thiết kế hệ thống hồ chứa eadrang

130 12 0
  • Loading ...
1/130 trang
Tải xuống

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 28/11/2016, 09:56

Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU PHẦN I : TÌNH HÌNH CHUNG CHƯƠNG : ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ DÂN SINH KINH TẾ 1.1.Vị trí địa lý 1.2.Đặc điềm địa hình, địa mạo xây dựng công trình 1.3.Điều kiện địa chất 1.4 Bãi vật liệu xây dựng: 1.5.Điều kiện thuỷ văn 1.6.Tình hình dân sinh kinh tế 1.7.Hiện trạng thủy lợi điều kiện cần thiết xây dựng công trình 1.8.Nhiệm vụ công trình CHƯƠNG 2:GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH VÀ THÀNH PHẦN CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 2.1 Các hạng mục công trình 2.1.1 Tuyến đập 2.1.2 Tuyến tràn xả lũ 2.1.3 Tuyến cống lấy nước 2.2.Các thông số tính toán 2.2.1 Các mực nước tính toán , bùn cát 2.3.Xác định cấp bậc công trình 2.3.1.Theo chiều cao công trình loại 2.3.2.Theo nhiệm vụ công trình 2.3.3.Kết luận 2.4.Xác định tiêu thiết kế PHẦN II : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KĨ THUẬT 11 CHƯƠNG III : THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH DÂNG NƯỚC 11 3.1.Vị trí tuyến đập 11 3.2 Hình thức đập 11 3.3.Xác định cao trình đỉnh đập 11 3.3.1 Cao trình đỉnh đập: 11 3.4.Thiết kế mặt cắt 19 3.4.1 Bề rộng đỉnh đập: 19 3.4.2 Mái đập: 19 3.4.3.Thiết bị bảo vệ mái 21 3.4.4 Thiết bị thoát nước thân đập: 23 3.4.5 Chống thấm cho thân đập: 24 3.4.6 Xử lí 26 3.5.Tính thấm qua đập 26 3.5.1.Các trường hợp tính toán: : 26 3.5.2 Tính thấm qua mặt cắt lòng sông: 26 3.5.3 Mặt cắt sườn đồi: 35 3.6.Tổng lưu lượng thấm 40 Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng 3.6.1.Phương pháp tính: 40 3.6.2 Tính toán: 40 3.7 Tính toán ổn định đập đất: 41 3.7.1 Mục đích tính toán: 41 3.7.2 Trường hợp tính toán: 41 3.7.3 Tài liệu tính toán 42 3.7.4 Phương pháp tính toán: 43 3.7.5 Các bước tính toán 43 3.8 Cấu tạo chi tiết 60 3.8.1 Cấu tạo đỉnh đập 60 3.8.2 Cấu tạo đập 60 3.8.3 Nối tiếp đập với bờ 60 CHƯƠNG IV:THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ 62 4.1 Nhiệm vụ, vị trí, hình thức phận công trình 62 4.1.1 Nhiệm vụ công trình 62 4.1.2.Vị trí tuyến tràn 62 4.1.3.Hình thức tràn 62 4.2.Cấu tạo tràn 62 4.2.1.Kênh dẫn thượng lưu tường hướng dòng: 62 4.2.3.Dốc nước 64 4.2.4.Tiêu sau dốc nước 65 4.2.5.Kênh dẫn hạ lưu 65 4.3.Tính toán thủy lực tràn 65 4.4 Tính toán lựa chọn mặt cắt kênh hạ lưu 81 4.4.1 Lựa chọn thông số thiết kế 81 4.4.2 Tính toán cho cấp lưu lượng: 81 4.4.3 Kiểm tra khả xói lở kênh hạ lưu: 82 4.5.Tính toán tiêu sau công trình 82 4.6 Bộ phận cửa vào( Sân trước) 86 4.7 Ngưỡng tràn 86 4.8.Dốc nước 87 4.8.1.Bản đáy 87 4.8.2.Tường bên 87 4.9 Bể tiêu 88 4.10.Kênh xả hạ lưu 88 4.11.Trụ pin 89 4.12.Cầu giao thông 90 4.13.Các trường hợp tính toán 90 4.14 Tài liệu yêu cầu thiết kế 90 4.14.1.Bố trí kết cấu 90 4.14.2 Số liệu tính toán số an toàn 91 4.14.3 Chọn mặt cắt tính toán: 92 4.14.4 TH :Tường vừa thi công xong có xe chạy bên 92 4.14.5 TH2 Tính toán ổn định tường trường hợp vừa xả lũ xong 96 Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng CHƯƠNG V: THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC 102 5.1 Chọn tuyến hình thức cống : 102 5.1.1 Tuyến cống : 102 5.1.2 Hình thức cống : 102 5.13.Tài liệu tính toán 102 5.1.4 Sơ bố trí cống : 102 5.2 Thiết kế kênh hạ lưu cống : 103 5.2.1 Thiết kế mặt cắt kênh : 103 5.2.2.Kiểm tra tỉ số b/h 104 5.2.3 Kiểm tra điều kiện không xói : 104 5.3.Tính diện cống : 105 5.3.1 Trường hợp tính toán : 105 5.3.2 Tính bề rộng cống bc : 106 5.3.3 Tổn thất cửa : 106 5.3.4 Tổn thất dọc đường : 107 5.3.5 Tổn thất cục qua tháp van : 108 5.3.6.Tổn thất qua lưới chắn rác : 108 5.3.7.Tổn thất khe phai : 109 5.3.8.Xác định chiều cao cống cao trình đặt cống 111 5.4 Kiểm tra trạng thái chảy tính toán tiêu : 112 5.4.1 Trường hợp tính toán: 112 5.4.2 Xác định độ mở cống: 113 5.4.3 Kiểm tra chảy cống : 114 5.5 Chọn cấu tạo cống : 118 5.5.1 Cửa vào cửa : 118 5.5.2 Thân cống 119 5.5.3 Tháp van : 120 5.6 Xác định ngoại lực tác dụng lên mặt cắt cống : 121 5.6.1.Phương trình đường bão hòa 121 5.6.2.Xác định lực tác dụng lên cống 122 5.6.3.Áp lực nước : 123 5.6.4 Trọng lượng thân : 124 5.6.5 Phản lực : 124 5.6.6.Sơ đồ lực cuối trường hợp cống nước : 125 KẾT LUẬN 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO 127 Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng LỜI MỞ ĐẦU Nước ta nằm miền khí hậu nhiệt đới gió mùa, nước ta có lượng nước rào, song lại phân bố không theo không gian thời gian Phần lớn lượng nước tập trung vào mùa lũ Chính , để đảm bảo nguồn nước sinh hoạt, tưới phục vụ canh tác nông nghiệp tháng mùa kiệt, khắc phục lũ lụt phát điện… , người cần tác động phân bố lại nguồn nước theo không gian điều chỉnh dòng chảy theo thời gian cách hợp lý Một biện công trình làm đập dâng nuớc để tạo thành hồ chứa Việc xây dựng hồ chứa đem lại lợi ích to lớn, có thiệt hại mặt kinh tế , sở vật chất bị chìm ngập vùng lòng hồ Đó toán kinh tế kĩ thuật cần giải Thuỷ lợi ngành khoa học hình thành phù hợp theo yêu cầu người việc sử dụng nguồn nước Với kiến thức học giúp đỡ giáo viên hướng dẫn , em thực làm đồ án tốt nghiệp thiết kế thủy công công trình : “Hồ Chứa Eadrăng Pa2” Công trình hồ chứa nước Eadrăng xây dựng nằm suối Eadrăng – thuộc địa phận Thị trấn EaĐrăng – Huyện Ea H’leo Với nhiệm vụ đảm bảo tưới 1.000 đất trồng công nghiệp vung hạ lưu suối EaĐrăng vùng Mường Bi, cấp nước sinh hoạt cho 10000 người đồng thời góp phần tạo cảnh quan môi trường, sinh thái cho khu vực hưởng lợi Với kiến thức học hướng dẫn giáo viên hướng dẫn em thiết kế phần thủy công công trình hồ chứa nước Phước Trọng Nội dung đồ án gồm phần sau: Phần I : Tình hình chung Phần II : Tính toán thiết kế kỹ thuật Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng PHẦN I : TÌNH HÌNH CHUNG CHƯƠNG : ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ DÂN SINH KINH TẾ 1.1.Vị trí địa lý Công trình thuỷ lợi hồ chứa nước Ea Đrăng dự kiến xây dựng suối Ea Đrăng thuộc địa phận Thị trấn Ea Đrăng – Huyện Ea H’leo Vị trí đầu mối công trình cách thành phố Buôn Ma Thuột khoảng 80km hướng Bắc, cách quốc lộ 14 đoạn qua thị trấn Ea Đrăng khoảng 500m, có tọa độ địa lý sau: 13018’ – 13046’ Vĩ độ Bắc 108013’ – 108015’ Kinh độ Đông 1.2 Đặc điềm địa hình, địa mạo xây dựng công trình - Địa hình: khu vực xây dựng công trình nằm vùng địa hình đồi núi, phù hợp với địa hình vùng cao nguyên, dạng địa hình phân cách mạnh, cao độ bề mặt địa hình thay đổi nhiều Vùng lòng hố dự kiến xây dựng thung lũng nhỏ có dạng lòng chảo, mở rộng phía hạ lưu, phía thượng lưu nhỏ dần Suối nằm sát hai vùng đồi cao, vùng lòng hồ chạy dọc theo suối giới hạn hai dải đất đồi hai bên Địa hình lòng hồ dốc từ hai phía vào suối Khu vực tập trung nước gọn có dạng lòng chảo Điều kiện địa hình phù hợp xây dựng công trình - Địa mạo: nhìn chung toàn khu vực nằm dạng địa hình bóc mòn bản, sườn núi dốc thường nhân dân địa phương khai hoang canh tác Lớp sườn tích, tàn tích dày, thành phần nham thạch sét nhẹ, chứa dăm sạn, chất hữu có màu nâu nhạt, xám đen, xám vàng 1.3 Điều kiện địa chất 1.3.1 Tuyến đập đất đầu mối: - Lớp 1: Đất thổ nhưỡng có màu xám đen, lẫn nhiều rễ nhỏ & dăm sạn nhỏ, phân bố bề mặt đất, bề dày trung bình 0.2 – 0.3m, xây dựng công trình lớp cần bóc bỏ hết - Được xếp vào loại đất yếu, phân cấp từ cấp I - III Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng - Lớp 1a: Lớp đất trầm tích có màu xám đen, lẫn nhiều đá nhỏ, sỏi, cuội, cát & tạp chất hữu cơ, phân bố lòng suối, bề dày nhỏ 2.0 m Khi xây dựng công trình lớp cần bóc bỏ hết - Được xếp vào loại đất yếu, phân cấp đất từ cấp I - III - Lớp 2: Đất ba zan có màu nâu nhạt, lẫn dăm sạn nhỏ, nguồn gốc tàn tích eluvi (eQ), phân bố rộng rãi khu vực công trình, bãi vật liệu đất đắp, bề dày lớn 3.0 m Đất có trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa, khả chịu nén trung bình, tính thấm nước - Lớp 2a: Đất ba zan sườn tích có màu nâu sẫm, lẫn dăm sạn nhỏ, trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt, phân bố thung lũng, bề dày nhỏ 6.0 m - Lớp 3: Lớp đất ba zan phong hoá có màu vàng nhạt nâu nhạt, lẫn khoảng 40% dăm sạn, đá nhỏ, trạng thái cứng, kết cấu chặt vừa, khả chịu nén trung bình đến cao, thấm nước Phân bố lớp đất ba zan (2), bề dày lớn 2.0m - Lớp 4: Lớp đá ba zan có màu xám đen, đá có độ cứng cao, búa đập mạnh khó vỡ, đá bị nứt nẻ nhiều, phân bố tầng cùng, bề dày > 2.0 m 1.3.2 Tuyến tràn xả lũ: - Lớp 1: Đất thổ nhưỡng có màu xám đen, lẫn nhiều rễ nhỏ & dăm sạn nhỏ, phân bố bề mặt đất, bề dày trung bình 0.2 – 0.3m, xây dựng công trình lớp cần bóc bỏ hết - Được xếp vào loại đất yếu, phân cấp từ cấp I - III - Lớp 2: Đất ba zan có màu nâu nhạt, lẫn dăm sạn nhỏ, nguồn gốc tàn tích eluvi (eQ), phân bố rộng rãi khu vực công trình, bãi vật liệu đất đắp, bề dày lớn 3.0 m Đất có trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa, khả chịu nén trung bình, tính thấm nước - Lớp 3a: Đất ba zan phong hoá dạng bột có màu tím nhạt, xanh nhạt, phân bố tầng đuôi tràn, bề dày lớn 2.0 m Đất có trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa, khả chịu nén trung bình, tính thấm nước Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng 1.3.3 Tuyến cống - Lớp 1: Đất thổ nhưỡng có màu xám đen, lẫn nhiều rễ nhỏ & dăm sạn nhỏ, phân bố bề mặt đất, bề dày trung bình 0.2 – 0.3m, xây dựng công trình lớp cần bóc bỏ hết - Được xếp vào loại đất yếu, phân cấp từ cấp I - III - Lớp 2: Đất ba zan có màu nâu nhạt, lẫn dăm sạn nhỏ, nguồn gốc tàn tích eluvi (eQ), phân bố rộng rãi khu vực công trình, bãi vật liệu đất đắp, bề dày lớn 3.0 m Đất có trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa, khả chịu nén trung bình, tính thấm nước - Lớp 2a: Đất ba zan sườn tích có màu nâu sẫm, lẫn dăm sạn nhỏ, trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt, phân bố thung lũng, bề dày nhỏ 2.0 m - Lớp 3: Lớp đất ba zan phong hoá có màu vàng nhạt nâu nhạt, lẫn khoảng 40% dăm sạn, đá nhỏ, trạng thái cứng, kết cấu chặt vừa, khả chịu nén trung bình đến cao, thấm nước Phân bố lớp đất ba zan (2), bề dày lớn 2.0m - Lớp 4: Lớp đá ba zan có màu xám đen, đá có độ cứng cao, búa đập mạnh khó vỡ, đá bị nứt nẻ nhiều, phân bố tầng cùng, bề dày > 2.0 m 1.4 Bãi vật liệu xây dựng: + Bãi vật liệu đất đắp A - Diện tích trung bình: 20.000 m2 - Bề dày bóc bỏ trung bình: 0,3m - Bề dày sử dụng trung bình: 3,00m - Khối lượng bóc bỏ trung bình: 6.000m3 - Khối lượng sử dụng trung bình: 60.000m3 + Bãi vật liệu đất đắp B - Diện tích trung bình: 18.000 m2 - Bề dày bóc bỏ trung bình: 0,3m - Bề dày sử dụng trung bình: 3,00m Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng - Khối lượng bóc bỏ trung bình: 5.400m3 - Khối lượng sử dụng trung bình: 54.000m3 * Đặc điểm lớp đất đá: - Lớp 1: Đất thổ nhưỡng có màu xám đen, xám nâu, lẫn nhiều rễ nhỏ & dăm sạn nhỏ, phân bố bề mặt đất, bề dày trung bình 0.3m, xây dựng công trình lớp cần bóc bỏ hết - Lớp 2: Đất ba zan có màu nâu nhạt, lẫn dăm sạn nhỏ, nguồn gốc tàn tích eluvi (eQ), trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa, khả chịu nén trung bình, tính thấm nước kém, phân bố rộng rãi khu vực công trình - Lớp 3: Lớp đất ba zan phong hoá có màu xám đen, xám vàng, thành phần phong hoá gồm: Đá nhỏ, dăm sạn chiếm 40 – 50%, Đất chiếm 50 – 60%, toàn lớp có trạng thái cứng, kết cấu chặt, phân bố tầng bãi vật liệu, bề dày > 1.0m * Sử dụng lớp đất (2) làm vật liệu đất đắp đập – Lớp (2) có tiêu lý đầm nén tiêu chuẩn & chế bị – Đề nghị tính toán sau: - Độ ẩm tối ưu: W = 19% - Dung trọng khô lớn nhất: γktk= 1.5g/cm3 - Hệ số rỗng: n = 0.35 - Góc ma sát trong: ϕ = 200 - Lực dính: C = 0.3 Kg/cm2 - Hệ số thấm: K = 1.1x10-6(m/s) 1.5.Điều kiện thuỷ văn + Đặc trưng hồ chứa: Sau đo khảo sát địa hình khu vực lòng hồ, xác định thông số kĩ thuật sau: Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng Bảng I-3: Quan hệ Z~F Z~W hồ chứa Eađrăng Z (m) F W M 103m² 103m³ 552 0,00 0,00 553 0,50 0,30 554 2,20 1,60 555 7,30 6,00 556 19,50 18,80 557 39,20 47,50 558 74,50 103,70 559 105,70 195,00 560 138,50 317,80 561 172,30 474,90 562 198,60 661,40 563 225,90 874,30 564 254,80 1.115,60 565 287,20 1.387,30 566 323,90 1.694,50 567 359,40 2.037,50 568 395,50 2.416,50 569 430,50 2.831,00 570 466,70 3.281,20 571 510,80 3.770,20 1.6 Tình hình dân sinh kinh tế Hồ chứa nước EA Đrăng, thuộc thị trấn EA Đrăng - huyện EA H’Leo - tỉnh ĐăkLăk, dân số vùng chiếm đa số (65%) dân tộc kinh , đồng bào dân tộc Eđê, Bana, Ralai, Mường … Nền kinh tế phụ thuộc nhiều vào Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng nông nghiệp sở hạ tầng cho nông nghiệp chưa có công trình kiên cố, nhân dân làm công trình tạm để lấy nước, mùa kiệt nước cho sinh hoạt sản xuất, mùa lũ ngập lụt dẫn đến thu hoạch bấp bênh, đời sống nhân dân gặp nhiều khó khăn Vì xây dựng công trình thủy lợi kiên cố yêu cầu cần thiết để phát triển, cải thiện đời sống kinh tế nhân dân địa phương điều tiết phần lũ cho hạ lưu Thị trấn EA Đrăng xã lân cận vùng Tây Nguyên, đất đai màu mỡ việc phát triển kinh tế đa dạng, theo nhiều ngành nghề : nông nghiệp, thủ công nghiệp lâm nghiệp 1.7 Hiện trạng thủy lợi điều kiện cần thiết xây dựng công trình - Dọc theo suối EA đrăng chưa có công trình thuỷ lợi xây dựng Trong khu tưới hồ EA Đrăng nhân dân chủ yếu dùng máy bơm loại nhỏ bơm nước từ suối từ giếng đào ven suối lên để tưới 1.8 Nhiệm vụ công trình 1- Khai thác sử dụng có hiệu nguồn nước suối EA’Đrăng tưới cho 1.000 đất trồng công nghiệp, ăn trái màu thị trấn Ea H’Leo vùng hạ lưu suối Ea Đrăng 2- Cung cấp nước sinh hoạt cho nhân dân vùng thị trấn với dân số 10.000, dân số tính 50 năm sau khoảng 18.540 dân 3- Hồ chứa nước EA’Đrăng xây dựng góp phần cắt giảm lũ cho vùng hạ lưu suối EA’Đrăng, làm giảm thiệt hại tài sản người cho vùng 4- Dự án xây dựng góp phần cải tạo cảnh quan môi trường xã hội vùng dự án , 5- Sau Dự án xây dựng góp phần phát triển kinh tế địa phương nâng cao đời sống nhân dân Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng 5.4.2 Xác định độ mở cống: Tính theo sơ đồ chảy tự qua lỗ Q = φ α a.bc ε 2.g ( H '0 − α a ) Trong : ϕ : Hệ số lưu tốc lấy ϕ = 0,95; α = : Hệ số co hẹp ngang ε : Hệ số co hẹp đứng H0’ : Cột nước tính toán trước cửa vào đến vị trí van; H0 ’ = H0 - h W ; H0 = H + α V02 g ; V0 = ⇒ H0 = H Có : H = MNDBT -∇đáycống vào = MNDBT - Zv =567,5– 555,83 =11,67 (m) + hw : tổn thất từ cửa vào trước cửa van Ta có hw=hc+hd + hc : tổn thất cục bộ, gồm tổn thất qua lưới chắn rác tổn thất cửa vào hc= ZL + Zl + Zp = 0,006 + 0,01+0,138=0.154(m) hd= S.Lt = 0,003*23,5=0,07 (m) Vậy hw =0,154+0,07=0,224 (m) ⇒ H0’ = 11,67 – 0,224 = 11,446 (m) Hệ số co hẹp đứng ε = f  a H   xác định a phương pháp sử dụng  bảng quan hệ Jucốpki Tính F(τc) = Q 2,1 = = 0,05 3/ 0,95 ×1,1×11, 673/2 ϕ ×b × H0 Như ta thấy F(τc) < 0,264 Sử dụng bảng (15-1) tra τc = 0,011 113 Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng tra bảng (16 – 1) : ε = 0,611 ⇒ a = τ c × H 0' = 0, 011× ε 11, 446 = 0,2 (m) 0, 611 5.4.3 Kiểm tra chảy cống : 5.4.3.1.Vẽ đường mặt nước để tìm độ sâu cuối cống hr a Định tính : cần xác định hc , hc , h k + hc : Độ sâu co hẹp sau van : hc = α.a = 0,611.0,2 = 0,122 (m) +hk : Độ sâu phân giới : hk = → hk = 3 α q g với q = Q 2,1 = = 1,9 (m) b 1,1 1.1,92 = 0,71(m) 9,81 Độ sâu dòng h0 : Tính theo phương pháp thử dần Với Q =2,1 (m /s) , bc = 1,1 m , S = 3.10-3 Áp dụng công thức Sêrimanlink: Q = A.Rh2/3 S0 n Với : + A : Diện tích mặt cắt ướt A = bc.h0 + P : Chu vi ướt P = 2*h0 + bc + n = 0,014 + S = 3.10-3 + Q = 2,1 (m3/s) + bc =1,1(m) Giải thử dần tìm h0 = 0,99 (m) So sánh trị số vừa tìm thấy : hc < hk < h0 Vậy đường mặt nước sau van đường nước dâng M3 5.4.3.2 Định lượng : Xuất phát từ mặt cắt co hẹp vẽ mặt cắt cuối cống Mặt cắt thường lấy cách cửa van khoảng : l = 1,4.a = 1,4.0,2= 0,28 (m) Ltt = 74.7-0,28 = 74,42 (m) 114 Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng Ta dùng phương pháp cộng trực tiếp để vẽ đường mặt nước theo phương pháp khoảng cách mặt cắt có độ sâu biết h1, h2 : ∆L = ∆E − S −S Trong : ∆E = E2 - E1 ; S + S2 ) S= E2 = h2 + αV22  V2 ; S1 =  C R  115 ; E1= h1 +   ; S2 =    V2  C R  2g     αV12 2g ; Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng Kết tính toán thể bảng : Bảng 3.1 Tính toán đường mặt nước đoạn không đổi Q =2.1(m3/s) y b A P R C V αV2/2g E ∆E 0.122 1.1 0.13 1.34 0.10 48.65 15.648 12.481 12.603 Si 4.563 7.174 4.765 3.211 0.3268 -0.3238 7.442 2.375 0.1339 2.654 1.816 0.0864 2.136 1.423 0.0589 1.784 1.134 0.0417 1.538 0.913 0.0304 1.364 0.738 0.0225 1.239 0.592 0.0169 1.152 0.369 1.079 66.98 0.0147 -0.0117 7.442 0.0126 -0.074 0.710 1.1 0.78 2.52 0.31 58.76 2.689 59.54 0.0197 -0.0167 7.442 -0.087 0.560 1.1 0.62 2.22 0.28 57.69 3.408 52.10 0.0265 -0.0235 7.442 -0.124 0.502 1.1 0.55 2.10 0.26 57.15 3.804 44.65 0.0360 -0.0330 7.443 -0.175 0.451 1.1 0.50 2.00 0.25 56.61 4.232 37.21 0.0503 -0.0473 7.443 -0.246 0.405 1.1 0.45 1.91 0.23 56.04 4.716 29.77 0.0726 -0.0696 7.443 -0.352 0.361 1.1 0.40 1.82 0.22 55.42 5.284 22.33 0.1101 -0.1071 7.442 -0.518 0.320 1.1 0.35 1.74 0.20 54.72 5.970 14.88 0.1794 -0.1764 7.442 -0.797 0.280 1.1 0.31 1.66 0.19 53.94 6.826 7.44 0.2249 3.452 74.42 0.0097 -0.0067 11.052 0.0068 Từ bảng kết ta tìm ứng với hr =0,56(m) Ltt =74.42(m) Tổng chiều dài ΣL = 85.47m > Ltt = 74.42 m (khoảng cách từ cửa van đến cửa ) → Không xuất nước nhảy cống 116 L 0.00 0.4287 -1.313 0.241 1.1 0.26 1.58 0.17 53.02 7.938 ∆L 0.7324 -0.7294 7.442 -2.410 0.202 1.1 0.22 1.50 0.15 51.93 9.462 S0-Stb 1.0361 -5.428 0.163 1.1 0.18 1.43 0.13 50.55 11.729 7.012 Stb 85.47 Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng 5.4.3.3.Tiêu sau cống: - Do dòng chảy cống dòng chảy xiết , dòng chảy hạ lưu dòng chảy êm lên có nước cống , ta cần tính toán kích thước bể tiêu để giảm bớt lượng dư thừa dòng nước 5.4.3.3.1.Xác định kích thước bể tiêu - Bài toán đặt xác định chiều sâu bể d để đảm bảo xảy nước nhảy sau cửa cống ( phạm vi bể ) Muốn ta có : hb ≥ σ.hc’’ (1) Trong : + hb = hh + d +Z2 + σ – hệ số ngập , 1,05 ÷ 1,10 + hc’’ – độ sâu liên hiệp với độ sâu co hẹp đầu bể , tính với lượng toàn phần E0 : E0 = hr + Vr2 + d + P2 2g + hr vr : độ sâu lưu tốc bình quân mặt cắt cuối cống + P2 = : chênh lệch đáy cuối cống đầu kênh hạ lưu Q Ar Vr = + Ar : Diện tích mặt cắt ướt ⇒ Vr2 2,12 = = 0,59(m) ⇒ E0 = 0,56 + 0,59 + d g (1,1.0.56)2 2.9,81 Theo Agơrốtskin F(τ ) = c q tra bảng tìm τ ''c ⇒ hc’’= τ ''c E0 ϕ E03/2 117 Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng Giả thiết d = 0.7 (m) ⇒ E0 = 1.85(m) ⇒ Fτ c = 0, 794 ⇒ τ c = 0, 6728 ⇒ h ''c = 1, 24 Kiểm tra điều kiện (1) hb = 1.03 +0.7+ 0.015 = 1.745 (m) > σ.hc’’ = 1,06.1,24 =1.31(m) Vậy chiều sâu bể d = 0,7(m) 5.4.3.3.2.Xác định chiều dài bể tiêu Lb = L1 +β.Ln Trong : + L1 : Chiều dài nước rơi tính đập tràn đỉnh rộng : L1 = 1, 64 H o ( P + 0, 24.H o ) P = d = 0,7 (m) α Vr2 3.42 Ho = h r + = 0,56 + = 1,15(m) g 2.9,81 L1 = 1,64 1,15 ( 0, + 0, 24.1,15 ) = 1,73(m) - β = 0,75 ÷ 0,8 - Ln: Chiều dài nước nhảy tính theo Saphơranet: Ln = 4,5.hc” = 4,5.1,24= 5,58 (m) Vậy tổng chiều dài bể là: Lb = 1,73 + 5.58.0,75 = 5,915 (m) Chọn Lb= m 5.5 Chọn cấu tạo cống : 5.5.1 Cửa vào cửa : Cửa vào, cửa cần đảm bảo điều kiện nối tiếp thuận với kênh thượng, hạ lưu Thường bố trí tường hướng dòng hình thức mở rộng dần Góc chụm tường hướng dòng cửa vào lấy khoảng 180 ÷ 230 lớn hơn, lấy 200 118 Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng Góc chụm cửa không vượt 80 ÷ 120 để tránh tượng tách dòng, đồ án ta lấy 100 Các tường cách làm thấp dần theo mái Cấu tạo cửa cần kết hợp với việc bố trí thiết bị tiêu Cuối bể tiêu cần có phận chuyển tiếp kênh hạ lưu (thường đá lát) , sau bể tiêu cần bố trí đoạn bảo vệ kênh hạ lưu có chiều dài chiều dài sau nước nhảy, Lsn xác định theo công thức : Lsn = (2,5 ÷ 3)Lbể , Chọn ⇒Lsn = 3.Ln = 3.4 = 12 (m).Chọn Lsn=12(m) Hình thức bảo vệ đá xây dày δ = 0,5(m) Hình Cấu tạo cửa vào 5.5.2 Thân cống 5.5.2.1 Mặt cắt : Cống hộp thường làm bê tông cốt thép, đổ chỗ Mặt cắt ngang cống có kết cấu khung cứng, thường làm vát góc để tránh ứng suất tập trung Chiều dày thành cống xác định theo điều kiện chịu lực, điều kiện chống thấm yêu cầu cấu tạo Theo điều kiện chống thấm cần đảm bảo : t≥ H [J ] Trong : H : Cột nước lớn nhất, H = 19,84 (m), [J] : Gradien cho phép thấm vật liệu bê tông, [J] = 10 ÷ 15, ta chọn [J] = 15 ⇒ t= H = 1, 32(m) [J ] 119 Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng Chọn theo tính toán lớn ta chọn theo cấu tạo t = 0,5 (m) 5.5.2.2 Phân đoạn cống : Khi cống dài, cần bố trí khe nối chia cống thành đoạn nhỏ để tránh rạn nứtdo lún không Chiều dài đoạn phụ thuộc vào địa chất tải trọng cống, thường từ khoảng 10 ÷ 20 (m) Ở ta chọn Lđoan = 15 (m) Tại khe nối cần đặt thiết bị chống rò nước, thiết bị chống rò nước làm kim loại dùng cho ngang đứng cống hộp Khi cột nước tác dụng không cao làm thiết bị chống rò khớp nối kiểu dây thừng tẩm nhựa đường Chi tiết nối ngang đứng thể chi tiết vẽ a b a : Khớp nối đứng 1.Bao tải tẩm nhựa đường b : Khớp nối ngang 2.Đổ nhựa đường 3.Tấm kim loại hình Ω 4.Tấm kim loại phẳng 5.Bao vữ đổ sau 5.5.2.3 Nối tiếp thân cống với : Cống hộp đổ trực tiếp hay lớp bê tông lót dày khoảng 10 ÷ 15 (cm), đá tải trọng lên cống lớn cần tăng bề rộng đáy cống để hạn chế ứng suất đáy móng 5.5.2.4 Nối tiếp thân cống với đập : Thường dùng đất sét nện chặt thành lớp bao quanh cống dày khoảng 0,5 ÷ (m) Tại chỗ nối tiếp đoạn cống, làm thành gờ để nối tiếp cống với đất đắp tốt 5.5.3 Tháp van : 120 Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng Vị trí tháp van thường bố trí khoảng mái thượng lưu đập để đảm bảo không sinh nước nhảy cống ứng với mực nước cao đảm bảo yêu cầu khác Trong tháp thường bố trí van công tác van sửa chữa cố, cần bố trí lỗ thông cần thiết (khi có nước nhảy cống chiều sâu sau nước nhảy xấp xỉ tới trần cống) Mặt cắt ngang tháp thường dạng chữ nhật Chiều dày thành xác định theo điều kiện chịu lực, điều kiện chống thấm yêu cầu cấu tạo Thường thành tháp có chiều dày thay đổi (kiểu dật cấp) theo thay đổi áp lực Phía tháp có nhà để đặt máy đóng mở thao tác van; có cầu công tác nối tháp van với đỉnh đập 5.6 Xác định ngoại lực tác dụng lên mặt cắt cống : - Trong đồ án yêu cầu tính toán ngoại lực tác dụng lên mặt cắt cống (mặt cắt đỉnh đập), cho trường hợp thượng lưu MNDBT ,cống đóng 5.6.1.Phương trình đường bão hòa 571.7 Y MNDBT d 600 Zo h1 556 KO m2 = m'2 = 300 563.7 Kd 25 m2 = h3 O X ao L Hình : Sơ đồ tính thấm qua đập có tường nghiêng chân không không thấm hạ lưu nước - Lấy kết tính toán phần thiết kế đập đất ta có : h3 = 8,59 (m) a0 = 1,61 (m) q = 5,67.10-7 (m2/s) 121 Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng + Phương trình đường bão hòa trục tọa độ (Hình ) có dạng : Y = , − 1, X Tại mặt cắt đỉnh đập ta có x = 3,25.15,7- 3,25.8,59+ = 23,72 m y = 7,07 m 5.6.2.Xác định lực tác dụng lên cống - Xét đoạn cống dài 1m , lực tác dụng lên cống : trọng lượng thân cống, Áp lực đất, Áp lực thấm đẩy ngược, Áp lực nước cống Zd Z1=8.63 MNN q1 q2 p1 p2 p1 q4 q5 p'2 p'1 Z'2 q3 q6 Z2=7.07 H q5 B R p2 p'1 p'2 Hình Sơ đồ lực tác dụng lên cống 5.6.2.1 Áp lực đất : 5.6.2.1.1 Trên đỉnh : q1 = K ∑γi Zi Trong : γi , Zi : Dung trọng chiều dày lớp đất đắp đỉnh, K :hệ số phụ thuộc vào điều kiện đặt cống ống chôn hào : 122 Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng H K = f   ,  R0  +H: khoảng cách tử đỉnh cống đến mặt đất đắp +B0: Bề rộng hào + Ta lấy K = 1(đỉnh cống đặ ngang với miệng hào +Z1-Khoảng cách từ đỉnh đập đến tâm đường bão hòa = 7,07(m) γ tn = 1,78 (T/m3) + Z2 - khoảng cách từ mặt cống tới đường bão hoà = 8,63(m) γ đ n = 0,85(T/m3) đ +Để nối tiếp thân cống với đập dùng lớp sét đầm chặt Z ' =0,5(m) γ đs =0,93(T/m3) γ tn = γ wđập = γ kđập(1 + w) = 1,5.(1+0,19) = 1,78 (T/m3 ) γ bhđập = γ kđập +n γ n = 1,5 + 0,35.1 = 1,85 (T/m3 ) → γ đnđập = 0,85 (T/m3 ) γ đnset = 1,93– = 0,93(T/m3 ) q1 = Z1 γ tn + (Z2 – Z’2) γ đnđập +Z’2 γ đnset = 7,07.1,78 + (8,63 -0,5).0,85 + 0,93.0,5 = 19,88 (T/m) 5.6.2.1.2 Hai bên : - Biểu đồ áp lực bên có hình dạng hình thang với: P1 = q1 tg2( 450- ϕ/2) + Trong : ϕ : Góc ma sát đất đắp đập ϕ = 200 ⇒ P1 = 19,88 tg2( 450- 100) = 9,74(T/m) P1’ = q1’ tg2( 450- ϕ/2) (trên đỉnh) ( đáy) Trong : q1’ = q1 + γđđn H = 19,88 + 0,85.2,7 = 22,18 (T/m) ⇒ P1’ = 22,18 tg2( 450- 100) = 15,53 (T/m) 5.6.3.Áp lực nước : 123 Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng - Gồm áp lực nước bên Áp lực nước cống tác dụng lên đỉnh, hai bên đáy cống Cường độ áp lực nước xác định theo qui luật thủy tĩnh + Trên đỉnh : q2 = γn Z2 = 1.8,63= 8,63 (T/m) + Hai bên : p2 = γn Z2 = 1.8,63 = 8,63(T/m) p2’ = γn (Z2 + H) = 1.(8,63+2,7) = 11,33 (T/m) + Dưới đáy : q3 = γn ( Z2 + H) = 1.(8,63+2,7)= 11,33(T/m) 5.6.4 Trọng lượng thân : +Tấm nắp : q4 = γbt tn = 2,4.0,5 = 1,2 (T/m) +Tấm bên : q5 = γbt tb = 2,4.0,5 = 1,2 (T/m) +Tấm đáy : q6 = γbt td = 2,4.0,5 = 1,2 (T/m) 5.6.5 Phản lực : - Biểu đồ phân bố phản lực phụ thuộc vào loại cách đặt cống; thường R phân bố không đều, song tính toán xem phân bố : R = q1 + q2 - q3 + q4 + q6 + × q5 ( H − t d − t n ) B R = 19,88+ 8,63 –11,33+ 1,2 +1,2 + × 124 1, 2(2,7 − 0,5 − 0,5) = 21,52 (T/m) 1,1 + 0.5 + 0.5 Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng 5.6.6.Sơ đồ lực cuối trường hợp cống nước : Zd Z1=8.63 MMN q p p q5 pt Z'2 Z2=7.07 H q5 pt B qn Hình Sơ đồ lực cuối tác dụng lên cống 5.6.6.1 Các lực thẳng đứng : + Phân bố đỉnh : q = q1 + q2 + q4 = 19,88 + 8,63 + 1,2 = 29,71 (T/m) + Phân bố đáy : qn = R - q6 + q3 = 21,52 - 1,2 + 11,33 = 31,65 (T/m) 5.6.6.2 Các lực nằm ngang : + Bộ phận : p = p1 + p2 = 9,74+8,63 = 18,37 (T/m) + Bộ phận tuyến tính : pt = p1’ + p2’ - p1 - p2 = 15,53+ 11,33 – 9,74- 8,63 = 8,49(T/m) 125 Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng KẾT LUẬN Với đề tài :″Thiết kế công trình đầu mối hồ chứa Eadrăng”, sau 10 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với phấn đấu lỗ lực thân hướng dẫn tỉ mỉ, chu đáo, nhiệt tình cô giáo em hoàn thành đồ án thời gian quy định Thời gian tuần làm đồ án thực khoảng thời gian bổ ích cho sinh viên trước trường Nó giúp sinh viên hệ thống hoá, tổng hợp lại kiến thức học năm từ môn đại cương: Sức bền vật liệu, Cơ lý thuyết, môn học Thủy văn, Thủy lực, môn chuyên ngành Thi công hay Thủy công, tất cần thiết cho việc làm đồ án tốt nghiệp đặc biệt sau làm Ngoài rèn luyện kỹ đọc tài liệu, độc lập suy nghĩ, sáng tạo, cầu nói lý thuyết thực tế việc thiết kế, thi công công trình, đồng thời chuẩn bị chu trở thành cử nhân thủy lợi thực thụ sau Chính Đồ Án Tốt Nghiệp công trình đầu tay có ý nghĩa lớn em Tuy nhiên khoảng thời gian ngắn với khối lượng công việc, tính toán tương đối lớn đặc biệt sinh viên trình độ hạn chế kinh nghiệm thực tế chưa có nên đồ án tránh khỏi sai sót chỗ chưa hợp lý Kính mong thầy cô bảo hướng dẫn để em có thêm nhiều kiến thức bổ ích phục vụ cho công việc sau Cuối em xin cám ơn tận tình bảo cho em hoàn tất đồ án tốt nghiệp Kính chúc cô, thầy lời chúc tốt đẹp nhất! Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội , ngày 126 tháng năm 2011 Đồ án tốt nghiệp cử nhân Công trình hồ chứa nước Eađrăng TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Giáo trình thủy công tập I +II , trường Đại học thủy lợi Giáo trình sở hệ thống thủy lực trường Đại học thủy lợi Giáo trình thủy lực tập I + II trường Đại học thủy lợi Giáo trình móng trường Đại học thủy lợi Giáo trình học đất trường Đại học thủy lợi Đồ án môn học thủy công trường Đại học thủy lợi Quy phạm thiết kế đập đầm nén 14 TCN 157-2005 Quy phạm thiết kế cống Quy phạm thiết kế kênh 4253- 1986 10 Tiêu chuẩn ngành TCN 127
- Xem thêm -

Xem thêm: thiết kế hệ thống hồ chứa eadrang, thiết kế hệ thống hồ chứa eadrang, thiết kế hệ thống hồ chứa eadrang

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nạp tiền Tải lên
Đăng ký
Đăng nhập