nghiên cứu thực nghiệm xác định cửa vào hợp lý cống dưới sâu áp dụng đối với công trình đầu mối hồ chứa nước bản mồng – nghệ an
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.77 MB, 111 trang )
-0-
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
MC LC
PHN M U .................................................................................................... 1
I. Tớnh cp thit ca ti: ................................................................................... 1
II. Mc ớch nghiờn cu: ....................................................................................... 2
III. Phm vi nghiờn cu......................................................................................... 2
IV. Ni dung nghiờn cu ....................................................................................... 2
V. Cỏch tip cn v phng phỏp nghiờn cu: .................................................... 3
VI. Kt qu d kin t c: .............................................................................. 3
VII. Ni dung lun vn .......................................................................................... 3
M u ................................................................................................................... 4
Chng I. Tng quan. ........................................................................................... 4
Chng II. Tớnh toỏn thy lc ............................................................................. 4
Chng III. Thớ nghim mụ hỡnh thy lc .......................................................... 4
Kt lun v kin ngh ............................................................................................ 4
Ti liu tham kho ................................................................................................. 4
Ph lc ................................................................................................................... 4
CHNG I. TNG QUAN V CNG DI SU ........................................... 5
1.1. Quy mụ mt s cng trong cỏc cụng trỡnh ó thc hin: ............................ 5
1.2. c im ca cng x sõu.......................................................................... 6
1.2.3. Phõn loi cng di sõu .................................................................... 6
1.2.4. Cu to: ............................................................................................. 8
1.3. Nhng h hng thng gp cng ly nc di p t ....................... 10
1.3.3. Thm qua thõn cng......................................................................... 10
1.3.4. Thõn cng b mc ............................................................................. 10
1.3.5. Tm ỏy b xúi trúc .......................................................................... 10
1.3.6. Hng khp ni ................................................................................. 11
1.3.7. Hng sõn tiờu nng .......................................................................... 11
1.3.8. Cng b lỳn ...................................................................................... 11
1.3.9. Ca cng khụng kớn nc................................................................. 11
1.3.10.Ca b kt, úng m rt nng ........................................................... 11
1.4. Cỏc kt qu nghiờn cu v cng di sõu ................................................ 12
1.5. Xỏc nh ni dung nghiờn cu ................................................................. 13
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
-1-
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
CHNG II. TNH TON THY LC ........................................................... 14
2.1. Gii thiu v cụng trỡnh h cha nc Bn Mng.................................... 14
2.1.1. V trớ cụng trỡnh ............................................................................... 14
2.1.2. Nhim v cụng trỡnh ......................................................................... 14
2.1.3. Quy mụ cụng trỡnh ........................................................................... 15
2.1.4. Cỏc thụng s chớnh ca cụng trỡnh ................................................... 16
2.1.5. Cng di sõu .................................................................................. 18
2.2. Kh nng thỏo ca cỏc cng x sõu .......................................................... 21
2.3. Xỏc nh ỏp sut trong cng di sõu ...................................................... 25
2.4. Kim tra kh nng hỡnh thnh phu xoỏy ................................................. 30
2.5. Kim tra iu kin khớ húa ....................................................................... 31
2.5.1. Xỏc nh h s khớ húa phõn gii ca ca vo.................................. 31
2.5.2. Xỏc nh h s khớ húa thc t.......................................................... 31
2.6. Cỏc vn chõn khụng, khớ thc v bin phỏp phũng, chng................... 32
2.6.1. Cỏc vn v chõn khụng, khớ thc ................................................. 32
2.6.2. Bin phỏp phũng chng khớ thc ...................................................... 33
2.7. Nhn xột cỏc kt qu chng II ............................................................... 35
CHNG III. TH NGHIM Mễ HèNH THY LC .................................... 36
3.1. Mụ hỡnh v lý thuyt tng t ................................................................. 36
3.1.1. Khỏi nim v mụ hỡnh....................................................................... 36
3.1.2. Nhim v, mc ớch nghiờn cu mụ hỡnh thu lc............................. 37
3.1.3. Lý thuyt tng t thit lp mụ hỡnh nghiờn cu. ......................... 38
3.2. Mc ớch nghiờn cu thớ nghim, thit k mụ hỡnh v cỏc phng ỏn
nghiờn cu ...................................................................................................... 41
3.2.1. Mc ớch nghiờn cu thớ nghim mụ hỡnh ......................................... 41
3.2.2. Tiờu chun tng t ......................................................................... 41
3.2.3. T l mụ hỡnh, kim tra cỏc iu kin tng t : ............................... 42
3.2.4. Phm vi kớch thc mụ hỡnh: ............................................................ 43
3.2.5. Vt liu ch to mụ hỡnh: ................................................................. 44
3.2.6. Cỏc phng ỏn nghiờn cu thớ nghim ............................................. 44
3.3. Thit b o v trỡnh t thớ nghim ............................................................ 45
3.3.1. Thit b o ........................................................................................ 45
3.3.2. ỏnh giỏ sai s o c mụ hỡnh: ...................................................... 47
3.3.3. Cụng tỏc thớ nghim ......................................................................... 48
3.3.4. B trớ cỏc mt ct o cao ng mt nc, vn tc v ỏp sut .... 50
3.4. Kt qu nghiờn cu thớ nghim phng ỏn 1 ............................................ 54
3.4.1. Trng thỏi chy trong cng v kh nng thỏo cng .......................... 54
3.4.2. p sut trn v ỏy cng .................................................................. 55
3.5. Kt qu nghiờn cu thớ nghim phng ỏn 2 ............................................ 59
3.5.1. Trng thỏi chy v kh nng thỏo ca cng di sõu....................... 61
3.5.2. p sut trn v ỏy cng .................................................................. 64
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
-2-
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
3.6. Tớnh toỏn iu tit l vi kt qu thc nghim v kh nng thỏo: ............. 68
3.6.1. Bc 1: Xõy dng biu ph tr. .................................................. 68
3.6.2. Bc 2: Tớnh toỏn iu tit l. .......................................................... 69
3.6.3. Kt qu tớnh toỏn.............................................................................. 70
3.6.4. Nhn xột kt qu tớnh toỏn................................................................ 74
3.7. Kt lun chng 3 ................................................................................... 74
3.7.1. V h s lu lng: .......................................................................... 74
3.7.2. V ỏp sut trong l x thi cụng: ....................................................... 74
3.7.3. V tớnh toỏn iu tit l: ................................................................... 74
KT LUN V KIN NGH ............................................................................. 75
TI LIU THAM KHO ................................................................................... 78
PHN PH LC ................................................................................................. 80
PH LC 1. S LIU TH NGHIM PHNG N 1 ..................... 81
PH LC 2. S LIU TH NGHIM PHNG N 2 ..................... 87
PH LC 3. S LIU, BIU TNH TON IU TIT L...... 93
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
-3-
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
DANH MC HèNH
Hỡnh 1.1. Cỏc ch lm vic ca cng .................................................................. 7
Hỡnh 1.2. B trớ chung ca cng .............................................................................. 9
Hỡnh 2.1. S phng ỏn 1(PATK) v phng ỏn 2(PASD) ................................ 20
Hỡnh 2.2. Biu phõn b ỏp sut trong l x cú ỏp ............................................. 26
Hỡnh 2.3. S thit lp biu thc xỏc nh ỏp sut ca vo trn cng ................. 28
Hỡnh 3.1. Mụ hỡnh tng th dn dũng thi cụng Nhỡn t h lu ............................ 49
Hỡnh 3.2. Mụ hỡnh tng th dn dũng thi cụng Nhỡn t thng lu ..................... 49
Hỡnh 3.3. S b trớ cỏc thy trc, mt ct o vn tc v ng mc nc ........ 51
Hỡnh 3.4. S phng ỏn 1 (PATK) v phng ỏn 2 (PASD) .............................. 52
Hỡnh 3.5. S v trớ, cao trỡnh im o ỏp cng x sõu phng ỏn 1 ................... 53
Hỡnh 3.6. ng quan h Q = f(Zh) khi x qua cng ......................................... 55
Hỡnh 3.7. ng ỏp sut trn cng Q=400m3/s (PA1) .......................................... 56
Hỡnh 3.8. ng ỏp sut trn cng Q=677m3/s (PA1) .......................................... 56
Hỡnh 3.9. Phu xoỏy x l thi cụng trc ca cng s sõu ..................................... 58
Hỡnh 3.10. Ch thy lc sau cng s sõu .......................................................... 58
Hỡnh 3.11. Sa i ng hng dũng xúi cỏt v ca vo cng x sõu ................. 60
Hỡnh 3.12. Hỡnh dng ca vo ............................................................................... 61
Hỡnh 3.13. Phu xoỏy trc ca cng x sõu trng hp x Q =534m3/s ............. 63
Hỡnh 3.14. Dũng chy trờn ng hm xúi cỏt trng hp x Q =534m3/s ........... 63
Hỡnh 3.15. S v trớ, cao trỡnh im o ỏp cng x sõu phng ỏn 2 ................. 65
Hỡnh 3.16. ng ỏp sut trn cng Q=400m3/s (PA2)......................................... 66
Hỡnh 3.17. ng ỏp sut trn cng Q=534m3/s (PA2)......................................... 66
Hỡnh 3.18. iu tit l theo phng phỏp Potapop ................................................ 70
Hỡnh 3.19. ng quỏ trỡnh l tiu món ng vi P=10% ...................................... 71
Hỡnh 3.20. th ng c tớnh h cha nc Bn Mng Ngh An.................. 72
Hỡnh 3.21. Biu iu tit l tiu món h Bn Mng ng vi P=10% ................. 73
Hỡnh 3.22. Biu so sỏnh s thay i mc nc h 2 phng ỏn ........................ 73
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
-4-
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
DANH MC BNG BIU
Bng 1.1. Quy mụ mt s cng ................................................................................ 5
Bng 1.2. Tỡnh hỡnh h hng cng di p .......................................................... 11
Bng 2.1. Cỏc thụng s k thut cụng trỡnh ........................................................... 17
Bng 2.2. Lu lng tớnh toỏn kh nng thỏo qua tng cng................................. 25
Bng 2.3. Phõn b ỏp sut trờn trn cng x sõu PA1 ........................................... 28
Bng 2.4. Phõn b ỏp sut trờn trn cng x cỏt PA1 ............................................ 29
Bng 2.5. Phõn b ỏp sut trờn trn cng x sõu PA2 ........................................... 29
Bng 2.6. Phõn b ỏp sut trờn trn cng x cỏt PA2 ............................................ 30
Bng 3.1. Kh nng x c lp qua cng............................................................... 54
Bng 3.2. p sut trn v ỏy cng phng ỏn 1................................................... 57
Bng 3.3. Kh nng x qua 2 cng - Phng ỏn 2 ................................................. 61
Bng 3.4. p sut trn v ỏy cng phng ỏn 2................................................... 67
Bng 3.7. Quỏ trỡnh l mựa kit ti Bn Mng....................................................... 71
Bng 3.8. S liu ng c tớnh h cha Bn Mng ............................................ 72
Bng 3.9. Bng kt qu tớnh toỏn iu tit l tiu món h Bn Mng ..................... 72
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
-5-
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
-6-
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
-1-
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
PHN M U
I. Tớnh cp thit ca ti:
Trong nhng nm gn õy, t nc ta ang tng bc phỏt trin cụng
nghip hoỏ - hin i hoỏ nõng cao i sng dõn sinh kinh t. Trong ú,
cỏc cụng trỡnh thu li, thu in ó v ang c xõy dng tng i nhiu
vi cỏc quy mụ khỏc nhau nh: Thu in Ho Bỡnh, Sn La, Tuyờn Quang,
Ca t, Sờ San 4, Sụng Tranh 2, Bn V
Cng thỏo sõu l cụng trỡnh thỏo nc dng kớn, thng t di p, cú
ct nc cao. Khi lm vic phỏt sinh nhiu hin tng phc tp m ngi
thit k khụng mong mun nh gim ỏp ca vo, nc nhy trong cng,
xõm thc b mt khớ húa, khớ thc. Cỏc hin tng ny a phn liờn quan n
cu to ca vo do hin tng gim ỏp.
Thc t nhiu cng di sõu ó b xõm thc, rung ng gõy mt n nh
cụng trỡnh.
Trong xõy dng cụng trỡnh cng di sõu thng c kt hp dn dũng
thi cụng trong giai on xõy dng cụng trỡnh.
Nghiờn cu hn ch cỏc vn trờn thụng qua hỡnh thc ca vo l vn
cú ý ngha khoa hc v thc tin, ngoi vic tớnh toỏn theo lý thuyt v
kinh nghim, cn phi nghiờn cu thớ nghim trờn mụ hỡnh vt lý.
Cụng trỡnh u mi h cha nc Bn Mng - tnh Ngh An l mt
trong nhng cụng trỡnh s dng cng di sõu dn dũng, x l s c v x
bựn cỏt; Cng cú nhng c im riờng o iu kin a hỡnh v mc ớch s
dng. Vỡ vy ti nghiờn cu thc nghim xỏc nh ca vo hp lý cng
di sõu ỏp dng i vi cụng trỡnh u mi h cha nc Bn Mng
Ngh An khụng nhng cú ý ngha thc tin cho cng x sõu núi chung v
i vi cụng trỡnh h cha Bn Mng núi riờng. To c s cho vic ỏp dng
sau ny i vi cỏc cụng trỡnh thu li, thu in tng t.
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
-2-
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
II. Mc ớch nghiờn cu:
- hc viờn tip cn v lm quen i n mt nghiờn cu cú tớnh c lp.
- Xỏc nh hỡnh dng cng hp lý trong cụng tỏc dn dũng thi cụng thụng
qua cụng trỡnh c th l cụng trỡnh u mi h cha nc Bn Mng.
- Phõn tớch nhng kt qu nghiờn cu, rỳt ra cỏc kt lun chung ỏp
dng cho cỏc cụng trỡnh khỏc cú hỡnh thc v iu kin tng t.
- ng dng kt qu nghiờn cu v thy lc xỏc nh mt s thụng s
v qui mụ cụng trỡnh thụng qua tớnh toỏn iu tit l.
- T kt qu nghiờn cu xut cỏc kin ngh vi qui mụ cỏc cụng trỡnh
liờn quan.
III. Phm vi nghiờn cu
- Phm vi ca lun vn ny l nghiờn cu trong giai on dn dũng thi
cụng ca cụng trỡnh thỏo sõu.
- Cỏc phng ỏn sa i chỳng tụi a ra ch tp trung v mt k thut
m khụng xột ti bi toỏn kinh t.
IV. Ni dung nghiờn cu
- Tng quan v cỏc l x thi cụng (cụng trỡnh x sõu).
- Nghiờn cu lý thuyt v xỏc nh hỡnh dng cng di sõu.
- Nghiờn cu xỏc nh kh nng thỏo qua cng.
- Nghiờn cu xỏc nh phõn b ỏp sut trong cng.
- Nghiờn cu thc nghim xỏc nh ca vo hp lý cng di sõu ỏp
dng i vi cụng trỡnh u mi h cha nc Bn Mng Ngh An.
- Phõn tớch nhng kt qu nghiờn cu, rỳt ra cỏc kt lun chung ỏp
dng cho cỏc cụng trỡnh khỏc cú hỡnh thc v iu kin tng t.
- ng dng kt qu nghiờn cu v thy lc xỏc nh mt s thụng s
v qui mụ cụng trỡnh thụng qua tớnh toỏn iu tit l.
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
-3-
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
- T kt qu nghiờn cu xut cỏc kin ngh vi qui mụ cỏc cụng trỡnh
liờn quan.
V. Cỏch tip cn v phng phỏp nghiờn cu:
- T tng quan n chi tit hỡnh dng cng di sõu.
- Thu thp, tng hp ti liu.
- Nghiờn cu trờn lý thuyt, t ú a ra cỏc lý lun xỏc nh hỡnh dng
cng di sõu hp lý.
- Nghiờn cu trờn mụ hỡnh vt lý.
- Nghiờn cu mụ hỡnh toỏn.
VI. Kt qu d kin t c:
- Tng hp cỏc ti liu nghiờn cu trong v ngoi nc.
- ỏnh giỏ v hon chnh thờm cỏc thụng s hỡnh hc ca cng di sõu.
- Khng nh thờm v trng thỏi chy trong cng di sõu.
- Cỏc kt qu thớ nghim mụ hỡnh.
VII. Ni dung lun vn
Lun vn gm cỏc ni dung chớnh sau:
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
-4-
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
M u
Chng I. Tng quan.
Chng II. Tớnh toỏn thy lc
Chng III. Thớ nghim mụ hỡnh thy lc v so sỏnh kt qu tớnh toỏn cng
di sõu h cha nc Bn Mng Ngh An.
Kt lun v kin ngh
Ti liu tham kho
Ph lc
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
-5-
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
CHNG I. TNG QUAN V CNG DI SU
1.1.Quy mụ mt s cng trong cỏc cụng trỡnh ó thc hin:
Tt c cỏc p c xõy dng bng vt liu a phng k trờn u cú
xõy dng cỏc cng di p. Cng ly nc di ờ, p cú nhim v ly
nc t sụng, h phc v cỏc mc ớch dựng nc khỏc nhau nh ti
rung, cp nc dõn dng, cụng nghip hay phỏt in...
Tớnh n nay cỏc h cha c xõy dng ó lờn n hng vn, s lng
cng di p cng tng t. Theo Bỏo cỏo tng kt thit k cng di
p[1] nghiờn cu 498 cng thuc din qun lý ca cỏc Cụng ty qun lý khai
thỏc cụng trỡnh thy li (Cụng ty thy nụng), di õy l mt s cng in
hỡnh ó c nghiờn cu v thớ nghim bng thc nghim bng 1.1.
Th
t
Bng 1.1. Quy mụ mt s cng
Lu lng
S cng v kớch
Tn sut
Tờn cụng trỡnh
3
x Qx(m /s)
thc (bxh)m thit k (P%)
1
Cng dn dũng Bn
Mng
534
2x(5x5.5)
P10% kit
2
Cng dn dũng thu
in a MBri
61.20
1x(3x4)
P10% kit
3
Cng dn dũng thu
in Bn Chỏt
1403.00
3x(5x9)
P10% kit
4
Cng dn dũng thu
in Sụng Tranh 2
2679.94
3x(5x7)
P5% l
5
Cng dn dũng thu
in Bn V
1410.80
3x(5x9)
P5% kit
6
Tuy nen dn dũng
Ca t
361.00
1x9(D=9m)
P5% kit
7
Cng dn dũng thu
in Sờ San 3
634.00
2x(5x7)
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
-6-
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Th
t
Tờn cụng trỡnh
Lu lng
x Qx(m3/s)
S cng v kớch
Tn sut
thc (bxh)m thit k (P%)
8
Cng dn dũng thu
in Khe B
769.00
2x(5x6.5)
P5% kit
9
Cng dn dũng thu
in Sờ San 4
1019.00
3x(5x7)
P5% kit
1.2. c im ca cng x sõu
1.2.3. Phõn loi cng di sõu
1.2.1.1. Theo ch thy lc:
Cng x sõu l cụng trỡnh thỏo sõu, theo ch thy lc cng di sõu
c chia ra:
+ Loi 1: Cng ngn, khi
L
(6 8) . Khi ú cng lm vic tng t nh
D
vũi do tn tht dc ng nh.
+ Loi 2: cng di khi
L
8 . Khi ú iu kin lm vic rt phc tp do
D
tn tht dc ng ln.
Ch lm vic [16]:
+ Chy cú ỏp trong cng vi ming ca ra khụng ngp hoc ngp (Hỡnh
1.1. a,b);
+ Cng lm vic theo ch chy hn hp (Hỡnh 1.1. c,d);
+ Chy khụng ỏp hay chy h (Hỡnh 1.1. e).
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
-7-
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Hỡnh 1.1. Cỏc ch lm vic ca cng
Cn chỳ ý i vi cng di s cú nguy c nc nhy trong cng, cũn vi
cng ngn thỡ ớt hn.
1.2.1.2. Theo nhim v:
+ Dn dũng x l thi cụng.
+ X l s c
+ Ly nc
+ X bựn cỏt
+ Thỏo cn h
+ X nc m bo mụi trng
Cụng trỡnh thỏo l di sõu cú th t di ỏy p v trờn nn (cng
ngm), i qua thõn p (ng ng), cng cú th t bờn b (dng ng
hm tuy nen) khi iu kin a hỡnh, a cht cho phộp. Cng thỏo sõu cho
phộp chỳng ta thỏo c nc trong h vi bt kỡ mc nc no, thm chớ cú
th thỏo cn h cha. Loi ny ta cú th s dng vo nhiu mc ớch khỏc
nhau nh: thỏo l, thỏo cn h cha, dn dũng thi cụng, thỏo bựn cỏt lng
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
-8-
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
ng, ly nc ti, ly nc vo nh mỏy thy in. Do ú, tựy vo iu
kin c th m cú th kt hp nhiu mc ớch khỏc nhau i vi cụng trỡnh
thỏo nc di sõu.
So vi cụng trỡnh thỏo l x mt thỡ vic vn hnh ca van trong trng
hp ny l khú khn v phc tp hn.
1.2.1.3. Theo hỡnh dng mt ct ngang:
Hỡnh dng mt ct ngang ca cng ngm cú th l hỡnh trũn, hỡnh hp,
hỡnh vũm.
Cng ngm hoc hnh lang ca cng t trc tip trờn nờn, cho nờn cng
thng lm bng phng ti trng phõn b u khi truyn cho nn. T bn
ỏy tr lờn thng lm hỡnh vũm. Vũm cú th l dng parabol, dng elip
v.v chu lc tt do ỏp lc t ỏ phớa trờn tỏc dng. Trng hp ỏp lc
t ỏ nh, cú th dựng loi hỡnh hp, thi cụng n gin, r tin.
1.2.1.4. Theo hỡnh dng ca vo:
Ca vo núi chung phi thun. Nu thit k khụng thich hp khụng
nhng dn n tn tht ct nc ln, m cũn gõy nờn khớ thc v chn ng
ti ca vo.
Thng dựng nht l dng cong trũn hoc elip, rt ớt khi dựng hỡnh dng
ca vo sc cnh (vuụng gúc). Dng ca vo sc cnh tuy n gin nhng tn
tht ct nc rt ln, sinh ra ỏp sut õm ln nht, tip n l dng trũn ri n
dng elip.
Trong cỏc nghiờn cu thy lc ngi ta tp trung nghiờn cu hỡnh dng
ca vo gim tn tht cc b, lm gim ỏp sut õm trong cng. Cú th k
ra rt nhiu nghiờn cu v c c th trong cỏc gii thiu, ti liu tham kho.
1.2.4. Cu to:
Cu to c bn ca Cng di sõu [16]:
+ Phn vo (inlet)
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
-9-
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Phn b trớ cỏc kt cu (tng biờn, tng dn dũng v.v...) trc ca vo
(phn 1, Hỡnh 1.2).
+ on chuyn tip (inlet contraction)
on t ca vo n mt ct bỡnh thng, thng l on ng thu hp
dn (phn 2, Hỡnh 1.2).
+ on sau chuyn tip (upstream sluice)
on t u vo n bung ca van (phn 3, Hỡnh 1.2).
+ Bung ca van (gate chamber of sluice well)
Phn b trớ ca van, tng ngn v phn chuyn tip t mt ct bỡnh
thng n mt ct phn b trớ ca van (phn 4, Hỡnh 1.2).
Hỡnh 1.2. B trớ chung ca cng
+ on ra (downstream sluice)
on t bung ca van n u ra (phn 5, Hỡnh 1.2).
+ u ra (Outlet)
Phn chuyn tip t mt ct bỡnh thng n mt ct ra (phn 6, Hỡnh
1.2). u ra cú th l on ng m rng hoc thu hp theo chiu dũng chy.
+ Phn liờn hip (Energy dissipating device)
Phn ni tip gia cng vi h lu (phn 7, Hỡnh 1.2). Phn ny cú th
l on kờnh chuyn tip, kt cu tiờu nng, mi phun v.v...
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
- 10 -
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Cụng trỡnh thỏo sõu thng c thit k l hỡnh ch nht hoc hỡnh
vuụng. Song qua mt s cụng trỡnh nghiờn cu, thỡ dng ch nht l hp lý
hn v thng c s dng nhiu.
V hỡnh dng ca vo, cựng ging nh cỏc dng cụng trỡnh thỏo khỏc
thng c thit k l sc cnh, ln trũn, hoc elip.
1.3. Nhng h hng thng gp cng ly nc di p t
Theo kt qu iu tra v kho sỏt ca Cc QLN&CTTL (bỏo cỏo nm
1993) [1] nhng h hng ph bin cng di p nh sau:
1.3.3. Thm qua thõn cng
Hu ht cỏc cng di p u b thm qua thõn cng, trn b dt; Cú
cng b thm rt nghiờm trng. Vic sa cha va khú khn, va kộm hiu
qu. Nguyờn nhõn ca hin tng ny l do cỏc cng ngm di p cú chờnh
lch ct nc hai phớa ca thnh cng ln, dn n gradien thm ln. Khi
Gradien thm ln hn gradien thm cho phộp ca lp bờtụng thõn cng,
dũng thm s xuyờn qua lp bờ tụng, thng gõy tit vụi, gõy gim cht lng
ca bờ tụng.
1.3.4. Thõn cng b mc
Nguyờn nhõn gõy ra hin tng thõn cng b mc l do tỏc ng ca thi
gian lm gim kh nng chu lc ca vt liu thõn cng. Mt khỏc, nc trong
cng cú tớnh cht xõm thc v n mũn, cú tỏc dng hoỏ hc vi lp va bờ
tụng gõy thoỏi húa bờ tụng.
1.3.5. Tm ỏy b xúi trúc
Do trong quỏ trỡnh thi cụng hoc vn hnh, trờn ỏy cng xut hin
nhng ch li lừm cc b hoc do cỏc khoang cng lỳn khụng u, khi dũng
nc cú vn tc ln chy trong cng s gõy nờn hin tng khớ thc, lm
bong trúc bờ tụng ỏy cng.
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
- 11 -
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
1.3.6. Hng khp ni
a s cỏc cng b hng khp ni, ng thi vic sa cha cỏc khp ni
va rt khú khn, va kộm hiu qu.
1.3.7. Hng sõn tiờu nng
Nguyờn nhõn do vic thit k tiờu nng khụng hp lý hoc nhiu cụng
trỡnh ch lm tiờu nng theo cu to m khụng tớnh toỏn. Nờn trong quỏ trỡnh
vn hnh, khi cú dũng xit chy ra khi cng s dn ti vic phỏ hng sõn tiờu
nng.
1.3.8. Cng b lỳn
Nhiu ỏn thit k khụng tớnh n ng sut nn cng, cú th l do
ngi thit k cho l cng nh, p khụng cao lm, ti trng trờn cng nh.
ng sut mt nn mt s cng in hỡnh c trỡnh by bng 1.5[1]
1.3.9. Ca cng khụng kớn nc
Do khi thit k cu to ca van khụng chun hoc trong quỏ trỡnh vn
hnh, bựn cỏt chen vo phn tip giỏp gia ca van v thnh cng dn n cao
su chn nc ca van khụng ộp sỏt c vo thnh cng gõy rũ r nc.
1.3.10. Ca b kt, úng m rt nng
Nguyờn nhõn l do trong quỏ trỡnh vn hnh ca van khụng thng
xuyờn c duy tu, bo dng.
Tỡnh hỡnh phõn b h hng cng c trỡnh by theo bng 1.2 [1]
Bng 1.2. Tỡnh hỡnh h hng cng di p
TT
Cỏc loi h hng cng
S lng (cỏi)
T l (%)
1
Thm qua thõn cng
14
18.18
2
Thõn cng b mc
5
6.5
3
Hng ng phỏ chõn khụng
6
7.8
4
Hng khp ni
22
28.57
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
- 12 -
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
TT
Cỏc loi h hng cng
S lng (cỏi)
T l (%)
5
Hng sõn tiờu nng
4
5.2
6
Cng b lỳn
11
14.28
7
Ca cng khụng kớn hoc b kt
9
11.67
8
Hng thit b úng m
6
7.79
77
100
Tng
1.4. Cỏc kt qu nghiờn cu v cng di sõu
Hu nh cỏc cụng trỡnh thy li Vit Nam u b trớ cng, nờn cỏc kt
qu nghiờn cu cú rt nhiu v tr thnh kinh in, thnh quy chun, quy
phm; Ni bt v cỏc vn :
- V kh nng thỏo;
- Phõn b ỏp sut trong cng;
- Ch thy lc trong cng;
- Ni tip tiờu nng h lu;
- Hỡnh dng kớch thc ca vo;
- Tn tht dũng chy qua cng.
Trong iu kin mi cụng trỡnh c th, thỡ tớnh toỏn lý thuyt l cha
m bo cụng trỡnh lm vic an ton, nh ý mun ca ngi thit k. Do
vy, tiờu chun TCVN 285-2002 khuyn cỏo rng, vi cỏc cụng trỡnh t cp II
tr lờn cn phi c thớ nghim mụ hỡnh thy lc chớnh xỏc húa cỏc thụng
s thy lc.
Cỏc nghiờn cu thc nghim trong nhng nm gn õy v cng di sõu
thng i vo nghiờn cu nhm mc ớch xỏc nh cỏc c trng thy lc ca
cng nh, kh nng thỏo, ni tip tiờu nng, phõn b ỏp sut. Qua thớ nghim
thỡ n 90% ca vo cỏc cụng trỡnh di sõu c sa i so vi thit k
hn ch ỏp sut õm trờn trn cng.
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
- 13 -
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
1.5. Xỏc nh ni dung nghiờn cu
Nh trờn ó cho thy cng ly nc di p b h hng do nhiu
nguyờn nhõn, trong ú cú cỏc nguyờn nhõn liờn quan n ch thy lc
trong cng. Vỡ vy trong lun vn ny t ra nhim v nghiờn cu c th v
thy lc ca cng Bn Mng nh sau:
- Tớnh toỏn ỏp sut, khớ thc, khớ húa trong thõn cng
- Tớnh toỏn kh nng thỏo ca cng cho cỏc phng ỏn
- Kim chng kt qu tớnh toỏn vi s liu thớ nghim mụ hỡnh thy lc
cng.
