ωi
χi
Ri =
; Эi+1 = hi+1 +
(m).
* Hệ số Sêdi C ( áp dụng công thức Maninh):
* Độ dốc thủy lực
J=
J i +1 + J i
2
V2
C2R
Ji =
và suy ra
( )
Vi
C Ri
; Với Ji =
Ci =
2
; Ji+1 =
(
1 16
.Ri
n
Ji
V i +1
C Ri +1
)
2
- Theo phương pháp cộng trực tiếp khoảng cách giữa 2 mặt cắt
∆∋
∆l = i − j
- Chia kênh thành nhiều đoạn nhỏ và cộng lại ta sẽ có kết quả toàn đoạn kênh
n
∑ ∆l
l = lk = i =1
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
Trang 23
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức
Kết quả tính toán cho ở bảng sau:
Kết quả tính toán đường mặt nước trong kênh dẫn với Q = 19,52 m3
Э
J
3,03
9
V2/2
g
0,47
1
1,53
1
0,007
7
1230,
6
2,94
1
0,44
1
1,53
1
0,007
0,00
7
0,839
2
1266,
6
2,84
8
0,41
3
1,53
3
0,006
4
0,00
7
39,3
7
0,909
6
1410,
1
2,52
3
0,32
4
1,56
4
0,004
5
0,00
5
8,65
39,8
5
0,977
8
1552,
8
2,25
7
0,26
1,62
0,003
3
0,00
4
1,39
8,89
39,9
7
0,995
1
1589,
5
2,19
6
0,24
6
1,63
7
0,003
0,00
3
7
1,55
10,1
5
40,5
3
1,082
1777,
2
1,92
3
0,18
8
1,73
8
0,002
1
0,00
3
8
1,58
10,4
1
40,6
3
1,099
1
1814,
8
1,87
5
0,17
9
1,76
1
0,001
9
0,00
2
T
T
h(m
)
ω
C
R
C2R
V
1
1,06
6,42
4
38,5
7
0,803
2
1194,
6
2
1,09
6,63
8
38,7
1
0,821
3
3
1,12
6,85
4
38,8
5
4
1,24
7,73
8
5
1,36
6
Jtb
i-Jtb
∆Э
Li
L
0
0,006
4
0,005
7
0,004
5
0,002
9
0,002
2
0,001
6
-0,001
7*10^-
0,011
7
0,01
2
0,002
6
0,459
0,47
1
-0,031
6,958
4
7,42
9
19,05
8
26,4
9
7,956
1
34,4
4
65,32
99,7
6
22,51
5
122,
3
5
0,055
2
0,017
2
0,101
7
0,022
7
Tính với các cấp lưu lượng khác nhau ta được bảng thống kê hk, ho, hđk như sau:
Q(m3/s)
ho
hk
hđk
7
1
0,56
0,93
9
1,06
0,66
1,074
11
1,42
0,75
1,174
14
1,56
0,88
1,32
17
1,72
0,98
1,47
19,52
2,09
1,06
1,58
Từ bảng trên ta có biểu đồ quan hệ Q- hđk
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
Trang 24
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức
ta có :
Ztl = Zđk + hđk + ∆Zcv(∆Zcv = Ho – hđk)
Vậy:
Ztl = Zđk + Ho
Trong đó:
Ztl : Cao trình mực nước thượng lưu tại cửa vào của kênh
Zđk : Cao trình đáy kênh cửa vào Zđk = +535 (m)
H0 : Mực nước đầu kênh
* Xác định H0
Đoạn đầu kênh coi như đập tràn đỉnh rộng:
Xác định chỉ tiêu chảy ngập:
hn hn
>
÷ ≈ 0, 7 ÷ 0,85
H o H o p. g
hn > hn ≈ 1, 2 ÷ 1, 4
hk hk ÷
p. g
Ta lấy gần đúng hn = hđk rồi xét chỉ tiêu chảy ngập.
Q = ϕ .ω. 2 g ( H o − hdk )
+ Nếu chảy không ngập :
Chọn
ϕ
= 0,956 ;
ω = (b + m.h).h
( )
2
1 Q
+
2 g ϕω
Ho =
hđk
2g(H o − h )
+ Nếu chảy ngập : Q = φnω
với (h = hn – Z2)
Trong đó: Z2: Độ cao hồi phục (trong trường hợp này ta lấy Z2 = 0)
Theo cumin chọn m = 0,32 => φn = 0,84 (hệ số lưu tốc chảy ngập tra bảng 14-13
GT thủy lực tập II)
SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1
Trang 25
GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư
