Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: SỐ ĐỀ : C27 A TÀI LIỆU CHO TRƯỚC : I Nhiệm vụ cơng trình : Hồ chứa nước H sông S đảm nhận nhiệm vụ sau đây: Cấp nước tới cho 2650 ruộng đất canh tác Cấp nước sinh hoạt cho 5000 hộ dân Kết hợp ni cá lòng, tạo cảnh quan môi trường, sinh thái phục vụ du lịch II Các cơng trình chủ yếu khu đầu mối : Một đập ngăn sơng Một đường tràn tháo lũ Một cống đặt đập để lấy nước III Tóm tắt số tài liệu : Địa hình : Cho bình đồ vùng tuyến đập Địa chất : Cho mặt cắt địa chất dọc tuyến đập ; tiêu lý lớp bồi tích lòng sơng cho bảng Tầng đá gốc rắn trắc , mức độ nứt nẻ trung bình lớp phong hố dầy 0,5- m Vật liệu xây dựng : a) Đất : Xung quanh vị trí đập có bãi vật liệu: A ( trữ lương 800.000m3 cự ly 800m ) B (trữ lượng 600.000m3 cự ly 600m ) C ( trữ lượng 1.000.000m3 cự ly km ) Chất đất thuộc loại thịt pha cát , thấm nước tương đối mạnh , tiêu nh bảng Điều kiện khai thác bình thường Đất sét khai thác vị trí cách đập 4km , trữ lượng đủ làm thiết bị chống thấm b) Đá : Khai thác vị trí cách cơng trình 8km trữ lượng lớn , chất lượng đảm bảo đắp đập , lát mái : Một số tiêu lý :  =32o ; n =0,35 ( đống đá ) ; k = 2,5 T /m3 (của đá ) c) Cát , sỏi : Khai thác bãi dọc sông; cự ly xa 3km trữ lượng đủ làm tầng lọc Cấp phối bảng SVTH: Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: Bảng1 - Chỉ tiêu lý đất vật liệu đắp đập Chỉ tiêu HS rỗng n Độ ẩm W% ϕ (độ) Tự nhiên Bão hòa Loại Đất đắp đập (chế bị) 0,35 20 23 20 Sét (chế bị) 0,42 22 17 13 Cát 0,40 18 30 27 Đất 0,39 24 26 22 Bảng - Cấp phối vật liệu đắp đập d(mm) d10 C (T/m2) Tự Bão nhiên hòa 3,0 5,0 1,0 d50 Loại Đất thịt pha cát 0,005 0,05 Cát 0,05 0,35 Sỏi 0,50 3,00 Đặc trưng hồ chứa thông số kỹ thuật: - Các mực nước hồ mực nước hạ lưu: bảng - Tràn tự động có cột nước đỉnh tràn Hmax = 3m - Vận tốc gió tính tốn ứng với mức đảm bảo P% 2,4 3,0 0,7 γK (T/m3) k (m/s) 1,62 10-5 1,58 1,60 1,59 4.10-9 10-4 10-6 d60 0,08 0,40 5,00 P% 20 30 50 V(m/s) 32 30 26 17 14 12 - Chiều dài truyền sóng ứng với MNDBT: D =1,8km ; ứng với MNLTK: D’ = 2,1km - Đỉnh đập khơng có đường giao thơng chạy qua SVTH: Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: Bảng – Tài liệu thiết kế đập đất Đặc trưng hồ chứa Mực nước hạ lưu (m) Đề số Sơ đồ D (km) MNC (m) MNDBT (m) Bình thường Max (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 27 C 119,5 140 111,5 110,5 + Mực nước lũ thiết kế: MNLTK = MNDBT + = 140 +3 = 143 (m) + Mực nước lũ kiểm tra: MNLKT = MNLTK + = 143 +1 = 144 (m) B NỘI DUNG THIẾT KẾ I Thuyết minh - Phân tích chọn tuyến đập, hình thức đập; - Xác định kích thước đập; - Tính tốn thấm ổn định; - Chọn cấu tạo chi tiết II Bản vẽ - Mặt đập - Cắt dọc đập (hoặc diện hạ lưu); - Các mặt cắt ngang đại biểu lòng sơng bên thềm sông; - Các cấu tạo chi tiết SVTH: Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: A NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG I Nhiệm vụ công trình: Lưu vực dòng sơng S vùng đất rộng lớn Mà nhu cầu nước vùng lớn Do vấn đề cấp nước cho sản xuất cần thiết Chính ta phải tạo hồ chứa H sông S Hồ chứa H đảm nhận nhiệm vụ chủ yếu là: Cấp nước tới cho 2650 ruộng đất canh tác kết hợp ni cá lòng hồ, cấp nước phục vụ sinh hoạt cho 5000 dân tạo cảnh quan môi trường, sinh thái phục vụ du lịch Để thực tốt nhiệm vụ phải xây dựng cơng trình chủ yếu khu đầu mối là: Một đập ngăn sông Một đường tràn tháo lũ Một cống đặt đập để lấy nước II Chọn tuyến đập: Dựa theo bình đồ khu đầu mối cho: Hai bên bờ sơng có đồi ∇ 155m nằm đối xứng thu hẹp lòng sơng lại Theo mặt cắt địa chất tuyến đập: tầng đá gốc đồi tương đối tốt, lớp phủ tàn tích mỏng Tại khu vực đồi có bãi vật liệu thuận tiện cho việc thi công Do ta chọn tuyến đập C-C qua đỉnh đồi hình vẽ cho III Chọn loại đập: Theo tài liệu cho ta thấy: Tầng bồi tích lòng sơng tương đối mỏng Về vật liệu địa phương chủ yếu đất bãi vật liệu A (trữ lượng 800.000m3 cự ly 800m), B(trữ lượng 600.000m3, cự ly 600m); C(trữ lượng 1.000.000m3, cự ly 1Km) Điều kiện khai thác dễ, thuận tiện cho việc thi công Vì ta chọn loại đập đất Do đất đắp đập thấm tương đối mạnh nên ta phải làm thiết bị chống thấm: Từ tài liệu cho ta thấy trự lượng đất sét bãi vật liệu cách cơng trình khoảng 4Km nhiều, chất lượng tốt Đủ làm vật liệu chống thấm Do ta chọn đất sét làm vật liệu chống thấm Các loại vật liệu khác: Đá, cát, cuội sỏi ta dùng làm tầng lọc ngợc bảo vệ mái sau làm xong đập đất IV.Cấp cơng trình tiêu thiết kế: Cấp cơng trình: a) Theo chiều cao cơng trình loại : SVTH: Đồ án mơn học: Đập hồ chứa GVHD: Cao trình đỉnh đập: Zđỉnh đập= MNLTK + d với d = 1,5 3,0 chọn d =2 thay số ta có Zđ = 143 + = 145 (m) Từ mặt cắt địa chất tuyến đập C: Zđáy đập = 103,5 m (có kể đến bóc bỏ 50cm = 0,5 m ) Vậy chiều cao đập H = Zđỉnh đập - Zđáy đập = 145 – 103,5 = 41,5 m Tra bảng – QCVN 04-05/2012BNNPTNT → Cấp thiết kế cấp II b) Theo nhiệm vụ cơng trình: Tới cho 2650ha Tra bảng – QCVN 04-05/2012BNNPTNT → Cấp thiết kế cấp III So sánh tiêu ta chọn cấp cơng trình cấp II Chỉ tiêu thiết kế: Từ cấp cơng trình xác định được: - Tần suất lưu lượng, mức nước lớn nhất: Tra bảng ta có P = 1% - Tần suất gió lớn gió bình qn lớn (TCVN 8216:2009) P = 4% P = 50% - Theo quan hệ tài liệu : P = 4% → V = 28m/s : MNDBT P = 50% → V = 12m/s : MNDTK SVTH: Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: B CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐẬP ĐẤT I Đỉnh đập: Cao trình đỉnh đập: - Xác định từ mực nước: MNDBT MNLTK Z1 = MNDBT + ∆h + hsl + a Z2 = MNLTK + ∆h ’ + hsl’ + a’ Z3 = MNLKT + a’’ = 144 + 0,2 = 144,2 (m) Trong đó: ∆h ∆h ’ : Độ dềnh gió ứng với tính tốn lớn gió bình quân lớn nhất; hsl hsl’ : Chiều cao sóng leo (có mức đảm bảo 1%) ứng với gió tính tốn lớn gió bình qn lớn a a’: Độ vượt cao an toàn a) Xác định ∆h , hsl ứng với gió lớn V : * Xác định ∆h : V D ∆h = 2.10 cos α s gH −6 Trong đó: V- Vận tốc gió tính tốn lớn ứng với p=4%: V = 28(m/s) D - Đà sóng ứng với MNDBT: D = 3.103(m) g- Gia tốc trọng trờng (m/s2): g = 9,81(m/s2) H- Chiều sâu nước trước đập (m) H = ∇ MNDBT - ∇ đáy sông = 140 - 103,5= 36,5(m) α S - Góc kẹp trục dọc hồ hướng gió α S = 00 282 3.103 Δh=2.10 1= 0,013 (m) 9,81.36,5 -6 * Xác định hsl: Theo TCVN – 8421:2010 chiều cao sóng leo có mức bảo đảm 1% xác định sau: hsl(1%) = K1 K2 K3 K4 hs1% Trong đó: hs1% - Chiều cao sóng với mức bảo đảm 1%; K1, K2 - hệ số phụ thuộc độ nhám tương đối SVTH: Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD:  /h1% đặc trưng vật liệu gia cố mái đập; K3 - hệ số phụ thuộc vào tốc độ gió hệ số mái nghiêng ; K4 - hệ số xác định từ đồ thị hình P2-3 Xác định hs1% - Giả thiết trường hợp xét sóng nước sâu tức : H ≥ 0,5 λ - Tính giá trị khơng thứ ngun gt gD , V V2 Trong g : gia tốc trọng trờng lấy g = 9,81 ( m/s2) t : thời gian gió thổi liên tục Lấy t = = 86400 s V : vận tốc gió tính tốn V = 28 m/s D : chiều dài truyền sóng ứng với MNDBT ; D = 3000 m Thay số ta tính được: gt 9,81.6.3600 = = 7568 V 28 gD 9,81.3000 = = 38 V2 282 Tra đồ thị hình P2-1 ứng với đường bao ta : + ứng với gt gh gt = 7568 ⇒ = 0, 07; = 3,8 V V V + ứng với gD gh gt = 38 ⇒ = 0, 012; = 1, 22 V V V  gh  =0,012  ta chọn cặp giá trị nhỏ là:  gVt  =1,22  V gh V 282 =0,012 =0,96 ( m ) g 9,81 V ⇒ h= t= 1,22.V 1,22.28 = = 3,5 ( m ) g 9,81 bước sóng trung bình xác định theo công thức sau : SVTH: Đồ án môn học: Đập hồ chứa λ= GVHD: gτ 9,81.3, 52 = = 19,14 (m) 2π 2.3,14 H = 36,5m ; 0,5 λ =0,5.19,14 = 9,57 m ⇒ H > 0,5 λ ⇒ giả thiết Vậy sóng sóng nước sâu Chiều cao sóng ứng với mực nước đảm bảo 1% xác định theo công thức sau : hs1%=K1% h Trong đó: K1% tra theo đồ thị hình P2-2 ứng với gD =38 P = % ⇒ K1% = 2,1 V2 chiều cao sóng ứng với mực nước đảm bảo P = 1% : hs1% =K1%.htb = 2,1.0,96 = 2,02 (m) Tra hệ số K1, K2 : chọn lớp vật liệu gia cố mái đá lát bình thường  =0,02 ∆ 0, 02 = = 0, 01 tra bảng P2-3 ⇒ giá trị K1 = 0,95 ; K2 =0,85 h1% 2, 02 Tra hệ số K3: giả thiết hệ số mái m = 35; V =28m/s tra bảng P2-4 ta K3 =1,5 λ 19,14 = = 9,5 → λ h 2, 02 1% Tra K4 : ta có tra đồ thị hình P2-3 suy K4=1,13 Tra K :  =0 tra bảng P2-6 suy K = chiều cao sóng leo có mức bảo đảm 1% hsl1% = K1.K2.K3.K4.K.hs1%=0,95.0,85.1,5.1,13.2,02 = 2,77 m cao trình đỉnh đập ứng với MNDBT : Z1 = MNDBT + ∆h + hsl + a = 140 + 0,013 + 2,77 +0,7 = 143,5 m b Xác định h’ hsl’ ứng với gió bình qn lớn V’ * xác định h’ h’ đợc xác định theo công thức sau V '2 D ' Δh =2.10 cosα ' ' gH ' -6 V’ : vận tốc gió lớn với gió bình qn lớn P50% suy V’ = 12 m/s D’ đà sóng ứng với MNLTK D’ = D + 0,3km = 3000 + 300 = 3300 m SVTH: Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: H’ chiều sâu nước trước đập ứng với MNLTK H’ = MNLTK – Zđỉnh đập = MNDBT + Hmax – Zđáy đập thay số : H’ = 140 + – 103,5 = 39,5 m  s góc kẹp hướng dọc hồ hướng thổi gió tính tốn cho trường hợp bất lợi , lấy  ‘s = ⇒ cos ‘ =1 thay số vào cơng thức ta tính h’ Δh ' =2.10-6 V'2 D' ' −6 12 3300 cosα = 2.10 = 0,002 (m) gH ' 9,81.39,5 Xác định hsl’ : theo TCVN 8421:2010 , chiều cao sóng leo có mức bảo đảm 1% tính sau : hsl1%’ = K1’ k2’ K3’.K4’ K ‘s.hsl’ hsl’1% : chiều cao sóng với mức bảo đảm 1% đợc tính với trường hợp gió bình qn lớn V’= 12m/s K1’ ,K2’ : hệ số tra bảng P2-3 K3’: Hệ số tra bảng phụ lục P2-4 K4’ : hệ số tra đồ thị hình P2-3 K ‘s : hệ số phụ thuộc vào s’ tra bảng P2-6 Xác định hsl1%’ theo QPTL C1-78 Giả thiết trường hợp tính sóng nước sâu ( H’  0,5 ’ ) Tương tự ta tính giá trị không thứ nguyên : gt 9,81.6.3600 = = 17658 V' 12 gD ' 9,81.3300 = = 225 V '2 122 Tra đồ thị hình P2-1 ứng với đường bao ta : + ứng với gt gh gt = 17658 ⇒ '2 = 0, 09; ' = 4, ' V V V + ứng với gD' gh gt = 225 ⇒ '2 = 0, 025; ' = 1,93 '2 V V V SVTH: Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD:  gh  =0,025  ta chọn cặp giá trị nhỏ là:  gVt  =1,93  V h' = t′ = 0, 025.122 = 0,37 m 9,81 1,93.12 = 2, ( s ) 9,81 gt ' 9,81.2, 42 λ= = = 9( m) 2π 2.3,14 ' Kiểm tra lại điều kiện sóng nước sâu: H’ > 0,5 λ' H’ = 41,5 > 0,5.9 = 4,5 (m) : Thoả mãn điều kiện giả thiết Tính h’s1% = K1% h, Trong đó: g D ' = 225 → K1% = 2,1 Trong K1% tra đồ thị hình P2-2 ứng với đại lượng V ' h’s1% = 2,1.0,37 =0,78 (m) - Hệ số K’1, K’2 tra bảng P2-3 Lấy ∆ = 0,02 ⇒ ∆ 0, 02 = = 0, 03 → K’1 = 0,84 ; K’2 =0,74 ' hs1% 0, 78 - Hệ số K’3 tra P2-4, phụ thuộc vào vận tốc gió hệ số mái m - Chọn sơ hệ số mái: m = 35 - Tra bảng P2-4 cách nội suy ta → K’3 = 1,18 (Vgió = (20>12m/s > 10m/s) λ' - Hệ số K’4 tra đồ thị hình P3-2, phụ thuộc vào hệ số mái m trị số h 'S 1% λ' = = 11,54 → K '4 = 1,6 h 'S 1% 0, 78 h’sl1% = K’1.K’2.K’3.K’4.h’s1% = 0,84.0,74.1,18.1,6.0,78 = 0,92 (m) Vậy Z2 = MNLTK + ∆h ’ + h’sl + a’ = 143 + 0,002 + 0,92 + 0,5 = 144,42 (m) SVTH: 10 Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: a Xác định lưu lượng thấm: Dùng phương pháp phân đoạn, bỏ qua độ cao hút nước a o cuối dòng thấm, lưu lượng thấm q độ sâu h3 sau tường nghiêng xác định từ hệ sau:  h12 − h32 − Z20 h1 − h3  q = K  + T  δ sin α t   h32 − h22 (h3 − h2 )T q= Kd + kn 2(L − mh3 ) L − m' h2 + 0,44T Trong đó: Hệ số thấm đập: Kđ = 10-5 m/s Hệ số thấm thiết bị chống thấm K0 = 4.10-9 m/s Hệ số thấm Kn = 10-6m/s δ : Chiều dày trung bình tường nghiêng = m t: Chiều dày trung bình chân t = 18 m h1 = 36,5 m h2 = m m: Hệ số mái thượng lưu = m2: Hệ số mái hạ lưu = 3,5 m’: Hệ số mái lăng trụ thoát nước = 1,5 Z0 = δ cos α = 3.cos14o2’ = 2,91 (m) L = (145-103,5).4 + + 2.10.3,5 + (125-113,5).3,5 + 2.3 – (10-7).1,5= 291,75 (m) sin α = sin 14o2’ = 0,2425 Thay giải hệ phương trình:  36,52 − h32 − 2,912 36,5 − h3  q = 4.10  + 3,5 ÷ 18  2.3.0, 2425  −9 h 32 -7 (h -7).3,5 q=10 +10 -6 2.(291,75-4h ) 291,75-1,5.7+0,44.3,5 -5 SVTH: 15 Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: Dùng phương pháp thử dần: TT h3 (m) 10 11 12 13,89 q (m/s) 3,438E-06 3,385E-06 3,326E-06 3,262E-06 3,126E-06 q' (m/s) 6,504E-07 1,05E-06 1,503E-06 2,011E-06 3,132E-06 h3 = 13,89 (m) q = 3,13.10-6(m/s) b) Phương trình đường bão hòa: h32 − h22 Y= h − x L − m.h3 13,892 − 13,89 − x 291,75 − 4.13,89 = = 193 − 0, 61.x c) Kiểm tra độ bền thấm: [ ] d d - Với thân đập cần bảo đảm điều kiện: J K ≤ J K J dk = h -h 13,89 - = = 0,03 L-m.h 291,75 - 4.13,89 [Jkđ] phụ thuộc vào loại đất đắp đập cấp cơng trình theo Trugaep Tra phụ lục P3-3 với loại đất cát pha ta [Jkđ] = 0,65 Vậy Jkđ < [Jkđ] Do đảm bảo ổn định thấm đập - Với đập cần đảm bảo điều kiện: Jkn ≤ [Jkn] J nk = h -h 13,89 - = = 0,024 L-m'.h +0,44T 291,75-1,5.7+0,44.3,5 [Jkn] phụ thuộc loại đất cấp công trình lấy theo Trugaep Tra bảng P3-2 tra theo loại đất cát hạt trung bình với cơng trình cấp II ta [Jkn] = 0,25 Vậy Jkn ≤ [Jkn] Nên đảo bảo ổn định thấm SVTH: 16 Đồ án mơn học: Đập hồ chứa GVHD: III Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi : Sơ đồ mặt cắt sườn đồi đập nèn không thấm, hạ lưu khơng có nước, nước kiểu áp mái - Các thơng số: Theo địa hình ta chọn cao trình đáy để tính thấm cho mặt cắt sườn đồi 125 (m) dã bóc bỏ 0,5 m Ta có sơ đồ thấm sau : - Do h1 =140 - 120 = 20 (m) - Hệ số mái m1 = (thượng lưu) m2 = 3,5 (hạ lưu) + Z0 = δ cos α = 3.cos14o2’ = 2,91 (m) + L = (145 - 120).(4 + 3,5) + + 2.3 = 199,5 m + Hệ số thấm đập: Kđ = 10-5 m/s + Hệ số thấm thiết bị chống thấm Ko = 4.10-9m/s + δ : Bề dày trung bình tường nghiêng = m SVTH: 17 Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: Sơ đồ tính thấm cho mặt cắt sườn đồi mndbt h3 a0 SVTH: 18 Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: a) Lưu lượng thấm: Theo phương pháp phân đoạn, lưu lượng thấm q độ sâu h 3, ao xác định từ hệ sau:  h12 − h32 − Z 02 q = K0 2δ sin α  h32 − a02  q = K  d ( L − m1h3 − m2a )   a0 q = K d m2 + 0,5  Thay số ta phương pháp thử dần ta giá trị sau: TT ao (m) 0,1 0,15 0,2 0,25 0,395 h3 (m) 0,5 1,5 5,89 q (m/s) 2,5E-07 3,75E-07 0,0000005 6,25E-07 9,89E-07 q' (m/s) 1,07569E-06 1,07363E-06 1,07019E-06 1,06538E-06 9,89E-07 a0 = 0,395(m) h3 = 5,89 m q = 9,89.10-7m/s b) Đường bão hòa: Trong hệ trục hình vẽ, phương trình đường bão hồ có dạng: 2q Y= h - x = 34,7-0,2.x k d c) Kiểm tra độ bền thấm: Cần đảm bảo điều kiện: Jkđ ≤ [Jkđ] Trong đó: J dk = h3 5,89 = = 0,033 L-m1h 199,5 − 4.5,89 Vậy Jkđ < [Jkđ] [Jkđ] tra Vậy độ bền thấm đảm bảo SVTH: 19 q'' (m/s) 6,09E-09 2,51E-08 5,73E-08 1,03E-07 9,89E-07 Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: D Tính tốn mái đập I Trường hợp tính tốn Theo quy phạm, thiết kế đập đát, cần kiểm tra ổn định trường hợp sau: Cho mái hạ lưu - Khi thượng lưu MNDBT, hạ lưu chiều sâu nước lớn xảy ra, thiết bị chống thấm nước làm việc bình thường (tổ hợp bản) - Khi thượng lưu có MNLTK, làm việc bình thường thiết bị nước bị phá hoại (tổ hợp đặc biệt) Cho mái thượng lưu Khi mực nước hồ rút nhanh từ MNDBT đến mực nước thấp xảy (cơ bản) - Khi mực nước thượng lưu cao trình thấp (nhưng không nhỏ 0,2H đập) tổ hợp - Khi mực nước hồ rút nhanh từ MNLTK đến mực nước thấp xảy (tổ hợp đặc biệt) II Tính tốn ổn định mái phương pháp cung trượt Tìm vùng có tâm trượt nguy hiểm Sử dụng phương pháp: a) Phương pháp Filennít Tâm trượt nguy hiểm nằm lân cận đường MM1 hình vẽ Tra bảng (4-1) với m = 3,5 ta có α = 35,50 ; β = 250 Ta có sơ đồ tính hình vẽ : SVTH: 20 Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: Sơ đồ vùng có tâm trượt nguy hiểm SVTH: 21 Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: b) Phương pháp Fanđeeps Tâm cung trượt nguy hiểm nằm lân cận hình thang cong bcde hình vẽ Các trị số bán kính r, R phụ thuộc vào hệ số mái chiều cao đập H đ, tra bảng 6-6 giáo trình thủy cơng Với m = 3,5 R/H = 3,025 ⇒ R = (R/H).H = 3,025.41,5= 125,5375(m) r/H = 1,25 ⇒ r = (r/H).H = 1,25.41,5 = 51,875 m Kết hợp phương pháp ta tìm phạm vi có khả chứa tâm cung trượt nguy hiểm đoạn AB Trên ta giả thiết tâm O 1, O2, O3 Vạch cung trượt qua điểm Q1 chân đập, tiến hành tính hệ số an tồn ổn định K1, K2, K3 cho cung trượt tương ứng, vẽ biểu đồ quan hệ K i vị trí tâm Oi ta xác định trị số Kmin ứng với tâm O đường thẳng MB Từ vị trí tâm O ứng với Kmin kẻ đường thẳng N-N vng góc với đường MM Trên đường N-N ta lại lấy tâm O khác vách cung qua điểm Q chân đập Tính K với cung này, vẽ biểu đồ trị số K, theo tâm O ta xác định trị số K ứng với điểm Q1 chân đập.Với điểm Q2, Q3 mặt hạ lưu đập, cách tương tự ta tìm trị số Kmin tương ứng Vẽ biểu đồ quan hệ Kmin với điểm cung Qi ta tìm hệ số an toàn nhỏ Kmin cho mái đập.Trong đồ án yêu cầu K ứng với điểm Q1 chân đập Xác định hệ số an toàn K cho cung trượt Theo công thức Ghecxevanốp: Với giả thiết xem khối trượt vật thể rắn, áp lực thấm chuyển thành áp lực thủy tĩnh tác dụng lên mặt trượt hướng vào tâm Sơ đồ hình: Chia khối trượt thành dải có số dải n chiều rộng dải b b xác định sau : b = R/m đố m hệ số hiệu ta chọn m = {10 20} chọn m = 10 Ta có cơng thức tính tốn sau: K = ∑( N n −Wn )tgφn + ∑Cn ln ∑T n Trong đó: ϕn ; cn Là góc ma sát lực dính đơn vị đáy dải thứ n SVTH: 22 Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: ln: Là bề rộng đáy dải thứ n Wn: áp lực thấm đáy dải thứ n hn: Chiều cao cột nước từ đường bão hoà đến đáy dải Wn = γ n hn ln Nn, Tn: Thành phần pháp tuyến tiếp tuyến trọng lượng dải n Gn Nn = Gncos α n , Tn = Gn.sin α n Gn = b ( ∑ γ i hi ) n Trong đó: hi: Là chiều cao phần dải tương ứng có dung trọng γ i ( γ i với đất sân bão hòa: Lấy γ i tn ; đất đường bão hòa lấy theo γ i bh) Các thơng số tính tốn: γ = γ đập γ đập(1 + w) = 1,62.(1+0,2) = 1,944(T/m3) o w = k γ = γ đập = γ đập +n γ = 1,62 + 0,35.1 = 1,97(T/m3) bh k n γ = γ = γ +n γ = 1,59 + 0,39.1 = 1,98(T/m3) bh k n γ = γ thiết bị thoát nước = γ đá = 2,5(T/m3) w k γ = γ thiết bị thoát nước = γ đá +n γ = 2,5+0,35.1 = 2,85(T/m3) bh k n ho: Chiều cao từ mái đập đến đường bão hòa h1: Chiều cao từ đường bão hòa đến đáy đập h2: Chiều cao từ đáy đập đến đáy cung trượt - ứng với tâm O1 điểm chân Q ta có bán kính R1, bế rộng dải b1 = R1/ m SVTH: 23 Đồ án môn học: Đập hồ chứa SVTH: GVHD: 24 Đồ án môn học: Đập h cha GVHD: Bảng tính hệ số ổn định cung trợt đập đất cung 01 R = m = b = 124, 56 10,0 12,4 sinα D¶i (n) -2 ho (m) 0,00 11,1 14,1 16,4 19,6 22,9 25,4 28,8 24,8 9,92 -1 ∑ SVTH: h1 (m) h2 (m) hn (m) Gn (T) 9,58 236,2 0,00 9,58 5,48 11,75 6,26 12,47 6,93 11,75 7,50 9,58 8,01 5,86 17,2 18,7 18,6 17,0 13,8 8,93 0,45 9,38 2,03 0,00 2,03 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 693,0 803,3 857,4 896,3 897,0 847,2 747,1 601,0 240,2 n 0,2 0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 cosα Tn (T) Nn (T) Wn (T) Cn Cn.Ln ϕn tgϕn (NnWn)tgϕn 0,98 -47,25 231, 50 121, 79 0,7 8,90 22,0 0,40 44,30 0,99 -69,30 0,40 230,17 0,99 85,74 179,2 269,1 338,8 373,5 360,6 168,1 0,7 0,7 0,7 0,7 2,4 2,4 3,0 3,0 3,0 191,35 0,00 215, 70 233, 30 233, 85 217, 14 181, 11 127, 48 29,2 0,40 1,00 689, 57 803, 31 853, 14 878, 25 855, 72 776, 48 647, 08 480, 80 171, 54 0,40 250,07 0,40 266,96 0,36 245,40 0,36 236,09 0,42 262,13 0,42 203,97 0,42 72,77 n 0,98 0,95 0,92 0,87 0,80 0,71 1490, 65 25 0,00 0,00 8,76 8,72 8,76 8,90 31,3 32,6 43,1 46,7 52,3 197, 86 22,0 22,0 22,0 22,0 20,0 20,0 23,0 23,0 23,0 1930,44 Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: Kmi n SVTH: 26 1,428 Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: 3) Đánh giá tính hợp lý mái: Mái đập đảm bảo an toàn trượt phải thoả mãn điều kiện cơng trình cấp II tổ hợp tải trọng chủ yếu: Kmin > [K] = 1,3 Vậy số liệu chọn đập hợp lý E Cấu tạo chi tiết I Đỉnh đập Vì đỉnh đập khơng làm đường giao thông nên cần phủ lớp dăm sỏi dày 20(cm) để bảo vệ mặt đỉnh đập làm hai phía với độ dốc i = 3% để thoát nước mưa II BẢO VỆ MÁI ĐẬP Mái thượng lưu Hình thức bảo vệ thượng lưu chủ yếu phụ thuộc vào yếu tố sóng khả cung cấp vật liệu Khi tính tốn lớp bảo vệ mái cần dựa vào chiều cao sóng lớn ứng với vận tốc gió lớn (hs = 2,77 m) Ta có hs > 1,25m Do ta chọn hình thức bảo vệ mái thượng lưu đá xây, bề rộng B =1,5m Bề dày xác định theo điều kiện ổn định chống đẩy lật theo công thức:   B 2  k γ n hS 1 −  ÷  hb = (γ d − γ n ).cos α   LS     Trong đó: γ n , γ đ : Dung trọng nước đá (1T/m3 2,5T/m3) hs : Chiều cao sóng B: Bề rộng đá vây hb: Chiều dày đá vây α : Góc nghiêng mái đập mặt nằm ngang (=1402’) k: Hệ số lấy k = 0,23 Ls: Chiều dài sóng Ls = tb = 19,14 (m) SVTH: 27 Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: 0, 23.1.2,77   1,5   h = −  ÷ b  (2,5 − 1).cos14 2'   19,14   = 0,44 (m) Mái hạ lưu: Mái hạ lưu cần bảo vệ chống xói nước mưa gây Ta dùng hình thức trồng cỏ Trên mái hạ lưu ta đào rãnh nhỏ nghiêng với trục đập 45 Trong rãnh bỏ đá dăm để tập trung nước mưa vào mương ngang bố trí đập, mương ngang có độ dốc bên bờ để nối với mương dọc dẫn nước hạ lưu III NỐI TIẾP ĐẬP VỚI NỀN VÀ BỜ Nối tiếp đập với Ta bóc lớp dày 0,3-1(m) Trên mặt lớp phong hóa thấm nước mạnh Khi đất đắp đập đất khác cần làm chân ổn định cơng trình, đồng thời dùng chân đất sét cắm sâu vào đá gốc để chống thấm Nối tiếp đập với bờ - Tại chỗ nối tiếp với bờ, thiết bị chống thấm phải nằm cắm sâu vào đá phong hóa, tầng khơng thấm nằm sâu bờ phải cắm thiết bị chống thấm vào khoảng định - Mặt nối tiếp thân đập với bờ, không đánh cấp, không làm dốc, không cho phép làm dốc ngược SVTH: 28 Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: KẾT LUẬN Tổng kết lại q trình làm đồ án em tính tốn thiết kế số công việc sau: - Thiết kế kích thước đập đất - Tính thấm hai mặt cắt đại diện : + Mặt cắt lòng sơng + Mặt cắt sườn đối - Tính ổn định cho mái đập trường hợp : xét ổn định mái hạ lưu ứng với mức nước thượng lưu MNDBT mục nước hạ lưu mực nước max - Tính tốn cấu tạo chi tiết đập đất Trên số công tác chủ yếu thiết kế đập đất Ngồi nhiều phần tính tốn mà phạm vi đồ án giải : + Tính thấm cho nhiều cho nhiều mắt cắt + Tính ổn định trượt mái đập số trường họp - Trong qúa trình tính tốn em cố gắng khơng thể tránh khỏi sai sót Em kính mong bảo tận tình thầy cô để em rút kinh nghiệm Em xin chân thành cảm ơn ! SVTH: 29 ... ta có α = 35,50 ; β = 250 Ta có sơ đồ tính hình vẽ : SVTH: 20 Đồ án mơn học: Đập hồ chứa GVHD: Sơ đồ vùng có tâm trượt nguy hiểm SVTH: 21 Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: b) Phương pháp Fanđeeps... 22,0 20,0 20,0 23,0 23,0 23,0 1930,44 Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: Kmi n SVTH: 26 1,428 Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: 3) Đánh giá tính hợp lý mái: Mái đập đảm bảo an toàn trượt phải thoả... Sơ đồ đập có tường nghiêng + chân II Tính thấm cho mặt cắt lòng sơng Sơ đồ hình vẽ : SVTH: 13 Đồ án môn học: Đập hồ chứa GVHD: Sơ đồ tính thấm cho mặt cắt lòng sông mndbt h3 h2 SVTH: 14 Đồ án