- Tớnh toỏn iu tit l.
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
- 14 -
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
CHNG II. TNH TON THY LC CNG DI SU
H CHA NC BN MNG
2.1. Gii thiu v cụng trỡnh h cha nc Bn Mng
2.1.1. V trớ cụng trỡnh
Cụng trỡnh u mi Bn Mng trờn sụng Hiu cú b phi t ti lng
Cng, thụn Bn Mng, xó Yờn Hp, huyn Qu Hp, b trỏi t ti xó Ngha
Mai, huyn Ngha n, tnh Ngh An. Tuyn Bn Mng cỏch th trn Thỏi
Ho thuc huyn Ngha n v phớa thng lu khong 25 km.
V trớ a lý ca tuyn ny l: 19o2652 v Bc, 105o1807 kinh
ụng.
Gii hn v trớ lu vc tuyn:
Phớa Bc l lu vc sụng Chu thuc tnh Thanh Hoỏ.
Phớa Tõy v Tõy Bc giỏp a phn ca nc CHDCND Lo.
Phớa ụng v ụng Bc giỏp lu vc sụng Hong Mai - Khe Da thuc
a phn huyn Qunh Lu v ng bng Din Chõu, Qunh Lu.
Phớa Nam giỏp huyn Anh Sn, Con Cuụng.
Cỏc trm bm v h thng kờnh: Tri di theo hai b sụng Hiu, t xó
Yờn Hp, huyn Qu Hp n xó Thnh Sn, huyn Anh Sn.[19]
2.1.2. Nhim v cụng trỡnh
Cp nc ti cho 18.871 ha ven sụng Hiu, trong ú 2.713 ha ti t
chy, cũn li ti bng ng lc; hon tr cho sụng C v mựa kit khong 22
m/s.
Kt hp phỏt in vi cụng sut lp mỏy khong 42 MW.
Cp nc cho cụng nghip, dõn sinh v chn nuụi trong vựng d ỏn;
phỏt trin nuụi trng thu sn v tham gia ci to mụi trng.
Kt hp gim mt phn l cho h du sụng Hiu[19]
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
- 15 -
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
2.1.3. Quy mụ cụng trỡnh
p chớnh l p bờ tụng trng lc cú lp bờ ngoi cựng M200, trong
thõn p l BT M150 ht thụ, phớa thng lu thng ng, h lu p t cao
trỡnh nh p xung n cao trỡnh 65.00m thng ng cũn t cao trỡnh
65.00m tr xung chõn p cú mỏi vỏt m=0.70. p chớnh cú chiu di
340m (gm p dõng, p trn, cng x cỏt, nh mỏy thu in), cao trỡnh
nh p l 78.90m, chiu rng mt p l 11.0m, chiu cao p ln nht l
44.0m.
p ph l p t nhiu khi, cú cao trỡnh nh p 78.90m, chiu
di p 164m, chiu rng mt p 10m. Mỏi p thng lu cú m=3.0; 3.25;
3.50 thay i theo cao trỡnh p p. Phớa h lu p cú b trớ lng tr thoỏt
nc bng ỏ h s mỏi m=2.0.
Trn x l l p bờ tụng trng lc, thõn p cú mỏc bờ tụng M150 ht
thụ, v bc l lp bờ tụng mỏc M200, mt trn x l c gia c bng BTCT
M400. Cao ngng trn cao trỡnh 64.90m. Mt trn x l c thit k
theo dng mt ct ễphixờrp khụng chõn khụng vi ct nc thit k H =
11.85m. Trn x l gm 5 khoang trn, mi khoang trn rng 15.0m, phõn
chia cỏc khoang trn bng cỏc tr pin cú chiu rng l 5.0m. Trờn nh p
trn cỏc khoang u cú ca van cung khụng ch, kớch thc ca l:
BxH=(15x11.5)m. Tiờu nng qua trn bng hỡnh thc tiờu nng ỏy vi b
tiờu nng di 52.0m, trong b cú b trớ hng m tiờu nng v m phõn dũng
cui trn.
Cng x sõu kt hp x cỏt: Bng BTCT M400 gm 2 khoang cú kớch
thc BxH=(5x5.5)m, ca vo cng t ti cao trỡnh 43.00m, dc ỏy
cng i=0. gim bi lng cho khu vc trc ca vo nh mỏy thu in,
cnh nh mỏy cú b trớ 1 cng x cỏt vi kớch thc: BxH=(5.0x5.5)m v
trc ca nh mỏy b trớ ng hm x cỏt cú dc ỏy i=3%, b rng ỏy
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
- 16 -
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
5.0m v chiu cao thay i t 4.05.5m, cao trỡnh ỏy thay i t cao trỡnh
44.50m n 43.00m. nh hm h v cú cỏc b phn hng dũng, xúi
cỏt, ng hm x cỏt c ni tip vi kờnh trc ca cng ly nc cú
44.50m v cng x cỏt cú cao trỡnh ỏy 43.00m. V mựa l khi phi x l
qua trn thỡ cng m cng x cỏt thỏo l kộo i bựn cỏt bi phn trc
ca nh mỏy thu in.
