Thiết kế thi công công trình hà quảng 1

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

LỜI MỞ ĐẦU
Qua hơn 4 năm học tập và phấn đấu tại trường (2008 – 2012), đến nay em đã vinh
dự được nhận đồ án tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế thi công công trình Hà Quảng 1”
từ bộ môn Công nghệ & Quản lý xây dựng, khoa công trình trường Đại học Thuỷ Lợi,
dưới sự hướng dẫn trực tiếp của thầy giáo ThS.Mai Lâm Tuấn. Nội dung của đồ án
bao gồm những phần sau:
- Chương 1: Giới thiệu chung
- Chương 2: Công tác dẫn dòng thi công
- Chương 3: Công tác hố móng
- Chương 4: Tiến độ thi công
- Chương 5: Bố trí mặt bằng
- Chương 6: Dự toán công trình
Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp em đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn tận
tình của thầy giáo ThS. Mai Lâm Tuấn và các thầy cô trong bộ môn Công nghệ &
Quản lý xây dựng trường Đại học Thuỷ Lợi. Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy
cô đã nhiệt tình hết mình giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

SVTH: Mai Xuân Dũng

Lớp: 50CT-TH

1


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG.............................................................................4
1.1. Vị trí công trình...............................................................................................4
1.2. Nhiệm vụ công trình........................................................................................4
1.3. Quy mô kết cấu các hạng mục công trình........................................................4
1.4. Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình.............................................6
1.5. Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực..............................................................12
1.6. Điều kiện giao thông.....................................................................................12
1.7. Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước.............................................................12
1.8. Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực.................................................13
1.9. Thời gian thi công được phê duyệt................................................................14
1.10. Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công................................14
CHƯƠNG 2. DẪN DÒNG THI CÔNG......................................................................15
2.1. Nhiệm vụ và ý nghĩa của công tác dẫn dòng thi công...................................15
2.2. Chọn phương án dẫn dòng thi công...............................................................15
2.3. Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng.................................................................15
2.4. Đề xuất các phương án dẫn dòng thi công.....................................................16
2.5. Tính toán thủy lực phương án dẫn dòng........................................................18
2.6. Tính toán điều tiết lũ......................................................................................29
2.7. Tính toán thủy lực ngăn dòng........................................................................32
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH CHÍNH.......................................................37
3.1. Công tác hố móng..........................................................................................37
3.2. Công tác thi công bê tông..............................................................................45
3.3. Công tác ván khuôn.......................................................................................68
3.4. Cốt thép và các công tác khác........................................................................75
CHƯƠNG 4. TIẾN ĐỘ THI CÔNG............................................................................77
4.1. Nội dung và trình tự khi lập tiến độ thi công.................................................77
4.2. Chọn phương pháp tổ chức thi công..............................................................78
4.3. Các phương pháp lập tiến độ thi công...........................................................78

4.4. Các bước lập kế hoạch tiến độ thi công.........................................................79
CHƯƠNG 5. BỐ TRÍ MẶT BẰNG............................................................................81
SVTH: Mai Xuân Dũng

Lớp: 50CT-TH

2


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

5.1. Nhiệm vụ bố trí mặt bằng thi công................................................................81
5.2. Nguyên tắc và các bước bố trí mặt bằng thi công..........................................81
5.3. Công tác kho bãi............................................................................................82
5.4. Tổ chức cung cấp nước trên công trường......................................................83
5.5. Bố trí quy hoạch nhà tạm thời trên công trường............................................85
5.6. Đường giao thông..........................................................................................87
CHƯƠNG 6. DỰ TOÁN XÂY DỰNG.......................................................................89
6.1. Cơ sở lập dự toán...........................................................................................89
6.2. Lập bảng tính dự toán chi phí xây dựng........................................................89
6.3. Lập bảng chênh lệch vật liệu.........................................................................89
6.4. Lập tổng dự toán............................................................................................89

SVTH: Mai Xuân Dũng

Lớp: 50CT-TH

3

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

CHƯƠNG 1.

GIỚI THIỆU CHUNG

1.1. Vị trí công trình
Công trình thuỷ điện Hà Quảng 1 dự kiến xây dựng trên suối Nậm Kim một phụ
lưu cấp 2 của sông Đà, thuộc địa phận xã Hồ Bốn, huyện Mù Cang Chải, tỉnh Yên Bái.
Suối Nậm Kim bắt nguồn từ dãy núi Mí Háng Tẩu ở độ cao 1095 m, chảy theo
hướng Tây Nam-Đông Bắc, đổ vào Nậm Mu ở Bản Hê, xã Mường Kim, huyện Than
Uyên tỉnh Lao Cai, cao độ khoảng 400,00m.
Các hạng mục công trình chính của công trình thuỷ điện Hà Quảng 1 nằm sát
đường quốc lộ 32 từ km 322+502,7 đến khoảng km324+202,7, có toạ độ địa lý:
103056’42″ kinh độ Đông ; 21052’30″ vĩ độ Bắc.

+ Tuyến đầu mối:

+ Nhà máy thuỷ điện: 103055’17″kinh độ Đông ; 21052’27″vĩ độ Bắc.
1.2. Nhiệm vụ công trình
Công suất lắp máy của nhà máy thuỷ điện là 18 MW và điện năng trung bình 70,5
triệu kWh. Số giờ sử dụng công suất lắp máy 3.919 h.
Nhà máy thuỷ điện Hà Quảng 1 khi ra đời sẽ cung cấp cho lưới điện của địa
phương hơn 70 triệu kWh mỗi năm, góp phần nâng cao chất lượng cung cấp điện năng
phục vụ phát triển kinh tế xã hội huyện miền núi của Yên Bái.
1.3. Quy mô kết cấu các hạng mục công trình

1.3.1. Quy mô công trình
Công trình thuỷ điện Hà Quảng 1 thuộc loại khai thác dòng chẩy cơ bản của suối
Nậm Kim, có điều tiết ngày đêm vào thời kỳ kiệt. Thời gian giữ nước trong hồ 20 giờ
để phát điện vào 4 giờ cao điểm.
Dung tích điều tiết ngày đêm được xác định trong giai đoạn Dự án đầu tư là
310.000 m3.
Đập ngăn sông bằng bê tông trọng lực, cao 30,5m, nằm trong khoảng từ 25 đến
60m. Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN 285-2002, công trình thuộc công trình cấp
III.
1.3.2. Các hạng mục công trình
Bảng 1.1
TT

Các thông số chính của công trình trong Dự án đầu tư
Thông số

ĐV

SVTH: Mai Xuân Dũng

Trị số
Lớp: 50CT-TH

4


Đồ án tốt nghiệp

1
1

2

3

4

5

6

GVHD: Mai Lâm Tuấn

2
Vị trí xây dựng
Hệ thống sông
Tỉnh
Tuyến đập
Tuyến nhà máy
Thuỷ văn
Diện tích lưu vực F lv
Lưu lượng bình quân năm Qo
Tổng lượng dòng chảy năm Wo
Lưu lượng lũ thiết kế P=1%
Lưu lượng lũ kiểm tra P=0.2%
Hồ chứa
MNDBT
Mực nước gia cường TK ( 1%)
Mực nước gia cường KT(0,2%)
Mực nước chết

Dung tích toàn bộ
Dung tích hữu ích
Dung tích chết
Diện tích mặt hồ tại MNDBT
Công trình đầu mối Đập dâng
Loại đập
Cao trình đỉnh đập tràn tự do
Chiều dài tràn tự do
Cao trình đập tràn có cửa
Số cửa và kích thước cửa n x b x h
Cao trình đỉnh đập không tràn
Tổng chiều dài đỉnh đập
Tuyến năng lượng
1. Đường hầm
Chiều dài đường hầm
Đường kính trong ( Dt)
Chiều cao giếng đứng
2. Nhà máy thuỷ điện
Kiểu nhà máy
Công suất lắp máy
Số tổ máy
Cột nước tính toán Htt
Lưu lượng lớn nhất
Số giờ sử dụng công suất lắp máy
Điện lượng trung bình năm
Khối lượng công tác chính
Đào hở
Đào ngầm

SVTH: Mai Xuân Dũng

3

4
Nậm Kim
Yên Bái
Tuyến I
Tuyến I

Km2
m3/s
106 m3
m3/s
m3/s

384.50
11.7
368,6
2383
2943

m
m
m
M
103m3
103m3
106m3
ha

685.00
689,00
689,50
678.00
586.00
310.00
276.00
25,00

m
m
m
m
m
m

Bê tông trọng lực
685,00
30
675.0
3 x (6,5 x 10)
690,00
114

m
m
m

1.622
3,00

80

MW
m
m3/s
h
6
10 KWh

Loại hở
18
2
98,73
20,88
3.010
73,37

103m3
103m
Lớp: 50CT-TH

5


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

Bê tông hở
103m

Bê tông ngầm
103m
Đắp đất đá
103m
Khoan phun
103md
Phun vẩy
103m2
Thép néo
Tấn
Cốt thép
Tấn
Thiết bị thuỷ điện
MW
1.4. Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình
1.4.1. Điều kiện địa hình
Nơi đây suối Nậm Kim nằm kẹp giữa bên phải là dãy núi cao, cao độ từ 900,00m
đến 1100,00m, sườn dốc. Bên trái là các dãy đồi thấp và thoải hơn. Lòng suối Nậm
Kim hẹp, quanh co và khá dốc. Chiều rộng trung bình khoảng 20m đến 30m. Cao độ
bình quân đáy suối thay đổi rất nhiều, từ 758,00m ở cửa ra suối Cầu Trắng đến đến
585,00m ở vị trí dự kiến xây dựng nhà máy thuỷ điện, chênh lệch khoảng 100m. Tuy
không có những thác cao, nhưng dọc suối Nậm Kim là hàng loạt các ghềnh nối tiếp
nhau, tạo nên độ dốc trung bình của lòng suối đến 3%.
Do sườn núi bờ phải là các tàn tích, sản phẩm phong hoá của đá gốc granite rất dễ
bị sạt lở khi có mưa lớn. Từ lâu, chân núi bên bờ phải đã được cải tạo, xây dựng đường
quốc lộ 32, nối liền từ Hà Nội đi Lai Châu. Chiều rộng đường trung bình từ 7m đến
10m. Bên bờ trái là các dãy đồi thấp, sườn thoải, hiện đang được sử dụng làm đất canh
tác nông nghiệp.
1.4.2. Điều kiện khí hậu, thủy văn và đặc trưng dòng chảy
a)

Điều kiện khí hậu

- Khái quát chung
Lưu vực suối Nậm Kim nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, chịu ảnh hưởng lớn
của địa hình và gió mùa Tây Nam. Lượng mưa thay đổi mạnh theo độ cao của địa hình
và hướng gió. Thời tiết trong năm được chia làm 2 mùa rõ rệt:
Mùa mưa trùng với gió mùa Tây Nam từ tháng V đến tháng IX, lượng mưa chiếm
khoảng 86% lượng mưa cả năm,
Mùa khô từ tháng X đến tháng IV năm sau.
- Nhiệt độ

SVTH: Mai Xuân Dũng

Lớp: 50CT-TH

6


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

Bảng 1.1
Tháng
1
2
3
4
5

6
7
8
9
10
11
12
Năm
Max
Min
-

Đặc trưng trung bình tháng các yếu tố khí hậu

Nhiệt độ không
khí (T0C)
M.C.C
T.U
14,3
14,2
15,0
15,7
17,0
19,1
18,8
22,3
18,6
24,5
18,5
25

21,2
25
20,4
24,8
20,1
24,0
19,4
21,7
16,3
18,0
13,2
14,8
17,7
20,8
34,1
37,3
-2,0
-2,8
Chế độ mưa

Độ ẩm tương đối
(%)
M.C.C
T.U
82,4
80,1
80,3
77,2
78,3
73,2

79,7
74,5
81,5
79,4
86,2
84,9
87,5
86,8
86,7
86,3
83,5
83,2
81,9
82,0
82,3
81,0
81,6
79,6
82,7
80,7

Bốc hơi Piche
(mm)
M.C.C
T.U
77,5
67,0
95,8
74,9
133,5

105
127,5
99,5
102,4
95,1
62,5
66,2
56,5
60,3
58,8
67,7
70,7
86,3
78,6
88,9
75,5
72,9
75,4
68,9
1014,7
952,7

Tốc độ gió max
(m/s)
M.C.C
T.U
22
23
20
25

30
22
20
29
20
26
20
21
25
21
25
26
20
27
17
32
20
26
20
29
30

32

+ Lượng Mưa bình quân lưu vực
Căn cứ vào tài liệu mưa thực đo của trạm Mù Cang Chải và Than Uyên:
Mù Cang Chải: X0 = 1762,0 mm
Than Uyên:

(từ năm 1963 ÷ 2004)

(từ năm 1961 ÷ 2004)

X0 = 1942,7 mm

Lượng mưa bình quân lưu vực Hồ Bốn là trung bình số học giữa lượng mưa 2
trạm Than Uyên và Mù Cang Chải: X0 = 1852,4 mm
+ Lượng mưa ngày lớn nhất
Bảng 1.1

Lượng mưa một ngày lớn nhất lưu vực Nậm Kim

Thời đoạn
X1 ngày max (mm)

0,2%
304,7

1%
252,7

10%
173,2

- Gió
+ Tốc độ gió lớn nhất không kể hướng được tính toán từ tài liệu thực đo trạm mù
cang trải.
Bảng 1.1
P%
2%
V (m/s)

28,7
- Tổn thất bốc hơi

Tốc độ gió lớn nhất không kể hướng
4%
25,5

SVTH: Mai Xuân Dũng

30%
19,9

50%
19,7

Lớp: 50CT-TH

7


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

Bảng 1.1

Phân phối lượng tổn thất bốc hơi

Tháng I
II

III IV
V
VI VII VIII IX
X
XI XII Năm
∆Z 30,3 37,4 52,1 49,8 40,0 24,4 22,1 23,0 27,6 30,7 29,5 29,5 396,3
- Tài liệu thực đo khí tượng thủy văn
Trong lưu vực nghiên cứu và xung quanh có các trạm khí hậu, trạm đo mưa và các
trạm thủy văn do Tổng Cục Khí Tượng Thuỷ Văn quản lý, tài liệu đo đạc đảm bảo chất
lượng. Những trạm khí tượng thuỷ văn thống kê trong bảng sau có tài liệu thực đo sử
dụng để nghiên cứu, phân tích, tính toán các đặc trưng KTTV cho công trình thủy điện
Hà Quảng 1.
Bảng 1.1
TT
1

Các trạm đo và thời gian có tài liệu
F (km2)
230

Tên trạm
Mù Cang Chải

Yếu tố đo
X,T,U,V,Z
H
Q
H, Q
X,T,U,V,Z
X, Q, H

X
X, Q, H
X,H,Q
X,H, Q, ρ
X, H, Q

197,5
2
3
4
5
6
7
8

Than Uyên
Nậm Chiến
Văn Bàn
Mường Mít
Bản Điệp
Bản Củng - Tà Gia
Khe Lếch - Ngòi Nhù
Trong đó:

313
261
251
2620
503

T: Nhiệt độ không khí

Z: Bốc hơi

V: Tốc độ gió

Q: Lưu lượng

U: Độ ẩm

H: Mực nước

X: Lượng mưa

ρ : Lượng phù sa

Thời gian đo
1980 ÷ 2004
1967 ÷ 2004
1968 ÷ 1972
1980 ÷ 2004
1961 ÷ 2004
1963 ÷ 1981
1980 ÷ 2004
1967 ÷ 1982
1964 ÷ 1976
1961 ÷ 2004
1971; 1979 ÷ 2004

- Tính toán các đặc trưng dòng chảy đến

Kết quả tính toán sử dụng tài liệu thực đo của trạm Mù Cang Chải
+ Dòng chảy năm thiết kế
Bảng 1.1
CV

CS

0,14
0,28
+ Dòng chảy lũ

Đặc trưng dòng chảy năm tuyến đập Hà Quảng 1
15%
14,58

25%
13,42

SVTH: Mai Xuân Dũng

QP% (m3/s)
50%
12,21

75%
11,11

85%
10.54

Lớp: 50CT-TH

8


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

Bảng 1.1

Lưu lượng lũ tính toán

Phương pháp

Qmax P% tuyến đập (m3/s)
Qmax P% nhà máy (m3/s)
0,2%
1%
0,2%
1%
Công thức triết giảm
1982
1294
2090
1364
Công thức Xokolopski
3262
2637
3593

2906
Để đảm bảo an toàn cho công trình, chọn kết quả tính lưu lượng đỉnh lũ lấy theo
phương pháp Xokolopski.
+ Tổng lượng lũ
Bảng 1.1

Tổng lượng lũ thiết kế

Tuyến đập

Đặc trưng

0,2%
278
394

Nhà máy
1%
229
325

h1 (mm)
h 2 (mm)
W1ngày
105,7
87,2
(106m3)
W2ngày
149,7
123,5

(106m3)
+ Lưu lượng lũ lớn nhất mùa cạn :

0,2%
304
431

1%
250
355

127,1

104,6

179,9

148,1

Lưu lượng lớn mùa cạn với tần suất thiết kế QP=10% (m3/s).

Bảng 1.1

Tuyến
XI
XII
I
II
Mù Cang Chải
19,5

12.8
6,6
13,3
Đập
37,5
24,5
12,8
25,6
Nhà máy
41,1
27
14,1
28,2
+ Lưu lượng lũ lớn nhất mùa lũ : 465,3 m3/s

III
11,1
21,3
23,5

IV
38,1
73,3
80,5

V
107,3
206,8
226,6

Mùa cạn
111,1
213,4
235,4

Thời gian lũ lên là 18 giờ
Thời gian lũ xuống là 15 giờ
+ Quan hệ H ~ Q
Vẽ quan hệ H~Q tại hạ lưu công trình đầu mối tuyến II với 2 mặt cắt ngang
sông:mặt cắt 1 cách tuyến đập 91 m, mặt cắt 2 cách tuyến đập 200 m.
Ngoài ra còn sử dụng tài liệu điều tra lũ tại thực địa, kết hợp với sử dụng công
thức thủy lực Sedi-Maninh để lập các quan hệ H~Q
Q=

1
.ω.R 2 / 3 .J 1 / 2
n

Trong đó:
Q: Lưu lượng ứng với mực nước H
n: Hệ số nhám lòng sông
SVTH: Mai Xuân Dũng

Lớp: 50CT-TH

9


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

R: Bán kính thuỷ lực
ω: Diện tích mặt cắt ngang ứng với mực nước H
J: Độ dốc mặt nước
Kết quả của quan hệ được ghi trong bảng 1.11.
Bảng 1.1
Mặt cắt 1
Hạ lưu tuyến đập
H (m)
Q (m3/s)
663,7
0
664,0
30,0
666,0
180
668,0
358
670,0
610
672,0
967
674,0
1504
676,0
2161
677,0
2540
678,0

2966
+ Quan hệ Z~Wh

Quan hệ H-Q

Mặt cắt 2
Hạ lưu tuyến đập
H (m)
Q (m3/s)
661,3
0
663,0
51,6
665,0
218
667,0
459
670,0
900
672,0
1283
674,0
1789
676,0
2387
677,0
2725
678,0
3044
Bảng 1.1

Z (m)

Hạ lưu
tuyến nhà máy
H (m)
Q (m3/s)
574,3
0
574,6
0,728
574,8
3,33
575,0
8,10
575,2
15,1
576,0
70,0
578,0
440
580,0
995
582,0
1920
584,0
3495

Biểu đồ quan hệ Z~Wh
F (km2)

W (106m3)

668,0
0,000
0,000
670,0
0,005
0,004
672,0
0,009
0,017
674,0
0,015
0,041
676,0
0,020
0,076
678,0
0,026
0,122
680,0
0,034
0,182
682,0
0,046
0,263
684,0
0,055
0,363

686,0
0,064
0,482
688,0
0,073
0,619
690,0
0,083
0,775
692,0
0,093
0,950
694,0
0,102
1,145
1.4.3. Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn (tập trung vào hạng mục được giao thiết
kế tổ chức thi công)
a)

Điều kiện địa chất

SVTH: Mai Xuân Dũng

Lớp: 50CT-TH

10


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

Theo tờ bản đồ địa chất Điện Biên Phủ tỷ lệ 1/200 000 và kết quả đo vẽ ĐCCT,
Trong khu vực nghiên cứu phân bố rộng rãi thành tạo phun trào axit tuổi Crêta muộn,
thuộc hệ tầng Ngòi Thia (K nt). Thành phần gồm Riolit porphyr, comenđit thuộc tướng
núi lửa và á núi lửa không tách riêng, được đặc trưng cho chu kỳ phát triển sau cùng
của hoạt động núi lửa ở võng Tú Lệ. Đá có màu xám đen, hạt mịn xen đaxit, rắn chắc,
cấu tạo đặc xít có nơi bị phiến hoá. Tiếp sau chu kỳ thành tạo hệ tầng Văn Chấn, hệ
tầng Ngòi Thia ứng với một chu kỳ hoạt động núi lửa khác đơn giản hơn, chỉ có một
pha liên tục. Các đá của hệ tầng Ngòi Thia chủ yếu thuộc tướng á núi lửa và thường
xuyên cắt các đá vây quanh, đôi chỗ quan sát thấy ryolit porphyr phủ không chỉnh hợp
trên ortophyr của hệ tầng Văn Chấn. Tại rìa khối đá, có cấu tạo dòng chảy và ở phần
tiếp xúc trong có dăm kết dung nham của ryolit, đặc trưng cho phần rìa của các thân á
núi lửa. Càng đi về phía trung tâm, cấu tạo dòng chảy dần dần mất đi và đá chuyển
sang dạng khối. Giữa khối ryolit porphyr chuyển dần sang granit porphyr với những
ban tinh thạch anh, felspat lớn và nền kết tinh hạt nhỏ.
Các trầm tích Đệ tứ không phân chia bao gồm các thành tạo mềm rời có nguồn
gốc bồi tích - lũ tích (ap), bồi tích - sườn tích (ad), tàn tích - sườn tích (ed) và bồi tích
(a) phân bố ở chân rìa vùng đồi núi và dọc theo thung lũng suối Nậm Kim. Thành phần
của chúng chủ yếu là cuội, sỏi, sét, cát, á sét, á cát lẫn nhiều dăm sạn với bề dày từ
1đến 5m, có khi lên đến 10m.
b)

Địa chất thủy văn

Nước mặt tập trung chủ yếu ở suối Nậm Kim và một số khe, nhánh suối nhỏ đổ
vào Nậm Kim. Các khe và suối nhánh hầu hết đều bắt nguồn từ các đỉnh núi cao, dốc.
Mực nước suối phụ thuộc vào mùa trong năm. Vào mùa mưa, lượng nước dồi dào, gây
lũ có khi có cả lũ quét. Vào mùa khô, nước suối cạn, dòng chảy nhỏ, nguồn bù cấp
chính là nước trong đới đá gốc nứt nẻ trên cao chảy xuống.

Nước ngầm trong khu vực tàng trữ chủ yếu ở tầng cát cuội sỏi bở rời đệ tứ và
trong đới đá nứt nẻ (tồn tại trong các khe nứt). Tại khu vực tuyến đập, nước ngầm
nghèo nàn, chỉ gặp ở phần trên cùng của nền đá gốc, trong đới đá phong hoá, nứt nẻ.
Nước ngầm có nguồn bù cấp chính là nước mưa.

SVTH: Mai Xuân Dũng

Lớp: 50CT-TH

11


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

1.5. Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực
Mù Cang Chải là 1 trong 62 huyện nghèo nhất cả nước, có 13/14 xã là các xã đặc
biệt khó khăn, dân trí tương đối thấp nên Mù Cang Chải Yên Bái nhận được nhiều sự
quan tâm của đảng và nhà nước. Người Mông ở đây chiếm gần 90% dân số 8% là
người Thái người Kinh chỉ chiếm 2%. Người Kinh ở đây 1 nửa là cán bộ nhân viên, 1
nửa là dân buôn bán nằm ở huyện lỵ , người Thái lập bản ở vùng đồi núi thấp làm lúa
nước ở thung lũng, khắp 13 xã , thị trấn của Mù Căng Chải đâu đâu cũng có ruộng bậc
thang.
Còn lại mênh mông núi rừng hiểm trở là của người Mông. Rừng là thế mạnh của
Mù Cang Chải với diện tích 80.000ha,trong đó có 20.293ha rừng già và rừng nguyên
sinh, 12.863ha rừng thông,hơn 2000ha rừng sơn trà, ngoài ra mận và các loại dược liệu
quý như: đẳng sâm,hà thủ ô…cũng có điều kiện phát triển và bước đầu mang lại thu
nhập cho người dân nơi đây.
1.6. Điều kiện giao thông

Hệ thống đường vận hành của thuỷ điện Hà Quảng 1 bố trí cả hai bờ suối Nậm
Kim, bao gồm:
- Đường nối từ quốc lộ 32 cũ đi lên các vị trí hầm kiểm tra, cửa lấy nước ở bên
phải.
- Đường nối từ đường tránh ngập quốc lộ 32 vào vai trái đập.
1.7. Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước
1.7.1. Nguồn cung cấp vật liệu
a)

Đối với vật liệu đất:

Vị trí mỏ VLXD đất nằm bên bờ phải suối Nậm Kim, cách vị trí tuyến đập khoảng
1.5 km về phía thượng lưu, ngay sát QL32. Đây là vùng sườn đồi, cao độ thay đổi từ
+712,0m đến +785,0m, bị phân cắt bởi khe suối nhỏ đổ ra suối Nậm Kim. Tổng diện
tích mỏ (phần khai thác) khoảng 42200 m 2,có trữ lượng khoảng 84400 m3. Khối lượng
bóc bỏ khoảng 10550 m3. Mỏ nằm tương đối gần tuyến đập, và cạnh đường QL32, nên
khai thác vận chuyển rất thuận tiện.
b)

Đối với vật liệu cát sỏi:

Lòng suối Nậm Kim hẹp và dốc. Vào mùa lũ, nước chảy xiết cuốn theo cát, đá, sỏi
lòng suối làm thay đổi hình thái lòng suối khá nhiều, dẫn đến tình trạng các bãi vật liệu
SVTH: Mai Xuân Dũng

Lớp: 50CT-TH

12

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

cát, sỏi ở khu vực xây dựng công trường không ổn định cả về vị trí cũng như trữ
lượng. Vì vậy, giai đoạn này phải mở rộng phạm vi thăm dò vật liệu cát sỏi sang lưu
vực suối Chăn thuộc địa phận xã Hoà Mạc, huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai, cách đường
QL 279 khoảng 0.5 km và cách công trường khoảng 85 km. Mỏ này hiện này tư nhân
đang khai thác bằng biện pháp bơm hút. Nếu sử dụng cho công trường thì phải mua.
Đánh giá chung:
- Về trữ lượng: đáp ứng đủ khối lượng xây dựng.
- Về chất lượng:
+ Cát hạt vừa: Khi khai thác sử dụng phải tuyển lựa mới đáp ứng được yêu cầu,
dùng cho bê tông mác từ 200 trở xuống.
+ Cát thô: Dùng cho bê tông mác trên 200.
- Về điều kiện vận chuyển: Có đường ô tô đến tận nơi khá thuận tiện. Cự ly vận
chuyển đến công trường khoảng 85 km là khá xa.
c)

Đối với vật liệu đá:

Ngoài 2 mỏ Nà Cang và Mường Kim đó khảo sát trong giai đoạn Dự án đầu tư xây
dựng là đá vôi, bị biến chất nhẹ, chất lượng khá tốt, cho phép sử dụng làm vật liệu xây
dựng, giai đoạn tiếp tục thực hiện đánh giá tận dụng đá đào từ hố móng công trường,
đào hầm (chủ yếu tận dụng đá đào hầm) để sử dụng, nên chỉ lấy mẫu thí nghiệm .
d)

Vật liệu khác :

Đối với vật liệu khác như sắt, thép, xi măng,... chuyên chở đến thị xã Mường Lay

sau đó chuyển tiếp đến khu vực xây dựng công trường bằng đường bộ.
1.7.2. Nguồn cung cấp nước
- Nước sinh hoạt khoan giếng để dùng.
- Nước thi công dùng nước suối Nậm Kim.
1.7.3. Nguồn cung cấp điện
Sử dụng đường dây 110 kV thuộc trạm biến áp trung tâm huyện Mù Cang Chải
thuộc mạng lưới điện quốc gia công ty điện lực Yên Bái .
1.8. Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực
1.8.1. Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị
Điều kiện giao thông không thuận lợi và khu công trường nằm ở xa gây khó khăn
cho việc cung cấp vật tư thiết bị.
SVTH: Mai Xuân Dũng

Lớp: 50CT-TH

13


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

1.8.2. Nguồn nhân lực
Tận dụng được nguồn lao động rẻ tại địa phương tuy nhiên các lao động có tay
nghề cao lại không có nhiều.
1.9. Thời gian thi công được phê duyệt
Thời gian thi công công trình thủy điện Hà Quảng 1 dự kiến thi công trong vòng 2
năm kể cả thời gian chuẩn bị.
1.10.

Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công

1.10.1.Khó khăn
- Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng có địa hình đồi núi cao, hiểm trở, thuộc
sườn phía Nam của dãy Hoàng Liên Sơn. Nơi đây suối Nậm Kim nằm kẹp giữa bên
phải là dãy núi cao, cao độ từ 900,00m đến 1100,00m, sườn dốc. Bên trái là các dãy
đồi thấp và thoải hơn.
- Lòng suối Nậm Kim hẹp, quanh co và khá dốc. Chiều rộng trung bình khoảng
20m đến 30m. Cao độ bình quân đáy suối thay đổi rất nhiều, từ 758,00m ở cửa ra suối
Cầu Trắng đến đến 585,00m ở vị trí dự kiến xây dựng nhà máy thuỷ điện, chênh lệch
khoảng 100m. Tuy không có những thác cao, nhưng dọc suối Nậm Kim là hàng loạt
các ghềnh nối tiếp nhau, tạo nên độ dốc trung bình của lòng suối đến 3%.
- Do sườn núi bờ phải là các tàn tích, sản phẩm phong hoá của đá gốc granite rất
dễ bị sạt lở khi có mưa lớn.
- Vùng nghiên cứu nằm trong khu vực Tây Bắc Việt Nam, thuộc lưu vực Sông
Đà, giáp Sơn La, Điện Biên và Lai Châu, là khu vực hiện vẫn chịu sự ảnh hưởng của
hoạt động tân kiến tạo mạnh nhất trên lãnh thổ Việt Nam.
- Quãng đường vận chuyển vật liệu là khá xa và điều kiện giao thông không
thuận lợi.
- Công tác tái định cư đền bù và giải phóng mặt bằng chậm chế gặp nhiều khó
khăn.
1.10.2.Thuận lợi
- Tận dụng được vật liệu và nhân lực địa phương.
- Khả năng cung cấp điện nước đầy đủ.
- Đơn vị thi công có khả năng có khả năng cung cấp thiết bị vật tư nhân lực phục
vụ cho công tác xây dựng.
SVTH: Mai Xuân Dũng

Lớp: 50CT-TH

14


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

CHƯƠNG 2.

DẪN DÒNG THI CÔNG

2.1. Nhiệm vụ và ý nghĩa của công tác dẫn dòng thi công
2.1.1. Nhiệm vụ
Trong quá trình thi công phải đảm bảo hố móng được khô ráo.
Một mặt phải đảm bảo yêu cầu dùng nước sinh hoạt cũng như sản xuất ở hạ du tới
mức cao nhất.
2.1.2. Ý nghĩa
Biện pháp dẫn dòng ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch tiến độ thi công của toàn bộ
công trình, hình thức kết cấu, chọn và bố trí công trình thủy lợi đầu mối, chọn phương
pháp thi công và bố trí công trường.
Ảnh hưởng tới giá thành công trình.
2.2. Chọn phương án dẫn dòng thi công
2.2.1. Các nhân tố ảnh hưởng
- Điều kiện thủy văn.
- Điều kiện địa hình.
- Điều kiện địa chất và địa chất thủy văn.
- Điều kiện lợi dụng và tổng hợp dòng chảy.
- Cấu tạo và sự bố trí công trình thủy lợi.
- Điều kiện và khả năng thi công.
2.2.2. Nguyên tắc để chọn phương án dẫn dòng

- Thời gian thi công ngắn nhất.
- Phí tổn về dẫn dòng và giá thành công trình rẻ nhất.
- Thi công được thuận lợi, liên tục, an toàn và chất lượng cao.
- Đảm bảo yêu cầu tổng hợp lợi dụng tới mức cao nhất.
2.3. Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng
2.3.1. Chọn tần suất thiết kế
Chọn theo TCXD VN: Bảng 4.6 trang 16 TCXD VN 285-2002 theo công trình cấp
3 ta có tần suất thiết kế p= 10%.
2.3.2. Chọn thời đoạn dẫn dòng và lưu lượng thiết kế
a)

Thời đoạn dẫn dòng

SVTH: Mai Xuân Dũng

Lớp: 50CT-TH

15


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

Căn cứ vào bố trí công trình đầu mối và đặc điểm khí tượng thuỷ văn chọn thời
đoạn dẫn dòng thi công theo 2 mùa:
- Mùa kiệt từ tháng XI dến tháng III năm sau ( t=5 tháng).
- Mùa lũ từ tháng IV đến tháng X ( t=7 tháng).
b)

Lưu lượng thiết kế

- Mùa kiệt : Q10%max = 37,5 m3/s.
- Mùa lũ : Q10%max = 465,3 m3/s.
2.4. Đề xuất các phương án dẫn dòng thi công
2.4.1. Phương án 1
Hình 1

Mặt cắt dọc đập

c è n g x¶ c ¸ t
c è ng dÉn dß ng

- Bảng trình tự thi công
Năm
xây
dựng

Thời đoạn
dẫn dòng

Công trình
dẫn dòng

(1)
Năm
thứ 1

(2)

(3)

Mùa khô:
từ tháng XI
đến tháng III

Mùa lũ:
từ tháng IV
dến tháng X

Lòng sông tự
nhiên

Lòng sông
tự nhiên

Lưu lượng
dẫn dòng
thiết
kế(m3/s)
(4)

37,5

465,3

SVTH: Mai Xuân Dũng

Công việc và các mốc khống
chế

(5)
- Đào mở móng đập dâng ở 2
bên bờ và 1 khoang đập tràn.
- Thi công cống xả cát kết hợp
xả lũ thi công và cống dẫn
dòng.
- Thi công đập phần đập dâng
phía vai trái tới cao trình
+685m.
- Thi công 1 phần đập tràn và
1 phần dâng phía bên vai phải
đến cao trình +676,2m.
- Hoàn thiện phần đập dâng 2
bên vai công trình tới cao
trình thiết kế+693m.
- Hoàn thiện khoang đập tràn
Lớp: 50CT-TH

16


Đồ án tốt nghiệp

Năm
thứ 2

GVHD: Mai Lâm Tuấn

Mùa khô:
từ tháng XI

đến tháng III

Cống dẫn
dòng

37,5

Mùa lũ:
từ tháng IV
đến tháng X

Đập tràn hoàn
thiện

465,3

phía vai phải công trình tới
cao trình thiết kế +685m.
- Đắp đê quai thượng lưu và
hạ lưu tới cao trình thiết kế.
- Thi công phần còn lại và
hoàn thiện đập tràn tới cao
trình thiết kế 685m.
- Hoành triệt cống dẫn dòng.
- Hoàn thiện công trình.

2.4.2. Phương án 2
Hình 1

Mặt cắt dọc đập

c è n g x¶ c ¸ t

- Bảng trình tự thi công

Năm
xây
dựng

Thời đoạn
dẫn dòng

Công trình
dẫn dòng

(1)

(2)

(3)

Mùa khô:
từ tháng XI
đến tháng III

Lòng sông tự
nhiên

37,5

Mùa lũ:
từ tháng IV
đến tháng X

Lòng sông tự
nhiên

465,3

Năm
thứ
1

Lưu lượng
dẫn dòng
thiết
kế(m3/s)
(4)

SVTH: Mai Xuân Dũng

Công việc và các mốc khống
chế

(5)
- Đào mở móng đập dâng ở 2
bên bờ và 1 khoang đập tràn.
- Thi công cống xả cát kết hợp
xả lũ thi công.
- Thi công đập phần đập dâng

phía vai trái tới cao trình hoàn
thiện +685m và 1 phần đập
tràn phía bên vai trái đập tới
cao trình thiết kế +687m.
- Thi công 1 phần đập tràn tới
cao trình thiết kế 685m và 1
phần đập dâng phía bên vai
phải công trình đến cao trình +
687m.
Lớp: 50CT-TH

17


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

Mùa khô:
Cống xả cát
từ tháng XI
kết hợp xả lũ
37,5
Năm
đến tháng III
thi công
thứ
Mùa lũ:
2
Đập tràn đã

từ tháng IV
465,3
hoàn thiện
đến tháng X
2.4.3. Phân tích ưu nhược điểm của từng phương án
a)

- Thi công 1 phần đập tràn tới
cao trình thiết kế +685m.
- Hoàn thiện nốt phần đập
dâng 2 bên vai công trình.
- Hoàn thiện công trình.

Ưu điểm

- Phương án 1
+ Thi công đơn giản không phức tạp, mặt bằng thi công rộng thuận lợi bố trí thiết
bị thi công
+ Công trình dẫn dòng đơn giản, không yêu cầu kỹ thuật thi công cao, kết hợp sử
dụng lâu dài nên tiết kiệm được vốn để sử dụng cho các mục đích khác.
+ Tiến độ thi công nhanh trong 3 mùa .
+ Các công trình dẫn dòng đảm bảo dẫn được hết nước.
- Phương án 2
+ Thi công trong 4 mùa giảm được khối lượng công việc cho các mùa thi công.
b)

Nhược điểm

- Phương án 1
+ Khối lượng công việc trong mùa khô thứ nhất lớn do chỉ thi công trong 5 tháng.

+ Phải làm thêm cống dẫn dòng.
- Phương án 2
+ Công trình dẫn dòng trong mùa kiệt 2 nguy cơ không dẫn được hết nước hoặc
phải đắp đê quai quá cao.
+ Thời gian thi công nhiều trong 4 mùa, tiến độ thi công không nhanh bằng
phương án 1.
+ Khối lượng công việc của mùa lũ 2 ít hơn nhiều so với các mùa thi công khác.
Nhận xét : Từ những phân tích trên, ta lựa chọn phương án dẫn dòng tối ưu là
phương án 1.
2.5. Tính toán thủy lực phương án dẫn dòng
2.5.1. Tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp mùa lũ năm thứ nhất
a)

Mục đích:

- Xác định quan hệ Q~ZTL khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp
SVTH: Mai Xuân Dũng

Lớp: 50CT-TH

18


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

- Xác định cao trình đê quai thượng hạ lưu
- Xác định cao trình đắp đập chống lũ cuối mùa khô
- Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy

b)

Nội dung tính toán

- Xác định mực nước thượng lưu:
+ Căn cứ vào mực nước hạ lưu ứng với lưu lượng dẫn dòng QddTK =465,3 m3/s tra
quan hệ Q∼ Zhl được Zhl= 668,85m. Công trình thi công trong mặt cắt 1 không ảnh
hưởng tới dòng chảy mùa lũ 1 nên không cần tính toán thủy lực khi dẫn dòng vào mùa
lũ 1.
+ Mực nước thượng lưu và hạ lưu tra từ quan hệ Q~Zhl là cơ sở để tính cao trình
vượt lũ trong mùa kiệt 1.
2.5.2. Tính toán thủy lực qua cống dẫn dòng
a)

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
b)

Nội dung tính toán

- Cấu tạo cống.
Cống dẫn dòng thi công có cấu tạo như sau:
+ Số cống dẫn dòng : 1
+ Chiều dài cống : L = 32 m
+ Kích thước cống : b× h = 3 × 3m
+ Độ dốc đáy cống : i = 0
+ Cao trình đáy cống : 667,0 m.

+ Hệ số nhám : n = 0,016
- Tính thủy lực
Theo Hứa Hạnh Đào hoặc Van Te Chow thì trạng thái chảy qua cống có thể tóm
tắt như sau:
+ H ≤ (1,2 ÷ 1,4)D và hn < D thì cống chảy không áp
+ H > (1,2 ÷ 1,4)D thì có thể xảy ra chảy có áp hoặc chảy bán áp phụ thuộc vào
mực nước hạ lưu và độ dài của cống xả.
SVTH: Mai Xuân Dũng

Lớp: 50CT-TH

19


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

+ H > 1,4 .D thì dòng chảy trong cống là có áp
Trong đó :

H - là cột nước trước cống
D - chiều cao cống ngay sau cửa vào

Theo quy phạm QPTL C-8-76 thì việc tính toán thủy lực qua cống như sau:
Trường hợp cống chảy có áp:
Dòng chảy trong cống được gọi là chảy có áp khi mực nước thượng lưu và hạ lưu
đều cao hơn đỉnh cống, hoặc nước thượng lưu cao hơn đỉnh cống, mực nước hạ lưu
thấp hơn đỉnh cống nhưng dòng chảy ở hạ lưu chạm đỉnh cống.
Để thuận lợi cho tính toán ta coi dòng chảy trong cống xả như dòng chảy qua vòi

hoặc ống ngắn:
+ Khi: hn >

d
thì Q = ϕ C .ω. 2 g ( H 0 + iL − hn )
2

+ Khi: hn <

d
d
thì Q = ϕ C .ω. 2 g ( H + iL − )
2
2

Trong đó:
i, L- độ dốc và chiều dài cống.
d- chiều cao cống.
hn- Chiều sâu mực nước hạ lưu so với đáy cống.
Hệ số lưu tốc,

1

ϕC =

1+ ∑ξ +

2gL
C2R

∑ ξ -Hệ số tổn thất thủy, ∑ ξ = ξ

CV

+ ξ CR + ξ KV

ξ CV - Hệ số tổn thất cửa vào, lấy ξCV = 0,15
ξ CR - Hệ số tổn thất cửa ra, lấy ξCR = 1
ξ KV - Hệ số tổn thất khe van, lấy ξKV = 0,1

Từ đó: Σξ = 0,15 + 1 + 0,1 = 1,25
2gL
: là tổn thất thủy lực dọc theo chiều dài cống
C2R

R- Bán kính thuỷ lực, R =

ω
. Do dòng chảy có áp là dòng chảy đầy cống nên:
χ

9
ω = 3 × 3 = 9m2, χ = 2× 3+3 = 9 m, R = = 1 m.
9
SVTH: Mai Xuân Dũng

Lớp: 50CT-TH

20

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn
1
n

1/6
C- Hệ số Sezi, C = R =

Từ đó

1
.11/6 = 62,5
0, 016

1

φC =

1 + 1, 25 +

2.9,81.32 = 0,64
62,52.1

Trường hợp cống chảy không áp
Chảy không áp bao gồm chảy ngập và chảy không ngập.
+ Trường hợp chảy ngập:
Lưu lượng chảy qua cống được xác định theo công thức
Q = ϕ.b.h C 2.g.( H 0 − h Z )

Trong đó:
ϕ - hệ số lưu tốc phụ thuộc vào hệ số lưu lượng m. Cống cửa vào không thuận,
ngưỡng vuông góc, lấy m=0,33, với m = 0,33 ta có ϕ = 0,96
b- bề rộng cống
hC- độ sâu dòng tại mặt cắt co hẹp, hC = ε .d
H0- Cột nước toàn phần ở thượng lưu cống, H 0 = H +

αV02
2g

H- Cột nước thượng lưu so với đáy cống
α - Hệ số sửa chữa động năng, α =1.

V0- Lưu tốc tới gần
hz- Độ sâu mặt nước tại mặt cắt co hẹp.
2α 0 Q 2 ( h h − h C )
hZ = h −
.
h h .h C
g.b 2
2
h

α 0 - Hệ số sửa chữa động lượng, α 0 =1.

hh - độ sâu nước hạ lưu.
+ Trường hợp chảy không ngập
Lưu lượng dòng chảy xác định theo công thức :
Q = ϕ.ω C 2.g.( H 0 − h C )

Trường hợp chảy bán áp
Trường hợp chảy bán áp xảy ra khi mực nước thượng lưu ngập đến đỉnh cống và
dòng chảy trong cống thấp hơn đỉnh cống, có mặt thoáng. Các công thức tính cũng
SVTH: Mai Xuân Dũng

Lớp: 50CT-TH

21


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

giống như trường hợp chảy không áp, tuy nhiên cần lưu ý là độ sâu hạ lưu của cống h h
để tính trong công thức (2-14) không phải độ sâu h h ở cuối cống mà là độ sâu h X tại
mặt cắt co hẹp C-C ở sau cửa cống, độ sâu này phải được xác định bằng cách vẽ
đường mặt nước của dòng không đều trong lòng cống, tính xuất phát từ cửa ra ngược
lên mặt cắt C-C; độ sâu ở cửa ra cuối đường mặt nước được xác định như sau:
hr = hk nếu hk > hn
hr = hn nếu hk < hn
Mặt cắt co hẹp C-C ở cách cửa cống một đoạn LC = 1,4.a = 1,4.hcống
Lưu lượng chảy qua cống khi chảy bán áp : Q = µ.ωc . 2 g.( H − hc )
+ Tính toán độ sâu phân giới hk của dòng chảy trong cống :
a.Q 2
;
g.b 2

Ta có :

hk =

Trong đó :

Q - lưu lượng xả qua một lỗ

3

b = 2m là bề rộng cống
α - hệ số lưu tốc lấy α = 1

+ Tính toán độ sâu chảy ngập
Ta có :

hn = hh – Zhp trường hợp gần đúng có thể lấy Zhp = 0 khi đó hn = hh
hh = MNHL - ∇ đáy cống = MNHL – 667

Tính toán
+ Giả thiết dòng chảy trong cống là chảy không áp
+ Xác định độ sâu phân giới của dòng chảy trong cống ứng với các cấp lưu lượng
+ Xác định được các độ sâu hk tương ứng.
hk =
Bảng 1.1

3

a.Q 2
g.b 2

Độ sâu phân giới ứng với các cấp lưu lượng chảy qua cống

Zhl
(m)

Qi (m3/s )
( qua 1 cống )

q
(m3/s )

hkcn
(m )

hn
(m )

664,00
664,04

30,00
33,00

10,00
11,00

2,17
2,31

-3,00

-2,96

SVTH: Mai Xuân Dũng

Lớp: 50CT-TH

22


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

664,08
664,10
664,13
664,27
664,40
664,53

36,00
37,50
40,00
50,00
60,00
70,00

12,00
12,50
13,33

16,67
20,00
23,33

2,45
2,52
2,63
3,05
3,44
3,81

-2,92
-2,90
-2,87
-2,73
-2,60
-2,47

+ Xác định đường mặt nước
Ứng với các cấp lưu lượng Q i và chiều dài cống Lcống = 32 m, với giả thiết dòng
chảy trong cống là dòng không áp ta có thể xác định quan hệ giữa lưu lượng Q và độ
sâu mực nước đầu cống hX dựa theo phương pháp vẽ đường mặt nước.
Để xác định đường mặt nước trong cống ta tiến hành vẽ đường mặt nước từ hạ lưu
về thượng lưu theo phương pháp cộng trực tiếp (ta gọi là phương pháp II-A)
Trình tự phương pháp II-A như sau:
Khoảng cách giữa 2 mặt cắt có độ sâu h1 và h2 : ∆ L =
Trong đó :

∆∋
i− j

∆ L - chiều dài đoạn dòng chảy tính tóan
∆ ∋ - chênh lệch năng lựơng giữa 2 mặt cắt

i - độ dốc đáy cống i= 0
j : Độ dốc thuỷ lực trung bình giữa hai mặt cắt

Chênh lệch năng lượng giữa 2 mặt cắt : ∆ ∋ = ∋ 2 − ∋1
α .V 2i
∋i = hi +
2g

Độ dốc thuỷ lực trung bình giữa hai mặt cắt :
j=

Với

j1 + j2
(2-11)
2

 V
ji =  i
 C. R
i


2



÷ (2-12)
÷

1

Trong đó :

C – là hệ số SêZi C =

1 6
R
n

Ri : Bán kính thuỷ lực tại mặt cắt thứ i : Ri =
SVTH: Mai Xuân Dũng

ωi
χi
Lớp: 50CT-TH

23


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn

ωi = b × hi : là diện tích mặt cắt ướt ở mặt cắt thứ i
χ i = b + 2.hi : Là chu vi ướt của mặt cắt thứ i

Từ quan hệ Q~ZHL ta tính được mực nước hạ lưu cống, lần lượt tính toán cho các
đoạn từ hạ lưu lên thượng lưu ta sẽ tính được độ sâu mực nước thượng lưu ứng với
từng cấp lưu lượng khác nhau
Từ các bảng tính toán với các cấp lưu lượng chảy qua cống là Q i ta có thể xác định
được độ sâu đầu cống hxi, kết quả tính toán được tổng hợp theo bảng 2.2.

Do

hn < 0 nên ta lấy hra = hk để tìm đường mặt nước trong cống.
Bảng 1.1

Độ sâu nước đầu cống ứng với các cấp lưu lượng

Q(m3/s)

30

33

36

37,5

40

50

60

70

hk(m)

2,17

2,31

2,45

2,52

2,63

3,05

3,44

3,81

hx (m)
2,689
2,858
3,021
hn (m)
-3,00
-2,96
-2,92
+ Xác định chỉ tiêu chảy ngập

3,101

-2,90

3,231
-2,87

3,729
-2,73

4,194
-2,60

4,878
-2,47

Theo sổ tay thủy lực Kixeliep thì dòng chảy trong cống là chảy ngập khi:
hX  hX 
 = 1,25
>
h K  h K  pg

Dựa vào kết quả tính toán trong bảng 2.2 ta xác định được chế độ chảy ứng với
các cấp lưu lượng như sau:
Bảng 1.1

Bảng xác định chỉ tiêu chảy ngập của cống ứng với các cấp lưu
lượng

Q(m3/s)
30
33

36
37,5
40
50
60
70
Ta có

hr(m)
2,17
2,31
2,45
2,52
2,63
3,05
3,44
3,81

hx (m)
2,689
2,858
3,021
3,101
3,231
3,729
4,194
4,802

hx/hr
1,239

1,237
1,233
1,231
1,229
1,223
1,219
1,260

Q = µω 2 g ( H o − hz ) ;

SVTH: Mai Xuân Dũng

Lớp: 50CT-TH

24


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Mai Lâm Tuấn
h z = h x2 −

Với

2α o q 2 (hn − hk )
.
g
hn .hk

ω = bxhi (m2)


Q
Ho = 
 µ .b.hn . 2.g

Vậy

2


 + hz



Tính toán với các cấp lưu lượng Qi chúng ta có các cột nước HO
Bảng 1.2

Cột nước trước cống ứng với các cấp lưu lượng

Q(m3/s)
hr(m)
30
2,17
33
2,31
36
2,45
37,5
2,52
40

2,63
50
3,05
60
3,44
70
3,81
Kiểm tra trạng thái chảy :

hx (m)
2,689
2,858
3,021
3,101
3,231
3,729
4,194
4,802

hx/hr
1,239
1,237
1,233
1,231
1,229
1,223
1,219
1,260

Ho

3,454
3,677
3,894
4,000
4,173
4,834
5,452
6,108

Đối chiếu với công thức kinh nghiệm của Hứa Hạnh Đào ta thấy :
Ứng với các lưu lượng Qi ( <=40m3/s ) giả thiết chảy không áp là đúng.
Ứng với các lưu lượng Qi ( >40m3/s ) thì H > 1,4.d = 1,4. 3 = 4,2 m.
Tức giả thiết chảy không áp là sai . Do đó ta giả thiết lại là có áp .
Dòng chảy qua cống xác định theo công thức dòng có áp trong cống. Ta có :
Khi hn >

d
thì Q = ϕ cω 2 g ( H o + i.L − hn ) = ϕ cω 2 gZ o
2

ϕc =

Vậy

Ho = (

1

α + Σξ C + ξ d
Q

ϕ c ω. 2 g

1

=

α + ξ cv + ξ kv + ξ cr +

2.g .L
C 2 .R

) 2 ) + hn

Các tổn thất :
Tổn thất cửa vào

: ξCV = 0,25 .

Tổn thất khe van

: ξkh = 0,1 .

Tổn thất cửa ra

: ξcr=1 .

SVTH: Mai Xuân Dũng

Lớp: 50CT-TH

25