Hai cng x cỏt v x sõu, trong thi gian thi cụng cụng trỡnh dựng vo
vic x nc dn dũng thi cụng mựa kit v thi cụng mựa l; khi thi cụng
xong lm nhim v ca cng x cỏt v x l s c v vt tn sut. [19]
2.1.4. Cỏc thụng s chớnh ca cụng trỡnh
Mc nc trc p l:
MNC
:
65.00m
MNDBT
:
76.40m
MNTK (P=0.5%)
:
76.72m
MNLKT (P=0.1%)
:
78.51m
Mc nc h lu cụng trỡnh l:
MNTK (P=0.5%)
:
59.04m
MNLKT (P=0.1%)
:
60.70m
Qx TK(0.5%)
:
5937.30m3/s
Qx l(0.1%)
:
7335.6m3/s
Lu lng x qua trn:
Nh mỏy thu in: kiu h.
Lu lng qua NMT
:
QNM = 198 m3/s
Ct nc tớnh toỏn HTT
:
26.5 m
Cụng sut lp mỏy Nlm
:
42.0 MW
S t mỏy
:
3
Cỏc thụng s k thut chớnh c ghi nh sau [19]:
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
- 17 -
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Bng 2.1. Cỏc thụng s k thut cụng trỡnh
Giỏ tr
TT Thụng s k thut
1
2
Ký hiu
DAT
TKKT
Cỏc c trng lu vc v dũng chy nm
- Din tớch lu vc
FLV
km
2800
2800
- Lng ma bỡnh quõn nhiu nm
X0
mm
1900
1900
- Lp dũng chy bỡnh quõn nhiu nm
Y0
mm
1080
1080
- Mụ un dũng chy
M0
l/s/km
34,2
34,2
- Lu lng bỡnh quõn nhiu nm
Q0
m/s
95,9
95,9
- Tng lng
W0
106 m
3025
3025
H cha
- Cao trỡnh nh p
m
78,90
MNDBT
m
76,40
76,40
MNC
m
71,00
65
- Din tớch mt h n MNDBT
km
25,72
24,4
- Din tớch mt h n MNC
km
15,1
7,77
- Mc nc dõng bỡnh thng
- Mc nc cht
3
n v
- Mc nc l thit k
MNLTK
m
76,56
76,72
- Mc nc l kim tra
MNLKT
m
78,08
78,51
- Dung tớch cht
Wc
106 m
125,74
54,33
- Dung tớch ton b
Wtb
106 m
235,5
224,78
- Dung tớch hu ớch
Whi
106 m
109,76
170,45
- Dung tớch h cha ng vi MNLTK
106 m
240,05
233,31
- Dung tớch h cha ng vi MNLKT
106 m
283,24
281,02
Trn x l
- V trớ
Lũng sụng
- Hỡnh thc trn
ễphixờrp
- Lu lng l thit k n P = 0,5%
m/s
5870
6170
- Lu lng l kim tra n P = 0,1%
m/s
7270
7750
- Lu lng l thit k x P = 0,5%
m/s
5688
5937,3
- Lu lng l kim tra x P = 0,1%
m/s
6846
7335,6
m
76,4
76,4
- Mc nc trc l
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
- 18 -
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Giỏ tr
TT Thụng s k thut
Ký hiu
n v
DAT
TKKT
64,9
64,9
- Chiu rng trn
75
75
- S lng ca
5
5
15x11,5
15x11,5
- Cao trỡnh ngng trn
- Kớch thc ca
m
BxH
- Hỡnh thc tiờu nng
4
Tiờu nng ỏy
Cng x sõu kt hp x cỏt
- S lng ca
- Kớch thc mi ca
BxH
m
- Cao trỡnh ngng ỏy cng
2
2
5x3
5x5,5
43,00
43,00
- Lu lng qua cng ln nht khi xy ra l
thit k p = 0,5% v kt 1 ca trn
5
m/s
989,42
Kờnh dn dũng thi cụng
- Cp cụng trỡnh
Cp II
- Tn sut l thi cụng chớnh v
m/s
P=5%
- Lu lng l thi cụng
m/s
3870
m
720
- Chiu di kờnh dn dũng
- Loi kờnh
Kờnh h
- Loi mt ct
Hỡnh thang
- dc ỏy kờnh i
0,0006
- B rng ỏy kờnh B
m
83
- Cao ỏy u kờnh
m
44,5
- Cao ỏy cui kờnh
m
44,0
- Hỡnh thc gia c
Khụng gia c
(Thụng s ny c xỏc nh theo tiờu chun TCVN: 285-2002)
2.1.5. Cng di sõu
Cng gm 2 khoang vi kớch thc nxBxH = 2x5x5,5m, cao trỡnh
ngng cng 43,0m bng cao trỡnh ỏy sụng t nhiờn. Kt cu bng BTCT.
Ca cng c vn hnh bng piston thy lc. Cng c b trớ bờn vai phi
Giang Thư - Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ
