Thiết kế tổ chức thi công công trình thủy lợi thủy điện cửa đạt, thanh hóa chuyên đề đường hầm dẫn dòng thi công (bản vẽ + thuyết minh)

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 1 Ngành: Công trình thủy lợi CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. VỊ TRÍ CÔNG TRÌNH Dự án hồ chứa nước Cửa Đạt là công trình thuỷ lợi đa mục tiêu, nằm ở vị trí 105 05’~ 105020’ Kinh độ đông 19044’ ~ 20000’ Vĩ độ bắc thuộc huyện Thường Xuân tỉnh Thanh Hoá. Dự án bao gồm công trình đầu mối thuỷ lợi, công trình thuỷ điện và hệ thống kênh tưới. Khu đập chính công trình đầu mối thuỷ lợi được xây dựng trên sông Chu tại xã Xuân Mỹ cách Thành Phố Thanh Hoá khoảng 70 km về phía Tây Bắc. 0 1.2. NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH • Giảm lũ với tần suất P = 0,6%, bảo đảm mực nước sông Chu tại Xuân Khánh huyện Thọ Xuân không vượt quá 13,71m ( lũ lịch sử năm 1962). • Cấp nước cho công nghiệp và sinh hoạt với lưu lượng Q = 7,715m 3/s. • Tạo nguồn nước tưới ổn định cho 86,862 ha đất canh tác (phía nam sông Chu là 54,031 ha; phía bắc sông Chu là 32,830 ha) với tổng lượng yêu cầu là 1236.106m3 /năm. • Kết hợp phát điện với công suất lắp máy N = (88 ~ 97) MW . • Bổ sung nước mùa kiệt cho hạ lưu sông Mã để đẩy mặn, cải tạo môi trường sinh thái với lưu lượng Q = 30,42 m3/s. 1.3. QUY MÔ, KẾT CẤU CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH 1.3.1. Cấp công trình Theo TCXDVN 285:2002, đầu mối công trình Cửa Đạt có nhiệm vụ tưới trên 50000 ha, hồ chứa có dung tích trên 1000 triệu m 3 nên thuộc công trình cấp I. Các công trình chủ yếu trên tuyến áp lực như đập chính, các đập phụ, tràn xả lũ, tuy nen xả lũ và lấy nước đều là công trình cấp I. Đối với tuy nen chỉ làm nhiệm vụ dẫn dòng thi công cấp công trình là cấp III. 1.3.2. Tuyến công trình và phương án bố trí công trình khu đầu mối đập chính Trong giai đoạn TKKT tập trung nghiên cứu vùng tuyến III trong đó đã nghiên cứu tuyến đập chính IIIa và IIIb, mỗi tuyến đập chính lại nghiên cứu các giải pháp công trình khác nhau cuối cùng Bộ Nông nghiệp & Phát triển nông thôn quyết định phê duyệt phương án IIIB1-1, loại đập đá đổ bản mặt bê tông. 1.3.3. Các thông số chính của công trình đầu mối Các thông số chính của công trình đầu mối được thể hiện trong bảng sau: SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 2 Bảng 1.1: Bảng thống kê các thông số chính của công trình đầu mối TT 1 1 2 3 4 5 6 7 2 1 2 3 4 5 6 7 8 3 1 2 3 4 1 2 3 5 Thông số Hồ chứa Diện tích lưu vực Mực nước lớn nhất thiết kế p = 0,01% Mực nước lớn nhất kiểm tra p = 0,01% Mực nước dâng bình thường Mực nước chết Dung tích chết Dung tích hữu ích Đập chính Loại đập Cao trình đỉnh đập Cao trình đỉnh tường chắn sóng Chiều cao đập lớn nhất Chiều dài đập Chiều rộng mặt đập Độ dốc mái thượng lưu Độ dốc mái hạ lưu Đập phụ Hón Can Loại đập Chiều cao đập lớn nhất Chiều dài đập Đập phụ Dốc Cáy Loại đập Chiều cao đập lớn nhất Chiều dài đập Tràn xả lũ 1 Hình thức kết cấu 2 3 4 5 6 1 2 3 4 7 1 2 8 1 Lưu lượng xả lớn nhất P = 0,01% Cao độ ngưỡng tràn Số khoang tràn Kích thước cửa B x H Tuy nen dẫn dòng thi công TN2 Số lỗ Đường kính tuy nen Chiều dài tuy nen Cao độ cửa vào Nhà máy thủy điện Số tổ máy Công suất 1 tổ máy Tunel dẫn nước vào nhà máy thủy điện Số lỗ SV: Trần Tuấn Anh Đơn vị km2 m m m m 106.m3 106.m3 m m m m m m m m m m3/s m m m m m MW Số lượng / Khối lượng Cấp I 5708 120,27 122,80 113,30 75,00 294,00 1070,80 Cấp I Đập đá đổ bản mặt bê tông +121,3 +122,5 103,0 943 10 1 : 1,4 1 : 1,5 Cấp I Đập đất 32,5 150,0 Cấp I Đập đất 18,0 180,0 Cấp I Xả mặt - tiêu năng mũi phun 10893 +97,0 5 11 x 17 Cấp III 1 7,5 821,9 +30 Cấp I 2 48,5 Cấp I 1 Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 2 3 4 9 1 2 3 1.4. Đường kính tuy nen Chiều dài tuy nen Cao độ cửa vào Cầu qua sông Chu Kết cấu Chiều dài Khổ cầu Ngành: Công trình thủy lợi Trang 3 m m m m m 7,5 677,4 +55 Cấp III Bê tông dự ứng lực 175,3 10 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 1.4.1. Điều kiện địa hình Địa hình khu vực vùng tuyến III gồm 2 dạng địa hình bào mòn núi cao và địa hình tích tụ chủ yếu là bãi bồi, thềm bậc 1. Ở vai trái ngoài khu vực phố Đạt tương đối bằng phẳng còn lại là đồi núi có cao độ trên +200m, sườn núi có độ dốc từ 25 0 ÷ 450, việc bố trí mặt bằng tương đối khó khăn, chật chội, công tác san ủi mặt bằng lớn. Ở vai phải cách tuyến đập chính khoảng 1km về phía hạ lưu có một bãi rộng khá bằng phẳng thuận lợi cho việc bố trí mặt bằng công trường, cao độ trung bình 40 ÷ 45m. Còn lại là các đỉnh núi có cao độ từ 100 ÷ 170m, sườn núi có độ dốc trung bình 30 0. Tại khu vực tuyến đập lòng sông có dạng chữ U, chiều rộng trên 150m, cao độ đáy sông dao động khoảng 25÷ 29m. Thềm bậc một bên bờ phải có cao độ mặt thềm dao động khoảng 42 ÷ 47m, chiều rộng khoảng 190m và thót lại ở phía thượng lưu. Khu vực cửa ra của tuy nen nằm trên sườn núi thoải đều tương đối thuận tiện trong việc bố trí mặt bằng phục vụ thi công. 1.4.2. Điều kiện khí hậu, thuỷ văn và đặc trưng dòng chảy 1.4.2.1. Điều kiện khí hậu, thuỷ văn Khu vực Dự án mang đặc điểm khí hậu vùng đồng bằng Bắc Bộ, khí hậu chia thành hai mùa rõ rệt. Mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 5 với các đặc trưng sau: • Nhiệt độ không khí: theo quan trắc tại trạm Bái Thượng nhiệt độ trung bình năm là 23,40C. Thời kỳ nóng nhất thường từ tháng 4 đến tháng 10 với nhiệt độ cao nhất quan trắc được là 41,50C , thời kỳ lạnh nhất thường từ tháng 11 đến tháng 3 với nhiệt độ nhỏ nhất quan trắc được là 2,60C. • Độ ẩm: Độ ẩm tương đối của không khí trung bình năm là 86% và trung bình tháng thay đổi từ 84% đến 89%. • Lượng bốc hơi: Trung bình năm đo tại trạm Bái Thượng là 774mm/năm. • Lượng mưa: Trong vùng Dự án lượng mưa trung bình nhiều năm từ 2000 đến 2350mm. Lượng mưa trong mùa mưa chiếm 83 ~ 88% tổng lượng mưa năm. Có khoảng 3 ngày mưa trong mùa mưa với lượng mưa từ 20~50mm và 1,3 ngày từ 50 ~ 100mm. 1.4.2.2. Đặc trưng dòng chảy SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 4 Mùa lũ trên sông Chu thường từ tháng 7 ~ 10 chiếm từ 63 ~ 73% lượng nước cả năm, lũ lớn nhất hàng năm thường xuất hiện vào tháng 9 ~ 10. Mùa kiệt từ tháng 11 ~ 6 chiếm từ 37 ~ 27% lượng nước cả năm (tại Cửa Đạt là 37%), từ tháng 2 ~ 4 là những tháng kiệt hơn cả và thường tháng 3 là tháng kiệt nhất chỉ chiếm 2,6 ~ 2,7% lượng nước năm. Các bảng biểu và đồ thị biểu thị đặc trưng dòng chảy: Bảng 1.2: Lưu lượng lũ ứng với tần suất p = 0,1%; 1%; 5%; 10% Mùa Tần suất p% Q (m3/s) Mùa khô 0,1 2450 Mùa lũ 0,1 13200 1 7520 5 5050 10 4030 Bảng 1.3: Lưu lượng nước lớn nhất qua các thời đoạn thi công mùa kiệt Thời đoạn XI-III XI-IV XI-V XI-VI XII-III XII-IV XII-V XII-VI Qmax5% (m3/s) 1670 1730 1910 1920 292 438 1230 1420 Thời đoạn Qmax5% (m3/s) Bảng 1.4: Lưu lượng nước bình quân ngày lớn nhất thời đoạn 10 ngày của 3 tháng mùa kiệt Tháng XII Tháng I Tháng II 1-10 11-20 21-31 1-10 11-20 21-31 1-10 11-20 21-28 137.0 106.0 101.0 103.0 86.4 76.7 75.7 67.2 65.8 Bảng 1.5: Lưu lượng lớn nhất các tháng trong năm ứng với tần suất P = 5 % 3 (m /s) Tháng Q I II III IV V VI VII VII IX X XI XII 110 87.4 196 377 1200 1210 2230 3140 4840 3100 1680 211 Z(m) WHồ(106m3) Z(m) WHồ(106m3) Z(m) WHồ(106m3) 22 0.00 55 96.35 90 549.99 SV: Trần Tuấn Anh Bảng 1.6: Bảng quan hệ Z ~ WHồ 25 30 35 40 0.93 5.21 13.58 27.10 60 65 70 75 132.70 177.34 230.75 293.98 95 100 105 110 659.05 781.83 917.55 1065.4 45 45.53 80 368.14 50 67.84 85 453.42 Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 5 Ngành: Công trình thủy lợi Hình 1.1: Đường quan hệ Z ~ WHồ Bảng 1.7 : Bảng quan hệ Q ~ ZHL Z(m) 27.3 27.8 28.3 28.8 29.3 29.8 30.3 30.8 31.3 3 Q(m /s) 25.9 57.2 103.1 163.2 240.2 334.4 447.4 577.3 730.3 Z(m) 31.8 32.3 32.8 33.3 33.8 34.3 34.8 35.3 35.8 Q(m3/s) 915.0 1124.1 1351.2 1595.5 1858.9 2147.3 2453.2 2779.5 3130.1 Z(m) 36.3 36.8 37.3 37.8 38.3 38.9 39.3 39.8 Q(m3/s) 3499.5 3891.0 4306.0 4733.0 5174.0 5637.0 6122.0 6615.0 Hình 1.2: Đường quan hệ Z ~ QHL SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 6 Bảng 1.8 : Đường quá trình lũ thiết kế T (giờ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 MK 5% Q (m3/s) 287 290 296 315 356 402 465 597 753 932 1026 1115 1230 1033 797 640 554 520 495 481 462 448 435 428 422 416 411 407 404 397 394 392 390 387 385 383 380 378 376 ML 5% Q (m3/s) 1125 1158 1178 1209 1236 1294 1356 1395 1421 1383 1370 1545 2247 2654 3459 3848 4136 4479 4636 4880 5050 4907 4650 4403 4188 3927 3727 3573 3377 3227 3069 2909 2829 2750 2656 2561 2450 2240 2203 SV: Trần Tuấn Anh ML 1% Q (m3/s) 1255 1327 1422 1518 1550 1574 1652 1721 1822 1891 1906 1925 1944 1969 1986 2009 2030 2067 2113 2303 3106 4564 4357 4197 4048 3933 4485 4905 5246 5655 5977 6282 6669 7033 7366 7520 7341 6939 6367 T (giờ) 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 MK 5% Q (m3/s) 373 371 369 366 364 362 360 355 350 347 344 342 339 337 334 332 329 327 325 323 321 317 315 312 310 308 305 303 301 299 297 294 292 ML Q5% ML Q1% (m3/s) 2158 2112 2081 2050 2023 1995 1951 1906 1866 1845 1814 1785 1754 1724 1694 1664 1634 1604 1574 1544 1513 1482 1453 1422 1392 1362 1332 1302 1284 1263 1246 1229 1208 1195 1154 1142 1135 1126 1124 (m3/s) 5959 5592 5107 4765 4468 4085 3660 3402 3216 3071 2917 2706 2616 2555 2494 2443 2385 2331 2267 2236 2203 2169 2138 2106 2072 2041 2009 1977 1947 1911 1881 1853 1824 1776 1720 1682 1631 1610 1607 T (giờ) 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 MK Q5% ML Q5% ML Q1% (m3/s) (m3/s) 1120 1118 1110 1100 1086 1082 1068 1066 1064 1063 1058 1053 1048 1035 1023 1010 1000 991 981 985 971 966 958 955 947 940 932 922 912 902 816 791 775 743 736 730 725 (m3/s) 1600 1586 1580 1574 1566 1558 1527 1516 1506 1495 1486 1475 1398 1387 1377 1368 1357 1348 1336 1327 1317 1307 1297 1288 1277 1268 1257 1247 1238 1227 1218 1207 1198 1188 1178 1168 1159 Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 7 Ngành: Công trình thủy lợi Hình 1.3: Đường quá trình lũ tiểu mãn P = 5%. Hình 1.4: Đường quá trình lũ chính vụ P = 5%. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 8 Hình 1.5: Đường quá trình lũ chính vụ P = 1%. 1.4.3. Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn 1.4.3.1. Điều kiện địa chất Kết quả khảo sát địa vật lý và khoan thăm dò cho thấy cửa vào và khoảng 400m đầu tuy nen TN2 nằm trong vùng đá granit thuộc phức hệ Bản Muồng, phần còn lại nằm trong đá phiến thạch anh thuộc phân hệ tầng Sông Cả. Đá granit phân bố chủ yếu ở thượng lưu của vai phải và phần lộ ra không thành một khối liên tục. Ranh giới giữa granit và đá biến chất của phân hệ tầng Sông Cả là không rõ ràng và thường ở thể xen kẹp. Về hướng nằm nhìn chung đá gốc nằm trên một đơn tà có hướng dốc cắm về phía đông bắc. Trong vùng đập chính nhiều nơi có dấu hiệu uốn nếp nhẹ nhưng phần lớn các điểm lộ đều đo được thế nằm của đá có hướng dốc khoảng 40 0 ~ 600, góc dốc dao dộng từ 500 ~ 750, tại khu vực tiếp xúc với khối đá granit đá biến chất bị nén ép uốn nếp nhẹ góc dốc tăng đến 700 ~ 800. Theo tuyến tuy nen địa tầng từ trên xuống dưới gồm có các lớp là: lớp đất tầng phủ (4a và 4b), lớp đá phong hóa hoàn toàn (5a và 5b), lớp đá phong hoá mạnh (lớp 6), lớp đá phong hoá vừa (lớp 7), lớp đá phong hoá nhẹ (lớp 8) và lớp đá tươi (lớp 9). Nói chung toàn bộ tuy nen TN2 nằm sâu trong lớp đá granit, phiến thạch anh tươi có tốc độ truyền sóng là Vp = 4000 ~ 6000 m/s và giá trị trung bình RMR = 70 thuộc loại đá nhóm II (RMR = 61 ~ 80). Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất đá được trình bày trong bảng sau: Bảng 1.9: Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất đá Loại đá PH hoàn toàn Dung trọng Tự Bão nhiên hoà γw γc 3 T/m T/m3 1,9 1,98 Hệ số Poisson Kiên cố µ fk 0,35 - E σ 2 KG/cm KG/cm2 - ϕ độ 17 C KG/cm2 0,18 PH mạnh 2,2 2,3 0,3 - 2000 10 28 0,7 PH vừa 2,6 2,62 0,27 3 40000 45 35 1,2 PH nhẹ 2,65 2,66 0,25 8 220000 170 40 2,0 Đá tươi 2,7 2,71 0,22 10 300000 290 50 3,2 Về mặt phá huỷ kiến tạo, qua khảo sát ta thấy có các hệ thống đứt gãy TB-ĐN, ĐB-TN, á vĩ tuyến và các đứt gãy trẻ á kinh tuyến, trong đó hệ thống đứt gãy TB-ĐN (gần song song với hướng dòng chảy) đóng vai trò chủ đạo bao gồm các đứt gãy bậc IV và V. Có 3 đứt gãy bậc IV cắt qua tuy nen TN2 đó là các đứt gãy IV-5, IV-8, IV-13 và IV-15 với các thông số trình bày trên bảng 1.10. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 9 Ngành: Công trình thủy lợi Bảng 1.10: Các đứt gãy địa chất STT 1 2 3 4 Ký hiệu IV-5 IV-8 IV-13 IV-15 Đường phương TB-ĐN TB-ĐN ĐB-TN Á vĩ tuyến Hướng dốc TN TN ĐN B Góc dốc 750 750 600 700 1.4.3.2. Điều kiện địa chất thuỷ văn Trong khu vực khảo sát mực nước ngầm ở thềm sông thường xấp xỉ mực nước sông, còn ở hai vai nước ngầm thường nằm sâu 20-30m hoặc thấp hơn nhiều. Hệ số thấm của đá gốc là khá nhỏ, đá quanh tuy nen hệ số thấm chỉ khoảng 1-5 Lugeon vì vậy mà toàn bộ tuy nen tuy nằm dưới mực nước ngầm nhưng lượng nước chảy vào tuy nen ít nên không gây khó khăn cho công tác thi công. Theo kết quả thí nghiệm phân tích thành phần hoá học,nước sông và nước ngầm có tên là Bicacbonat Natri Canxi và có tính ăn mòn khử kiềm. 1.4.3. Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực Khu vực xây dựng công trình nằm trên địa phận xã Xuân Mỹ, Thường Xuân, Thanh Hoá. Đây là một xã miền núi, dân cư thưa thớt, cơ sở công nghiệp, dịch vụ, trường học, điện nước, thông tin liên lạc còn thiếu thốn, hầu như không có. Để xây dựng cơ sở hạ tầng như hiện nay phải làm mới hoàn toàn. Nền kinh tế ở khu vực này kém phát triển, nhân dân chủ yếu làm nông nghiệp, trình độ thâm canh thì rất thấp. Một vấn đề dân sinh kinh tế quan trọng là việc cấp nước cho hạ du. Đây là yêu cầu bắt buộc không thể ngừng trong thời gian dài vì sông Chu là nguồn cấp nước chính cho hệ thống thuỷ nông Sông Chu, tưới cho 50000 ha đất canh tác và phục vụ dân sinh. Vì thế trong quá trình thi công không được gây trở ngại cho việc dẫn nước về hạ du ảnh hưởng đến dòng chảy. Việc cấp nước chỉ được nghừng trong thời gian khoảng 20 ngày cuối vụ đông xuân (đầu tháng 5) và cuối vụ khoảng 1 tháng (vào tháng 10) còn lại là phải xả nước về hạ du để đảm bảo cho sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của nhân dân. 1.5. ĐIỀU KIỆN GIAO THÔNG Về giao thông vận tải duy nhất chỉ có đường đá dăm thâm nhập nhựa từ thành phố Thanh Hoá đến công trường, rộng 7,5m và chất lượng khá tốt. Để thi công tuy nen sẽ sử dụng đường được thiết kế để phục vụ thi công cho toàn bộ Dự án. Khi thi công cần phải chú ý một số vấn đề giao thông quan trọng sau: • Giao thông thuỷ: Nhìn chung việc thông thuyền bè trong thời gian xây dựng công trình không nhiều chủ yếu tập trung vào những năm đầu, phục vụ việc vận chuyển tre, gỗ khi giải phóng lòng hồ. Vì vậy trong quá trình thi công cần tạo điều kiện thuận lợi để việc giao thông thủy được nhanh chóng, an toàn góp phần đẩy nhanh tiến độ giải phóng lòng hồ. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 10 Ngành: Công trình thủy lợi • Giao thông giữa hai bờ: Việc qua lại giữa 2 bờ trước đây chủ yếu bằng thuyền và bè mảng vì vậy để có thể thi công được các hạng mục bên bờ phải cũng như khai thác, vận chuyển đá từ mỏ để đắp đập yêu cầu phải có cầu giao thông nối 2 bờ. Cần phải được thiết kế đảm bảo cho các xe có tải trọng lớn đi qua và đảm bảo an toàn trong suốt thời gian thi công, đồng thời sau này làm đường quản lý và phục vụ dân sinh trong vùng. 1.6. NGUỒN CUNG CẤP VẬT LIỆU, ĐIỆN, NƯỚC 1.6.1. Đất đá, cát, sỏi • Vật liệu đất : Vật liệu đất đắp bao gồm mỏ VL11 (đất tận dụng khi đào móng tràn vai phải đập chính) và đất bóc tầng phủ mỏ đá VLĐ9A. Nhìn chung các mỏ này đều gần khu vực tuyến đập và có thể khai thác làm vật liệu chống thấm, trữ lượng khá dồi dào, khoảng 4,5.106 m3 đủ phục vụ cho việc đắp đê quai và đắp tầng gia trọng thượng lưu khi đập hoàn thành. • Vật liệu đá : Vật liệu đá được tận dụng từ đá đào móng tràn, tuy nen (mỏ VL11) và khai thác ở khu A và khu B mỏ VLĐ9A. Trữ lượng các mỏ lớn khoảng 25.10 6 m3, đá có chất lượng tốt đảm bảo yêu cầu đắp đập và làm cốt liệu cho bê tông. Hai mỏ này có chiều sâu đào móng và khai thác lớn, cần quan tâm đến vấn đề ổn định mái hố móng và góc tầng khai thác khi thi công và khai thác. • Vật liệu cát sỏi : Nguồn cung cấp vật liệu cát sỏi là các mỏ CS16, CS17, CS23A và CS25A. Mỏ CS16 ở bờ phải sông Chu, cách tuyến đập chính khoảng 1,5km về phía hạ lưu. Mỏ CS17 ở bờ trái sông Chu, cách tuyến đập chính khoảng 0,5km về phía hạ lưu. Mỏ CS23A nằm cách cầu Bái Thượng 500m, từ mỏ đến khu đập chính khoảng 16-17km có chất lượng và cấp phối phù hợp với lớp đệm và lớp lọc của đập chính. Mỏ CS25A ở bờ phải sông Chu gần cầu Mục Sơn, từ mỏ đến khu đập chính khoảng 20km có chất lưọng tốt có thể sử dụng cho bê tông. Tổng trữ lượng của các mỏ khoảng 5.10 6 m3 đảm bảo được yêu cầu về khối lượng. 1.6.2. Xi măng, sắt thép Xi măng có thể mua tại Liên hioệp sản xuất xi măng Việt Nam; các nhà máy xi măng Bỉm Sơn, Nghi Sơn – Thanh Hoá hoặc xi măng Hoàng Thạch - Hải Dương đều đảm bảo chất lượng tốt. Sắt thép có thể mua từ các công ty thép Việt Nam hoặc liên doanh như Thái Nguyên, Việt – Úc, Việt – Ý… 1.6.3. Điều kiện cung cấp điện, nước SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 11 Ngành: Công trình thủy lợi • Hệ thống cung cấp điện cho công trường: Hệ thống cung cấp điện phục vụ thi công gồm đường dây tải điện 35KV từ huyện Thường Xuân vào công trường dài khoảng 9 km sau đó dẫn đến các trạm hạ thế tại các khu tiêu thụ để phục vụ thi công và sinh hoạt trên công trường.Qua tính toán xác định lượng điện tiêu thụ lớn nhất cho toàn bộ công trình 7100 KVA. Để đề phòng khi có sự cố điện lưới cần phải có trạm phát điện tại chỗ khoảng 1000 KVA. • Hệ thống cung cấp nước cho công trường: Qua tính toán xác định được lượng nước cung cấp cho toàn bộ công trường khoảng 450m 3/h. Hiện đã có hệ thống cấp nước đạt chất lượng khá tốt. Nước được lọc và chứa vào các bể chứa sau đó cung cấp cho nơi cần nước. 1.7. ĐIỀU KIỆN CUNG CẤP VẬT TƯ, THIẾT BỊ, NHÂN LỰC Các nhà thầu có đủ khả năng cung cấp vật tư, thiết bị một cách đầy đủ và kịp thời cho các đơn vị thi công. Nên triệt để sử dụng lực lượng lao động địa phương, lực lượng này khá dồi dào và giá thuê khá rẻ. 1.8. THỜI GIAN THI CÔNG ĐƯỢC PHÊ DUYỆT Căn cứ vào quyết định phê duyệt báo cáo NCKT số 130/QĐ – TTg ngày 29/1/2003 nay được thay thế bằng quyết định số 348/QĐ – TTg ngày 7/4/2004 của thủ tướng chính phủ, thời hạn xây dựng công trình không quá 5 năm.Khởi công từ ngày 2/2/2004. 1.9. KẾT LUẬN CHUNG VỀ ĐIỀU KIỆN THI CÔNG 1.9.1. Về quy mô, kết cấu công trình Đập chính là đập đá đổ bản mặt bê tông nên có thể cho lũ tràn qua trong giai đoạn dẫn dòng thi công, tuy nhiên công việc gia cố đập xây dở sẽ rất khó khăn nếu không tính toán cẩn thận có thể dẫn đến thiệt hại lớn nhất là vở đập. Mặt khác cũng có thể lợi dụng tuynel dẫn nước vào nhà máy thuỷ điện, cũng như tràn xây dở để tham gia dẫn dòng. Khối lượng đào móng tràn khá lớn, vì vậy khi lợi dụng tràn xả lũ để dẫn dòng thì phải đặc biệt chú ý công tác đào móng tràn và đắp đập vượt lũ do cường độ công việc khá lớn. 1.9.2. Về điều kiện địa hình Tại khu vực tuyến đập lòng sông có dạng chữ U, chiều rộng trên 150m, thềm bậc một bên bờ phải khá rộng B≈190m, thích hợp để sử dụng sơ đồ dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Bãi bồi bờ phải khá bằng phẳng góc dốc trung bình 23 0 có thể tận dụng làm cống xả đáy hoặc kênh dẫn dòng. Bờ trái góc dốc lớn, trung bình 45 0 xem xét bố trí tuy nen dẫn dòng. Địa hình khu vực xây dựng tương đối phức tạp và được chia thành hai khu vực riêng biệt nằm ở hai bên bờ sông Chu, do vậy việc bố trí mặt bằng xây dựng nên được tiến hành với cả hai bên bờ. Bờ trái trừ khu vực phố Đạt tương đối bằng phẳng còn lại là đồi núi cao và dốc, việc bố trí mặt bằng tương đối khó khăn, chật chội, công tác san ủi SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 12 Ngành: Công trình thủy lợi mặt bằng lớn. Bờ phải cách tuyến đập về phía hạ lưu khoảng 1km có một bãi rộng khá bằng phẳng rất thuận tiện cho việc bố trí mặt bằng thi công. Địa hình khu vực xây dựng công trình biến đổi tương đối phức tạp, lại bị phân cắt bởi các khe nhỏ làm cho việc mở đường thi công cũng gặp nhiều khó khăn. 1.9.3. Về điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn Tầng phủ khá dày nên khối lượng đào móng công trình lớn dẫn đến khó khăn trong việc bố trí bãi thải. Phía bờ phải địa chất khá tốt, đá cứng chắc f = 8 ÷ 10 thuận lợi cho việc bố trí tuynen dẫn dòng. Tuy nhiên việc tồn tại các đứt gãy và khe nứt bậc 4 khiến cho công tác khoan nổ mìn và gia cố phải hết sức chú ý để đảm bảo an toàn. Ngoài ra bờ sông và thềm sông vai phải có tính thấm nước lớn K = 9x10 -4 cm/s, không thích hợp để bố trí kênh dẫn dòng. Bờ trái địa chất kém độ cứng của đá f = 2 ÷ 3( f < 4 ⇒ đá yếu ) không thích hợp bố trí tuy nen dẫn dòng. Do đá lòng sông và tầng phủ có tính thấm nước yếu, mực nước ngầm thấp nên vấn đề tiêu nước hố móng tương đối thuận lợi tuy nhiên công tác khoan đào giếng để lấy nước lại gặp nhiều khó khăn 1.9.4. Về điều kiện thủy văn, đặc điểm dòng chảy Đặc điểm dòng chảy sông Chu chia thành hai mùa rõ rệt, lưu lượng lớn nhất mùa lũ Qp=5%max = 5050m3/s trong khi mùa kiệt có Q p=5%max = 1230 m3/s. Chênh lệch lưu lượng khá lớn, tỷ lệ Qml 5050 = = 410% Qmk 1230 Do vậy trong giai đoạn dẫn dòng thi công nên chia thành hai mùa dẫn dòng riêng biệt: mùa khô riêng và mùa lũ riêng. Theo TCXDVN 285: 2002 tần suất thiết kế các công trình tạm p=5%. Vì vậy toàn bộ mặt bằng công trình ở cả hai bên bờ phải được xây dựng trên mực nước lũ thiết kế. Với tần suất p = 5%, Q = 5050 m3/s, tra quan hệ Q ~ ZHL ta có mực nước sông Chu tại khu vực bố trí mặt bằng là 38,2 m. Vì vậy để đảm bảo không bị ngập trong mùa mưa lũ toàn bộ mặt bằng công trường phải bố trí từ cao trình 38,5 m trở lên. 1.9.5. Về điều kiện vật liệu Công trường Cửa Đạt, vật liệu đá tại các mỏ chính không nhiều, có thể tiết kiệm đá đào móng tràn và đá đào tuynen đủ tiêu chuẩn để đắp đập. Cần bố trí mặt bằng hợp lý và tiến độ thích hợp để công tác đào móng và đắp đập thành một dây chuyền nhằm giảm khối lượng công tác vận chuyển đá. Vật liệu sắt thép, xi măng có thể mua trong tỉnh với chất lượng tốt vận chuyển cũng thuận lợi. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 13 Ngành: Công trình thủy lợi 1.9.6. Về điều kiện dân sinh kinh tế khu vực Khu vực xây dựng dân cư thưa thớt, cơ sở công nghiệp, dịch vụ, trường học, bệnh viện còn thiếu thốn, hầu như không có. Các cơ sở hạ tầng gần như phải xây dựng mới hoàn toàn. Khu vực xây dựng cách trung tâm thị trấn Thường Xuân gần 10km việc cung cấp lương thực thực phẩm cũng không thật sự khó khăn, kiến nghị nên thuê riêng một đơn vị cung cấp thực phẩm của xí nghiệp cung cấp thực phẩm để đảm bảo chất lượng. Các cơ sở chế tạo, xưởng sản xuất, gia công cơ khí địa phương có quy mô nhỏ, yếu kém không thể cùng liên kết để sản xuất. Vì vậy các cơ sở sản xuất phục vụ công tác thi công đều phải được các đơn vị thi công điều đến từ nơi khác. Mạng lưới điện nước, thông tin liên lạc được xây dựng khá đầy đủ. Hệ thống giao thông đảm bảo chất lượng, thuận tiện cho thi công. 1.9.7. Về yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng chảy Khu vực hạ lưu bao gồm khu vực sản xuất lương thực lớn thuộc hệ thống thủy nông sông Chu, các khu công nghiệp và các khu dân cư. Đây đều là những khu vực kinh tế xã hội quan trọng, vì vậy cần chú ý đảm bảo yêu cầu dùng nước của các khu vực này. Ngoài ra yêu cầu vận chuyển trên sông Chu là khá quan trọng, vì vậy khi thiết kế dẫn dòng phải chú ý đảm bảo yêu cầu này. 1.9.7. Về năng lực đơn vị thi công Đơn vị thi công là liên doanh các nhà thầu gồm nhà thầu chính là Tổng công ty Vinaconex, các nhà thầu khác như Tổng công ty xây dựng thuỷ lợi 4, công ty xây lắp cơ điện 1, công ty Sông Đà 10, công ty Sông Đà 9, công ty xây dựng Miền Trung…Đây là các công ty mạnh với đội ngũ cán bộ, nhân viên có nhiều kinh nghiệm, với đội ngũ xe máy đông đảo có thể đáp ứng được yêu cầu của tiến độ thi công đặt ra. Đơn vị thi công đập chính là tổng công ty xây dựng thủy lợi 4, khả năng lên đập qua báo cáo thực tập là 6m. Qua quan sát thực tế em nhận thấy nếu việc khảo sát địa chất tốt có thể khai thác đá nhanh hơn và nếu đừng chừa chân thi công bản đáy quá rộng thì sẽ có được mặt bằng đắp đập rộng ⇒ thuận lợi thì khả năng thi công có thể lên tới 10m ⇒ một năm có thể đắp được 60 ÷ 70m. Đội thi công cơ giới khá mạnh với 9 máy đầm rung 25T, 3 máy ủi 320CV, 4 máy ủi 180CV, 1 máy đào Komatsu (3,4m 3), 2 máy đào Komatsu (3,2m3), 1 máy đào Komatsu BC – 710 (2,8m 3), ….và nhiều xe ôtô vận chuyển lớn với thùng 12m3, 15m3, 17m3, 20m3. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 14 Ngành: Công trình thủy lợi CHƯƠNG 2 : CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 2.1. ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN DÒNG Dựa theo phần kết luận chương 1, đề nghị 3 phương án dẫn dòng sau: 2.1.1. Các phương án so sánh 2.1.1.1. Phương án I Theo phương án này sử dụng cống xả đáy đặt trên nền đá gốc bên bờ phải để dẫn dòng cho mùa kiệt, kích thước 3x6x5m. Mùa lũ lợi dụng đập xây dở để tháo nước thi công. Công tác dẫn dòng thi công cụ thể như sau: • Năm thi công thứ nhất: - Mùa khô: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Thời gian này ta sẽ làm các công tác chuẩn bị. Xây dựng đê quai thượng hạ lưu, đê quai dọc. Xây dựng cống xả đáy chuẩn bị cho công tác dẫn dòng. Thi công đào móng tràn. - Mùa lũ: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Đắp một phần đập bên vai phải sau khi thi công xong cống xả đáy. Tiếp tục thi công đào móng tràn. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 15 Ngành: Công trình thủy lợi • Năm thi công thứ hai: - Mùa khô: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Vẫn tiếp tục thi công đào móng tràn. Thi công đắp một phần cả hai vai đập. Chuẩn bị cho công tác ngăn dòng cho mùa khô năm sau. - Mùa lũ: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Tiếp tục các công việc đang thực hiên trong mùa khô. • Năm thi công thứ ba: - Mùa khô: Dẫn dòng qua cống xả đáy. Thi công ngăn dòng vào đầu tháng 12. Thực hiện công tác tiêu nước thu dọn hố móng. Đắp đập lòng sông, xử lý mặt đập chuẩn bị cho công tác dẫn dòng thi công vào mùa lũ. Đào xong móng và chuẩn bị đổ bê tông tràn xả lũ. - Mùa lũ: Dẫn dòng qua cống xả đáy và đập xây dở. Đổ bê tông tràn xả lũ. • Năm thi công thứ tư: - Mùa khô: Dẫn dòng qua cống xả đáy. Thi công đắp đập đến cao trình vượt lũ +95. Đổ bê tông tràn đến cao trình +85 chuẩn bị cho dẫn dòng mùa lũ. - Mùa lũ: Dẫn dòng qua cống xả đáy và tràn xây dở ở ∇+85. Thi công đắp đập và thi công kết thúc nhà máy thuỷ địên. • Năm thi công thứ năm: - Mùa khô: Dẫn dòng qua tuy nen thuỷ điện. Thi công đắp đập, thi công xong tràn chính. Tiến hành lấp cống xả đáy. - Mùa lũ: Dẫn dòng qua tràn chính. Thi công xong đập, hoàn thiện công trình và nghiệm thu bàn giao công trình. 2.1.1.2. Phương án II Phương án này sử dụng tuy nen dẫn dòng đường kính D = 7,5m; đáy đặt ở cao trình ∇30m để dẫn dòng mùa kiệt. Lợi dụng đập đá đổ xây dở để tràn nước dẫn dòng mùa lũ. Công tác dẫn dòng cụ thể như sau: • Năm thi công thứ nhất: - Mùa khô: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Thời gian này ta sẽ làm các công tác chuẩn bị. Xây dựng đê quai thượng hạ lưu, đê quai dọc. Thi công tuy nen dẫn dòng chuẩn bị cho công tác dẫn dòng. Đào móng và thi công đập vai phải. - Mùa lũ: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Thi công đập bên vai phải và một phần đập bên vai trái. Thi công đào móng tràn. • Năm thi công thứ hai: - Mùa khô: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Vẫn tiếp tục thi công đào móng tràn. Thi công đắp một phần cả hai vai đập. Chuẩn bị cho công tác ngăn dòng cho mùa khô năm sau. - Mùa lũ: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Tiếp tục các công việc đang thực hiên trong mùa khô. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 16 Ngành: Công trình thủy lợi • Năm thi công thứ ba: - Mùa khô: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng. Thi công ngăn dòng vào đầu tháng 12. Thực hiện công tác tiêu nước thu dọn hố móng. Đắp đập lòng sông, xử lý mặt đập chuẩn bị cho công tác dẫn dòng thi công vào mùa lũ. Đổ bê tông tràn, đào hầm dẫn nước vào nhà máy thủy điện. - Mùa lũ: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng và đập xây dở. Thi công hai vai đập, đổ bê tông tràn xả lũ. Tiếp tục đào hầm và thi công nhà máy thủy điện. • Năm thi công thứ tư: - Mùa khô: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng. Thi công đắp đập đến cao trình vượt lũ +95. Đổ bê tông tràn đến cao trình +85 chuẩn bị cho dẫn dòng mùa lũ. Tiếp tục thi công nhà máy thủy điện. - Mùa lũ: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng và tràn xây dở. Thi công đắp đập, thi công và lắp đặt xong nhà máy thuỷ điện. Chuẩn bị cho phát điện sớm. • Năm thi công thứ năm: - Mùa khô: Dẫn dòng qua tuy nen thuỷ điện. Thi công đắp đập, thi công xong tràn chính. Tiến hành lấp tuy nen dẫn dòng. - Mùa lũ: Dẫn dòng qua tràn chính. Thi công xong đập, hoàn thiện công trình và nghiệm thu bàn giao công trình. 2.1.1.3. Phương án III Tương tự như phương án II, dùng tuy nen dẫn dòng đường kính D = 7,5m; đáy đặt ở cao trình +30 để dẫn dòng mùa kiệt. Tuy nhiên khi dẫn dòng vào mùa lũ năm thứ 3 để giảm bớt lưu lượng tràn qua đập xây dở ta sẽ lợi dụng tuy nen dẫn nước vào nhà máy thủy điện ở cao trình +55 để xả bớt lưu lượng. Phương án dẫn dòng qua các năm như sau: • Năm thi công thứ nhất: - Mùa khô: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Thời gian này ta sẽ làm các công tác chuẩn bị. Xây dựng các đê quai bao. Thi công tuy nen dẫn dòng và tuy nen thủy điện. Đào móng và thi công đập vai phải. - Mùa lũ: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Tiếp tục thi công hai tuy nen. Thi công đắp một phần đập cả hai vai. Thi công đào móng tràn. • Năm thi công thứ hai: - Mùa khô: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Vẫn tiếp tục các công việc trong mùa lũ trước và thực hiện công tác chuẩn bị cho ngăn dòng vào đầu mùa khô năm sau. - Mùa lũ: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Tiếp tục các công việc đang thực hiên trong mùa khô. Thi công xong tuy nen dẫn dòng để phục vụ công tác dẫn dòng vào mùa khô năm sau. • Năm thi công thứ ba: - Mùa khô: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng. Sau khi ngăn dòng vào đầu tháng 12, thực hiện công tác tiêu nước thu dọn hố móng và đắp một phần đập lòng sông. Đổ bê tông tràn. Thi công xong tuy nen dẫn nước vào nhà máy thủy điện. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 17 - Mùa lũ: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng và tuy nen dẫn nước vào nhà máy thủy điện, phần lưu lượng lũ còn lại cho tràn qua đập đá đổ xây dở. Thi công đắp hai vai đập, đổ bê tông tràn xả lũ. • Năm thi công thứ tư: - Mùa khô: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng. Thi công đắp đập đến cao trình vượt lũ +100. Đổ bê tông tràn đến cao trình +85 chuẩn bị cho dẫn dòng mùa lũ. Thi công nhà máy thủy điện. - Mùa lũ: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng và tràn xây dở. Thi công đắp đập lòng sông, thi công xong nhà máy thuỷ điện. • Năm thi công thứ năm: - Mùa khô: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn nước vào nhà máy thủy điện. Tiếp tục thi công đắp đập, thi công xong tràn chính. Tiến hành lấp tuy nen dẫn dòng - Mùa lũ: Dẫn dòng qua tràn chính. Thi công xong đập, hoàn thiện công trình và nghiệm thu bàn giao công trình. 2.1.2. Nhận xét lựa chọn phương án • Phương án I: Cống xả đáy được thi công trên nền đá gốc, lớp cuội sỏi cần bóc bỏ khá dầy 12 ÷ 17m gây nhiều khó khăn cho thi công. Mặt khác cống xả đáy nằm ở đáy đập, chịu tải trọng lớn của đập, của áp lực nước nên khi thiết kế thi công cần đảm bảo tốt chất lượng. Như vậy việc thi công cống mang nhiều rủi ro có thể ảnh hưởng lớn đến tiến độ công trình. • Phương án II: Tuy nen dẫn dòng được đặt trên nền đá tốt thuận lợi để thi công, mặt khác việc sử dụng công nghệ thi công mới NATM có thể đẩy nhanh tiến độ thi công tuy nen đảm bảo đưa vào dẫn dòng đúng thời hạn và an toàn khi dẫn dòng. Phương án này tận dụng được khả năng cho nước tràn qua của đập đá đổ đắp dở để xả lũ thi công, tuy nhiên lưu lượng lũ tại công trường Cửa Đạt khá lớn yêu cầu tính toán gia cố phải cẩn thận và giám sát thi công nghiêm ngặt. Mặc dù vậy yếu tố rủi ro vẫn rất lớn. • Phương án III: Phương án này cũng có những ưu điểm như phương án II, mặt khác việc lợi dụng tuy nen dẫn nước vào nhà máy thủy điện đã giảm một lượng lớn lưu lượng tràn qua đập đá đổ đắp dở vì vậy mà công tác gia cố sẽ an toàn và dễ dàng hơn. ⇒ Kết luận: để hạ thấp tính rủi ro của công tác dẫn dòng ta lựa chọn phương án III làm phương án dẫn dòng. Trình tự dẫn dòng được trình bày trong bảng B.2.1 sau: Bảng 2.1: Trình tự dẫn dòng theo phương án chọn Năm thi công I Thời gian Mùa khô từ tháng XII đến tháng V SV: Trần Tuấn Anh Công trình dẫn dòng Tần suất Qdd (m3/s) Các công việc phải làm và mốc khống chế Lòng sông thu hẹp 5% 1230 -Thực hiện công tác chuẩn bị. -Xây dựng các đê quai. -Thi công tuy nen dẫn dòng Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư II III Ngành: Công trình thủy lợi Trang 18 Mùa lũ từ tháng VI đến tháng XI Lòng sông thu hẹp 5% 5050 Mùa khô từ tháng XII đến tháng V Lòng sông thu hẹp 5% 1230 Mùa lũ từ tháng VI đến tháng XI Lòng sông thu hẹp 5% 5050 Mùa khô từ tháng XII đến tháng V Tuy nen dẫn dòng TN2 ở ∇+30 5% 1230 1% 7520 5% 1230 Tuy nen TN1 ở ∇+55 và tuy Mùa lũ từ nen TN2 ở tháng VI đến ∇+30, một phần tháng XI qua đập xây dở ở ∇+55. Mùa khô từ tháng XII đến tháng V Tuy nen dẫn dòng TN2 ở ∇+30 Mùa lũ từ tháng VI đến tháng XI Tuy nen dẫn dòng TN2 ở ∇+30 và tràn xây dở ở ∇+85 1% 7520 Tuy nen TN1 ở ∇+55 0,1% 2450 Tràn chính 0,1% 13200 IV V Mùa khô từ tháng XII đến tháng V Mùa lũ từ tháng VI đến SV: Trần Tuấn Anh (TN2) và tuy nen thủy điện (TN1). -Đào móng và thi công đập vai phải. -Tiếp tục thi công hai tuy nen. -Thi công đập vai phải và một phần vai trái. -Đào móng tràn. -Thi công hai vai đập. -Tiếp tục đào móng tràn. -Tiếp tục thi công hai tuy nen. -Thi công hai vai đập. -Tiếp tục đào móng tràn. -Thi công xong tuy nen dẫn dòng TN2. -Tiêu nước thu dọn hố móng, thi công đập lòng sông đến ∇+55. -Thi công xong tuy nen TN1. -Đổ bê tông tràn. -Đổ bê tông tràn. -Thi công hai vai đập. -Đắp đập qua cao trình vượt lũ đến cao trình +98. -Đổ bê tông tràn đến cao trình +85. -Thi công nhà máy thủy điện. -Thi công đắp đập phần lòng sông. -Thi công xong nhà máy thủy điện. -Tiếp tục đắp đập. -Thi công xong tràn chính. -Lấp tuy nen dẫn dòng. -Thi công xong đập. -Hoàn thiện công trình. Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 19 tháng XI 2.2. Ngành: Công trình thủy lợi -Ngiệm thu và bàn giao công trình. TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ DẪN DÒNG 2.2.1. Tần suất lưu lượng thiết kế dẫn dòng Công trình đầu mối thủy lợi dự án Hồ chứa nước Cửa Đạt thuộc cấp I, tra bảng 4.6 trong Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXD VN 285:2002, chọn tần suất công trình tạm phục vụ dẫn dòng là p = 5%. Tại công trình Cửa Đạt sẽ lợi dụng công trình chính là tuy nen dẫn nước vào nhà máy thuỷ điện và đập đá đổ, đập tràn xây dở để dẫn dòng, tần suất phục vụ dẫn dòng theo quy phạm là p = 0,1%. Tuy nhiên đập đá đổ và đập tràn xây dở là thấp, và khi tính với p = 0,1% thì lưu lượng tính toán là rất lớn khi đó kinh phí sẽ rất cao. Vì vậy khi dẫn dòng qua công trình chính là đập đá đổ đắp dở vào mùa lũ năm thứ 3 và tràn xây dở vào mùa lũ năm thứ 4 đề nghị tính toán theo quy phạm của Liên Xô cũ (CHUπ 206.01.86), khi đó tần suất đề nghị giảm xuống p = 1%. Điều này sẽ được trình cơ quan chủ quản duyệt. Trong đồ án này ta sẽ tính toán theo quy phạm của Liên Xô. 2.2.2. Thời đoạn dẫn dòng Căn cứ vào đặc điểm thuỷ văn đã nêu ở chương 1 cụ thể trong bảng 1.2 ta thấy nên chọn thời đoạn dẫn dòng mùa khô từ tháng XII-V và mùa lũ từ tháng VI-XI. 2.2.3. Lưu lượng thiết kế dẫn dòng Căn cứ vào tần suất và thời đoạn dẫn dòng nêu ở trên và theo tài liệu thủy văn ta có: • Lưu lượng thiết kế dẫn dòng mùa khô: - Ở các năm 1,2 dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp, nên lưu lượng thiết kế dẫn dòng là Qp=5%max = 1230 m3/s. - Ở các năm 3,4 dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng, nên lưu lượng thiết kế dẫn dòng là Qp=5%max = 1230 m3/s. - Riêng mùa khô năm thứ 5 dẫn dòng qua tuy nen thuỷ điện đã hoàn thành, nên lưu lượng thiết kế dẫn dòng là Qp=0,1%max = 2450 m3/s. • Lưu lượng thiết kế dẫn dòng mùa lũ: - Mùa lũ thứ nhất và mùa lũ thứ hai khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp, lưu lượng thiết kế dẫn dòng là Qp=5%max = 5050 m3/s. - Mùa lũ thứ ba khi dẫn dòng qua hai tuy nen TN1 và TN2 cùng đập xây dở, lưu lượng thiết kế dẫn dòng là Qp=1%max = 7520 m3/s. - Mùa lũ thứ tư khi dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng TN2 và tràn xây dở, lưu lượng thiết kế dẫn dòng là Qp=1%max = 7520 m3/s. - Mùa lũ thứ năm khi dẫn dòng qua tràn chính đã xây xong, lưu lượng thiết kế dẫn dòng là Qp=0,1%max = 13200 m3/s. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 20 Ngành: Công trình thủy lợi Bảng 2.2: Tần suất và lưu lượng dẫn dòng trong từng giai đoạn Năm thi công I II III Thời đoạn Công trình dẫn dòng Mùa khô Mùa lũ Mùa khô Mùa lũ Mùa khô Lòng sông thu hẹp Lòng sông thu hẹp Lòng sông thu hẹp Lòng sông thu hẹp Tuy nen dẫn dòng TN2 ở ∇+30 Tuy nen TN1 ở ∇+55 và tuy nen TN2 ở ∇+30, và qua đập xây dở ở ∇+55. Tuy nen dẫn dòng TN2 ở ∇+30 Tuy nen dẫn dòng TN2 ở ∇+30 và tràn xây dở ở ∇+85 Tuy nen TN1 ở ∇+55 Tràn chính Mùa lũ IV Mùa khô Mùa lũ V 2.3. Mùa khô Mùa lũ Tần suất Qdd (m3/s) 5% 5% 5% 5% 5% 1230 5050 1230 5050 1230 1% 7520 5% 1230 1% 7520 0,1% 0,1% 2450 13200 TÍNH TOÁN THỦY LỰC PHƯƠNG ÁN DẪN DÒNG 2.3.1. Tính toán thủy lực dẫn dòng năm thứ nhất và năm thứ hai Năm thứ nhất và năm thứ hai dòng chảy đều được dẫn qua lòng sông thu hẹp, tính toán thủy lực dẫn dòng trong hai năm đầu là đi tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. 2.3.1.1. Mục đích • Xác định cao trình cần phải đắp đê quai. • Giao thông đường thuỷ tại đây được sử dụng nhiều vì vậy khi tính toán cần đáp ứng được yêu cầu vận chuyển đường thuỷ qua công trình dẫn dòng. 2.3.1.2. Tính toán mức độ thu hẹp K 1) Sơ đồ tính toán: MNHLML MNHLMK ω2 ®ª quai ω1 Hình 2.1: Mặt cắt ngang sông SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 21 Zddvl Ztl Zhl Z V H ình 2.2: Mặt cắt dọc sông 2) Nội dung tính toán: ∗ Mùa kiệt: Theo tiêu chuẩn ngành “Thiết kế dẫn dòng trong xây dựng công trình thuỷ lợi 14TCN57-88” , mức độ thu hẹp lòng sông được tính theo công thức sau: ω K = 1 ×100% ω2 Trong đó : K : Là mức độ thu hẹp lòng sông, thường từ 30 ÷ 60% ω1 : Tiết diện ướt của lòng sông mà đê quai và hố móng chiếm chỗ (m2) ω 2 :Tiết diện ướt ban đầu của lòng sông (m2) ω1 , ω2 được đo trên mặt cắt ngang theo mực nước Z HL. Với QddTK = 1230m3/s tra quan hệ MK Q~ZHL ta có Z HL = 32,54m từ đó đo trên mặt cắt ngang ta được ω1 =56,31m2 ; ω2 =467,26m2. Thay số vào công thức ta có: K= 56,31 ×100% = 12,05 % 467, 26 Nhận thấy K rất nhỏ ⇒ lòng sông thu hẹp không đáng kể, ảnh hưởng ít đến dòng chảy ⇒ càng thuận lợi cho thi công. +) Tính độ cao nước dâng: ∆Z Để xác định được chính xác giá trị ∆Z ta phải giải bài toán thử dần. Bài toán thử dần được xác định theo trình tự sau: - Giả thiết các giá trị ∆Z gt từ đó tính được ZTL= ZHL + ∆Z gt - Tính lại giá trị ∆Z gt theo công thức : 2 ∆Z tt= 2 1 VC VO × − ϕ 2 2g 2g Trong đó: ϕ : Hệ số lưu tốc ϕ =0,8 ÷ 0,85 (bố trí mặt bằng đê quai theo dạng hình thang). Chọn ϕ = 0,85. Vc : Lưu tốc bình quân tại mặt cắt thu hẹp ε Vc = QddTK ε (ω2 − ω1 ) : Hệ số thu hẹp, lòng sông thu hẹp một bên ε =0,95 SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 22 Ngành: Công trình thủy lợi ω1 , ω2 : đo trên mặt cắt ngang ứng mực nước ZTL V0 : Lưu tốc tới gần QddTK V0= ω2 Nếu ∆Z gt ≈ ∆Z tt (sai số cho phép [ ∆ ] < 5%) thì giả thiết ban đầu là đúng, còn nếu không thì tiếp tục giả thiết lại các giá trị ∆Z gt và tính toán tiếp cho đến khi ∆Z gt ≈ ∆Z tt, lúc đó ta có được giá trị cuối cùng của ∆Z . • Ta tính toán cho trường hợp ∆Z gt = 0,2 m. Cao trình mực nước thượng lưu là : ZTL= 32,54 + 0,2 = 34,74 (m). Với ZTL= 34,74m đo trên mặt cắt ngang ta được ω1 = 59,22m2 ; ω 2 = 489,95m2. Từ đó ta tính được: Vc = 1230 = 3,0059 (m/s) 0,95(489,95 − 59, 22) V0 = Vậy ta có: ∆Z tt = 1230 = 2,5105 (m/s) 489,95 1 3, 00592 2,51052 × − = 0,316 (m). 0,852 2.9,81 2.9,81 Ta có ∆Z tt ≠ ∆Z gt ( sai số lớn [ ∆ ] = 58% > 5%), vậy ta cần phải tính lại với giá trị ∆Z gt khác. Tiếp tục tính toán với các giá trị ∆Z gt khác, từ đó ta lập được bảng tính sau: ∆Z gt 0.2 0.25 0.3 0.31 0.35 Bảng 2.3: Bảng tính toán thu hẹp lòng sông mùa kiệt ω1 ω2 ZTL Vc V0 32.74 59.22 489.95 3.0059 2.5105 32.79 60.6 496 2.9737 2.4798 32.84 61.98 501.38 2.9466 2.4532 32.85 62.21 502.14 2.9431 2.4495 32.89 63.38 507.47 2.9155 2.4238 ∆Z tt 0.32 0.31 0.31 0.31 0.30 Ta có kết quả tính toán chiều cao nước dâng: ∆Z = 0,31m. Vậy ta có kết quả tính cho mùa kiệt ứng với Qk = 1230m3/s : K% = 12,05% ; ∆Z = 0,31m ; ZTL = +32,85m ; Vc = 2,94 m/s +) Kiểm tra điều kiện chống xói: Lòng sông là đá cuội sỏi độ sâu bình quân dòng chảy lớn hơn 3m, tra bảng 1-2 giáo trình thi công tập I ta lấy [V]KX = 2,1 m/s . Ta có Vc > [V]KX ⇒ lòng sông bị xói. Như vậy cần phải gia cố chân đê quai. Ở đây ta gia cố đê quai thượng hạ lưu và đê quai dọc bằng loại đá có đường kính lớn. ∗ Mùa lũ: +) Xác định K TK ML Với Qdd = 5050m3/s tra quan hệ Q~ZHL ta có Z HL = 38,16m từ đó đo trên mặt cắt ngang ta được ω1 = 277,20m2 ; ω2 = 1215,81m2. Từ đó ta có: SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 23 K= Ngành: Công trình thủy lợi 277, 20 ×100% = 22,8 % 1215,81 Nhận thấy K rất nhỏ ⇒ lòng sông thu hẹp không đáng kể, ảnh hưởng ít đến dòng chảy ⇒ càng thuận lợi cho thi công. +) Tính độ cao nước dâng: ∆Z Tương tự như mùa khô ta tính toán với giá trị khởi điểm ∆Z gt = 1,0 m. Cao trình mực nước thượng lưu là : ZTL= 38,16 + 1 = 39,16 (m). Với ZTL= 39,16m đo trên mặt cắt ngang ta được ω1 = 327,61m2 ; ω 2 = 1368,52m2. Từ đó ta tính được: Vc = 5050 = 5,107 (m/s) 0,95(1368,52 − 327, 61) V0 = Vậy ta có: ∆Z tt = 5050 = 3,69 (m/s) 1368,52 1 5,107 2 3, 692 × − = 1,15 (m). 0,852 2.9,81 2.9,81 Ta có ∆Z tt ≠ ∆Z gt ( sai số lớn [ ∆ ] = 15% > 5%), vậy ta cần phải tính lại với giá trị ∆Z gt khác. Tiếp tục tính toán các giá trị ∆Z gt khác, từ đó ta lập được bảng tính sau: ∆Z gt 1 1.05 1.1 1.13 1.15 Bảng 2.4: Bảng tính toán thu hẹp lòng sông mùa lũ ω1 ω2 ZTL Vc V0 39.16 327.61 1368.52 5.1069 3.6901 39.21 330.18 1376.27 5.0816 3.6693 39.26 332.76 1384.04 5.0565 3.6487 39.29 334.3 1386.03 5.0543 3.6435 39.31 335.33 1391.82 5.0316 3.6283 ∆Z tt 1.15 1.14 1.13 1.13 1.11 Ta có kết quả tính toán chiều cao nước dâng: ∆Z = 1,13m. Vậy ta có kết quả tính cho mùa lũ ứng với Ql = 5050m3/s : K% = 22,8% ; ∆Z = 1,13m ; ZTL = +39,29m ; Vc = 5,05 m/s +) Kiểm tra điều kiện chống xói: Lòng sông là đá cuội sỏi độ sâu bình quân dòng chảy lớn hơn 3m, tra bảng 1-2 giáo trình thi công tập I ta lấy [V]KX = 2,1 m/s . Ta có Vc > [V]KX ⇒ lòng sông bị xói. Phần lòng sông ta sẽ không gia cố mà để dòng nước tự bào xói lớp cuội sỏi, vị trí cần thiết phải gia cố là chân đê quai. Ta gia cố đê quai thượng hạ lưu và đê quai dọc bằng loại đá đường kính lớn hoặc rọ đá gia cố mặt ngoài. 2.3.1.3. Tính toán cao trình đỉnh đê quai SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 24 Ngành: Công trình thủy lợi Công trình Cửa Đạt là công trình cấp I, khi tính toán thiết kế cần đảm bảo an toàn tuyệt đối. Vì vậy khi tính toán cao trình đỉnh đê quai phải xét tới ảnh hưởng của chiều cao sóng leo hsl và độ dềnh do gió ∆h. Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu được tính theo công thức: Zđq = ZTL + ∆h + hsl + a Trong đó: + ∆h : độ dềnh mực nước do gió. + hsl : chiều cao sóng leo ứng với tần suất bảo đảm, theo bảng P2-2 “ Giáo trình đồ án môn học thuỷ công ” tính toán sóng leo lấy tần suất bảo đảo 1% . ∆h, hsl tính với vận tốc gió tính toán lớn nhất. + a : độ gia cao an toàn. Công trình cấp I ta có a = 0,7 m.  Tính ∆h : v 2 .D . cos β Công thức tính toán ∆h = 2.10 . g .H -6 Trong đó: + V: vận tốc gió tính toán lớn nhất ứng, V = 30 m/s. + D: đà sóng , sơ bộ chọn D = 3000 m (theo hướng gió chính). + H: cột nước thượng lưu, H = ZTL - ∇đs = 39,29 - 26 = 13,29 m. + β: hướng gió chính, β = 450. ⇒ ∆h = 2.10-6. 302.3000. .cos 450 = 0,03 m 9,81.13, 29  Tính toán hsl1% : + Giả thiết trường hợp sóng nước sâu H > 0,5.λ , + Thời gian gió thổi liên tục t, lấy theo giáo trình thuỷ công t = 6h = 21600s. Tính các đại lượng không thứ nguyên g.t g .D và 2 sau đó tra trên đồ thị hình P2-1 : Đồ v v án môn học thủy công với đường bao trên cùng ta có : g.t 9,81.21600 = = 7063 30 v SV: Trần Tuấn Anh  g .τ = 3, 77  v Tra đồ thị ta có:   g .h = 0, 072  v 2 Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 25 g .D 9,81.3000 = = 32,7 302 v2  g.τ = 1,13  v Tra đồ thị ta có:   g.h = 0, 011  v 2 + Chọn cặp có giá trị bé trong 2 cặp giá trị trên. Ta có: v 30 g .τ = 1,13 ⇒ τ = 1,13. = 1,13. = 3,46 s 9,81 g v v 302 g .h ⇒ = 0, 011 = 0,011. = 1,01 m h = 0,011. 9,81 v2 g 2 2 9,81.3, 462 ⇒ λ = g .τ = = 18,70 m 2.3,14 2.π + Kiểm tra điều kiện sóng nước sâu : Ta thấy: H = 13,29 m > λ = 9,35 m → thoả mãn điều kiện sóng nước sâu. Vậy giả 2 thiết là đúng. Chiều cao sóng leo ứng với mức đảm bảo P = 1%: hsl1% = K1.K2.K3.K4.Kα. h s1% h s1% = K1% . h Tra đồ thị hình P2-2, bảng P2-3, bảng P2-4, đồ thị hình P2-3, bảng P2-6 ta được giá trị các hệ số: K1% = 2,1 K1 = 0,7 K2 = 0,5 K3 = 1,5 K4 = 1,3 Kα = 0,85 ⇒ h s1% = 2,1.1,01 = 2,121m ⇒ hsl1% = 0,7.0,5.1,5.1,3.0,85.2,121 = 1,23m • Đê quai ngang thượng lưu Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu: ∇TL = ZTL + ∆h + hsl + a Trong đó : ZTL - cao trình mực nước ở thượng lưu khi thu hẹp sông. + Mùa kiệt: ta có ZTL = 32,85 m. => ∇TL = 32,85 + 0,03 + 1,23 + 0,7 = 34,81 m. Chọn cao trình đỉnh đê quai thượng lưu mùa kiệt là ∇TL = 34,85 m Chiều cao đê quai lớn nhất là : h = 34,85 - 26 = 8,85 m + Mùa lũ: ta có ZTL = 39,29 m. => ∇TL = 39,29 + 0,03 + 1,23 + 0,7 = 41,25 m Chọn cao trình đỉnh đê quai thượng lưu là ∇TL = 41,3 m SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 26 Ngành: Công trình thủy lợi Chiều cao đê quai lớn nhất là : h = 41,3 - 26 = 15,3 m • Đê quai ngang hạ lưu Cao trình đỉnh đê quai hạ lưu: ∇HL = ZHL + a + Mùa kiệt: ta có ZHL = 32,54 m => ∇TL = 32,54 + 0,7 = 33,24 m Chọn cao trình đỉnh đê quai hạ lưu mùa kiệt là ∇TL = 33,25 m Chiều cao đê quai lớn nhất là : h = 33,25 - 26 = 7,25 m + Mùa lũ: ta có ZHL = 38,16 m => ∇TL = 38,16 + 0,7 = 38,86 m Chọn cao trình đỉnh đê quai hạ lưu mùa lũ là ∇TL = 38,9 m Chiều cao đê quai lớn nhất là : h = 38,9 - 26 = 12,9 m • Đê quai dọc Cao trình đỉnh thượng hạ lưu đê quai dọc xác định theo cao trình đỉnh của đê quai ngang: cao trình thượng lưu đê quai dọc lấy bằng cao trình của đê quai ngang thượng lưu, cao trình hạ lưu đê quai dọc lấy bằng cao trình của đê quai ngang hạ lưu. 2.3.2. Tính toán thủy lực dẫn dòng mùa kiệt năm thứ 3 và năm thứ 4 Mùa kiệt năm thứ 3 và năm thứ 4 công trình dẫn dòng được sử dụng là tuy nen TN2. Ta tiến hành tính toán thuỷ lực dòng chảy dẫn qua tuy nen TN2. 2.3.2.1. Mục đích tính toán Xác định quan hệ Q ~ ZTL khi dẫn dòng qua tuy nen TN2. 2.3.2.2. Nội dung tính toán * Bài toán: Xác định mực nước đầu tuy nen khi cho biết các thông số sau: + Lưu lượng dẫn dòng qua tuy nen Qgt + Thông số của tuy nen TN2: đường kính D = 7,5m; chiều dài L = 821,9m; hệ số nhám n = 0,017 (Tra phụ lục 4-3 bảng tra thuỷ lực); độ dốc i = 0,001. + Cao độ cửa vào tuy nen ∇ = +30. + Cao độ cửa ra tuy nen ∇ = 30 – 0,001.821,9 ≈ +29,2. Sơ đồ tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua tuy nen: H K K hx 10h x hk hn 821,9 - 10h x H ình 2.3: Sơ đồ thuỷ lực dòng chảy không áp trong tuy nen TN2 SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 27 Ngành: Công trình thủy lợi * Trình tự tính toán: Giả thiết một số trị số lưu lượng Q qua tuy nen, ứng với mỗi trị số lưu lượng Q dùng các công thức tính toán ra được trị số cột nước thượng lưu Z TL, từ đó vẽ được quan hệ Q~ZTL. Quá trình tính toán ZTL thực hiện qua các bước sau: - Ứng với mỗi trị số lưu lượng Q giả thiết trạng thái chảy trong tuy nen. Đưa bài toán về các sơ đồ sẵn có để tính toán: Với trường hợp chảy không áp, ta có chiều dài tuy nen L = 821,9m >(8 ÷ 10)D ⇒ tuy nen là dài. Theo giáo trình Thuỷ lực tập 3 (trang 44), đưa sơ đồ bài toán thuỷ lực qua tuy nen về sơ đồ bài toán đập tràn đỉnh rộng nối tiếp với đoạn kênh để tính toán. Chiều dài đoạn đập tràn đỉnh rộng l = 10hx; chiều dài đoạn kênh l = 821,9 – 10hx. Với trường hợp chảy có áp, sơ đồ bài toán có thể đưa về dạng thuỷ lực chảy qua vòi hoặc qua ống ngắn. Với trường hợp chảy bán áp, sơ đồ bài toán đưa về bài toán chảy qua lỗ dưới cửa cống hở. - Áp dụng các công thức tương ứng với các sơ đồ để tính ra cột nước đầu tuy nen H. - Kiểm tra lại trạng thái chảy: theo Hứa Hạnh Đào ta có H ≤ (1,2 ÷ 1,4)D và hn D/2 Với hn < D/2 Ta có: hn = 0,67m < D/2 = 3,75m. Vậy công thức được áp dụng là công thức thứ hai: Q2 D − i.L + ⇒ H0 = 2 2 ϕ c .ω .2.g 2 D Q = ϕc .ω 2.g .( H 0 + i.L − ) 2 Trong đó : i : Độ dốc của tuynen L : Chiều dài của tuynen D : Đường kính của tuynen ω : Tiết diện của tuynen i = 0,001 L = 821,9(m) D = 7,5(m) π D2 ω= = 44,18 (m2) 4 ϕ c : Hệ số lưu tốc, được tính bằng công thức: ϕc = 1 α + ∑ξ c + 2.g .L C 2 .R Với: SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 31 R : Bán kính thuỷ lực của tuynen R = D/4 = 1,875 (m) C : Hệ số Sêdi xác định theo công thức Maninh 1 1 16 1 6 C= R = .1,875 = 65,32 n 0, 017 α : Hệ số, lấy α =1 ∑ξ c :Tổng các hệ số tổn thất cục bộ c = ξth + ξ kv ξ th :Tổn thất do thu hẹp ở cửa vào ξ th = 0,15 ξ kv :Tổn thất khe van ξ kv = 0,1 ∑ξ ⇒ ⇒ ∑ξ ϕc = c = ξ th + ξ kv = 0,15 + 0,1 = 0,25 1 2.9,81.821,9 = 0,553 1 + 0, 25 + 65,322.1,875 ⇒ H ≈ H0 = 3502 7,5 − 0, 001.821,9 + = 13,39 m 2 2 0,553 .44,18 .2.9,81 2 Từ đó tính được cao trình mực nước đầu cống ứng với lưu lượng dẫn qua tuy nen Q= 350 m3/s là : ZTL = ZĐTN + H = 30 + 13,39 = 43,39 m Làm tương tự với các cấp lưu lượng khác ta lập được bảng quan hệ Q ~ Z TL và từ đó vẽ được quan hệ Q ~ ZTL của tuy nen như sau: Q (m3/s) 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 Bảng 2.7: Bảng quan hệ Q ~ ZTL khi dẫn dòng qua tuy nen TN2 ZTL Q ZTL Q ZTL Trạng thái Trạng thái 3 3 chảy chảy (m) (m /s) (m) (m /s) (m) 35.489 36.129 36.732 37.31 37.874 38.428 38.981 39.536 40.1 40.676 43.388 SV: Trần Tuấn Anh Không áp Không áp Không áp Không áp Không áp Không áp Không áp Không áp Có áp Có áp Có áp 375 400 425 450 475 500 550 600 650 700 750 44.94 46.59026 48.3514 50.21927 52.19388 54.27522 58.75812 63.66795 69.00474 74.76846 80.95912 Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp 800 850 900 950 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 Trạng thái chảy 87.57673 94.62128 102.0928 109.9912 118.3166 136.2482 155.8875 177.2346 200.2895 225.2072 251.8826 Lớp: 44C3 Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 32 Ngành: Công trình thủy lợi H ình 2.5: Đồ thị quan hệ Q ~ ZTL khi dẫn dòng qua tuy nen TN2 2.3.3. Tính toán thủy lực dẫn dòng mùa kiệt năm thứ 5 Công trình dẫn dòng cho mùa kiệt năm thứ năm là tuy nen dẫn nước vào nhà máy thuỷ điện TN1, khi đó tuy nen dẫn dòng TN2 đang được lấp. Quá trình tính toán dẫn dòng qua tuy nen TN1 tương tự như tính toán đối với tuy nen TN2. 2.3.3.1. Mục đích tính toán Xác định quan hệ Q ~ ZTL khi dẫn dòng qua tuy nen TN1. 2.3.3.2. Nội dung tính toán * Bài toán: Xác định cao trình mực nước thượng lưu khi cho biết các thông số sau: - Lưu lượng dẫn qua tuy nen TN1: Qgt - Thông số của tuy nen: Đoạn tuy nen TN1 ngay trước nhà máy thuỷ điện có độ dốc lớn, thay đổi đột ngột từ i = 0,03 đến i = 0,53 theo kinh nghiệm đường mặt nước trong đoạn này sẽ là đường nước đổ b1. Ta tính toán với đoạn tuy nen từ cửa vào tới chỗ nối tiếp có các thông số như sau: D = 7,5 m; L = 677,4 m ; n = 0,017 (Tra phụ lục 4-3 bảng tra thuỷ lực); i = 0,03. - Cao độ cửa vào tuy nen ∇ = +55. - Cao độ cửa ra tuy nen ∇ = 55 – 0,03.677,4 ≈ +34,68. * Tính toán: Tính toán tương tự như đối với tuy nen TN2. Tiến hành tính toán cụ thể cho một số cấp lưu lượng, với các cấp lưu lượng khác sẽ được tính tương tự. Kết quả tính toán cuối cùng sẽ được lập thành bảng, qua đó vẽ được quan hệ Q ~ ZTL. (1) Tính toán với cấp lưu lượng Q = 500 m3/s. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 33 Giả thiết chế độ chảy trong tuy nen là không áp. Tính toán vẽ đường mặt nước cho đoạn kênh để xác định cột nước đầu kênh. Độ sâu phân giới hk,với mặt cắt tròn được tính theo công thức: hk = Sk × D Trong đó : D : Đường kính tuynen D = 7,5 m α Q2 Sk : Tra phụ lục 9-2 (Bảng tra thuỷ lực) từ giá trị ξ k = 5 gD α : Hệ số cột nước lưu tốc, lấy α = 1 g : Gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s2 Do đó ξk = 1× 20 2 = 0, 00172 9,81× 7, 55 Tra bảng ta có Sk = 0,2 ⇒ Độ sâu phân giới : hk = 0,2.7,5 = 1,5 (m). Mặt khác từ Q = 20m3/s ta tra quan hệ Q ~ ZHL ta có ZHL= 27,2 m. Nhận thấy ZHL= +27,2 < Zđáy tuy nen TN1= +34,68 nên tại cửa ra chọn hra = hk = 1,5 m. Từ đó ta lập được bảng tính toán đường mặt nước ứng với cấp lưu lượng Q = 20m3/s. (Bảng 2.8-phụ lục). Từ bảng 2.8 ta thấy đường mặt nước chạm trần tuy nen. Như vậy trong trường hợp này chế độ chảy trong tuy nen phải là chế độ chảy có áp hoặc bán áp. Tuy nen có chiều dài và độ dốc lớn, kinh nghiệm cho thấy dòng chảy trong tuy nen sẽ là dòng có áp. Sơ đồ thuỷ lực bài toán dòng có áp: MNTL Z = H + i.L - D 2 H hc D 2 677,4 m H ình 2.6: Sơ đồ thuỷ lực dòng chảy có áp trong tuy nen TN1 khi hn < D/2 Áp dụng theo công thức tính thuỷ lực qua vòi hoặc ống ngắn, trường hợp hn < D/2: 2 Q D D − i.L + Q = ϕc .ω 2.g .( H 0 + i.L − ) ⇒ H 0 = 2 2 2 ϕ c .ω .2.g 2 Trong đó : Q: Lưu lượng chảy qua tuy nen, i : Độ dốc của tuynen SV: Trần Tuấn Anh Q = 20 (m3/s) i = 0,03 Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 34 L : Chiều dài của tuynen D : Đường kính của tuynen L = 677,4(m) D = 7,5(m) π D2 ω= = 44,18 (m2) ω : Tiết diện của tuynen 4 ϕ c : Hệ số lưu tốc, được tính bằng công thức: ϕc = 1 α + ∑ξ c + 2.g .L C 2 .R Với: R : Bán kính thuỷ lực của tuynen R = D/4 = 1,875 (m) C : Hệ số Sêdi xác định theo công thức Maninh C= 1 1 16 1 R = .1,875 6 = 65,32 n 0, 017 α : Hệ số, lấy α =1 ∑ξ c :Tổng các hệ số tổn thất cục bộ c = ξth + ξ kv ξ th :Tổn thất do thu hẹp ở cửa vào ξ th = 0,15 ξ kv :Tổn thất khe van ξ kv = 0,1 ∑ξ ⇒ ⇒ ∑ξ ϕc = c = ξ th + ξ kv = 0,15 + 0,1 = 0,25 1 2.9,81.677, 4 = 0,586 1 + 0, 25 + 65,322.1,875 Từ đó tính được cột nước thượng lưu tuy nen là : H ≈ H0 = 202 7,5 − 0, 03.677, 4 + = -16,54 < 0. 2 2 0,586 .44,18 .2.9,81 2 Tiếp tục giả thiết các cấp lưu lượng Q gt khác, tính toán tương tự như trên ta thu được các kết quả được trình bày trong bảng 2.9. Các kết quả được dùng để lập bảng là những kết quả có H > 0 và cao trình mực nước thượng lưu được tính theo công thức Z TL = H + 55. Q (m3/s) ZTL (m) 470.00 480.00 490.00 500.00 510.00 520.00 530.00 540.00 55.22571 55.94811 56.68572 57.43854 58.20656 58.9898 59.78824 60.60189 SV: Trần Tuấn Anh Bảng 2.9: Bảng quan hệ Q ~ ZTL khi dẫn dòng qua tuy nen TN1 Q ZTL Q ZTL Trạng thái Trạng thái Trạng thái 3 3 chảy chảy chảy (m /s) (m) (m /s) (m) Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp 550.00 560.00 570.00 580.00 590.00 600.00 610.00 620.00 61.43075 62.27482 63.13409 64.00858 64.89827 65.80317 66.72328 67.6586 Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp 630.00 640.00 650.00 660.00 670.00 680.00 690 700 68.60913 69.57486 70.5558 71.55196 72.56332 73.58989 74.63166 75.68865 Lớp: 44C3 Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Có áp Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 35 Ngành: Công trình thủy lợi H ình 2.7: Đồ thị quan hệ Q ~ ZTL khi dẫn dòng qua tuy nen TN1 mùa kiệt năm thứ 5 2.3.4. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng mùa lũ năm thứ 3 Mùa lũ năm thứ ba dòng chảy được dẫn qua công trình dẫn dòng gồm có tuy nen TN1, tuy nen TN2 và đập đá đổ xây dở. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng năm thứ ba cần phải tính dẫn dòng đồng thời qua cả ba công trình này. 2.3.4.1. Mục đích tính toán Xác định quan hệ Qxã ~ ZTL khi dẫn dòng mùa lũ năm thi công thứ 3, phục vụ cho tính toán điều tiết lũ năm thi công thứ 3. 2.3.4.2. Nội dung tính toán 1) Bài toán: Xác định tổng lưu lượng xả khi hai tuy nen TN1, TN2 và đập đá đổ xây dở làm việc đồng thời, cho biết các thông số sau: - Cao trình mực nước thượng lưu: giả thiết các giá trị ZTL. - Các thông số về hai tuy nen TN1, TN2 đã có ở trên. - Thông số về đập đá đổ xây dở dùng để dẫn dòng: Tính toán đập đá đổ xây dở dùng để dẫn dòng coi như một đập tràn; cao độ đập đá đổ xây dở dùng để tràn nước ∇ = +55; bề rộng của tràn B = 200m; chiều dài tràn nước L = 202,3m. Nhận thấy với lưu lượng lũ thiết kế dẫn dòng Q = 7250 m 3/s thì mực nước hạ lưu là Z HL = 40,42 m thấp hơn rất nhiều so với ngưỡng đập vì thế trạng thái chảy của đập tràn luôn luôn là trạng thái chảy không ngập qua đập tràn đỉnh rộng. 2) Tính toán: • Xác định quan hệ (Q ~ ZTL) khi chỉ có mình đập thực hiện dẫn dòng. Sơ đồ tính toán dẫn dòng qua đập đá đổ xây dở: SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 36 Ngành: Công trình thủy lợi H ình 2.8: Sơ đồ dẫn dòng qua đập đá đổ xây dở * Các bước tính toán như sau: - Giả thiết các cấp lưu lượng Qi khác nhau. - Áp dụng công thức tính lưu lượng đối với đập tràn đỉnh rộng chảy không ngập Qi = m.B.(2.g)1/2.Hoi3/2 tính được trị số Hoi → Hi - ZTL = Zngưỡng + Hi = 55 + Hi Ở đây ta tiến hành tính toán cho một trường hợp cụ thể, các trường hợp khác tính toán tương tự. Từ các kết quả tính toán đó ta vẽ được quan hệ Q ~ Z TL khi chỉ cho mình đập thực hiện dẫn dòng. * Tính toán với cấp lưu lượng Q = 500 m3/s. Áp dụng công thức tính lưu lượng đối với đập tràn đỉnh rộng chảy không ngập ta có: Q = m.B. 2.g . H 3 2 0 2 Q )3 → H0 = ( m.b. 2.g Trong đó: Q - lưu lượng tràn qua đập đá đổ xây dở, Q = 500 m3/s. m - hệ số lưu lượng, lấy sơ bộ theo kinh nghiệm trong bảng 14-12 (bảng tra thuỷ lực) m = 0,34. B - bề rộng tràn nước, B = 200 m. Thay số vào công thức ta tính được: H0 = ( 2 500 ) 3 ≈ 1,40 m. 0,34.200. 2.9,81 Ta có: v0 = Q 500 = ≈ 1,77 m/s. Ωi (200 + 1,5.1, 4).1, 4 → H = Ho - v02 1, 77 2 = 1,4 = 1,24 m. 2.g 2.9,81 ⇒ ZTL = 1,24 + 55 = 56,24 m. Tính toán tương tự với các cấp lưu lượng giả thiết khác, tổng hợp kết quả ta thành lập được bảng quan hệ Qđập ~ ZTL khi chỉ mình đập thực hiện dẫn dòng (bảng 2.10), từ đó vẽ được quan hệ Qxã ~ ZTL trên đồ thị hình 2.9. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 37 Bảng 2.10: Bảng quan hệ Q ~ ZTL khi dẫn dòng qua đập đá đổ xây dở Q (m3/s) 0 50 100 200 600 1000 1500 2000 2500 H0 (m) 0.000 0.30 0.48 0.76 1.58 2.23 2.92 3.53 4.10 V0 (m2/s) 0 0.826 1.040 1.309 1.880 2.222 2.535 2.782 2.988 H (m) 0.00 0.27 0.42 0.67 1.40 1.97 2.59 3.14 3.64 ZTL (m) 55 55.27 55.42 55.67 56.40 56.97 57.59 58.14 58.64 Q (m3/s) 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 H0 (m) 4.63 5.13 5.61 6.07 6.51 6.93 7.35 7.75 8.14 V0 (m2/s) 3.167 3.326 3.469 3.600 3.721 3.833 3.938 4.036 4.130 H (m) 4.12 4.57 4.99 5.41 5.80 6.19 6.56 6.92 7.27 ZTL (m) 59.12 59.57 59.99 60.41 60.80 61.19 61.56 61.92 62.27 H ình 2.9: Đồ thị quan hệ Q ~ ZTL khi dẫn dòng qua đập đá đổ xây dở • Xác định quan hệ (Qxả ~ ZTL) khi hai tuy nen TN1, TN2 và đập đá đổ xây dở làm việc đồng thời. Để tính toán tổng lưu lượng xả khi hai tuy nen và đập đá đổ xây dở làm việc đồng thời ta tiến hành tính toán qua các bước sau: - Giả thiết các cao trình ZTL khác nhau. - Từ giá trị ZTL giả thiết tra quan hệ ZTL ~ Qtuy nen TN1 và quan hệ ZTL ~ Qtuy nen TN2 ta có được trị số lưu lượng chảy qua hai tuy nen. - Từ giá trị ZTL giả thiết tra quan hệ ZTL ~ Qđập có được lưu lượng xả qua đập. - Tổng lưu lượng xả: Qtổng = Qđập + Qtuy nen TN1 + Qtuy nen TN2 Ở đây ta tiến hành tính toán cho một trường hợp cụ thể, các trường hợp khác tính toán tương tự. Từ các kết quả tính toán đó ta vẽ được quan hệ Q ~ Z TL khi dẫn dòng đồng thời qua hai tuy nen TN1, TN2 và đập đá đổ xây dở trong mùa lũ năm thứ 3. Tính toán với cao trình mực nước thượng lưu là ZTL = +60m. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 38 Ngành: Công trình thủy lợi - Tra quan hệ ZTL ~ Qtuy nen TN1 (hình 2.8) ta được lưu lượng chảy qua tuy nen TN1 là: Qtuy nen TN1 = 532,6 m3/s - Tra quan hệ ZTL ~ Qtuy nen TN2 (hình 2.5) ta được lưu lượng chảy qua tuy nen TN2 là: Qtuy nen TN2 = 562,65 m3/s - Tra quan hệ ZTL ~ Qđập (hình 2.10) ta được lưu lượng chảy qua đập đá đổ xây dở là: Qtuy nen TN2 = 4006,67 m3/s - Vậy ta tính được tổng lưu lượng xả là: Qtổng = 4006,67 + 532,6 + 562,65 = 4992,32 m3/s Tính toán tương tự với các giá trị Z TL giả thiết khác, tổng hợp kết quả ta thành lập được bảng quan hệ Qxã ~ ZTL khi dẫn dòng mùa lũ năm thi công thứ 3 (bảng 2.11-phụ lục), và vẽ được quan hệ Qxã ~ ZTL trên đồ thị hình 2.10. H ình 2.10: Đồ thị quan hệ Qxả ~ ZTL khi dẫn dòng qua hai tuy nen TN1, TN2 và đập đá đổ đắp dở trong mùa lũ năm thứ 3 2.3.5. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng mùa lũ năm thứ 4 Tính toán thuỷ lực dẫn dòng mùa lũ năm thứ 4 là tính toán thuỷ lực khi dẫn dòng đồng thời qua tuy nen TN2 và bản đáy tràn xây dở. 2.3.5.1. Mục đích tính toán Xác định quan hệ Qxã ~ ZTL khi dẫn dòng mùa lũ năm thi công thứ 4, phục vụ cho tính toán điều tiết lũ năm thi công thứ 4. 2.3.5.2. Nội dung tính toán * Bài toán: Xác định tổng lưu lượng xả qua tuy nen TN2 và bản đáy tràn xây dở khi cho biết các thông số sau: - Cao trình mực nước thượng lưu: giả thiết các giá trị ZTL. - Thông số về tuy nen TN2 đã có ở trên. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 39 - Thông số về bản đáy tràn đang xây dở dùng để dẫn dòng: cao trình bản đáy tràn ∇ = +85; bề rộng của tràn B = 70m. Nhận thấy với lưu lượng lũ thiết kế dẫn dòng Q = 7520 m3/s thì mực nước hạ lưu là ZHL = 40,42 m thấp hơn rất nhiều so với ngưỡng tràn vì thế trạng thái chảy của đập tràn luôn luôn là trạng thái chảy không ngập qua đập tràn đỉnh rộng. * Tính toán: Dẫn dòng qua bản đáy tràn có sơ đồ và phương pháp tính tương tự trường hợp dẫn dòng qua đập đá đổ xây dở. Để tính toán tổng lưu lượng xả khi tuy nen TN2 và bản đáy tràn xây dở làm việc đồng thời ta tiến hành tính toán qua các bước sau: - Từ giá trị ZTL giả thiết tra quan hệ ZTL ~ Qtuy nen TN2 ta có được trị số lưu lượng chảy qua tuy nen TN2. - Áp dụng công thức tính lưu lượng đối với đập tràn đỉnh rộng chảy không ngập để tính ra lưu lượng tháo qua bản đáy tràn: Qbản đáy - Tổng lưu lượng xả: Qtổng = Qbản đáy + Qtuy nen TN2 Ở đây ta tiến hành tính toán cho một trường hợp cụ thể, các trường hợp khác tính toán tương tự. Từ các kết quả tính toán đó ta vẽ được quan hệ Q ~ Z TL khi dẫn dòng đồng thời qua tuy nen TN2 và bản đáy tràn xây dở trong mùa lũ năm thứ 4. • Tính toán với cao trình mực nước thượng lưu là ZTL = +90m. - Tra quan hệ ZTL ~ Qtuy nen TN2 (hình 2.5) ta được lưu lượng chảy qua tuy nen TN2 là: Qtuy nen TN2 = 817,20 m3/s - Áp dụng công thức tính lưu lượng đối với đập tràn đỉnh rộng chảy không ngập ta có: 3 Qbản đáy = m.B. 2.g . H 02 Trong đó: m - hệ số lưu lượng, lấy sơ bộ theo kinh nghiệm trong bảng 14-12 (bảng tra thuỷ lực) m = 0,34. B - bề rộng tràn nước, B = 70 m. H0 - cột nước trước ngưỡng tràn, H0 ≈ H = ZTL - Zngưỡng tràn = 90 – 85 = 5 m. Thay số vào công thức ta tính được: 3 Qđập = 0,34.70. 2.9,81 . 5 2 = 1178,64 m3/s - Vậy ta tính được tổng lưu lượng xả là: Qtổng = 1178,64 + 817,20 = 1995,84 m3/s Tính toán tương tự với các giá trị Z TL giả thiết khác, tổng hợp kết quả ta thành lập được bảng quan hệ Qxã ~ ZTL khi dẫn dòng mùa lũ năm thi công thứ 4 (bảng 2.12-phụ lục), và vẽ được quan hệ Qxã ~ ZTL trên đồ thị hình 2.11. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 40 Ngành: Công trình thủy lợi H ình 2.11: Đồ thị quan hệ Qxả ~ ZTL khi dẫn dòng qua tuy nen TN2 và bản đáy tràn xây dở trong mùa lũ năm thứ 4 2.4. TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 2.4.1. Mục đích tính toán Khi đập đã lên cao, hồ có khả năng điều tiết thì phải tính toán điều tiết lũ để xác định lưu lượng xả lớn nhất qua các công trình dẫn dòng q xả max. Công việc tính toán điều tiết lũ qua các công trình dẫn dòng cụ thể gồm ba phần như sau: - Điều tiết lũ tiểu mãn P = 5% qua tuy nen TN2. - Điều tiết lũ chính vụ P = 1% qua hai tuy nen TN1, TN2 và đập đá đổ xây dở. - Điều tiết lũ chính vụ P = 1% qua tuy nen TN2 và bản đáy tràn xây dở. 2.4.2. - Tài liệu tính toán : Đường quá trình lũ tiểu mãn tần suất P = 5% có Qmax = 1230m3/s. Đường quá trình lũ chính vụ tần suất P = 5% có Qmax = 5050m3/s. Đường quá trình lũ chính vụ tần suất P = 1% có Qmax = 7520m3/s. Đường quan hệ Z ~ W của hồ chứa. Đường quan hệ QTN2 ~ ZTL (hình 2.5). Đường quan hệ QTN1 + TN2 + Đập xây dở ~ ZTL (hình 2.10). Đường quan hệ QTN2 + Bản đáy tràn ~ Z TL (hình 2.11). 2.4.3. Nội dung tính toán Theo tài liệu thuỷ văn thì đường quá trình lũ Cửa Đạt có dạng khá phức tạp, vì vậy ta sử dụng phương pháp điều tiết lũ Pôtapốp để tính toán. 2.4.3.1 Phương pháp Pôtapốp Theo phương trình cân bằng nước ta có: SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 41 Ngành: Công trình thủy lợi 1 1 (Q1 + Q2 )∆t − (q1 + q2 ) ∆t = V2 − V1 2 2 ⇒ ( V2 1 1 V 1 + q2 ) = (Q1 + Q2 ) + ( 1 − q1 ) hay f2(q2) = Q + f1(q1) ∆t 2 2 ∆t 2 Với: f1(q1) = ( V1 1 V 1 − q1 ) ; f2(q2) = ( 2 + q2 ) ∆t 2 ∆t 2 Nhận thấy trong bất cứ thời đoạn nào thì f 1(q1) và Q đều đã biết nên sẽ biết được f2(q2), nếu có đường qua hệ q ~ f 2(q), tra trên đường quan hệ đó ta sẽ tìm được q 2. Như vậy để giải bài toán điều tiết ta cần xây dựng quan hệ (qxả ~ f1,f2). Trình tự giải bài toán điều tiết theo phương pháp Pôtapốp như sau: • Xây dựng biểu đồ phụ trợ (qxả ~ f1,f2). - Chọn thời đoạn tính toán ∆t. - Giả thiết các ZTL, từ đó tra ra qxả và dung tích kho Vk → V = Vk – Vtl với Vtl là dung tích kho nước trước khi lũ về. - Tính các giá trị f1, f2 ứng với qxả. • Sử dụng biểu đồ phụ trợ (qxả ~ f1,f2) để tính điều tiết. - Với mỗi ∆t tính QTB = (Q1 + Q2)/2. - Từ q1 đã biết tra ra f1. - Tính f2 = QTB + f1. - Từ f2 tra ra q2. - Coi q2 là q1’ tính toán tương tư. - Liên tục làm như trên ta sẽ vẽ được đường quan hệ (qxả ~ t). 2.4.3.2 Tính toán điều tiết lũ tiểu mãn qua tuy nen TN2 • Tính toán điều tiết lũ tiểu mãn qua tuy nen TN2 khi cho biết: - P = 5% , Qmax = 1230 m3/s. - Tại thời điểm lũ về, tuy nen TN2 duy trì chế độ xả q = 100,5 m 3/s phục vụ yêu cầu dùng nước ở hạ lưu. - Tra quan hệ qxả ~ ZTL tuynen ta có Ztrước lũ = +35,5 m - Tra quan hệ Z ~ Whồ ta có Vtrước lũ = 14,93.106 m3 - Tổng thời gian quá trình lũ theo tài liệu thuỷ văn là 72h. - Chọn thời đoạn tính toán ∆t = 1h. • Quá trình tính toán được trình bày trong các bảng tính trong phụ lục: - Bảng 2.13 : Quan hệ (qxả ~ f1,f2) khi dẫn dòng qua tuy nen TN2. - Bảng 2.14 : Bảng tính toán điều tiết lũ khi dẫn dòng qua tuy nen TN2. • Để minh họa cụ thể trình tự tính toán em xin trình bày tính toán cho một trường hợp ở mỗi bảng tính. Các trường hợp khác tính toán tương tự. - Tính toán bảng 2.13 với trường hợp cao trình mực nước thượng lưu ZTL = +40 m. ZTL = +40 m → tra quan hệ qxả ~ ZTL tuynen ta có qxả = 295,57 m3/s SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 42 Ngành: Công trình thủy lợi ZTL = +40 m → tra quan hệ Z ~ Whồ ta có Vk = 27,1.106 m3 → V = Vk – Vtl = (27,1 – 14,93).106 = 12,17.106 m3 → f1 = V q 12,17.106 295,57 − = − = 3232,77 ∆t 2 3600 2 → f2 = V q 12,17.106 295,57 + = + = 3528,34 ∆t 2 3600 2 Từ các kết quả lập trong bảng 2.13 ta vẽ được biểu đồ quan hệ phụ trợ (qxả ~ f1,f2). H ình 2.12: Biểu đồ quan hệ (qxả ~ f1,f2) khi dẫn dòng qua tuy nen TN2 - Tính toán bảng 2.14: tính với thời điểm giờ thứ 10. Từ quan hệ (Qđến ~ t) tra được lưu lượng đến đầu giờ thứ 10 là: Q đến = 932 m3/s; và lưu lượng đến cuối giờ thứ 10 là: Q đến = 1026 m3/s. Từ đó tính được lưu lượng đến trung bình trong giờ thứ 10 là QTB = (932 + 1026)/2 = 979 m3/s. Lưu lượng xả đầu giờ thứ 10 lấy bằng lưu lượng xả cuối giờ thứ 9 và bằng: q xả = 330,1 m3/s. Từ qxả = 330,1 m3/s tra quan hệ (qxả ~ f1) ta được f1 = 4459,97. → f2 = f1 + QTB = 4459,97 + 979 = 5438,97. Từ đó tra quan hệ (q xả ~ f2) ta được lưu lượng xả cuối giờ thứ 10 bằng: qxả = 335,98 m3/s. Từ các kết quả lập trong bảng 2.14 ta vẽ được biểu đồ kết quả tính toán điều tiết lũ. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 43 Ngành: Công trình thủy lợi H ình 2.13: Biểu đồ kết quả điều tiết lũ qua tuy nen TN2 2.4.3.2 Tính toán điều tiết lũ chính vụ qua hai tuy nen TN1, TN2 và đập đá đổ xây dở • Tính toán điều tiết lũ chính vụ qua hai tuy nen TN2, TN1 và đập đá đổ xây dở khi cho biết: - P = 1% , Qmax = 7520 m3/s. - Tại thời điểm lũ về ta có ZTL = +55 m. - Tra quan hệ Z ~ Whồ ta có Vtrước lũ = 96,35.106 m3 - Tổng thời gian quá trình lũ theo tài liệu thuỷ văn là 115h. - Chọn thời đoạn tính toán ∆t = 1h. • Quá trình tính toán được trình bày trong các bảng tính trong phụ lục: - Bảng 2.15 : Quan hệ (qxả ~ f1,f2) khi dẫn dòng qua hai tuy nen TN1, TN2 và đập đá đổ xây dở. - Bảng 2.16 : Bảng tính toán điều tiết lũ chính vụ mùa lũ năm thứ 3. • Để minh họa cụ thể trình tự tính toán em xin trình bày tính toán cho một trường hợp ở mỗi bảng tính. Các trường hợp khác tính toán tương tự. - Tính toán bảng 2.15 với trường hợp cao trình mực nước thượng lưu ZTL = +60 m. ZTL = +60 m → tra quan hệ qxả ~ ZTL tuynen ta có qxả = 4353,19 m3/s ZTL = +60 m → tra quan hệ Z ~ Whồ ta có Vk = 132,7.106 m3 → V = Vk – Vtl = (132,7 – 96,35).106 = 36,35.106 m3 V q 36,35.106 4353,19 − = − → f1 = = 7920,63 ∆t 2 3600 2 V q 12,17.106 295,57 + = + → f2 = = 12273,82 ∆t 2 3600 2 Từ các kết quả lập trong bảng 2.15 ta vẽ được biểu đồ quan hệ phụ trợ (qxả ~ f1,f2). SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 44 Ngành: Công trình thủy lợi H ình 2.14: Biểu đồ quan hệ (qxả ~ f1,f2) khi dẫn dòng qua hai tuy nen TN1, TN2 và đập đá đổ xây dở mùa lũ năm thứ 3 - Tính toán bảng 2.16: tính với thời điểm giờ thứ 15 Từ quan hệ (Qđến ~ t) tra được lưu lượng đến đầu giờ thứ 15 là: Q đến = 1986 m3/s; và lưu lượng đến cuối giờ thứ 15 là: Q đến = 2009 m3/s. Từ đó tính được lưu lượng đến trung bình trong giờ thứ 15 là QTB = (1986 + 2009)/2 = 1997,5 m3/s. Lưu lượng xả đầu giờ thứ 15 lấy bằng lưu lượng xả cuối giờ thứ 14, ta có: qxả = 1895,94 m3/s. Từ qxả = 1895,94 m3/s tra quan hệ (qxả ~ f1) ta được f1 = 2901,39. → f2 = f1 + QTB = 2901,39 + 1997,5 = 4898,89. Từ đó tra quan hệ (q xả ~ f2) ta được lưu lượng xả cuối giờ thứ 15 bằng: qxả = 1924,34 m3/s. Từ các kết quả lập trong bảng 2.16 ta vẽ được biểu đồ kết quả tính toán điều tiết lũ. H ình 2.15: Biểu đồ kết quả điều tiết lũ chính vụ dẫn dòng qua hai tuy nen TN1, TN2 và bản đáy đập tràn xây dỏ mùa lũ năm thứ 3 SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 45 Ngành: Công trình thủy lợi 2.4.3.3. Tính toán điều tiết lũ chính vụ qua tuy nen TN2 và bản đáy tràn xây dở • Tính toán điều tiết lũ chính vụ qua tuy nen TN2 bản đáy tràn xây dở khi cho biết: - P = 1% , Qmax = 7520 m3/s. - Tại thời điểm lũ về ta có ZTL = +85 m. - Tra quan hệ Z ~ Whồ ta có Vtrước lũ = 453,42.106 m3 - Tổng thời gian quá trình lũ theo tài liệu thuỷ văn là 115h. - Chọn thời đoạn tính toán ∆t = 1h. • Quá trình tính toán được trình bày trong các bảng tính trong phụ lục: - Bảng 2.17 : Quan hệ (qxả ~ f1,f2) khi dẫn dòng qua hai tuy nen TN1, TN2 và đập đá đổ xây dở. - Bảng 2.18 : Bảng tính toán điều tiết lũ chính vụ qua tuy nen TN2 và bản đáy tràn xây dở mùa lũ năm thứ 4. • Để minh họa cụ thể trình tự tính toán em xin trình bày tính toán cho một trường hợp ở mỗi bảng tính. Các trường hợp khác tính toán tương tự. - Tính toán bảng 2.17 với trường hợp cao trình mực nước thượng lưu ZTL = +95 m. ZTL = +95 m → tra quan hệ qxả ~ ZTL tuynen ta có qxả = 4222,44 m3/s ZTL = +95 m → tra quan hệ Z ~ Whồ ta có Vk = 659,05.106 m3 → V = Vk – Vtl = (659,05 – 453,42).106 = 205,63.106 m3 → f1 = V q 205, 63.106 4222, 44 − = − = 55008,22 ∆t 2 3600 2 → f2 = V q 205, 63.106 4222, 44 + = + = 59230,67 ∆t 2 3600 2 Từ các kết quả lập trong bảng 2.17 ta vẽ được biểu đồ quan hệ phụ trợ (qxả ~ f1,f2). H ình 2.16: Biểu đồ quan hệ (qxả ~ f1,f2) khi dẫn dòng qua tuy nen TN2 và bản đáy tràn xây dở mùa lũ năm thứ 4 SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 46 Ngành: Công trình thủy lợi - Tính toán bảng 2.18: tính với thời điểm giờ thứ 20. Từ quan hệ (Qđến ~ t) tra được lưu lượng đến đầu giờ thứ 20 là: Q đến = 2303 m3/s; và lưu lượng đến cuối giờ thứ 20 là: Q đến = 3106 m3/s. Từ đó tính được lưu lượng đến trung bình trong giờ thứ 20 là QTB = (2303 + 3106)/2 = 2704,5 m3/s. Lưu lượng xả đầu giờ thứ 20 lấy bằng lưu lượng xả cuối giờ thứ 19, ta có: qxả = 1636,66 m3/s. Từ qxả = 1636,66 m3/s tra quan hệ (qxả ~ f1) ta được f1 = 19014,12. → f2 = f1 + QTB = 19014,12 + 2704,5 = 21718,62. Từ đó tra quan hệ (qxả ~ f2) ta được lưu lượng xả cuối giờ thứ 20 bằng: qxả = 1690,13 m3/s. Từ các kết quả lập trong bảng 2.18 ta vẽ được biểu đồ kết quả tính toán điều tiết lũ. H ình 2.17: Biểu đồ kết quả điều tiết lũ chính vụ mùa lũ năm thứ 4 khi dẫn dòng qua tuy nen TN2 và bản đáy tràn xây dở 2.4.4. Nhận xét và kết luận Từ có kết quả tính toán điều tiết lũ như sau: • Lũ tiểu mãn 5% dẫn dòng qua tuy nen TN2: Qmax = 1230 m3/s, Qxảmax = 388,9 m3/s. ⇒ ZTLmax = +45,86 m. Nhận xét: Thời điểm chặn dòng là 10 ngày đầu tháng 12/2007, lũ tiểu mãn theo tài liệu thuỷ văn về vào cuối tháng 4 như vậy là ta có khoảng 4 tháng rưỡi để thi công nạo vét, tiêu nước hố móng, đắp phần đập lòng sông từ cao trình đáy thấp nhất ∇đđ = +25m đến cao trình vượt lũ: SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 47 Ngành: Công trình thủy lợi ∇VL = ZTLmax + a = 45,86 + 0,7 = 46,56 ≈ +47m. Thời gian nạo vét, tiêu nước hố móng dự tính dành khoảng hơn 1 tháng, như vậy còn khoảng 3 tháng để đắp đập lên cao H = 47 – 25 = 22m, tức là mỗi tháng cần đắp đập lên được 8m, theo kinh nghiệm điều này hoàn toàn có thể đạt được. • Lũ chính vụ 1% dẫn dòng qua hai tuy nen TN1, TN2 và đập đá đổ xây dở mùa lũ năm thứ 3: Qmax = 7520 m3/s; Qxảmax = 7158,5 m3/s : ⇒ ZTLmax = +61,57 m. Cao trình phòng chống lũ yêu cầu đối với hai vai đập là: ∇ = ZTLmax + a = 61,57 + 0,7 = +62,27 m. Theo phương án dẫn dòng thì lúc này cao trình hai vai đập đã vượt ngưỡng độ cao an toàn. • Lũ chính vụ 1% dẫn dòng qua tuy nen TN2 và bản đáy tràn xây dở mùa lũ năm thứ 4: Qmax = 7520 m3/s; Qxảmax = 5089 m3/s ⇒ ZTLmax = +96,63 m ⇒ ∇VL = ZTLmax + a = 96,63 + 0,7 = +97,33m. Theo phương án dẫn dòng thì lúc này cao trình phần đập lòng sông đã vượt ngưỡng độ cao an toàn. 2.4.5. Bảng thống kê các mốc khống chế thời gian và cao trình Ta có bảng thống kê các mốc khống chế thời gian và cao trình như sau: Bảng 2.19: Các mốc khống chế cao trình trong quá trình thi công Năm thi công I II III Thời gian Các mốc khống chế về cao trình Mùa khô từ tháng XII đến tháng V -Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. -Đắp đê quai thu hẹp lòng sông: thượng lưu đến ∇+34,85 hạ lưu đến ∇+33,25. -Cuối mùa khô đắp bù đê quai: thượng lưu đến ∇+41,3 ; hạ lưu đến ∇+38,9. Mùa lũ từ tháng VI đến tháng XI Mùa khô từ tháng XII đến tháng V Mùa lũ từ tháng VI đến tháng XI Mùa khô từ tháng XII đến tháng V SV: Trần Tuấn Anh -Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. -Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. -Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. -Thi công xong tuy nen dẫn dòng TN2. -Dẫn dòng qua tuy nen TN2 ở ∇+30. -Chặn dòng ngày 2/12/2007. -Đến 22/4/2008 đắp đập lòng sông đến ∇+47. -Cuối mùa đắp đập lòng sông đến ∇+55 và xử lý để mặt đập để dẫn dòng vào mùa lũ. Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 48 Ngành: Công trình thủy lợi -Đào xong móng tràn và bắt đầu đổ bê tông. Mùa lũ từ tháng VI đến tháng XI Mùa khô từ tháng XII đến tháng V IV Mùa lũ từ tháng VI đến tháng XI Mùa khô từ tháng XII đến tháng V V Mùa lũ từ tháng VI đến tháng XI 2.5. -Dẫn dòng qua hai tuy nen: TN2 ở ∇+30; TN1 ở ∇+55 và qua đập đá đổ xây dở ở ∇+55. -Đắp hai vai đập đến ∇+80. -Dẫn dòng qua tuy nen TN2 ở ∇+30. -Đắp đập qua cao trình vượt lũ đến ∇+98. -Đổ bê tông tràn đến cao trình +85. -Dẫn dòng qua tuy nen TN2 ở ∇+30 và bản đáy tràn xây dở ở ∇+85. -Thi công xong nhà máy thủy điện. -Dẫn dòng qua tuy nen TN1 ở ∇+55. -Thi công xong tràn chính. -Lấp tuy nen dẫn dòng. -Dẫn dòng qua tràn chính. -Đắp đập đến cao trình thiết kế ∇+121,3. -Hoàn thiện công trình. THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH DẪN DÒNG 2.5.1. Thiết kế đê quai 2.5.1.1 Tuyến đê quai: • Các yêu cầu cần thiết khi chọn tuyến đê quai: - Chiều dài đê quai là nhỏ nhất. - Đê quai phải thuận với dòng chảy. - Phù hợp với kích thước yêu cầu của công trình dự định được đê quai bảo vệ. Chú ý đoạn lưu không kể từ mép ngoài rãnh tiêu nước đến chân đê quai, theo kinh nghiệm phải lấy lớn hơn hoặc bằng 8 ÷ 10m. • Trên cơ sở các nguyên tắc này, ta bố trí tuyến đê quai như sau: - Bố trí đê quai ngang thượng lưu cách tuyến đập chính 270m. - Bố trí đê quai ngang hạ lưu bố trí cách tuyến đập chính 315m. - Bố trí đê quai dọc như trình bày ở phần tính toán thu hẹp lòng sông. Cụ thể bố trí tuyến đê quai xem trên bản vẽ dẫn dòng. 2.5.1.2 Cao trình đê quai: Theo phần 2.3.1 ta đã xác định được cao trình đê quai: • Đê quai ngang thượng lưu: - Mùa kiệt: ∇TL = 34,85 m - Mùa lũ: ∇TL = 41,3 m • Đê quai ngang hạ lưu: SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 49 Ngành: Công trình thủy lợi - Mùa kiệt: ∇TL = 33,25 m - Mùa lũ: ∇TL = 38,9 m • Đê quai dọc: Cao trình đỉnh thượng hạ lưu đê quai dọc xác định theo cao trình đỉnh của đê quai ngang: cao trình thượng lưu đê quai dọc lấy bằng cao trình của đê quai ngang thượng lưu, cao trình hạ lưu đê quai dọc lấy bằng cao trình của đê quai ngang hạ lưu. 2.5.1.3 Chọn kích thước mặt cắt đê quai: Chọn kích thước mặt cắt đê quai theo tiêu chuẩn ngành 14 TCN 57-88: • Đê quai ngang thượng lưu: - Kết cấu đê quai được đắp bằng hỗn hợp đất đá đào móng, dùng loại đê quai bằng đá đổ có tường nghiêng là đất á sét. - Bề rộng đỉnh đê quai lấy theo kinh nghiệm Liên Xô: B = 4 m. - Hệ số mái thượng lưu : m1 = 1,5. - Hệ số mái hạ lưu : m2 = 2. - Lớp chuyển tiếp giữa đá đổ và tường nghiêng á sét bố trí theo kiểu tầng lọc ngược gồm 3 lớp: dăm lớn, sỏi và cát. Chiều dày chọn bằng 0,3 m. - Lớp chuyển tiếp giữa lớp cát sỏi bảo vệ tường nghiêng và tường nghiêng á sét bố trí theo kiểu tầng lọc ngược gồm 2 lớp: cát, sỏi. Chiều dày chọn bằng 0,3 m. - Mặt cắt đê quai thượng lưu được thể hiện cụ thể trong hình vẽ sau: H ình 2.18: Mặt cắt minh họa đê quai ngang thượng lưu - Đê quai được đắp lấn dần từ bờ ra lòng sông. Phần dưới mực nước khi đắp đất đá bị nén chặt do các phương tiện đi lại trên bề mặt khối đắp. Phần trên mực nước thi công theo phương pháp đầm nén. • Đê quai ngang hạ lưu: - Kết cấu đê quai được đắp bằng đất. - Bề rộng đỉnh đê quai lấy theo yêu cầu làm đường vận chuyển vật liệu cho hai làn xe chạy, chọn B = 10m. - Hệ số mái thượng lưu : m1 = 2. - Hệ số mái hạ lưu : m2 = 2. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 50 Ngành: Công trình thủy lợi - Sử dụng thảm rọ đá (2x2x1,5)m để bảo vệ hạ lưu đê quai. - Mặt cắt đê quai hạ lưu được thể hiện cụ thể trong hình vẽ sau: H ình 2.19: Mặt cắt minh họa đê quai ngang hạ lưu • Đê quai dọc: - Bề rộng đỉnh đê quai lấy theo yêu cầu làm đường vận chuyển vật liệu với một làn xe chạy, chọn B = 6m. - Hệ số mái thượng lưu : m1 = 2. - Hệ số mái hạ lưu : m2 = 1,5. - Kết cấu đê quai bao gồm lớp đất tự nhiên ở thềm sông bờ phải và phần đắp tường nghiêng chống thấm bằng đất á sét lớp 4a, 5a tận dụng từ việc đào móng tràn. Hình 2.20: Mặt cắt minh hoạ đê quai dọc 2.5.2. Thiết kế gia cố ngưỡng tràn thân đập đá đổ và dốc nước sau đập phục vụ dẫn dòng thi công năm thứ 3. Mùa lũ năm thứ 3 tiến hành dẫn dòng qua hai tuy nen TN1, TN2 và đập đá đổ xây dở. Đoạn đập đá đổ coi như một đập tràn đỉnh rộng khi dẫn dòng. Để có thể dẫn dòng được ta cần phải gia cố phần mặt đập và đoạn dốc nước sau đập tràn, đê quai hạ lưu. Ở đây ta tính toán gia cố cho mặt đập và đoạn dốc nước sau đập tràn. * Bài toán: Xác định gia cố mái hạ lưu đê quai hạ lưu và gia cố mặt đập khi cho biết các thông số sau: - Cao trình đỉnh đê quai thượng, hạ lưu: ∇TL = 41,3 m ; ∇HL = 38,9 m. - Chiều rộng tràn: B = 200m. - Quan hệ (Q ~ ZHL). SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 51 Ngành: Công trình thủy lợi - Qp tràn: qua kết quả điều tiết ta có ZTL max = 61,57 m. Từ ZTL = 61,57 m tra biểu đồ quan hệ Qđập ~ ZTL (hình 2.10) ta có: Qp tràn = 6016,4 m3/s. - Thông số dốc nước: độ dốc dốc nước i d = 66,7% hệ số mái lòng dẫn m1 = m2 = 1,5 ; hệ số nhám dốc nước n = 0,02 ; chiều dài dốc nước L = 50 m. * Các bước tính toán: 1) Tính toán gia cố mặt đập: • Tính độ sâu phân giới hk Độ sâu phân giới được tính theo công thức đối với mặt cắt kênh hình thang: σ 2 hk = hKcn (1 − N + 0,105.σ N ) 3 Trong đó: hKcn = σN = 3 Q2 6016, 42 3 = = 4,52 m B 2 .g 2002.9,81 m.hKcn 1,5.4,52 = = 0,034. b 200 Thay số vào công thức ta có: ⇒ hk = 4,52. (1 − 0, 034 + 0,105.0, 0342 ) = 4,47 m 3 • Tính đường kính viên đá gia cố Đối với đoạn tràn đỉnh rộng nhận thấy tại mặt cắt cuối đập độ sâu dòng chảy là nhỏ nhất, tại đó lưu tốc là lớn nhất. Độ sâu dòng chảy tại mặt cắt cuối đập là: h = hk = 4,47 m. →V= Q 6016, 4 = = 6,51 m2/s ω (200 + 1,5.4, 47).4, 47 Áp dụng công thức Izobat về mối quan hệ giữa đường kính viên đá gia cố và lưu tốc dòng nước (Sách “Sổ tay xây dựng thuỷ điện”), ta có: Vgh = γ c . 2.g. γ1 − γ . D γ Trong đó: γ c - hệ số ổn định về chuyển dịch của vật liệu, γ c = 086 ÷ 1,2. Chọn γ c = 1. γ 1 , γ - trọng lượng riêng của hòn đá và nước, γ 1 = 2,6 T/m3 ; γ = 1 T/m3 D - đường kính viên đá (m). Biến đổi ta có: V 2 gh 6,51 D= = γ −γ (2, 6 − 1) = 1,35 m. γ c2 .2.g. 1 12.2.9,81. γ 1 Theo kinh nghiệm gia cố đập Caborơ bas ơ Môdămbich ta chọn phương án gia cố đập đá đổ bằng các rọ thép đổ đầy đá với độ rỗng 45% kích thước BxLxH = 2 x 1 x 0,5m được liên kết với nhau thành một khối thống nhất. Đoạn ngưỡng tràn đầu dốc nước được gia cố như dốc nước. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 52 Ngành: Công trình thủy lợi 2) Tính toán gia cố dốc nước Trước hết ta đi tính độ sâu dòng đều trên dốc nước h0 Độ sâu dòng đều được xác định bằng phương pháp tính thử dần thông qua công thức: Q = ω.C.(R.i)1/2 Trong đó: Q – lưu lượng xả qua đập, Q = 6016,4 (m3/s). ω - diện tích mặt cắt ướt, ω = (b + m.h0).h0 C - hệ số sêzi, C = 1 16 .R n R - bán kính thuỷ lực, R = ω χ χ - chu vi ướt, χ = b + 2h0.(1 + m2)1/2 Sử dụng bảng tính Excel để tính thử dần ta thu được kết quả độ sâu dòng đều h 0 = 0,832 m. Kiểm tra lại kết quả tính toán: ω = (200 +1,5.0,832).0,832 = 167,44 m2 χ = 200 + 2.0,832. (1 + 1,5 ) = 203,0 m 2 R= C= 167, 44 = 0,825 m. 203, 0 1 1 .0,825 6 = 48,42. 0, 02 ⇒ Qtt = 167,44.48,42. 0,825.0, 667 = 6013,5 m3/s ≈ Q = 6016,4 m3/s ( sai số ∆ = -0,05%). Nhận thấy hk = 4,47 m > h0 = 0,832 m nên đường mặt nước trên dốc nước là đường nước hạ bII. Ở đây ta tiến hành tính toán cụ thể cho một trị số, các trường hợp tính toán tương tự. Hình 2.21: Sơ đồ tính toán thuỷ lực dốc nước Tính toán với đoạn dốc nước từ mặt cắt có h = 3,47m đến h = 3,27m. Ta có: + ω1 = (200 +1,5.3,47).3,47 = 712,06 m2 χ1 = 200 + 2.3,47 . (1 + 1,5 ) = 212,51 m 2 SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư → R1 = Trang 53 Ngành: Công trình thủy lợi 712, 06 = 3,351 m. 212,51 → C1 = 1 1 .3,351 6 = 61,164. 0, 02 → V1 = Q 6016, 4 = = 8,45 m/s. ω 712, 06 V2 8, 452 = → J1 = 2 = 0,0057. C .R 61,1642.3,351 8, 452 → Э1 = 3, 47 + = 7,109 m. 2.9,81 + ω2 = (200 +1,5.3,27).3,27 = 670,04 m2 χ2 = 200 + 2.3,27 . (1 + 1,5 ) = 211,79 m 2 → R2 = 670, 04 = 3,164 m. 211, 79 → C2 = 1 1 .3,164 6 = 60,581. 0, 02 → V2 = Q 6016, 4 = = 8,98 m/s. ω 670, 04 V2 8,982 → J2 = 2 = = 0,0069. C .R 60,5812.3,164 → Э2 = 3, 27 + 9,982 = 7,379 m. 2.9,81 → JTB = (0,0057 + 0,0069)/2 = 0,0063. → i - JTB = 0,667 - 0,0063 = 0,6607. → ∆Э = 7,379 - 7,109 = 0,27 m. ∆∋ 0, 27 → ∆L = i − J = 0, 6607 = 0,41 m. TB Tính toán tương tự cho các đoạn khác trong dốc nước, tổng hợp kết quả lại ta được bảng tính toán đường mặt nước trên dốc nước (bảng 2.20-phụ lục). Nhận xét: Dòng chảy tại cuối chân dốc có lưu tốc rất lớn V = 20,5 m/s ; lưu tốc này rất lớn có khả năng gây xói lớn và gây ra hiện tượng mạch động gây mất ổn định chân dốc và đê quai hạ lưu. Theo kinh nghiệm chọn phương án gia cố dốc nước bằng các rọ thép đổ đầy đá với độ rỗng 45% kích thước B x L x H = 4,5 x 10 x 1,5m; các rọ thép được liên kết với nhau thành một khối thống nhất và được neo vào thân đập bằng các thanh thép neo có φ = 28mm và được mạ điện chống rỉ, thép được neo sâu vào thân đập 7m. 2.6. CÔNG TÁC NGĂN DÒNG SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 54 Ngành: Công trình thủy lợi 2.6.1. Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng 2.6.1.1. Chọn thời điểm ngăn dòng Theo tài liệu thuỷ văn về khu vực xây dựng đã nêu ở chương I. Tham khảo các công trình đã thi công trước như Trị An, Hoà Bình ta chọn thời gian chặn dòng vào 10 ngày đầu tháng 12 năm thi công thứ 3. 2.6.1.2 Chọn tần suất lưu lượng thiết kế ngăn dòng Tần suất lưu lượng thiết kế ngăn dòng lấy theo bảng 4.7 - TCVN 285-2002, công trình đầu mối Cửa Đạt thuộc công trình cấp I do đó tần suất thiết kế là P = 5%. Theo bảng 1.4 ứng với thời đoạn 10 ngày đầu tháng 12 và tần suất P = 5% ta có lưu lượng thiết kế ngăn dòng là QTK = Qmax = 137 m3/s. 2.6.2. Phương án ngăn dòng và tổ chức thi công ngăn dòng Như trên ta đã chọn lưu lượng ngăn dòng là 137 m 3/s không phải là quá lớn, địa hình hai bờ tương đối rộng rãi thuận tiện cho việc tập kết vật liệu ngăn dòng, theo kinh nghiệm ta chọn phương pháp lấp đứng, vật liệu sẽ được đổ lấn dần từ cả hai bờ. Các công việc phải làm gồm có: • Đắp băng két thu hẹp lòng sông cho đến khi vận tốc dòng chảy tăng đến trị số giới hạn cho phép. • Gia cố cửa hạp long. • Chuẩn bị mặt bằng ngăn dòng. • Đắp băng két ngăn dòng bằng vật liệu cỡ lớn. • Đắp đập ngăn dòng theo thiết kê. 2.6.3. Chọn vị trí và độ rộng cửa ngăn dòng • Vị trí cửa ngăn dòng chọn ở giữa sông đảm bảo thuận dòng chảy và khả năng tháo nước lớn. Tuyến băng két chọn cách tuyến đê quai thượng lưu 10 m, tại đây hai bờ trái và phải đều có vị trí tập kết vật liệu khá rộng. • Tại công trường Cửa Đạt yêu cầu giao thông thuỷ là khá quan trọng, vì vậy khi chọn độ rộng cửa ngăn dòng phải chọn đảm bảo giao thông thuỷ trên sông và không gây xói lở ở lòng dẫn. Bề rộng cửa ngăn dòng chọn theo kinh nghiệm công trình Trị An: B = 40m. Thiết kế gia cố cửa ngăn dòng bằng các rọ đá lát ở mái, phạm vi gia cố lấy theo tiêu chuẩn ngành 14 TCN 57-88: gia cố về phía thượng lưu 5÷10m; về phía hạ lưu 40÷100m. Lòng sông được gia cố bằng đá hộc, được đổ bằng các xà lan. 2.6.4. Tính toán thuỷ lực ngăn dòng • Bài toán: Xác định quan hệ Qngd ~ ZTL và đường kính viên đá dùng để chặn dòng khi cho biết các số liệu sau: - Lưu lượng thiết kế ngăn dòng: Qngd = 137 m3/s. - Đường quan hệ Q ~ ZHL SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 55 • Tính toán: 1) Xác định quan hệ Qngd ~ ZTL Tính toán thuỷ lực ngăn dòng phương pháp lấp đứng theo phụ lục 5 – tiêu chuẩn ngành 14 TCN 57-88. Lưu lượng ngăn dòng được tính theo công thức sau: Qngd = ∑ Qi = QC + QThấm + QTN2 + QTích Trong đó: Qngd - Lưu lượng thiết kế ngăn dòng (m3/s). QC - Lưu lượng qua cửa ngăn dòng (m3/s). QThấm - Lưu lượng thấm qua kè (m3/s). QTN2 - Lưu lượng xả qua Tuy nen 2 (m3/s). QTích - Lưu lượng tích lại ở thượng lưu (m3/s). Do QTích nhỏ, để thuận tiện tính toán ta coi Q Tích = 0. Giả thiết này chỉ làm tăng thêm tính an toàn cho công việc ngăn dòng. Khi đó ta có: Qnd = QC + QThấm + QTN2 +) Lưu tốc qua cửa ngăn dòng đạt giá trị lớn nhất khi 2 chân kè gặp nhau, khi đó chiều rộng trung bình của cửa ngăn dòng là: Btb = (H - ∆Z).mtb = mtb.H.(1 - ∆Z ) H Trong đó: mtb - hệ số mái dốc trung bình, mtb = 1,25. Z ∆Z = f( ) xác định trong tiêu chuẩn ngành 14 TCN 57-88. H0 H +) Lưu lượng qua cửa ngăn dòng được tính theo công thức: QC = m.Btb. 2.g H 03 / 2 Trong đó : m - hệ số lưu lượng lấy như sau : m = (1 - Z Z ). H0 H m = 0,385 khi Z < 0,35 H khi Z ≥ 0,35 H Z - độ dâng mực nước thượng hạ lưu, Z = ZTL - ZHL αVo2 H0 - Cột nước thượng lưu khi tính cả lưu tốc tới gần, H0 = H + 2g Bỏ qua lưu tốc tới gần ta có : Ho ≈ H = Ztl - Zđáy Với Zđáy = 26m. +) Lưu lượng qua tuy nen TN2 tra đồ thị hình 2.5 từ ZTL +) Lưu lượng thấm qua băng két được tính theo công thức : QThấm = K(Bs – Btb)(Hs + Z) ith SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 56 Ngành: Công trình thủy lợi Trong đó: K - hệ số thấm rối, tra bảng 1 (14 TCN 57-88). BS - bề rộng cửa ngăn dòng, BS = 40 m. Btb - bề rộng cửa trung bình sau khi đã đổ đá lấn dòng. Hs - cột nước sông hạ lưu. ith - độ dốc thuỷ lực trung bình dòng thấm itb = Z 2mtb ( H s + Z ) + b b - bề rộng đỉnh băng két, b = 10m. Phương pháp tính: Với Qngd = 137 m3/s tra biểu đồ quan hệ Q ~ ZHL ta được ZHL = 28,58 m. ⇒ Hs = ZHL – Zđs = 28,58 – 26 = 2,58 m. Sơ bộ chọn D = 1,3 m và vật liệu lấp là khối bê tông tứ diện ⇒ K = 1,2 m/s. Để giải bài toán ta giả thiết các giá trị Z, từ đó ta tính được các giá trị H TL, ZTL. Từ các công thức ta tính được Qc , Qthấm ; từ ZTL tra đồ thị hình 2.5 ta được QTN2 ⇒ Qngd. Ở đây em xin trình bày cách tính cho một giá trị Z = 2,5 m. Ta có : ZTL = ZHL + Z = 28,58 + 2,5 = 31,08 m. H0 ≈ H = Hs + Z = 2,58 + 2,5 = 5,08 m. Z Z 2,5 ⇒ H ≈ H = 5, 08 = 0,492. 0 Từ đó tra được : ∆Z = 0,288 ⇒ Btb = 1,25.5,08.(1 – 0,288) = 4,52 m. H ⇒ QC = 0,385.4,52. 2.9,81.5, 08 3 2 = 82,039 m3/s. Ta có : itb = Z 2,5 = = 0,110 2mtb ( H s + Z ) + b 2.1, 25(2,58 + 2,5) + 10 ⇒ QThấm = 1,2.(40 – 4,52).(2,58 + 2,5) 0,11 = 71,780 m3/s. ZTL = 31,8 m tra đồ thị hình 2.5 ta được QTN2 = 3,024 m3/s. Vậy ta có: Qngd = 82,039 + 71,780 + 3,024 = 156,843 m3/s. Tương tự ta tính toán được với các giá trị khác, tổng hợp kết quả ta lập được thành bảng 2.21 và được trình bày trong phụ lục. Kết quả theo bảng tính trên là : Z = 2,18 m ; H = 4,76 m ; ∆Z/H = 0,2816 ; ZTL = 30,76 m ; Btb = 4,275 m ; QC = 70,393 m3/s. Từ bảng tính ta vẽ được quan hệ sau : SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 57 H ình 2.22: Biểu đồ quan hệ Qnd ~ ZTL 2) Xác định đường kính viên đá lớn nhất dùng để chặn dòng: Vận tốc dòng nước lớn nhất khi ngăn dòng được tính theo công thức : QC Vmax = B .H .(1 − ∆Z ) tb = 70,393 4, 275.4, 76.(1 − 0, 2816) = 6,383 m/s. H Đường kính viên đá lớn nhất dùng để chặn dòng được tính theo công thức : 2 γ .Vmax 1.6,3832 D ≥ 1, 23. = 1, 23. = 1,596 m. (γ 1 − γ ).2 g (2, 6 − 1).2.9,81 Khối lượng đá chặn dòng loại lớn nhất là G ≈ 5 (T). Sử dụng vật liệu ngăn dòng là các cục bê tông tứ diện, có cạnh được tính đổi từ đường kính viên đá theo 14TCN 57-88 là : a= SV: Trần Tuấn Anh D 1,596 = = 2,6 m. 0, 61 0, 61 Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 58 Ngành: Công trình thủy lợi CHƯƠNG 3 : TỔ CHỨC THI CÔNG TUY NEN DẪN DÒNG TN2 3.1. GIỚI THIỆU CHUNG 3.1.1. Quy mô, kích thước tuy nen dẫn dòng TN2 Tuy nen dẫn dòng TN2 gồm mặt cắt loại C (đa phần là mặt cắt C 2, một phần nhỏ là mặt cắt C1) và mặt cắt loại E (mặt cắt cửa vào và cửa ra) và hai loại mặt cắt chuyển tiếp B và D. Trong giới hạn đồ án ta sẽ tính toán với hai mặt cắt loại C và loại E. Hình vẽ các mặt cắt điển hình được thể hiện trong hình 3.1 sau: Hình 3.1: Các mặt cắt điển hình tuy nen TN2 - - Các thông số của tuy nen dẫn dòng TN2 như sau: Số lỗ 1 lỗ. Chiều dài tổng cộng 821,9 m (loại E: 106m; loại C1: 204m; loại C2: 511,9m). Diện tích gương đào +) Mặt cắt loại C có S = 54,5 m2 +) Mặt cắt loại E có S = 64,5 m2 Cao độ ngưỡng +30,00 m. Độ dốc tuy nen i = 0,001. 3.1.2. Các công đoạn thi công tuy nen Nội dung các công tác thi công tuy nen gồm có: - Đào cửa vào và cửa ra. - Khoan nổ mìn đào hầm. - Xây dựng kết cấu chống đỡ. - Bốc xúc vận chuyển đất đá. - Thi công bê tông vỏ đường hầm. - Thi công tháp điều tiết. - ………. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 3.2. Trang 59 Ngành: Công trình thủy lợi CÔNG TÁC ĐÀO HỐ MÓNG CỬA VÀO, CỬA RA Trong đồ án em xin phép chỉ trình bày phần tính khối lượng đất đá mở móng. Việc tính toán khối lượng đào móng được tiến hành qua việc xác định phạm vi đào móng. Việc xác định phạm vi đào móng đựơc xác định trên bản vẽ chính là xác định giao tuyến của mái đào với mặt địa hình. Ở đây ta xác định giao tuyến của mái đào với mặt địa hình bằng phương pháp mặt cắt. Hố móng cửa vào cửa ra được thể hiện trên bản vẽ với các thông số sau: - Hệ số mái đào: m = 0,5 với mái đá phong hoá nhẹ. m = 1 với mái đất, đá phong hóa mạnh. - Các cơ được bố trí trên các cao trình cách nhau 10m, bề rộng 3m. - Độ lưu không C phụ thuộc vào việc bố trí mặt bằng thi công và hệ thống tiêu nước. Thông thường ta chọn C = 50 ÷ 100 cm. Khối lượng mở móng cửa tuy nen TN2 được thống kê trong bảng sau: Bảng 3.1: Bảng thống kê khối lượng mở móng khu vực cửa hầm Loại đất, đá đào Khu vực cửa vào Khu vực cửa ra Tổng 3 3 Đất đào ( loại 4A,5A,5B ) 26530 m 32440 m 58970 m3 Đào đá phong hóa mạnh ( loại 6 ) 19860 m3 22860 m3 42720 m3 Đào đá phong hóa vừa ( loại 7 ) 12420 m3 20680 m3 33100 m3 Đào đá phong hóa nhẹ ( loại 8 ) 9140 m3 8220 m3 17360 m3 3.3. CÔNG TÁC KHOAN NỔ MÌN ĐÀO HẦM 3.3.1. Phương pháp đào hầm Theo tài liệu địa chất ta nhận thấy hầu như toàn bộ tuy nen TN2 nằm sâu trong lớp đá granit, phiến thạch anh tươi có tốc độ truyền sóng là V p = 4000 ~ 6000 m/s và có giá trị trung bình RMR = 70 thuộc loại đá nhóm II (RMR = 61 ~ 80). Lớp đá tươi này rất cứng chắc và hầu như không nứt nẻ, hệ số kiên cố khá lớn f k ≈ 10. Một phần nhỏ tuy nen nằm trong lớp đá phong hóa nhẹ nứt nẻ yếu, cứng chắc đến rất cứng chắc, hệ số kiên cố f k ≈ 8. Điều kiện địa chất khá tốt, ít chịu ảnh hưởng của nước ngầm vì vậy ta sẽ sử dụng phương pháp đào toàn mặt cắt đồng thời tiến hành đào từ hai phía cửa thu và cửa xả để tăng nhanh tốc độ thi công. 3.3.2. Bố trí lỗ khoan và chọn máy khoan 3.3.2.1. Bố trí lỗ mìn Khi bố trí lỗ mìn cần dựa vào tình hình địa chất, tính chất cơ lý của đất đá, kích thước của mặt cắt ngang đường hầm, phương pháp khoan và nổ mìn… mà tiến hành. Những nguyên tắc cơ bản để bố trí lỗ mìn: +) Bố trí đặt máy khoan ở vị trí có thể khoan được nhiều lỗ nhất để giảm bớt số lần di chuyển máy. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 60 Ngành: Công trình thủy lợi +) Lỗ mìn nên thẳng góc hoặc cắt ngang với các tầng đá, tránh song song với các tầng đá. +) Nâng cao sức nổ phá của lỗ mìn, giảm bớt lượng đá sót lại, hạ thấp giá thành của nổ mìn. Khi cần thiết lỗ mìn cần đào xiên góc với mặt tự do để độ sâu của lỗ khoan lớn hơn đường cản W. Khi bố trí lỗ mìn nên tạo ra nhiều mặt tự do để tăng hiệu quả nổ phá. Lỗ mìn nạp thuốc xong cần phải nút cho thật chặt. +) Bảo đảm chất lượng nổ mìn, cố gắng nổ đạt đúng yêu cầu của mặt cắt thiết kế. Bố trí lỗ mìn sao cho đá rời khỏi mặt công tác, đá vỡ vụn đều để tiện cho việc đào xúc và vận chuyển. +) Bảo đảm an toàn lao động và bảo đảm lúc nổ mìn đá bắn ra không làm hư hỏng các thiết bị máy móc và các kết cấu chống đỡ hầm. 3.3.2.2. Các loại lỗ mìn Căn cứ vào tác dụng khác nhau của lỗ mìn mà chia thành ba loại: lỗ mìn rãnh, lỗ mìn phá và lỗ mìn sửa. +) Lỗ mìn rãnh: Lỗ mìn rãnh có tác dụng tăng thêm mặt tự do. Bố trí hình thức của lỗ mìn rãnh cần dựa cào tính chất, cấu trúc các vết rạn nứt của đá và hình dáng kích thước mặt gương đào mà chọn. +) Lỗ mìn phá: Lỗ mìn phá có tác dụng chủ yếu là phá đá, được bố trí xung quanh lỗ mìn rãnh. Số lỗ mìn phá cần thiết được tính toán ra sẽ được bố trí đều trên mặt gương đào. Lỗ mìn khoan thẳng góc với mặt đào và độ sâu của đáy các lỗ ấy cùng nằm trên một mặt phẳng. +) Lỗ mìn sửa: Lỗ mìn sửa có tác dụng đảm bảo nổ đúng mặt cắt thiết kế yêu cầu. Các lỗ mìn được bố trí xung quanh mặt cắt cần đào. Miệng lỗ mìn thường đặt cách đường viền cần đào một khoảng cách từ 10 ÷ 20cm. Đáy lỗ mìn nghiêng ra phía ngoài của mặt cắt, với đá cứng đáy lỗ mìn cần vượt ra ngoài đường ranh giới của mặt cắt thiết kế từ 10 ÷ 20cm. Hình 3.2: Sơ hoạ các loại lỗ mìn 3.3.2.3. Tính toán các thông số nổ phá 1) Chọn thuốc nổ và vật gây nổ SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 61 Thuốc nổ được sử dụng là thuốc nổ loại Amônít, vì loại này tương đối an toàn dễ bảo quản và sử dụng, khi nổ không sinh nhiều khí độc CO, giảm nguy cơ trúng độc khi thi công đường hầm. Dựa vào hệ số kiên cố của loại đá cần phá f k = 8 ÷ 10, theo bảng 114 giáo trình thi công tập 1 ta chọn thuốc nổ Amônít - loại Amônít N 0 6 có các tính năng kỹ thuật như sau: - Tên thuốc nổ : Amônít N0 6 - Mật độ thuốc nổ : 1,0 ÷ 1,15 (g/cm3) - Nhiệt lượng tỏa ra khi nổ 1kg : 1030 (Kcalo/kg) - Vận tốc nổ : 4000 (m/s) - Sức công phá : 360 ÷ 380 (cm3) - Chỉ số cân bằng oxi : +0,26 % - Tính chịu nước : Không - Dùng với loại đá : fk = 6 ÷ 10 Vật gây nổ là các kíp điện loại vi sai và dây nổ. Các kíp điện và dây nổ được nối với nhau thành mạng hỗn hợp điện - dây nổ, dây nổ được nối từ kíp điện tới bao thuốc và được đặt xuyên suốt bao thuốc hình dài để tăng hiệu quả nổ phá. Thời gian vi sai chọn bằng 25% o giây. Để thuận tiện cho công tác nạp thuốc ta chọn bao thuốc nổ dạng trụ tròn, thuốc được nạp vào lỗ khoan dưới dạng thỏi. Đường kính bao thuốc d t thường lấy bằng 28, 32, 36, 45mm. Đường kính bao thuốc cần phải ăn khớp tương đối với đường kính lỗ mìn để tránh phát sinh hiệu ứng đường ống dẫn đến gói thuốc không nổ. Nói chung người ta thường chọn tỉ lệ giữa đường kính lỗ khoan và đường kính bao thuốc d k/dt = 1 ÷ 2. Ở đây ta chọn đường kính bao thuốc là dt = 32mm và đường kính lỗ khoan là dk = 45mm. 2) Phương pháp nổ mìn Phương pháp nổ mìn được sử dụng là phương pháp nổ mìn vi sai lỗ nông, vì phương pháp này có ưu điểm đào được hố đào với độ chính xác cao và khối đá ở ngoài phạm vi thiết kế rất ít bị hư hại. Việc nổ mìn đào tuy nen TN2 sẽ được tiến hành đào từng 4 ÷ 4,5m hầm sau mỗi đợt nổ. 3) Chiều sâu lỗ mìn • Đối với lỗ mìn phá và lỗ mìn sửa Chiều sâu lỗ mìn phải khoan Lk trong một chu kỳ khoan nổ được xác định theo công thức kinh nghiệm trong giáo trình thi công tập 1 (trang 301): Lk.max = S π Trong đó: S - diện tích mặt gương đào (m2). +)Mặt cắt loại C có S = 54,5 m2 +)Mặt cắt loại E có S = 64,5 m2 Thay vào công thức ta có: SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 62 Ngành: Công trình thủy lợi +) Với mặt cắt loại C ta có Lk.max = 54,5 = 4,17 (m). Chọn Lk = 4,0 (m). 3,14 +)Với mặt cắt loại E ta có Lk.max = 64,5 = 4,53(m). Chọn Lk = 4,0 (m). 3,14 • Đối với lỗ mìn rãnh Chọn loại lỗ mìn rãnh để khoan là lỗ mìn rãnh hình lăng trụ. Chiều sâu lỗ mìn rãnh được xác định theo công thức sau (trang 304 - giáo trình thi công tập 1): Lkr = ΦH Trong đó: Φ - hệ số hạn chế. Với lỗ mìn rãnh hình chóp thì không hạn chế, Φ = 1. H - chiều cao mặt đào, H = 8,0 m Như vậy ta có: Lkr = 1.8 = 8 (m). Chọn chiều sâu lỗ mìn rãnh khoan sâu hơn lỗ mìn phá 10cm ⇒ Lkr = 4,1 (m). • Độ nạp thuốc Độ nạp thuốc trong các lỗ khoan thì tuỳ theo tác dụng khác nhau mà định - Lỗ mìn rãnh, độ sâu nạp thuốc chiếm 60 ÷ 66% Lk. - Lỗ mìn phá, độ sâu nạp thuốc chiếm 40 ÷ 50% Lk. Ngoài ra độ sâu nạp thuốc còn phụ thuộc độ cứng của đá và đường kính lỗ khoan. Độ cứng của đá tăng thì độ sâu nạp thuốc tăng. Đường kính lỗ khoan tăng thì chiều sâu lấp bua cũng tăng. Với các lỗ khoan có các đường kính d k = 45mm thường được lấp bua sâu 0,6÷0,8m. Vật liệu dùng lấp bua dùng hỗn hợp cát và đất sét trộn theo tỷ lệ 3/1 ÷ 4/1. Vật liệu lấp bua được chế tạo sẵn thành những thỏi theo cỡ của đường kính mũi khoan. 4) Số lượng lỗ mìn Để tính toán số lượng lỗ mìn ta sử dụng công thức thực nghiệm của B.M.Môxtcốp giới thiệu trong quy phạm CHИΠ III-Б-9-62 (giáo trình thi công tập 1 - trang 304) như sau: N=K S Trong đó: K - hệ số phụ thuộc vào độ cứng của đá. Với đá có f = 8 ÷ 10 thì K = 10. S - diện tích mặt gương đào (m2). Vậy ta tính được số lượng lỗ mìn như sau: +)Với mặt cắt loại C ta có N = 10 54,5 = 73,8. Chọn N = 74 lỗ. +)Với mặt cắt loại E ta có N = 10 64,5 = 80,3. Chọn N = 81 lỗ. 5) Tính lượng thuốc nổ SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 63 Ngành: Công trình thủy lợi Lượng thuốc nổ tổng cộng nạp vào các lỗ khoan cần thiết để phá vỡ hoàn toàn bộ mặt gương đào trong một vụ nổ được tính theo công thức sau (trang 300 - giáo trình thi công tập 1): Q = qoSLk Trong đó: qo - Lượng hao thuốc đơn vị dùng để phá vỡ 1 m 3 đất đá. Ta sử dụng công thức của Viện nghiên cứu Khoa học Giao thông thành phố MИНCK (Liên Xô) để tính toán: qo = ( 0,3 f + 2 )CKeψω (kg/m3) S Trong đó: C - hệ số xét ảnh hưởng đường kính bao thuốc. Với dt = 32mm ta có C = 1,1. K - hệ số xét ảnh hưởng chiều sâu lỗ mìn. Chọn K = 1,0. e - hệ số phụ thuộc loại thuốc nổ, tính theo công thức sau (trang 259 - giáo trình thi công tập 1): e= V 360 V - sức công phá của loại thuốc nổ được dùng, V = 360 (cm 3) ⇒ e = 1. ψ - hệ số mật độ nạp thuốc, chọn ψ = 1,1 (g/cm3) ω - hệ số xét tới ảnh hưởng các vết nứt kiến tạo của đá; với đá liền khối chọn ω = 1,1 S - diện tích mặt gương đào (m2). Lk - chiều sâu lỗ khoan (m). • Với mặt cắt loại C: qo = ( 0,3 10 + 2 ).1,1.1,0.1,0.1,1.1,1 = 1,62 (kg/m3) 54,5 Q = 1,62.54,5.4 = 353,16 (kg) • Với mặt cắt loại E: qo = ( 0,3 10 + 2 ).1,1.1,0.1,0.1,1.1,1 = 1,59 (kg/m3) 64,5 Q = 1,59.64,5.4 = 410,22 (kg). 6) Bố trí lỗ mìn và tính toán quy mô vụ nổ thực tế Bố trí các loại lỗ mìn được thể hiện trong hình vẽ sau: SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 64 Ngành: Công trình thủy lợi Hình 3.3: Bố trí các lỗ mìn Thống kê lượng thuốc nổ dùng cho một vụ nổ: • Với mặt cắt loại C: Bảng 3.2:Bảng thống kê lượng thuốc nổ dùng cho một vụ nổ mặt cắt loại C Tổng lượng thuốc Loại lỗ mìn Số lỗ mìn Lượng thuốc trong mỗi lỗ (kg) (kg) Mìn rãnh 12 4,2 50,4 Mìn phá 78 3,2 249,6 Mìn sửa 52 1,4 72,8 372,8 Σ Vậy tổng lượng thuốc nổ dùng cho một vụ nổ với mặt cắt loại C là 372,8 (kg). • Với mặt cắt loại E: Bảng 3.3:Bảng thống kê lượng thuốc nổ dùng cho một vụ nổ mặt cắt loại E Tổng lượng thuốc Loại lỗ mìn Số lỗ mìn Lượng thuốc trong mỗi lỗ (kg) (kg) Mìn rãnh 12 4,2 50,4 Mìn phá 92 3,2 294,4 Mìn sửa 59 1,4 82,6 427,4 Σ Vậy tổng lượng thuốc nổ dùng cho một vụ nổ với mặt cắt loại E là 427,4 (kg). 3.3.2.4. Chọn máy khoan Việc chọn kiểu máy khoan phụ thuộc rất lớn vào kích thước mặt cắt đường hầm, độ cứng của đá, chiều sâu lỗ khoan và tốc độ khoan yêu cầu. Ngoài ra điều kiện cung cấp thiết bị của đơn vị thi công cũng là một yếu tố quan trọng. Dựa vào các điều kiện đó ta SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 65 Ngành: Công trình thủy lợi chọn loại máy khoan Boomer 352, loại máy khoan này có hai cần khoan có tầm khoan bao quát được tất cả mặt cắt tuy nen TN2. Một số thông số kỹ thuật của máy khoan Boomer 352 - Trọng lượng tổng cộng : 25,5 T - Kích thước khi di chuyển DxRxC : 13,8 x 2,5 x 2,4 m - Số cần khoan : 2 cần - Khoan các gương có tiết diện : 12 ÷ 90m2 - Sàn công tác với chiều cao nâng tối đa : Bán kính max = 10m Bán kính min = 6m • Tính toán thời gian khoan cho một chu kỳ nổ phá với mặt cắt loại C: - Số lỗ cần khoan: 143 lỗ. - Thời gian khoan mỗi lỗ: 4,5 phút. - Thời gian di chuyển cần khoan giữa hai lỗ: 1 phút. ⇒ Tổng thời gian khoan một gương hầm là: T= (4,5 + 1).143 = 393,3 (phút). 2 Hình 3.4: Máy khoan Boomer 352 3.4. CÔNG TÁC MOI XÚC VẬN CHUYỂN ĐÁ Trong quá trình đào đường hầm, việc moi xúc và vận chuyển đất đá là công việc nặng nhọc và khó khăn nhất, nó khống chế tốc độ đào đường hầm. Thường dùng hai phương pháp: thủ công và cơ giới. Mặt bằng thi công tuy nen TN2 khá rộng rãi, điều kiện về thiết bị cho phép vì vậy ta sẽ dùng phương pháp thi công cơ giới để tăng cao tốc độ thi công. Chọn tổ hợp máy vận chuyển đất đá nổ mìn trong hầm là tổ hợp máy xúc lật và ôtô. 3.4.1. Chọn máy xúc và máy vận chuyển Chọn tổ hợp máy xúc lật, ôtô theo định mức dự toán xây dựng 2005 theo mục AB.59200: Tổ hợp chọn là máy xúc lật 1,65m 3 và ôtô tự đổ 10T. Quảng đường vận chưyền từ cửa vào và cửa ra tuy nen tới khu bãi thải khoảng 1,8 ÷ 2 km. Năng suất theo định mức của các máy: SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 66 - Máy xúc lật 1,65m3: Nxúc = 100 = 11,0 m3/h 8.1,136 - Ôtô tự đổ: Nôtô = 100 = 2,145 m3/h 8.5,827 Hình 3.5: Máy xúc lật và ôtô tự đổ dùng vận chuyển đất đá 3.4.2. Kiểm tra sự phối hợp giữa máy xúc và ôtô 3.4.2.1. Tính số gầu xúc m Công thức tính số gầu xúc: m= Q.K p q.γ TN .K H Trong đó: m - số lần đổ đá vào thùng xe Q - tải trọng của ôtô, Q = 10T q - dung tích gầu xúc, q = 1,65m3 KH - hệ số đầy gầu, KH = 0,7 KP - hệ số nổ mìn tơi đá, KP = 1,47 γ TN - khối lượng tự nhiên của đá, γ k = 2,65T/m3 Thay vào công thức ta có: m= 10.1, 47 = 4,80 1, 65.2, 65.0, 7 Chọn m = 5 X(4 ÷ 7). Như vậy số lần máy xúc đổ vào ôtô là hợp lý. 3.4.2.2. Tính sơ bộ số lượng ôtô vận chuyển cần sử dụng Công tác moi xúc đá trong đường hầm có mặt bằng thi công tương đối chật hẹp, bể rộng mặt cắt chỉ đủ cho một máy xúc lật và một ôtô đứng vì vậy ta chỉ sử dụng 1 máy xúc lật để moi xúc đá và 1 máy để dự trữ. Số ôtô phối hợp với máy xúc tính sơ bộ theo công thức: nôtô = SV: Trần Tuấn Anh nxuc .N xuc 1.11 = = 5,13. N oto 2,145 Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 67 Ngành: Công trình thủy lợi Chọn số ôtô sử dụng là 5 xe và 1 xe dự trữ. 3.4.2.3. Kiểm tra sự phối hợp giữa máy xúc và ôtô. Công thức kiểm tra (trang 175 – giáo trình thi công tập 1): (nôtô – 1).Tx ≥ L L + + Tdo + Ttrongai V1 V2 Trong đó: Nxe - số ôtô kết hợp với một máy xúc, Nxe = 5. Tx - thời gian để máy xúc xúc đầy cho một ôtô,Tx = 6’. V1,V2 - vận tốc của ôtô khi đi có tải và khi về không tải. Lấy V1 = V2 =Vtb = 30 (km/h) = 0,5 (km/ph) L - cự ly vận chuyển, L = 2km. Tđổ - thời gian đổ đá, Tđổ = 1’. Ttrở ngại - thời gian trở ngại dọc đường, Ttrở ngại = 2’. Thay số vào công thức ta có: • Vế trái: (nôtô – 1).Tx = (5-1).6 = 24’ L L 2 2 + + 1 + 2 = 11’ • Vế phải: V + V + Tdo + Ttrongai = 0,5 0,5 1 2 Như vậy bất đẳng thức được thoả mãn. Vậy sự phối hợp giữa máy xúc và ôtô là hợp lý. 3.4.2.4. Tính toán thời gian moi xúc vật liệu - Lượng đá nổ ra kể cả đào lẹm (coi lượng đào lẹm 5%): V = S.Lk.K = 57,23.4.1,47 = 336,51 (m3) Trong đó: S - diện tích gương đào kể cả đào lẹm S = 1,05.54,5 = 57,23 m2. Lk - bước tiến của một chu kỳ, Lk = 4 m. K - hệ số nổ mìn tơi của đá, K = 1,47. - Thời gian máy xúc xúc đầy một ôtô là 6 phút. - Trung bình mỗi ôtô chở được 10.1,47/2,65 = 5,55 m3. - Thời gian lùi xe vào vị trí là 1,5 phút. ⇒ Thời gian xúc hết lượng đá nổ ra là: T= 3.5. 336,51 .(6 + 1,5) = 456 phút. 5,55 CÔNG TÁC CHỐNG ĐỠ ĐƯỜNG HẦM Sau khi nổ mìn, vận chuyển xong đất đá cần phải tiến hành công tác chống đỡ đường hầm trước khi tiến hành đào phá tiếp chu kỳ sau. Tuy nen được đào trong loại đá tốt, hệ số kiên cố f k = 8 ÷ 10, đá ít nứt nẻ vì vậy ta sẽ gia cố hầm bằng lớp bê tông phun và neo thép. 3.5.1. Công tác phun bê tông SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 68 1) Chiều dày lớp bê tông phun • Số liệu đã biết: Công thức tính chiều dày vòm phun: hk = 0,35.a. G kc .k1.R Trong đó: a - bước phun trên hầm, a = 0,4m. G – áp lực tiêu chuẩn thẳng đứng của đá tác dụng lên vỏ bê tông phun, a.γ G= fk γ - trọng lượng riêng của đá, γ = 2,65 T/m3 fk - hệ số kiên cố của đá, fk = 8 kc - hệ số điều kiện làm việc, có lưới thép kc = 0,65 k1 - hệ số ảnh hưởng của tuổi bê tông phun, k1 = 0,3 R - độ bền kéo tiêu chuẩn của bê tông phun, có lưới thép R = 15 T/m 2 • Trình tự tính toán: - Áp lực đá lên vỏ bê tông phun: G= - 0, 4.2, 65 = 0,1325 T/m2 8 Độ dày bê tông phun: hk = 0,35.0,4. 0,1325 ≈ 0,030 m 0, 65.0,3.15 Chọn chiều dày bê tông phun hk = 5cm, ta chọn lớn hơn so với tính toán là để đảm bảo bê tông phủ hết hòn đá bị nhô ra. 2) Chọn máy phun bê tông Ta chọn máy phun bê tông là máy phun bê tông chuyên dụng AL – 285 của Thụy Điển. Các thông số kỹ thuật của máy AL – 285 như sau: - Kích thước B x L x H 1,1 x 2,4 x 1,5 m - Khối lượng 1,55 T - Động cơ điện 11 KW - Công suất bơm 9 ÷ 25 m3/h • Tính khối lượng bê tông phun và thời gian khoan phun cho từng chu kỳ khoan nổ: Ta tính toán với mặt cắt điển hình là mặt cắt loại C, chiều dài mỗi chu kỳ khoan nổ với mặt cắt loại này là 4m. Khối lượng bê tông cho từng chu kỳ khoan nổ là: V = 26,73.4.0,05 = 5,35 m3 Coi khi làm việc công suất bơm trung bình là: N b = 20 m3/h, như vậy ta có thời gian khoan phun bê tông cho từng chu kỳ khoan nổ là: t= SV: Trần Tuấn Anh V 5,53 .60 = .60 = 16,6 phút. Nb 20 Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 69 3.5.2. Công tác lắp đặt neo thép • Trường hợp tính toán: Tính toán với trường hợp mặt cắt loại C và qua đá có fk = 8. • Số liệu đã biết: - Kích thước khối đào: b = 8,1m; h0 = 8,1m; Ro = h1 = 4,05m. - Chiều sâu lớp phủ nóc hầm: H = 60m. - Chỉ tiêu của đá: γ = 2,65 T/m3; fk = 8; C = 2,0 Kg/cm2; φ = 400. ϕ/2) ϕ/2) Hình 3.6: Bố trí neo thép mặt cắt loại C - Thông số của neo: độ tăng an toàn của neo 0,5m; sức chịu tải của 1 neo là Q k = 8T; sức chịu kéo của thép là ra = 3000 kg/cm2; hệ số an toàn của neo thép k = 1,5; ứng suất cho phép của đá [σ] = 80 T/m2 • Trình tự tính toán: +Xác định chiều dài của neo: L - Áp lực vòm đá q coi như phân bố đều và được tính theo công thức: q = γ.h Trong đó: h - chiều cao của vòm. ϕ 0 b + 2 h . tg (45 − ) o 2 h = b0 = 2. f k = 2. f k 8,1 + 2.8,1.0, 466 ≈ 0,978 m 2.8 Vậy ta có: q = 2,65.0,978 = 2,593 T/m - Chiều dài của neo được tính theo công thức của Viện nghiên cứu Liên Xô ( trang 314 – giáo trình thi công tập 1): L1 ≥ 1,25.hph SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 70 Trong đó: hph - chiều dài lớp đá của vùng bị phá hoại xung quanh đường hầm được tính: hph = R – Ro = Ro.( R −1 ) R0 Ở đây: R – bán kính vùng đá bị phá hoại; Ro – bán kính vòm, Ro = 4,05m. Đại lượng R/Ro tra theo biểu đồ của giáo sư Taxốp (giáo trình thi công tập 1 - trang 314). Với R C 20 = = 0,126 và tgφ = tg400 = 0,84 tra trên biểu đồ ta được = 1,4. R0 γ .H 2, 65.60 Thay số vào công thức ta được: hph = Ro.( R − 1 ) = 4,05.(1,4 – 1) = 1,62 (m) R0 Từ đó tính được: L1 ≥ 1,25.1,62 = 2,025 m. Chiều dài của neo: L = L1 + 0,5 = 2,025 + 0,5 = 2,525 m. Chọn L = 2,6 (m). +Bước của neo: a - Theo điều kiện tạo vòm: q.(b + L1 ).b a1 ≤ L1 - 4.h .[ σ ] ⇒ a1 ≤ 1,62 1 - Theo độ ổn định của đá giữa các neo: a2 ≤ - 2,593.(8,1 + 1, 62).8,1 = 1,46 (m). 4.4, 05.80 L1 C 1, 62 20 . . ⇒ a2 ≤ = 1,50 (m). 3 q 3 2,593 Theo độ bền gắn chặt của neo: Qk ≥ k.q.a2 ⇒ a3 ≤ Qk 8 = = 1,43 (m). k .q 1,5.2,593 So sánh: a3 < a1 < a2 ⇒ Chọn bước của neo a = 1,4 (m). +Đường kính neo: d Ta có: π .d 2 .ra Qk = ⇒d= 4 4.Qk π .ra Thay số ta được: d= 4.8 = 0,0184 (m) 3,1416.3.104 Chọn neo bê tông cốt thép loại thép xoắn AIII, φ20; L = 2,6 (m); a = 1,4 (m). Số neo đá cần gia cố cho mỗi chu kỳ đào là 12 x 3 = 36 chiếc. • Thời gian khoan và lắp đặt neo thép: Công tác khoan neo thép được thực hiện với cùng máy khoan lỗ mìn Boomer 352. Sau khi khoan lỗ, đặt thép vào rồi tiến hành gắn miệng lỗ khoan.Vữa xi măng được phụt vào thông ống phụt, không khí thoát ra qua lỗ thoát khí. Theo kinh nghiệm thi công trên công SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 71 Ngành: Công trình thủy lợi trường Cửa Đạt, thời gian khoan và lắp đặt hoàn chỉnh 1 neo thép là 5 phút; vậy thời gian lắp đặt xong neo thép trong một chu kỳ là: 5 x 36 = 180 phút. 3.6. CÔNG TÁC THÔNG GIÓ TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM Ngày nay khi công nghệ thi công phát triển mạnh, trong quá trình thi công người ta đã quan tâm nhiều hơn đến vấn đề sức khoẻ của người lao động. Với đường hầm ngoài vấn đề an toàn nổ mìn, công tác thông gió cũng có vai trò rất quan trọng. Nó có tác dụng tiêu hết hơi độc và bụi bẩn sau khi nổ mìn và cả trong thời gian thi công; mặt khác nó còn có tác dụng thay đổi nhiệt độ và không khí trong hầm, qua đó bảo vệ sức khoẻ cho người lao động, tạo môi trường làm việc tốt giúp tăng năng suất lao động. Công tác thông gió được tiến hành ngay sau khi nổ mìn xong trong mỗi chu kỳ nổ mìn. Công tác thông gió trong thi công tuy nen TN2 được tiến hành bằng phương pháp thông gió nhân tạo theo kiểu thổi gió vào, thực hiện bằng cách dùng máy bơm thổi gió vào đường hầm thông qua đường ống dẫn. Thời gian cho mỗi lần thông gió là 15 phút. Hình 3.7: Thông gió đường hầm 3.6.1. Xác định lượng không khí mới cần thổi vào đường hầm 3.6.1.1. Yêu cầu không khí cho các loại - Đối với việc thi công đường hầm người ta thường yêu cầu các loại chính sau đây: Không khí cho công nhân làm việc đảm bảo cường độ lao động : Q1. Không khí bù lại việc thiếu O2 do nồng độ CO2 lớn : Q2. Không khí để pha loãng khí cháy nổ tự nhiên (CH 4), CH4 quá 1% trong không khí dễ gây cháy nổ cần pha loãng : Q3. Không khí pha loãng khí độc do nổ mìn : Q4. Không khí để pha loãng khí độc do động cơ điêzen thải ra : Q5. Không khí để pha loãng bụi hoặc hút bụi : Q6. Không khí cấp đảm bảo tốc độ gió trung bình tối thiểu trong đường hầm : Q7. Không khí dùng trong một số trường hợp khác như khi nhiệt độ của hầm tăng lên, độ ẩm thay đổi hay pha loãng khí có mùi vị (axêtilen)… SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 72 Đối với đường hầm dẫn dòng TN2 Q2, Q3, Q6 nhỏ không đáng kể vì vậy ta chỉ tính đến các giá trị Q1, Q4, Q5, Q7. Lượng không khí cần thiết chọn giá trị lớn nhất trong 3 giá trị Q4, Q5, Q7 và cộng thêm với Q1. Dự kiến chọn sơ đồ bố trí các máy quạt cách đều nhau khoảng 600m, ống thông gió loại nhựa mềm, đặt cách gương đào 10 m nhằm tránh bị hư hỏng do nổ mìn gây ra. 3.6.1.2. Tính toán 1) Tính Q1 : Q1 = q.n (m3/phút) Trong đó: n - số lượng công nhân lớn nhất cùng làm việc trong hầm, lấy sơ bộ n = 10 người. q - lượng không khí cần thiết cho một công nhân trong một phút, q = 2 ÷ 3 3 m /phút. Thay số vào công thức ta được: Q1 = 3.10 = 30 m3/phút 2) Tính Q4 : Có nhiều cách tính Q4, ta tính toán với các cách khác nhau rồi chọn giá trị lớn nhất trong các giá trị tính được. • Tính theo công thức của công ty Nhật: Q4 = P 1 .K . α t (m3/phút) Trong đó: P - lượng khí độc CO được sản sinh bởi 1 kg thuốc nổ, P = 0,1 m3. α - mức nồng độ pha loãng để đạt được của khí CO, α = 50.10-6. K - hệ số làm việc của bộ phận thông gió, K = 0,4. Thay số vào công thức ta được: Q4 = 0,1 1 .0, 4. = 53,33 (m3/phút) −6 50.10 15 • Tính theo công thức kinh nghiệm trong giáo trình “Thông gió” - GS.TS Vũ Trọng Hồng. Q4 = 5Ab (m3/phút) t Trong đó: b - lượng CO được sản sinh bởi 1 kg thuốc nổ, b = 0,1 m3. Thay số vào công thức ta được: Q4 = 5.372,8.0,1 = 12,43 (m3/phút) 15 • Tính theo công thức của Romanov: Q4 = SV: Trần Tuấn Anh 100.S 100.54,5 = = 363,33 (m3/phút) t 15 Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 73 Ngành: Công trình thủy lợi • Tính theo công thức kinh nghiệm của Andrêa: Q4 = 0,5N + 0,104A = 0,5.10 + 0,104.372,8 = 43,8 (m3/phút) Trong đó: N - số lượng công nhân trong đường hầm, N = 10 người. Từ các kết quả tính toán trên, chọn giá trị lớn nhất ta có: Q4 = 363,33 m3/phút. 3) Tính Q5 : Q5 = H.q.α (m3/phút) Trong đó: H - tổng công suất của các máy đồng thời làm công tác xúc chuyển. Với 1 máy xúc H1 = 141 kw. Với 5 ôtô 10 tấn H2 = 108.5 = 540 kw. ⇒ H = 141 + 540 = 681 kw. q - hệ số lưu lượng thông gió cho 1 kw công suất, q = 3 m3/phút. α - hệ số vận hành thiết bị thông gió α = 0,4 . Thay số vào công thức ta được: Q5 = 681.3.0,4 = 817,2 m3/phút. 4) Tính Q7 : Q7 = vmin.S (m3/phút) Trong đó: vmin - tốc độ gió trung bình tối thiểu trong hầm, vmin = 0,25 m/s = 15 m/phút. Thay số vào công thức ta được: Q7 = 15.54,5 = 817,5 m3/phút Xét Q4 = 363,33 < Q5 = 817,2 < Q7 = 817,5 m3/phút. Vậy chọn lượng khí cần thổi vào hầm để pha loãng khí độc và đảm bảo điều kiện sức khoẻ cho công nhân là: Q = Q1 + Q7 = 30 + 817,5 = 847,5 m3/phút. 3.6.2. Xác định kích thước ống thông gió Theo kinh nghiệm chọn kích thước quạt φ800, ống thông gió φ1000, loại ống sử dụng là ống nhựa mềm. 3.6.3. Tính áp lực thổi • Yêu cầu tốc độ gió trong ống : Q = v = Song 847,5 1, 02 = 18,0 (m/s). 3,14. .60 4 Xét thấy tốc độ để bụi lay động tối thiểu là 17m/s ; có v = 18m/s > 17m/s ⇒ với tốc độ này có thể thổi được bụi. • Tính tổn thất áp lực trong ống : L γ 2 600 1, 2 . .182 = 297,25 (mm Hg). hd = λ . . .v = 0, 025. D 2g SV: Trần Tuấn Anh 1, 0 2.9,81 Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 74 Ngành: Công trình thủy lợi Trong đó : λ - hệ số tổn thất áp lực trong ống, ống nhựa λ = 0,025. L - chiều dài ống thông gió, L = 600 m. γ - khối lượng riêng của không khí, γ = 1,2 kg/m3. • Tính tổn thất áp lực cửa vào, cửa ra: γ 2 1, 2 .182 = 20,41 (mm Hg). hb = ε . .v = 1, 03. 2g 2.9,81 Trong đó: ε - hệ số tổn thất áp lực ở cửa vào + cửa ra; ε = 0,03 + 1 = 1,03. Vậy ta có tổng tổn thất là : h = hd + hb = 297,25 + 20,41 = 317,66 (mm Hg). 3.6.4. Tính tỉ lệ rò rỉ không khí Tỉ lệ rò rỉ không khí được tính theo công thức sau: m = β. L 600 = 0, 015. = 0,09. 100 100 Trong đó: β - tỉ lệ rò rỉ cho 100 m3, với ống mềm β = 0,015. 3.6.5. Tính khối lượng không khí mới và áp lực cần thiết cho quạt Khối lượng không khí mới và áp lực cần thiết cho quạt khi kể đến rò rỉ là: Qf = Q 847,5 = = 931,3 (m3/phút). 1 − m 1 − 0, 09 hf = h 317, 66 = = 349,1 (mm Hg). 1 − m 1 − 0, 09 3.6.6. Tính toán công suất máy quạt và công suất động cơ • Công suất máy quạt được tính theo công thức sau: Q.h 931,3.349,1 Nquạt = 60.102.η = 60.102.0,9 = 59 (kw). q Trong đó: Q,h - khối lượng không khí và áp lực cần thiết cho quạt. ηq - hiệu suất quạt, ηq = 0,9. • Công suất động cơ được tính theo công thức sau: Nđc = Nq ηtd .K = 59 .1, 05 = 65,2 (kw). 0,95 Dựa vào Qf = 931,3 m3/phút; hf = 349,1 mmHg và điều kiện cung ứng thiết bị ta chọn quạt PILIOFAN-AS-800D do công ty Phương Linh sản xuất với công suất quạt 1200m3/phút, đường kính quạt 800mm, áp lực không khí 385 mmHg. 3.6.7. Kiểm tra tốc độ gió trong hầm Tốc độ gió trong hầm thực tế là: Vh = SV: Trần Tuấn Anh Qq S = 1200 = 0,37 m/s. 54,5.60 Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 75 Ngành: Công trình thủy lợi Tốc độ gió trong hầm nằm trong khoảng cho phép (0,25 ÷ 6) m/s. 3.6.8. Bố trí hệ thống thông gió Đường hầm dài 822m, có 2 cửa vào gương hầm, tại mỗi cửa của tuy nen TN2 đặt một máy quạt thổi vào trong hầm, đặt ngoài gương hầm 20m. Ta có kết quả tổng hợp số máy và chiều dài ống như sau: • Cửa vào A: đặt một máy quạt φ800, đường ống dài 410 + 20 – 10 = 420m. • Cửa vào B: đặt một máy quạt φ800, đường ống dài 412 + 20 – 10 = 422m. Như vậy tổng cộng có: 2 máy quạt φ800, Q = 1200 m3/phút, công suất 59 x 2 = 118 kw. Ống thông gió mềm φ1000, có chiều dài là 842m. Quạt đặt ngoài cửa hầm, cách cửa hầm 20m. Công suất động cơ điện cho quạt là 65,2 kw. Sơ hoạ bố trí quạt và ống thông gió như sau: Hình 3.8: Sơ hoạ bố trí quạt và ống thông gió 3.7. CÁC CÔNG TÁC PHỤ TRỢ KHÁC 3.7.1. Thoát nước Tuy nen TN2 được xây dựng trong tầng đá thấm ít, hệ số thấm nhỏ K = 1,1.10 -6 m/s. Theo kinh nghiệm ta sử dụng mương tự chảy có độ rộng đáy 0,5m; sâu 0,4m để thoát nước. Đối với đoạn hầm từ cửa thu nước cần bố trí thêm các hố thu nước để tập trung nước sau đó dùng máy bơm bơm hút đi. Bố trí các hố thu nước B x L x H = 0,7 x 07 x 1m và khoảng cách giữa các hố liền kề là 30m. 3.7.2. Ánh sáng Dọc đường hầm và mặt công tác được bố trí thiết bị chiếu sáng để đảm bảo đủ ánh sáng trong đường hầm, giúp việc thi công được thuận lợi an toàn và đạt năng suất cao. Hệ thống chiếu sáng được lắp theo kinh nghiệm trong giáo trình thi công tập 1 (trang 321): dùng ánh sáng với hiệu điện thế 24V, bóng đèn có cường độ chiếu sáng 150W, độ treo cao 5m, khoảng cách bóng đèn 6cm. 3.7.3. Kiểm tra an toàn Công tác nổ mìn cần tuân thủ các điều kiện về an toàn như: - Công nhân làm việc trong hầm phải có trang bị bảo hộ lao động theo quy định. - Công nhân làm việc trên cao phải có dây an toàn. - Người không có nhiệm vụ không được vào khu vực nạp nổ mìn. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 76 Ngành: Công trình thủy lợi - Trong quá trình nạp nổ mìn không được dùng các thiết bị sử dụng điện và phải ngắt nguồn điện quanh khu vực nổ mìn. - Trước khi tiến hành nổ mìn phải tiến hành sơ tán người, máy móc thiết bị về vị trí an toàn. - Bố trí các trạm gác an toàn. - Khi gần đến điểm thông hầm cần phải thông báo cho hai bên được biết trước khi tiến hành nổ mìn. - Sau khi nổ mìn xong, người chỉ huy nổ mìn phải kiểm tra xem nếu có mìn om thì phải tiến hành chọc om và phải thật sự an toàn mới cho người và thiết bị vào làm việc. - Cạy dọn đá om trước khi thi công các công việc khác. Mặt cắt tuy nen lớn vì vậy cần dùng thang máy đặt trên xe tự hành để cạy đá. Ngoài ra khi kiểm tra an toàn còn phải chú ý những vấn đề sau: - Luôn luôn theo dõi quan trắc điều kiện địa chất công trình. - Chống đỡ và xây vỏ đường hầm phải đúng đồ án đã thiết kế. - Luôn luôn kiểm tra các bộ phận máy để phòng ngừa khí độc làm ô nhiễm hầm, nhất là thiết bị thông gió. - Nguồn sáng phải luôn có điện thế nhỏ hơn 36V và cần phải có nguồn dự trữ. 3.8. CÔNG TÁC ĐỔ BÊ TÔNG VỎ ĐƯỜNG HẦM 3.8.1. Thứ tự và phân đoạn đổ bê tông đường hầm Công tác đổ bê tông vỏ đường hầm TN2 ta tiến hành với từng đoạn đổ dài 6m, giữa các đoạn được xử lý bằng khe thi công hoặc khe co giãn. Những đoạn có đứt gãy địa chất hoặc địa chất nền đá thay đổi sẽ được phân đoạn khác và được xử lý riêng. Trong đồ án này ta tính toán cho từng đoạn hầm đặc trưng dài 6m có mặt cắt loại E và C 1. Công tác đổ bê tông vỏ đường hầm được tiến hành từ hai đầu cửa ra và cửa vào, để thuận tiện cho thi công ta bố trí hai trạm trộn bê tông ở hai cửa hầm. Tháp điều tiết được đổ lên cao từng đoạn 3m một. 3.8.2. Công tác chuẩn bị đổ bê tông đường hầm Nội dung công tác chuẩn bị gồm những việc: dọn rửa xử lý nền, lắp dựng cốt thép, ván khuôn, chôn các ống và thiết bị cần thiết, xử lý khe thi công… • Xử lý nền: đánh xờm lớp bê tông phun để tạo độ nhám trước khi đổ bê tông vỏ. • Lắp dựng cốt thép, ván khuôn phải đúng theo yêu cầu thiết kế. • Xử lý khe thi công: Có nhiều phương pháp xử lý khe thi công, ta có thể áp dụng một trong các biện pháp sau đây: - Với bê tông đã đông cứng lâu, dùng chòng máy để đánh xờm. Với bê tông cũ đã đổ lâu, độ sâu đánh xờm không nên nhỏ hơn 0,5cm, tốt nhất là lộ ra được nửa hòn đá. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 77 Ngành: Công trình thủy lợi - Bêtông mới đổ chưa đông cứng hoàn toàn sau khi đổ 4 - 12 giờ, dùng vòi nước cao áp để xói rửa lớp vữa trên mặt bê tông. Phương pháp này đơn giản bảo đảm chất lượng và năng suất cao. - Súng cát bắn lên mặt bê tông chưa đông cứng hoàn toàn cũng được cũng là biện pháp xử lý khe thi công tốt, yêu cầu thiết bị đơn giản, chất lượng xử lý tốt. Phương pháp này yêu cầu cát và mặt bê tông phải khô. Yêu cầu chung đối với các biện pháp xử lý khe thi công là: - Phải làm mất hết lớp váng vữa trên mặt bê tông, tốt nhất là làm lộ nửa hòn đá ra và không làm long rời đá. Trước khi đổ bê tông phải xói rửa hoặc dùng vòi khí ép thổi sạch tạp chất, thoát hết nước đọng trên mặt bê tông cũ. 3.8.3. Tính toán khối lượng và dự trù vật liệu 3.8.3.1. Tính toán khối lượng bê tông đường hầm Ở đây ta tính toán với bê tông chính mác M35 là bê tông đổ vỏ tuy nen và tháp điều tiết. Trong đồ án coi hai mặt cắt chuyển tiếp được tính vào mặt cắt loại E, từ đó ta có chiều dài tương ứng của các mặt cắt điển hình là: - Mặt cắt loại C1: chiều dài l = 204 m. - Mặt cắt loại C2: chiều dài l = 511,9 m. - Mặt cắt loại E: chiều dài l = 106 m. Tính toán tháp điều tiết với mặt cắt điển hình như trong hình 3.8, chiều dài tháp điều tiết là l = 28,5m. Hình 3.9: Các mặt cắt điển hình vỏ tuy nen TN2 SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 78 Hình 3.10: Mặt cắt điển hình tháp điều tiết Từ đó ta tính được khối lượng bê tông cho từng mặt cắt là: - Mặt cắt loại C: 1 2 VC = [(3,14.42 – 3,14.3,752) + 4.( .4.2,5 - 2,5 1 .4.4. )].204 2,52 + 42 2 = 9,13.204 = 1861,88 (m3) - Mặt cắt loại E: 1 2 VE = ( .3,14.4,252 - 1 .3,14.3,752 + 8,5.4,25 – 7.3,75 + 0,6.0,6).106 2 = 16,515.106 = 1750,59 (m3) Khối lượng bê tông tháp điều tiết: V = 19,24.28,5 = 548,34 (m3) Vậy tổng khối lượng bê tông đường hầm TN2 là: V = 1861,88 + 1750,59 + 548,34 = 4160,81 (m3) 3.8.3.2. Tính toán cấp phối bê tông • Tuy nen TN2 theo thiết kế được làm với mác bê tông chính là M35. Trong đồ án này ta cũng chỉ tính toán cấp phối với bê tông chính, ta sẽ không tính đến bê tông lót. • Mục đích: Xác định thành phần cấp phối cho một bao xi măng phù hợp với điều kiện cát, đá tại hiện trường đảm bảo 2 yêu cầu: Kỹ thuật và kinh tế. • Một số chỉ tiêu vật lý của cốt liệu: - Cát: + Khối lượng riêng : γac = 2,6 T/m3. + Khối lượng đơn vị : γoc = 1,5 T/m3. + Độ ẩm : W c = 3,5%. - Xi măng: + Khối lượng riêng : γax = 3,1 T/m3. + Khối lượng đơn vị : γox = 1,3 T/m3. - Đá dăm: + Khối lượng riêng : γađ = 2,65 T/m3. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 79 + Khối lượng đơn vị : + Độ ẩm : γođ = 1,6 T/m3. W đ = 2%. • Theo bảng 5-1 (trang 139 - giáo trình “Vật liệu xây dựng”) thì với mác bê tông M35 ta sử dụng mác xi măng M40. • Chọn đường kính viên đá lớn nhất phải thỏa mãn các điều kiện sau (14TCN-2002 trang20): - Dmax ≤ 2/3 khoảng cách thực giữa 2 thanh cốt thép. Thông thường khoảng cách này bằng 20cm, nên Dmax ≤ 14cm. - Dmax ≤ 1/3 chiều dày nhỏ nhất của kết cấu công trình. Đối với tuy nen TN2, chiều dày nhỏ nhất là 25cm, nên Dmax ≤ 8,3cm. - Khi dùng máy trộn có dung tích lớn hơn 0,8m 3 , không được vượt quá 120mm; khi dung tích bé hơn 0,8m3 , không được vượt quá 80mm. - Khi vận chuyển bê tông bằng bơm, kích thước D max ≤ 0,33 đường kính trong của vòi bơm đối với cốt liệu thô là đá dăm. Từ các yêu cầu trên ta chọn đá sử dụng có đường kính D max = 40 mm, thỏa mãn các điều kiện về chọn đường kính viên đá lớn nhất. • Chọn độ sụt của vữa bêtông: Dựa vào kết cấu của cấu kiện là bê tông cốt thép có hàm lượng thép Fa/Fb >1%, mặt khác ta chọn phương pháp đổ bê tông bằng bơm bê tông nên độ sụt yêu cầu lớn, căn cứ vào bảng 4.1-14TCN-2002 ta chọn độ sụt của bê tông S n = 12 cm. • Xác định lượng nước trong 1m3 bê tông: Lượng nước N cho 1m3 phụ thuộc vào độ sụt Sn và đường kính viên đá lớn nhất D max . Tra bảng F.19 (QPTL D6-78) với Dmax= 40 mm, Sn = 12 cm được lượng nước trong 1 m3 bê tông là: N = 200 lít/m3. Kiểm tra mức ngậm cát: mc = β.rd .γ oc C = C + D rd .γ oc + γ od β : Hệ số tăng cát, đối với đầm máy β = 1,2  rđ : độ rỗng của đá, rđ =  1 −  mc = γ od   1,6  = 0,396 ÷ = 1 − γ ad   2,65 ÷  1,2.0,396.1,5 = 0,33. 0,396.1,5 + 1,6 Vậy không cần phải hiệu chỉnh lượng nước, N = 200 lít/m3. • Xác định lượng xi măng cho 1 m3 bê tông: + Tính tỉ lệ N/X theo công thức trong Giáo trình VLXD (trang 209): Vì R b 35 A.R x N 0,65.40 = = 0,875 < 1,2 nên = = = 0,54 R x 40 X R b + 0,5A.Rx 35 + 0,5.0,65.40 Vậy ta cótỉ lệ N/X = 0,54. Vậy lượng xi măng có trong 1 m3 bê tông là: SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 80 X= N 200 = = 370,4 (Kg) N / X 0,54 • Xác định lượng đá trong 1 m3 bê tông: Ta biết rằng tổng thể tích tuyệt đối (hoàn toàn đặc) của các loại vật liệu: xi măng, cát, đá và nước trong 1m3 bê tông bằng 1000 lít và có thể viết phương trình sau đây: Vax + Vac + Vađ + Vn = 1000 (lít) ⇔ Mặt khác ta có: X C D + + + N = 1000 γ ax γ ac γ ad X C D + +N = .r .α γ ax γ ac γ od đ Từ đó rút ra được: 1000 Đ = rd .α + 1 γ od γ ad Trong đó: - γac : trọng lượng riêng tuyệt đối của cát, γac = 2,6 T/m3 - γađ : trọng lượng riêng của đá, γađ = 2,65 T/m3 - γax : trọng lượng riêng của xi măng, γax = 3,1 T/m3 - X, C, Đ, N : Khối lượng xi măng, cát, đá và nước trong 1 m3 bê tông - rđ : độ rỗng của đá, rđ =  1 − - α : hệ số tăng lượng vữa, tra trong bảng 5-36 (trang 214 – Giáo trình VLXD) ta có α = 1,42.   γ od γ ad   1,6  ÷ = 1 − ÷ = 0,396   2,65  Vậy khối lượng đá trong 1m3 bê tông là: 1000 1000 = r . α 0,396.1, 42 1 = 1392,45 (kg) 1 Đ= d + + 1, 65 2, 65 γ od γ ad - Xác định lượng cát trong 1 m3 bê tông:    X  D + + N γ ac  γ ax γ ad    370, 4 1392, 45 C = 1000 −  ⇒  + + 200 ÷ 2, 6 = 403,2 (Kg) C = 1000 −  2, 65  3,1   Vậy ta có tỉ lệ cấp phối sau X : N : C : Đ = 370,4 : 200 : 403,2 : 1392,45 = 1 : 0,54 : 1,09 : 3,76 • Hiệu chỉnh cấp phối theo độ ẩm tự nhiên của cát, đá: SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 81 Thành phần bê tông đã được tính ở trên ứng với cát, đá hoàn toàn khô. Do cát, đá có độ ẩm nên ta hiệu chỉnh thành phần cấp phối bê tông như sau: C1 = C(1 + ωc) = 403,2(1 + 0,035) = 417,3 (Kg) Đ1 = Đ(1 + ωđ) = 1392,45(1 + 0,02) = 1420,3 (Kg) N1 = N - (C.ωc + Đ.ωđ) = 200 - (403,2.0,035 + 1392,45.0,02) N1 = 158 (lít) Vậy ta có tỉ lệ cấp phối sau khi hiệu chỉnh là: X1 : N1 : C1 : Đ1 = 370,4 : 158 : 417,3 : 1420,3 = 1 : 0,43 : 1,13 : 3,83 • Ngoài hiện trường công trình khối lượng cốt liệu thường được tính cho từng bao xi măng. Ta có tỉ lệ pha trộn với mỗi bao xi măng 50kg là: X1 : N1 : C1 : Đ1 = 50 : 21,5 : 56,5 : 191,5 3.8.3.3. Bảng dự trù vật liệu Từ cấp phối bê tông ta có bảng dự trù vật liệu sau: Bảng 3.4: Bảng dự trù vật liệu thi công tuy nen Khối lượng bê tông thành khí (m3) 4160,81 Khối lượng vữa bê tông (m3) Khối lượng xi măng (T) Khối lượng cát (T) Khối lượng đá (T) Khối lượng nước (m3) 4223,22 1564,28 1762,35 5998,24 667,27 Trong đó: khối lượng vữa bê tông của đợt đổ: Vvi = 1,015.Vi (m3) Hệ số 1,015 tra trong định mức vật tư trong xây dựng cơ bản trang 173 với bê tông đổ tại chỗ bằng bơm bê tông, là hệ số tính đến hao hụt vữa khi vận chuyển và đổ bê tông. 3.8.4. Tính toán cường độ đổ bê tông tuy nen TN2 Như trên đã phân chia mỗi đơt đổ bê tông vỏ tuy nen TN2 được tiến hành với từng đoạn dài 6m, cường độ đổ bê tông lớn nhất khi đổ phần tường và vòm mặt cắt E (chừa đáy đổ sau), khối lượng đợt đổ này là: V = (16,515 – 5,5.0,5).6 = 82,59 (m3) Cường độ đổ bê tông đợt này là (đổ bê tông trong 6h): Qmax = SV: Trần Tuấn Anh V 82,59 = = 13,765 (m3/h). t 6 Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 82 Ngành: Công trình thủy lợi Hình 3.11: Phân chia đổ bê tông phần tường và vòm của hai mặt E và C1 Chọn cường độ đổ bê tông thiết kế là : QTKCR = 13,8 (m3/h) 3.8.5. Thiết kế trạm trộn - Mục đích : Tính được số máy trộn, thiết bị đáp ứng yêu cầu thi công, yêu cầu kinh tế, lựa chọn phương án bố trí trạm trộn. 3.8.5.1. Chọn máy trộn bê tông Chọn máy trộn bê tông dựa vào các căn cứ sau: - Cường độ thiết kế thi công bê tông : QTK = QTKCV = QTKCR = 13,8 (m3/h). - Đường kính lớn nhất của cốt liệu thô Dmax = 40 mm. - Khả năng cung cấp thiết bị của đơn vị thi công: đơn vị thi công tuy nen TN2 là công ty Sông Đà 10 có khả năng đáp ứng được yêu cầu về máy móc thiết bị thi công. - Khối lượng bê tông đường hầm không nhiều, mặt công tác theo tuyến dài, vì vậy thường chỉ dùng ít máy trộn. Dựa vào “Sổ tay chọn máy thi công” ta chọn máy trộn bê tông dạng quả lê, xe đẩy (trộn rơi tự do) do Liên Bang Nga sản xuất. Các thông số kỹ thuật của máy như sau: - Mã hiệu : SB – 91A. - Kích thước : Dài x Rộng x Cao = 1,75 x 2 x 1,8 m. - Công suất động cơ thiết kế : 5,1 kW. - Trọng lượng : 1,15 T. - Dẫn động nghiêng thùng : Thuỷ lực. - Thời gian trộn : 60 s. - Tốc độ quay của thùng : 18,6 vòng/phút. - Đường kính sỏi đá lớn nhất được trộn : 120 mm. - Thể tích xuất liệu : Vra = 500 lít. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 83 Ngành: Công trình thủy lợi - Thể tích thùng trộn :V = 750 lít. - Góc nghiêng thùng : Khi trộn 13o Khi đổ 60o 3.8.5.2. Tính toán các thông số của máy trộn • Tính hệ số xuất liệu f : 1 1 VRa X C D f= = tt + tt + tt = 370, 4 + 417,3 + 1420,3 = 0,689 VVào γ Ox γ OC γ OD 1300 1500 1600 • Tính dung tích thực tế nạp hoặc xuất liệu: Ở đây ta tiến hành pha trộn theo số nguyên bao xi măng, ta có thể tích nạp vật liệu ứng với mỗi bao xi măng là: Vnạp = X C D 50 56,5 191,5 + + + + = = 195,82 (lít) γ Ox γ OC γ OD 1,3 1,5 1, 6 Từ đó ta có thể tích xuất liệu ứng với mỗi bao xi măng là: V1 = Vnạp.f = 195,82.0,689 = 134,92 (lít) Số bao xi măng có thể dùng cho một cối trộn: x= Vra 500 = = 3,7. V1 134,92 Chọn số bao xi măng cho một cối trộn là x = 4 bao. Lúc đó thể tích xuất liệu thực tế là: Vtt = 4.V1 = 4.134,92 = 539,68 (lít). So sánh với thể tích công tác ta có sai số tăng thêm là: Vtt − VCT 539, 68 − 500 = = 7,9 % < 10 % ⇒ Ta có thể chấp nhận được dung tích thực tế VCT 500 này. Vậy ta chọn sử dụng 4 bao xi măng cho một cối trộn. Lúc đó ta có khối lượng vật liệu cho một cối trộn là: - Xi măng X = 4.50 = 200 kg - Nước N = 4.21,5 = 86 lít - Cát C = 4.56,5 = 226 kg - Đá Đ = 4.191,5 = 766 kg • Năng suất thực tế của máy trộn: Năng suất thực tế của máy trộn được tính theo công thức sau: Vtt .n .K B 1000 Vtt KB Ntt = 3,6. t1 + t2 + t3 + t4 Ntt = Hoặc Trong đó: Ntt - Năng suất thực tế của máy trộn (m3/h). Vtt - Thể tích xuất liệu thực tế, Vtt = 539,68 (lít). SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 84 Ngành: Công trình thủy lợi n - Số lần vật liệu đổ ra (số cối trộn) trong 1 giờ. n= 3600 3600 = = 30. t1 + t 2 + t 3 + t 4 60 + 20 + 20 + 20 t1 - Thời gian trộn bê tông: t1 = 60s. t2 - Thời gian đổ vật liệu vào: t2 = 20s. t3 - Thời gian trút vữa bê tông ra: t3 = 20s. t4- Thời gian quay thùng về: t4 = 20s. KB - Hệ số lợi dụng thời gian, KB = (0,85÷0,95). Chọn KB = 0,9. Vậy năng suất thực tế của máy trộn là: Ntt = Vtt .n 539, 68.30 .K B = .0,9 = 14,57 (m3/h). 1000 1000 3.8.5.3. Xác định số máy trộn Số máy trộn được xác định theo công thức: m= QTK 13,8 = = 0,95. N tt 14,57 QTK : Cường độ đổ bê tông thiết kế phía cửa ra, QTKCV = 13,8 m3/h. NTT : Năng suất thực tế của 1 máy trộn, Ntt = 14,57 m3/h . Ta chọn 1 máy trộn và thêm 1 máy dự trữ. Vậy ở mỗi cửa đường hầm cần có 2 máy trộn bê tông loại quả lê, xe đẩy mã hiệu SB – 91A. Trong đó 3.8.5.4. Năng suất trạm trộn, bố trí trạm trộn Mặt bằng hai cửa tuy nen sau khi mở móng khá rộng, đường thi công thuận lợi vì vậy ta tiến hành bố trí trạm trộn tại ngay khu vực thi công. • Năng suất thực tế của trạm trộn: Ntrạm trộn = m.N1 máy = 1.14,57 = 14,57 m3/h. Trong đó: m - số máy trộn đã chọn không kể máy dự trữ, m = 1. N1 máy - năng suất thực tế của một máy trộn, N1 máy = 14,57 m3/h. • Bố trí trạm trộn: - Theo mặt bằng ta bố trí trạm trộn theo tuyến dài. - Theo chiều cao ta bố trí trạm trộn theo hình thức một cấp. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 85 Ngành: Công trình thủy lợi Hình 3.12: Bố trí trạm trộn bê tông 1 cấp 3.8.6. Tính toán phương án vận chuyển 3.8.6.1. Vận chuyển cốt liệu - Vị trí trạm trộn: Để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình vận chuyển vữa bê tông từ trạm trộn vào khoảnh đổ, ta bố trí 1 trạm trộn ngay tại khu vực cửa vào và một trạm trộn ngay tại khu vực cửa ra. - Vị trí bãi vật liệu: Đá dăm dùng cho công trình được lấy từ các mỏ đá 9A, 9B và một phần tận dụng đá đào móng, đá được gia công làm sạch tại trạm gia công cách trạm trộn 1km. Cát được lấy từ các mỏ vật liệu cát sỏi 23A, 25A và được chuyển tới trạm nghiền sàng cách trạm trộn 1,1km. 1) Xác định số xe chở cát: Ta chọn loai xe chuyên chở là GAZ - 93 do Liên Xô cũ sản xuất có các thông số sau: - Trọng tải: 2,25 tấn - Dung tích thùng xe: 2,3 x 1,8 x 0,4 = 1,656 m3 - Vận tốc di chuyển: 25 km/h = 6,94 m/s Năng suất của xe được xác định theo công thức: N= 3600.V .K p t1 + t2 + t3 + t4 + t5 Trong đó: V - dung tích của xe chở được = 1,656 m3. Kp - hệ số lợi dụng thời gian, Kp = 0,9. t1 - thời gian nạp vật liệu vào xe, t1 = 240s. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 86 Ngành: Công trình thủy lợi t2+t3 - thời gian vận chuyển đi và về từ nơi lấy cát ra trạm trộn và ngược lại: t2+t3 = 2.L = VX 2.1100 = 317 s. 6,94 t4 - thời gian trút vật liệu ra, t4 = 60s. t5 - thời gian trở ngại dọc đường, t5 = 120s. Thay số vào công thức ta được: N= 3600.1, 656 .0,9 = 7,28 m3/h. 240 + 317 + 60 + 120 Thể tích cát cần dùng để máy trộn trộn được năng suất thực tế trong một giờ là: Vc’ = n.Vc Trong đó: n - số cối trộn trong 1 giờ, n = 30 cối. Vc - thể tích cát cho một cối trộn, Vc = m. C 266 = 1. = 0,177 m3 γ oc 1500 Với m : là số máy trộn làm việc, m = 1. Thay số vào ta được: Vc’ = 30.0,177 = 5,31 m3/h. Từ đó tính được số xe vận chuyển cát là: Vc' 5,31 nxc = = = 0,73. N 7, 28 Chọn nxc = 1 xe và 1 xe dự trữ. Vậy ta cần hai xe GAZ - 93 chuyên chở cát cho trạm trộn. Khi đó năng suất thực tế của xe để chở cát là: Vc' 5,31 = Nxe cát = = 5,31 m3/h. nxc 1 2) Xác định số xe chở đá: Chọn xe chở đá là loại xe MAZ – 503 do Liên Xô cũ sản xuất có các thông số sau: - Trọng tải: 7 tấn. - Dung tích thùng xe: 3,5 x 2,28 x 0,52 = 4,15 m3. - Vận tốc di chuyển: 30 km/h = 8,33 m/s. Năng suất của xe được xác định theo công thức: N= 3600.V .K p t1 + t2 + t3 + t4 + t5 Trong đó: V - dung tích của xe chở được = 4,15 m3. Kp - hệ số lợi dụng thời gian, Kp = 0,9. t1 - thời gian nạp vật liệu vào xe, t1 = 360s. t2+t3 - thời gian vận chuyển đi và về từ nơi lấy đá ra trạm trộn và ngược lại: t2+t3 = 2.L = VX 2.1000 = 240,1 s. 8,33 t4 - thời gian trút vật liệu ra, t4 = 60s. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 87 Ngành: Công trình thủy lợi t5 - thời gian trở ngại dọc đường, t5 = 120s. Thay số vào công thức ta được: Nct = 3600.4,15 .0,9 = 19,15 m3/h. 360 + 240,1 + 60 + 120 Thể tích đá cần dùng để máy trộn trộn được năng suất thực tế trong một giờ là: Vđ’ = n.Vđ Trong đó: n - số cối trộn trong 1 giờ, n = 30 cối. Vđ - thể tích đá cho một cối trộn, Vđ = m. D 766 = 1. = 0,479 m3 γ od 1600 Với m : là số máy trộn làm việc, m = 1. Thay số vào ta được: Vđ’ = 30.0,479 = 14,37 m3/h. Từ đó tính được số xe vận chuyển đá là: nxđ = Vd' 14,37 = = 0,75. N 19,15 Chọn nxđ = 1 xe và 1 xe dự trữ. Vậy ta cần hai xe MAZ-503 chuyên chở đá cho trạm trộn. Khi đó năng suất thực tế của xe để chở đá là: Nxe đá = Vd' 14,37 = = 14,37 m3/h. nxd 1 3.8.6.2. Vận chuyển vữa bê tông Chọn phương án vận chuyển vữa bê tông bằng ô tô chở vữa bê tông và máy bơm vào khoảnh đổ. Dùng ôtô chở vữa bê tông khi phạm vi bơm vữa của bơm bê tông không tới được khoảnh đổ. 1) Ô tô vận chuyển vữa bê tông Dựa theo “Sổ tay chọn máy thi công” chọn ô tô vận chuyển vữa bê tông do Liên Xô cũ sản xuất có các thông số sau: - Mã hiệu: SB - 92A. - Dung tích thùng trộn: 5 m3. - Máy cơ sở: Kraz - 25881. - Dung tích thùng nước: 0,75 m3. - Công suất động cơ máy trộn: 53 Cv. - Tốc độ quay thùng trộn: 10,6 vòng/phút. - Độ cao đổ phối liệu vào: 3,62 m. - Thời gian đổ bê tông ra vào nhỏ nhất: 10 phút = 600s. - Kích thước giới hạn: Dài x Rộng x Cao = 8,03 x 2,65 x 3,65 m. - Trọng lượng có tải: 22,2 T. Năng suất của xe được xác định theo công thức: N= SV: Trần Tuấn Anh 3600.V .K p t1 + t2 + t3 + t4 + t5 Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 88 Ngành: Công trình thủy lợi Trong đó: V - dung tích của xe chở được = 5 m3. Kp - hệ số lợi dụng thời gian, Kp = 0,9. t1 - thời gian nạp vật liệu vào xe, t1 = 480 s. t2+t3 - thời gian vận chuyển đi và về từ trạm trộn tới đầu bơm bê tông và ngược lại: t2 + t3 = 2.L 2.250 = = 60 s. VX 5,556 t4 - thời gian trút vật liệu ra, t4 = 480 s. t5 - thời gian trở ngại dọc đường, t5 = 30 s. Thay số vào công thức ta được: N= 3600.5 .0,9 = 17,143 m3/h. 480 + 60 + 480 + 30 Số xe vận chuyển vữa bê tông: n= N tramtron 14,57 = = 0,85. N oto 17,143 Vậy ta cần dùng 1 ô tô vận chuyển vữa bê tông loại SB - 92A, và thêm 1 xe dự trữ. 2) Bơm bê tông Dựa vào năng suất của trạm trộn là Ntrạm trộn = 14,57 m3/h và đường kính viên đá lớn nhất Dmax = 40mm tra “Sổ tay chọn máy thi công” ta chọn được máy bơm bê tông do Nga sản xuất có các thông số kỹ thuật như sau: - Mã hiệu : S - 284A. - Năng suất kỹ thuật : 40 m3/h. - Năng suất thực tế : 15 m3/h. - Đường kính chất độn lớn nhất : 100 mm. - Công suất thiết kế : 55 kw. - Đường kính ống : 283 mm. - Kích thước giới hạn : Dài x Rộng x Cao = 5,94 x 2,04 x 3,175 m. - Trọng lượng : 11,93 tấn. - Cự ly vận chuyển ngang lớn nhất : 250 m. - Cự ly vận chuyển đứng lớn nhất : 40 m. Số máy bơm: N tramtron 14,57 n= N = = 0,97. 15 Maybom Vậy ta chọn 1 máy bơm bê tông và thêm 1 máy dự trữ. Như vậy tại mỗi cửa cần 2 máy bơm bê tông do Nga sản xuất mã hiệu S - 284A. 3.8.7. Đổ, san, đầm và dưỡng hộ bê tông 3.8.7.1. Phương pháp thi công đổ bê tông vỏ tuy nen • Đổ bê tông bằng phương pháp lên đều, quá trình đổ bê tông cho đoạn đường hầm được tiến hành từ hai tường bên đổ dần lên đỉnh vòm, đoạn đáy sẽ được đổ sau cùng để dành đường vận chuyển cho ôtô chở vật liệu đào đá. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 89 Ngành: Công trình thủy lợi • Bê tông được đổ vào ván khuôn bằng máy bơm bê tông thông qua các cửa sổ được chừa sẵn trên ván khuôn. Khi đổ, ta đổ đối xứng vào hai bên tường, vòm không được đổ bên thấp bên cao làm cho móng chân vòm lún không đều có thể làm cho vòm biến dạng bị nứt. • Đổ bê tông đỉnh vòm đường hầm là khó khăn hơn cả. Khi lấp vòm ta lựa chọn phương pháp đưa vữa bê tông theo chiều thẳng đứng lên cao bằng cách đục lỗ qua ván khuôn ở đỉnh vòm, đổ bê tông xong sẽ hàn lại. Miệng ống bơm nên đặt cách mặt đá < 20cm. Khoảng cách của miệng ống bơm dựa vào tính lưu động của bê tông. Để đẩy hết không khí trong khoảnh đổ ra và kiểm tra bê tông đã đổ đầy chưa, cần phải bố trí lỗ thông hơi ở nơi mặt đá cao nhất. Ngoài ra để tiện cho công nhân san và làm các công viêc phụ khác, ở giữa khoảnh đổ bố trí lỗ để người ra vào được. Công tác đổ bê tông bằng bơm được tiến hành như sau: - Sau khi đổ bê tông tường bên đến gần đỉnh vòm thì bỏ các thiết bị máy móc ở trong khoang ra, dùng nhân công để san thành một mặt nghiêng. Khi đổ bê tông đến lỗ người chui vào thì người trong khoang phải ra để tiến hành lấp đỉnh vòm. Khi lấp đỉnh vòm phải dùng bê tông có độ sụt lớn hơn và phải bơm liên tục. - Khi ống thông hơi đã có vữa bê tông tràn vào tức là đã đổ đầy đỉnh vòm. Khi đó chuẩn bị công tác kết thúc. - Khi đã đổ đầy bê tông, một mặt ngừng đổ đầy bê tông, mặt khác tháo vòng sắt ở đầu ống và nút lỗ lại để bê tông không chảy ra. Cuối cùng rút ống dẫn bê tông ra. - Chờ bê tông cứng mới dùng đèn xì o xy cắt đuôi các ống dẫn còn thừa rồi dùng vữa trát lại cho bằng. • Hệ thống đầm rung ngoài gắn trên ván khuôn kết hợp với đầm dùi cùng hoạt động đảm bảo độ đặc chắc cao cho bê tông vỏ tuy nen. Kiểm tra điều kiện không phát sinh khe lạnh: Để đảm bảo chắc chắn không phát sinh khe lạnh trong bê tông, với mỗi khoảnh đổ đều phải đảm bảo điều kiện: Ftt ≤ [F] = K .N .(T1 − T2 ) h Trong đó: [F] - Diện tích khống chế đổ bê tông để không phát sinh khe lạnh (m 2). K - Hệ số trở ngại khi vận chuyển, K = 0,9. N - Năng suất của trạm trộn phục vụ cho khối đổ, N = 14,57 (m 3/h). T1 - Thời gian ngưng kết ban đầu của bê tông, T1 = 1,5h. T2 - Thời gian vận chuyển và đầm xong vữa bê , T2 = 0,6h. h - Chiều dày lớp bê tông đổ, với đầm dùi chọn h = 0,25 m. Ftt - Diện tích thực tế của khoảnh đổ (m2). Tiến hành kiểm tra với khoảnh đổ có diện tích lớn nhất. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 90 Ngành: Công trình thủy lợi Hình 3.13: Khoảnh đổ kiểm tra khe lạnh Ta có: Ftt = B.H = 5,5.10 = 55 m2. [F] = 0,9.14,57.(1,5 − 0,35) = 60,32 m2 0, 25 ⇒ Ftt < [F]. Vậy bê tông không phát sinh khe lạnh. 3.8.7.2. San, đầm bê tông Công tác đổ bê tông vỏ đường hầm tiến hành bằng bơm bê tông, độ sụt lớn và có thể điều khiển rãi đều khắp khoảnh đổ vì thế ta không cần tiến hành san bê tông. Vỏ bê tông đường hầm mỏng, khoảng cách cốt thép nhỏ vì thế ta sử dụng đầm dùi kết hợp với máy đầm bàn để đầm bê tông. Dựa vào “Sổ tay tra cứu máy thi công” ta chọn máy đầm phục vụ thi công như sau: • Chọn máy đầm dùi trục mềm có mã hiệu C - 376 do Liên Xô cũ sản xuất có các thông số kỹ thuật sau : - Đường kính chày : ( 54 ÷ 70 )mm. - Chiều dài của chày : 420mm. - Chiều sâu đầm : 200 mm. - Bán kính tác dụng : ( 30 ÷45 )mm. - Trọng lượng đầm : ( 5,2 ÷ 7,8 )kg. - Năng suất đầm : 4 m3/h. Số lượng máy đầm dùi là: nđ = N tram 14,57 = = 3,64. Chọn nđ = 4 máy và thêm 2 máy dự trữ. N dd 4 Vậy ta chọn 6 máy đầm dùi C - 376 do Liên Xô cũ sản xuất. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 91 • Chọn máy đầm bàn là đầm điện cơ vô hướng mã hiệu IB-5-S-624 do Liên Bang Nga sản xuất có các thông số kỹ thuật sau: - Tần số dao động : 47 lần/s. - Lực kích thích : 2039 kg. - Mô men tĩnh : 0 ÷4,6 Nm. - Số lượng quả văng : 8 cái. - Công suất động cơ : 1,2 kw. - Khối lượng : 100 kg. Chọn 1 máy đầm bàn để đầm bổ sung mặt ngoài làm tăng thêm độ đặc chắc cho bê tông. 3.8.7.3. Dưỡng hộ bê tông Ta sử dụng phương pháp dưỡng hộ bê tông bằng cách tưới nước. Lắp đặt dàn phun mưa để tưới nước thường xuyên cho bê tông giúp quá trình thuỷ hoá và tỏa nhiệt được nhanh. Chọn máy bơm kiểu bơm xoáy do công ty chế tạo bơm Hải Dương sản xuất để cấp nước cho dàn phun mưa, các thông số của máy bơm như sau: Công suất động cơ Nđ.cơ (kw) Đường kính ống hút Dh (mm) Đường kính ống xả Dx (mm) Bảng 3.5: Bảng thông số của máy bơm 2,2 50 32 20-17 6-7 Số vòng quay n (v/p) 10-14 Chiều cao chân không [Hck] (m) LT 12-20 cột nước H (m) Ký hiệu lưu lượng Q (m3/h) Thông số kỹ thuật và kích thước cơ bản 2900 Chọn số máy bơm sử dụng với mỗi cửa là 1 máy và thêm 1 máy dự trữ. 3.8.8. Công tác ván khuôn của đường hầm 3.8.8.1. Lựa chọn loại ván khuôn Đối với ván khuôn thi công đổ bê tông vỏ đường hầm có mặt cắt loại C 1 ta kết hợp sử dụng ván khuôn kiểu di động dùng khi thi công đường hầm TN1 vì hai hai loại mặt cắt này tương tự nhau về kích thước. Đoạn cửa vào và cửa ra của tuy nen có mặt cắt loại E ta sử dụng ván khuôn cố định để thi công. Ta chọn dùng ván khuôn tiêu chẩn bằng thép với các kích thước B x L = (1 x 2)m. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 3 Ngành: Công trình thủy lợi Trang 92 2 6 4 5 1 7 8 9 Hình 3.14: Cấu tạo ván khuôn di động 3.8.8.2. Tính toán các lực tác dụng lên ván khuôn Khi tính toán lực do vữa bê tông tác dụng lên ván khuôn theo nguyên tắc được tính toán như áp lực thuỷ tĩnh, khi đó áp lực tác dụng vào ván khuôn phần cong (ván khuôn trượt đổ bê tông đoạn hầm có mặt cắt C 1 và phần vòm ván khuôn cố định đổ bê tông đoạn hầm có mặt cắt E) có phương đi qua tâm cong. Tuy nhiên để đơn giản, khi tính toán ván khuôn ta coi lực tác dụng lên phần vòm chỉ gồm mình lực thẳng đứng và lực tác dụng lên phần tường chỉ gồm mình lực nằm ngang. Dựa theo phụ lục 1 trong QPTL D678 ta tính toán được các lực tác dụng lên ván khuôn như sau: Hình 3.15: Mô phỏng lực tác dụng lên ván khuôn 1) Áp lực đứng lên ván khuôn: Các lực thẳng đứng tác dụng lên ván khuôn phần vòm gồm có các lực sau: - Khối lượng bản thân của ván khuôn q1. Sơ bộ chọn q1 = 60 daN/m2. - Khối lượng bê tông lỏng và cốt thép q2: SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 93 Ngành: Công trình thủy lợi q2 = γbt.d = 2600.0,5 = 1300 kg/m2 = 1300 daN/m2. Trong đó: γbt = 2600 kg/m3 là khối lượng riêng của hỗn hợp bê tông cốt thép. d = 0,5 m là bề dày lớn nhất của bê tông vòm. - Tải trọng do người và công cụ thi công q3: Khi tính toán ván mặt lấy q3 = 250 daN/m2. Khi tính toán các nẹp sau ván mặt lấy q3 = 150 daN/m2. Khi tính toán cột chống dùng làm chỗ tỳ của đầm đỡ lấy q3 = 100 daN/m2. - Tải trọng động khi đổ hoặc đầm hỗn hợp bê tông q4: q4 = 200 daN/m2 Vậy ta có: +) Tổng hợp các lực đứng tác dụng lên ván khuôn khi tính toán khả năng chịu lực: q = n1.q1 + n2.q2 + n3.q3 + n4.q4 Với n1,n2,n3,n4 : là các hệ số lệch tải. n1 = 1,1 ; n2 = 1,2 ; n3 = 1,3 ; n4 = 1,3. +) Tổng hợp các lực đứng tác dụng lên ván khuôn khi tính toán biến dạng: q = q1 + q2 2) Áp lực ngang tác dụng lên ván khuôn: Các lực nằm ngang tác dụng lên ván khuôn phần tường gồm có các lực sau: • Áp lực ngang của hỗn hợp bê tông lỏng, phụ thuộc vào loại đầm và cách đầm (ở đây ta sử dụng đầm dùi trục mềm R0 = 40 cm = 0,4 m). - Xác định chiều cao sinh áp lực ngang H, khi đổ theo phương pháp lên đều ta có: H= N .t1 F Trong đó: N - năng suất trạm trộn cung cấp cho 1 khoảnh đổ, N = 14,57 m3/h. t1 - thời gian ninh kết ban đầu của bê tông, t1 = 1,5h. F - diện tích khoảnh đổ, F = 2.0,5.6 = 6 m2. ⇒ H= 14,57.1,5 = 3,64 m. 6 Ta có H = 3,64 m > Ro = 0,4 m. - Áp lực lớn nhất do bê tông lỏng sinh ra: P1 = γb.Ro = 2600.0,4 = 1040 daN/m2. Trong đó: Ro- Chiều dài đầm chày; Ro = 0,40 m γb- Khối lượng thể tích bê tông đã đầm chặt; γb = 2600 daN/m3 - Ta có sơ đồ áp lực ngang do hỗn hợp bê tông lỏng sinh ra: SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 94 Ngành: Công trình thủy lợi Hình 3.16: Áp lực ngang do vữa bê tông sinh ra • Tải trọng động khi đổ hoặc đầm hỗn hợp bê tông gây ra: P2 = 200 daN/m. Tổng hợp lại ta được áp lực ngang tác dụng lên ván khuôn như sau: P = P1 + P2 = 1040 + 200 = 1240 daN/m. Hình 3.17: Áp lực ngang do vữa bê tông sinh ra SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 95 Ngành: Công trình thủy lợi CHƯƠNG 4 : TIẾN ĐỘ THI CÔNG TUY NEN TN2 4.1. TÍNH CHU KỲ ĐÀO ĐƯỜNG HẦM 4.1.1. Tính thời gian hoàn thành các công việc trong một chu kỳ đào phá đá Từ các tính toán ở chương 3 và theo kinh nghiệm của đường hầm Hải Vân, Buôn Kốp ta có thời gian hoàn thành các công việc trong một chu kỳ đào phá đá là: • Thời gian khoan lỗ : 7 h. • Thời gian nạp thuốc : 2 h. • Nghỉ : 0,5 h. • Thời gian đấu mạng : 0,5 h. • Thời gian nổ và thông gió : 1 h. • Thời gian cậy đá và xúc đá ra ngoài : 6 h. • Nghỉ : 0,5h. • Thời gian sửa vòm đá, cậy đá long rời: 0,5 h. • Thời gian dọn, xúc đá : 2 h. • Thời gian phun bê tông : 0,5 h. • Thời gian khoan và lắp đặt neo thép : 3 h. • Nghỉ : 0,5 h. Vậy ta có thời gian tổng cộng cho một chu kỳ đào phá đá là: T = 7 + 2 + 0,5 + 0,5 + 1 + 6 + 0,5 + 0,5 + 2 + 0,5 + 3 + 0,5 = 24 h. Vậy ta bố trí thi công liên tục mỗi chu kỳ 3ca x 8h = 24 h. Bước tiến của mỗi chu kỳ là 4m. Đá nổ ra là 336 m 3. Mỗi tháng thi công 26 ngày, đào 2 gương đồng thời. Như vậy mỗi tháng có thể đào được: 4.26.2 = 208 m dài. Thời gian cần thiết tối thiểu để đào hết đường hầm là: 822/208 = 3,95 tháng. 4.1.2. Lập biểu đồ chu kỳ đào phá đá Biểu đồ chu kỳ đào phá đá được thể hiện trong bản vẽ N04.1. 4.2. TÍNH CHU KỲ ĐỔ BÊ TÔNG ĐƯỜNG HẦM 4.2.1. Chu kỳ đổ bê tông vỏ đường hầm phần vòm và phần tường Một chu kỳ đổ bê tông phần vòm và phần tường được tính để hoàn thành một đoạn đổ bê tông dài 6m. Thời gian hoàn thành các công việc trong một chu kỳ đổ bê tông được lấy theo kinh nghiệm thi công đường hầm Buôn Kốp. • Thời gian tách cốp pha của đợt đổ trước : 2 h. • Thời gian nghiệm thu công tác lắp đặt cốt thép : 2 h. • Thời gian di chuyển, lắp đặt, căn chỉnh cốp pha, ống bơm : 16 h. • Thời gian dọn vệ sinh, bôi dầu chống dính cốp pha : 2 h. • Thời gian vệ sinh khối đổ trước : 1 h. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 96 Ngành: Công trình thủy lợi • Thời gian thi công các công tác khác như kiểm tra đầm, vị trí ống khoan phụt… : 3 h. • Thời gian nghiệm thu, sửa chữa : 4 h. • Thời gian đổ bê tông : 6 h. • Thời gian chờ bê tông đông kết, lắp đặt cốt thép đợt sau : 12 h. Do yêu cầu thời gian thi công tuy nen phải nhanh nên ta kiến nghị sử dụng phụ gia ninh kết nhanh nhằm rút ngắn thời gian ninh kết, sau 12h đã đạt được 70% cường độ bê tông tuổi 28 ngày để có thể rút cốp pha phục vụ thi công đổ bê tông đợt sau. Vậy ta có tổng thời gian thi công trong một chu kỳ đổ bê tông phần vòm và phần tường là: T = 2 + 2 + 16 + 2 + 1 + 3 + 4 + 6 + 12 = 48 h. Vậy ta bố trí thi công liên tục mỗi chu kỳ 6ca x 8h = 48h, tức cứ sau 2 ngày ta hoàn thành một chu kỳ đổ bê tông và bước tiến mỗi chu kỳ là 6m, khối lượng bê tông mỗi chu kỳ là 49,7m3. Mỗi tháng thi công 26 ngày, thi công đồng thời từ hai cửa hầm. Vậy mỗi tháng ta có thể đổ được: 6.13.2 = 156 m dài. Biểu đồ chu kỳ đổ bê tông đường hầm được thể hiện trên bản vẽ N04.1. 4.2.2. Chu kỳ đổ bê tông vỏ đường hầm phần đáy Phần đáy được đổ bê tông sau khi đường hầm được đào xong. Mỗi đợt đổ tiến hành đổ một đoạn hầm dài 16m. Một chu kỳ đổ bê tông phần đáy được tính để hoàn thành một đợt đổ. Thời gian hoàn thành các công việc trong một chu kỳ đổ bê tông được lấy theo kinh nghiệm thi công đường hầm Buôn Kốp. • Thời gian tháo dỡ, lắp đặt ván khuôn : 3 h. • Thời gian dọn vệ sinh : 1 h. • Thời gian nghiệm thu, sửa chữa : 2 h. • Thời gian đổ bê tông : 6 h. • Thời gian chờ bê tông đông kết, lắp đặt cốt thép đợt sau : 12 h. Do yêu cầu thời gian thi công tuy nen phải nhanh nên ta kiến nghị sử dụng phụ gia ninh kết nhanh nhằm rút ngắn thời gian ninh kết, sau 12h đã đạt được 70% cường độ bê tông tuổi 28 ngày để có thể rút cốp pha phục vụ thi công đổ bê tông đợt sau. Vậy ta có tổng thời gian thi công một đợt đổ bê tông phần đáy là: T = 3 + 1 + 2 + 6 + 12 = 24 h. Vậy ta bố trí thi công liên tục mỗi chu kỳ 3ca x 8h = 24h, tức cứ sau 1 ngày ta hoàn thành một chu kỳ đổ bê tông và bước tiến mỗi chu kỳ là 10m. Mỗi tháng thi công 26 ngày, thi công đồng thời từ hai cửa hầm. Vậy mỗi tháng ta có thể đổ được: 10.26.2 = 520 m dài. 4.3. LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM Tiến độ thi công đường hầm được lập theo phương pháp đường thẳng, và được thể hiện trong bản vẽ N04.1. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 97 Ngành: Công trình thủy lợi CHƯƠNG 5 : BỐ TRÍ MẶT BẰNG THI CÔNG TUY NEN DẪN DÒNG TN2 5.1. BỐ TRÍ KHO BÃI 5.1.1. Mục đích Để bảo quản tốt các loại vật liệu, thiết bị máy móc và thoả mãn nhu cầu cung cấp vật tư kịp thời cho công trường thì cần tổ chức công tác kho bãi một cách chính xác. Công tác kho bãi qui hoạch chính xác được thể hiện qua các điểm sau: - Cung cấp vật liệu theo đúng nhu cầu trong quá trình thi công. - Khối lượng và thời gian cất giữ phải hợp lý, tiết kiệm vốn lưu động, không để ứ đọng vốn lưu động. - Tránh sự mất mát và giảm bớt sự hao tốn vật liệu. - Bảo đẩm vật liệu cất giữ không biến chất. - Tổ chức hợp lý công tác chất xếp, bốc dỡ vật liệu để giảm bớt sự tiêu hao sức lao động. - Chọn chính xác vị trí kho bãi bảo đảm công trình thi công an toàn, thuận tiện. 5.1.2. Các loại kho bãi và nội dung công tác kho bãi Căn cứ theo công dụng và cách bố trí có thể chia ra các loại kho bãi sau: Kho trung tâm, kho khu công tác, kho hiện trường, kho xí nghiệp phụ thi công và kho chuyên dùng. Căn cứ vào hình thức kết cấu thì kho bãi có thể chia làm ba loại sau: Kho lộ thiên, kho có mái che và kho kín. Nội dung công tác kho bãi gồm có: - Tính toán số lượng các loại vật liệu. - Chọn hình thức kho bãi. - Xác định diện tích, kích thước kho bãi và thể tích chứa định vật liệu. 5.1.3. Xác định lượng vật liệu dự trữ trong kho Mục đích phần này để xác định số lượng vật liệu dự trữ và số lượng qui định vật liệu được dự trữ trong kho trong thời gian cần thiết để kịp thời cung cấp cho thi công bảo đảm quá trình thi công tiến hành được liên tục và đều đặn, tránh được ứ đọng vốn lưu. Việc dự trữ vật liệu phụ thuộc vào các nhân tố như: điều kiện cung, các hình thức vận tải, phương tiện vận tải và bốc dỡ, khoảng cách vận chuyển, mức độ sử dụng vật liệu và được tính toán dựa trên tiến độ thi công đã vạch ra. Tại công trường coi vật liệu được nhập liên tục theo yêu cầu của tiến độ. Trường hợp này có tiến độ thi công, vật liệu được nhập liên tục. Lúc này lượng vật liệu dự trữ được tính theo công thức: q = qmax .t SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 98 Trong đó : q - khối lượng vật liệu phải dự trữ, m3, T. qmax - khối lượng vật liệu dùng cao nhất trong ngày (m3, T / ngày). t - tiêu chuẩn số ngày dự trữ vật liệu (lấy theo bảng 26.5 - giáo trình thi công tập 2). Khối lượng vật liệu cần dùng cao nhất khi thi công tuy nen là khi đổ bê tông đồng thời tháp điều tiết và vỏ tuy nen cửa vào và cửa ra, khi đó ta có: qmax = 132,303 + 140,31 = 272,613 (m3) Theo ĐMDT XD 2005 (điều 1.2 - Phụ lục cấp phối vật liệu bê tông) ta tính được lượng vật liệu dùng cao nhất trong ngày là: qmax ximăng = 272,613.0,429 = 116,95 ( T/ngày ) ; qmax thép = 272,613.0,1 = 27,261 ( T/ngày ) ; qmax cát = 272,613.0,459.1,5 = 187,69 ( T/ngày ) ; qmax đá dăm = 272,613.0,8.1,6 = 348,95 ( T/ngày ) ; Từ khối lượng dùng cao nhất trong ngày tương ứng với tiêu chuẩn số ngày dự trữ ta tính được khối lượng dự trữ trong kho, và được thể hiện trong bảng sau : Bảng 5.1: Khối lượng vật liệu dự trữ trong kho để thi công Tuy nen TN2 T/ngày T/ngày Khối lượng qmax 116,95 187,69 Tiêu chuẩn số ngày dự trữ ( ngày ) 10 8 Khối lượng dự trữ (T) 1169,5 1501,52 Đá T/ngày 348,95 8 2791,6 Thép T/ngày 27,261 10 272,61 TT Loại vật liệu Đơn vị 1 2 Xi măng Cát 3 4 5.1.3. Xác định diện tích kho và đường bốc dỡ hàng hoá 5.1.3.1. Tính toán diện tích kho Diện tích có ích của kho tính toán theo công thức 26.13 và 26.14 - Giáo trình thi công tập 2: q F ; Fo = p α q ⇒ Fo = α. p F= Trong đó : F - Diện tích có ích của kho (m2). q - Khối lượng vật liệu cần cất giữ trong kho (T, m3). SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 99 p - Lượng chứa đựng vật liệu của mỗi m2 diện tích có ích của kho (T/m2 hoặc m3/m2). p được lấy theo bảng 26.6 - giáo trình thi công tập 2. Fo - Diện tích tổng cộng của kho (m2). (kể cả đường đi và phòng quản lý). α - Hệ số lợi dụng diện tích kho, lấy theo bảng 26.7 - giáo trình thi công tập 2. Tính toán tổng hợp ta được bảng sau: TT 1 2 3 4 Bảng 5.2: Diện tích kho cất giữ vật liệu để thi công tuy nen TN2 Khối lượng Loại vật Đơn Định mức Chất cao Hệ Diện tích Hình dự trữ q liệu vị p (T/m2) (m) F (m2) thức số α (T) Xi măng T 1169,5 4 2 0,4 730,94 Kín Cát T 1501,52 4 5 0,6 625,63 Lộ thiên Đá T 2791,6 4 5 0,6 1163,17 Lộ thiên Thép T 272,61 4 1 0,6 113,59 Kín Tổng diện tích kho 2633,33 5.1.3.2. Xác định đường bốc dỡ vật liệu Để đảm bảo khí cụ, vật tư chuyển đến có thể bốc dỡ vào kho được kịp thời và thuận lợi thì đường bốc dỡ hàng hoá của kho phải có đủ độ dài cần thiết. l 2 l1 l 1 l1 l Trong đó: 1- Khe vận chuyển L 2- Xe vận chuyển Hình 5.1: Sơ đồ tính toán đường bốc dỡ hàng hoá Chiều dài đường bốc dỡ L được tính theo công thức sau: L = n.l + (n-1).l1 Trong đó: n - Số xe bốc dỡ hàng hoá trong cùng 1 thời gian. Chọn số đại diện n = 3 xe. l - Chiều dài tính toán của xe vận chuyển lúc bốc dỡ hàng hoá (m). Loại xe được sử dụng trong công tác thi công tuy nen TN2 là Huyndai HD 270 trọng tải 10 tấn có chiều dài là l = 7,7 m. l1- Khoảng cách giữa hai xe vận chuyển đỗ gần nhau. Khi đỗ dọc ta lấy l 1 = 2,5 m. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 100 Ngành: Công trình thủy lợi Từ đó ta có: L = 3.7,7 + (3 - 1).2,5 = 28,1 m. 5.1.4. Tính toán kho thuốc nổ Khối lượng thuốc nổ cần sử dụng để thi công đào tuy nen TN2 được xác định theo công thức 26.21 – Giáo trình thi công tập 2: G= V .k .Ψ , (T) 1000 Trong đó: V - khối lượng đất đá phải đào: V = 45854 + 2329 = 48183 (m3). k - lượng hao thuốc đơn vị, k = 1,6 kg/m3 lấy tương đối cho toàn tuyến hầm. Ψ - hệ số hiệu chỉnh, Ψ = 1,1 ÷ 1,15. Chọn Ψ = 1,1. Từ đó ta có: G= 48183.1, 6.1,1 = 84,8 (T). 1000 Lượng thuốc nổ cần cất giữ trong kho (theo công thức 26.22 – Giáo trình thi công tập 2): Zthn = G 84,8 .H = .15 = 12,35 (T). N 103 Trong đó: N - Số ngày làm việc trong năm: N = 103 ngày (xem phần tiến độ). H - Số ngày thuốc nổ được dự trữ trong kho, theo quy định của nhà nước H = 15 ngày. Kho thuốc nổ ngoài việc sử dụng cho nổ mìn đào tuy nen TN2, còn dùng cho nổ mìn đào tuy nen vào nhà máy thủy điện, mở móng tràn…nên thời hạn sử dụng tương đối dài (trên 3 năm) vì vậy ta chọn phương án xây chìm, nằm sâu dưới đất chừng 15 m. Kho thuốc nổ phải có hàng rào bảo vệ, cột thu lôi chống sét và bảo đảm cách xa khu vực nhà cửa lán trại, khu vực hiện trường đang thi công theo các cự li an toàn quy định. 5.2. BỐ TRÍ QUY HOẠCH NHÀ TẠM THỜI TRÊN CÔNG TRƯỜNG Nội dung tính toán thiết kế khu vực nhà tạm thời trên công trường gồm: - Xác định số người ở trên công trường. - Xác định diện tích nhà ở cần xây dựng. - Xác định diện tích chiếm chỗ của khu vực nhà ở. - Sắp xếp bố trí nhà ở cho phù hợp với yêu cầu vệ sinh sản suất phòng hoả và kinh tế kỹ thuật. 5.2.1. Xác định số người trong khu nhà ở Cơ sở để xác định số người trong khu nhà ở là trị số tối đa của công nhân sản suất trực tiếp tham gia xây dựng, lắp ráp trong giai đoạn xây dựng cao điểm cộng với số công nhân, nhân viên làm việc trong các xí nghiệp sản suất phụ và số công nhân làm các công SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 101 Ngành: Công trình thủy lợi việc phục vụ cho công việc xây lắp. Ta xác định trị số tối đa của công nhân sản suất trực tiếp theo biểu đồ nhân lực của tiến độ thi công. Áp dụng công thức 26.60 – Giáo trình thi công tập 2, ta có số người trên công trường : N = 1,2.1,06.(N1 + N2 + N3 + N4 + N5) Trong đó : 1,06 - hệ số xét tới trường hợp nghỉ phép, ốm đau, vắng mặt. 1,2 - hệ số khi tính toán đến cả gia đình của cán bộ công nhân viên. Số công nhân xây lắp làm việc trên khu vực thi công tuy nen TN2 lúc cao điểm nhất, tính ra từ tiến độ thi công ta có N1 = 368 ( người ). Số công nhân sản xuất ở các xưởng sản xuất phụ N2 sơ bộ dùng công thức sau: N2 = (0,5 ~ 0,7)N1 N2 = 0,6.N1 = 0,6.368 = 221 ( người ). Số cán bộ kỹ thuật và nhân viên nghiệp vụ tính theo công thức sau: N3 = (0,06 ~ 0,08).(N1 + N2) N3 = 0,06.(N1 + N2) = 0,06.(368 + 221) = 36 ( người ). Số công nhân, nhân viên làm việc phục vụ khác như coi kho, bảo vệ, quét dọn, nấu ăn... tính theo công thức sau: N4 = 0,04.(N1 + N2) = 0,04.(368 + 221) = 24 ( người ). Số công nhân, nhân viên các cơ quan phục vụ cho công trường như bách hoá, lương thực, thực phẩm, ngân hàng, bưu điện, y tế …tính theo công thức sau: N5 = (0,05 ~ 0,10).(N1 + N2) N5 = 0,06.(N1 + N2) = 0,06.(368 + 221) = 36 ( người ). Như vậy tổng số người ở trong khu nhà ở của công trường là: N = 1,2.1,06.(N1 + N2 + N3 + N4 + N5) N = 1,2.1,06.(368 + 221 + 36 + 24 + 36) = 872 ( người ). 5.2.2. Xác định diện tích nhà ở và diện tích chiếm chỗ của khu vực xây dựng nhà Dựa vào Bảng 26.22 - Giáo trình thi công tập 2 ta xác định diện tích nhà ở tạm thời cần phải xây dựng như sau: TT 1 2 3 4 5 6 7 8 Bảng 5.3: Bảng tính toán diện tích nhà ở cần xây dựng Diện tích tiêu chuẩn Diện tích cần Diện tích chiếm Hạng mục cho 1 người (m2) xây dựng (m2) chỗ (m2) Nhà ở 4,0 3488 8720 Phòng tiếp khách 0,06 52,32 130,8 Phòng làm việc 0,2 174,4 436 Nhà ăn 0,3 261,6 654 Hội trường 0,3 261,6 654 Câu lạc bộ 0,25 218 545 Nhà tắm 0,05 43,6 109 Nhà vệ sinh công cộng 0,02 17,44 43,6 SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công trình thủy lợi Trang 102 ∑ 4516,96 11292,4 Diện tích chiếm chỗ của cả khu vực cần xây dựng nhà sẽ là: Ftt = ∑ F = 4516,96 = 11292, 4 (m2) 0, 4 0, 4 Diện tích này chỉ tính cho số cán bộ công nhân thi công hạng mục tuy nen dẫn dòng TN2. Nhà ở của cán bộ công nhân ở đây bố trí bên bờ phải phía hạ lưu của Sông Chu. 5.3. TỔ CHỨC CUNG CẤP ĐIỆN, NƯỚC Ở CÔNG TRƯỜNG 5.3.1. Tổ chức cung cấp nước ở công trường Trong quá trình thi công tuy nen TN2, các công tác như khoan đá, phòng bụi, đổ bê tông vỏ đường hầm, làm lạnh máy nén khí,… và việc sinh hoạt của cán bộ, công nhân cần dùng rất nhiều nước nên ta cần bố trí hệ thống cung cấp nước với trữ lượng và chất lượng phải được đảm bảo. Nội dung thiết kế hệ thống cung cấp nước trên công trường, phải giải quyết các vấn đề sau: - Xác định lượng nước và địa điểm dùng nước. - Chọn nguồn nước. - Thiết bị mạng lưới đường ống lấy nước, lọc nước và phân phối nước. - Qui định yêu cầu chất lượng nước dùng. 5.3.1.1. Xác định lượng nước cần dùng Lượng nước cần dùng trên công trường bao gồm nước dùng cho sản xuất (Q sx), nước dùng cho sinh hoạt (Qsh) và lượng nước dùng cho cứu hoả (Qch): Q = Qsx + Qsh + Qch • Lượng nước dùng cho sản xuất: Lượng nước sản xuất cần nhiều hay ít phụ thuộc vào cường độ thi công, vào qui trình công nghệ của máy móc và số ca máy được sử dụng tính theo công thức sau: Qsx = 1,1. ∑ N m .q.K1 3600.t (l/s). Trong đó: 1,1 - Là hệ số tổn thất nước. Nm - Khối lượng công việc trong thời đoạn tính toán. Ta tính cho công việc trộn bê tông ứng với đợt đổ bê tông có cường độ lớn nhất, ứng với đợt này khối lượng bê tông là 272,613 m3/đợt. q - Là lượng nước hao đơn vị cho một đơn vị khối lượng công việc (lít); Tra bảng 26.8 - Giáo trình thi công tập 2 ta được q = 400 (lít). K1 - Hệ số sử dụng nước không đều trong 1 giờ; K1 = 1,4. t - Số giờ làm việc, t = 6h. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ⇒ Trang 103 Qsx = 1,1. Ngành: Công trình thủy lợi 272, 613.400.1, 4 = 7,78 (l/s). 3600.6 • Lượng nước dùng cho sinh hoạt: Bao gồm lượng nước dùng cho công nhân làm việc trên hiện trường và nước dùng cho tất cả cán bộ công nhân và gia đình họ ở khu nhà ở trên công trường. +) Lượng nước dùng cho công nhân làm việc trên hiện trường được xác định theo công thức: N .α .K1 Qsh’ = c (l/s). 3600 Trong đó : NC - Số công nhân làm việc trên hiện trường, NC = 368 người. α - Tiêu chuẩn dùng nước, tra bảng 26.10 - Giáo trình thi công tập 2 ta được: α = 15 (lít/ca/người). K1 - Hệ số sử dụng nước không đều trong 1 giờ, K1 = 1,4. ⇒ Qsh’ = 368.15.1, 4 = 2,15 (l/s). 3600 +) Lượng nước dùng cho tất cả cán bộ công nhân và gia đình họ trên khu nhà ở được xác định theo công thức: N .α .K 2 .K1 Qsh” = n (l/s). 24.3600 Trong đó: Nn - số người trên khu nhà ở, Nn = 872 (người). α - tiêu chuẩn dùng nước, tra bảng 26.10 giáo trình thi công tập 2 ta có: α = 50 (lít/người/ngày). K2 - hệ số sử dụng nước không đều trong 1 ngày đêm, tra bảng 26.9 giáo trình thi công tập 2 ta được K2 = 1,3. K1 - hệ số sử dụng nước không đều trong 1 giờ, K1 = 1,4. → Qsh” = 872.50.1,3.1, 4 = 0,92 (l/s). 24.3600 • Lượng nước dùng cho cứu hoả: Nước cứu hỏa đựng trong các thùng téc tạm thời rồi dùng máy bơm để chữa cháy,gồm có nước dùng để cứu hỏa ở hiện trường và nước dùng để cứu hỏa ở khu vực nhà ở. - Nước dùng để cứu hỏa ở hiện trường có diện tích nhỏ hơn 50 ha lấy bằng 20 l/s. - Nước dùng để cứu hỏa ở khu vực nhà ở lấy theo bảng 26.11 - Giáo trình thi công tập 2. Như vậy lượng nước dùng trên công trường khi không tính lượng nước dùng cho cứu hoả là : Q = 7,78 + 2,15 + 0,92 = 10,85 (l/s). 5.3.1.2. Chọn nguồn nước và hệ thống cung cấp nước SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 104 Ngành: Công trình thủy lợi Khu mặt bằng nằm cạnh sông Đạt với chất lượng khá tốt, phù hợp với yêu cầu sinh hoạt và sản xuất nên ta chọn phương án cấp nước là lấy trực tiếp từ sông này. Hệ thống gồm hai trạm bơm và mạng đường ống chính D50-150mm chạy dọc theo các đường thi công R01 và các đường nội bộ. • Trạm bơm cấp 1: Có nhiệm vụ bơm nước từ sông lên bể chứa nước thô. - Hố thu nước và máy bơm: Hố thu bằng bê tông cốt thép kích thước (2,5x1,0x5,0)m đặt ở cao độ 23,0m dưới sông Đạt để đặt 2 máy bơm chìm (1 máy dự phòng). - Đường ống bơm lên bể chứa nước: Ống nhựa HDPE 2D200 nối tiếp với một đoạn ống thép D200. - Bể chứa nước thô: Lợi dụng núi cao, cung cấp nước tự chảy, nếu lưu lượng nguồn nước lớn hơn lưu lượng giờ cao điểm, nước chứa trong bể có thể bổ xung kịp thời, khi đó dung tích bể chứa nói chung là 20m3÷30m3. • Trạm bơm cấp 2: có nhiệm vụ bơm nước từ bể chứa vào mạng đường ống và đưa lên cụm điểm dùng nước. 5.3.2. Tổ chức cung cấp điện ở công trường Nguồn điện phục vụ thi công lấy từ huyện Thường Xuân qua đường dây 35 KV, dây dẫn 3AC-120 được hạ thế ở các trạm biến áp. Điện năng dùng để chạy các máy móc thi công , cung cấp cho các xí nghiệp sản xuất và phục vụ thắp sáng. Điện sử dụng cho quản lý vận hành khu vực thi công tuy nen TN2 được lấy từ trạm biến áp T5 trung gian đã được xây dựng để cấp điện cho thi công. Trạm này lấy từ cột 66 đường dây 374 trạm E93 tại thị trấn Thường Xuân bằng đường dây 35 KV đến trạm biến áp T5 đặt ở hạ lưu tràn xả lũ dự kiến . Ngoài ra để đề phòng nguy cơ mất điện dự kiến đặt tại tràn xả lũ một trạm phát điện Diesel làm nguồn dự phòng. CHƯƠNG 6 : DỰ TOÁN HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH TUY NEN DẪN DÒNG TN2 6.1. CƠ SỞ LẬP DỰ TOÁN SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 105 Ngành: Công trình thủy lợi 1. Định mức xây dựng cơ bản 1242/1998/QĐ-BXD. 2. Định mức chi phí lập dự án và thiết kế xây dựng công trình, ban hành kèm theo Quyết định số 11/2005/QĐ-BXD ngày15/04/2005 của Bộ trưởng Bộ xây dựng. 3. Thông tư số 04 / 2005 TT – BXD ngày 01 / 04 / 2005 của Bộ trưởng bộ xây dựng về việc hướng dẫn lập và quản lí chi phí dự án đầu tư xây dựng công trình . 4. Quyết định sô 24 / 2005 / QĐ – BXD ngày 29 / 07 / 2005 của Bộ trưởng bộ Xây dựng. 5. Thông tư số 16/2005/TT-BXD về hướng dẫn điều chỉnh dự toán chi phí xây dựng công trình. 6. Tài liệu thiết kế kỹ thuật giai đoạn I. 6.2. NỘI DUNG LẬP DỰ TOÁN 6.2.1. Các chi phí của dự toán Tổng dự toán xây dựng công trình được tính theo công thức : n GTDT = ∑ GXDCTi + GKTDT i =1 Trong đó : GXDCT i : dự toán xây dựng công trình thứ i. GKTDT : chi phí quản lí dự án và chi phí khác thuộc tổng dự toán. 6.2.1.1. Dự toán xây dựng công trình Dự toán xây dựng công trình được xác định từ thiết kế kĩ thuật (đối với công trình thiết kế 3 bước) và thiết kế bản vẽ thi công (đối với công trình thiết kế 2 bước và 1 bước). Dự toán xây dựng công trình được xác định theo công thức : GXDCT = GXD + GTB + GKDT + GDP Trong đó : GXD = GXDCPT + GXDLT GXDCPT : chi phí xây dựng công trình chính, công trình phụ trợ, công trình tạm phục vụ thi công. GXDLT : chi phí xây dựng nhà tạm tại hiện trường để ở và điều hành thi công. GTB : chi phí thiết bị GKDT : chi phí khác thuộc dự toán công trình. GDP : chi phí dự phòng. 6.2.1.2. Chí phí quản lí dự án và chi phí khác Chi phí quản lí dự án và chi phí khác trong tổng dự toán bao gồm chi phí quản lí dự án và các khoản mục chi phí khác chưa tính tính trong dự toán xây dựng công trình, hạng mục công trình. 6.2.2. Lập dự toán hạng mục tuy nen dẫn dòng TN2 SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 106 Ngành: Công trình thủy lợi Tiến hành lập dự toán hạng mục tuy nen TN2 thông qua phần mềm lập dự toán xây dựng Hitosft_2006, tác giả Lê Ngọc Hiền. Do còn thiếu tài liệu để tính toán nên ta chỉ tính toán đến dự toán chi phí xây dựng. Kết quả tính toán được thể hiện trong các bảng tính toán 6.1 và 6.2: - Bảng khối lượng dự toán được thể hiện trong bảng 6.1 - Phụ lục. - Bảng tổng hợp dự toán chi phí xây dựng được thể hiện trong bảng 6.2 - Phụ lục. SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 107 Ngành: Công trình thủy lợi PHỤ LỤC MỤC LỤC (nhớ thêm Phụ lục và chỉnh chuong 5,6) CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG ...........................................................................1 1.1. VỊ TRÍ CÔNG TRÌNH...............................................................................................1 1.2. NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH......................................................................................1 SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 108 Ngành: Công trình thủy lợi 1.3. QUY MÔ, KẾT CẤU CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH......................................1 1.3.1. Cấp công trình ....................................................................................................1 1.3.2. Tuyến công trình và phương án bố trí công trình khu đầu mối đập chính ........1 1.3.3.Các thông số chính của công trình đầu mối.........................................................1 1.4. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH.......................3 1.4.1. Điều kiện địa hình ..............................................................................................3 1.4.2. Điều kiện khí hậu, thuỷ văn và đặc trưng dòng chảy ........................................3 1.4.3. Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn .................................................................8 1.4.3. Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực...................................................................9 1.5. ĐIỀU KIỆN GIAO THÔNG......................................................................................9 1.6. NGUỒN CUNG CẤP VẬT LIỆU, ĐIỆN, NƯỚC.................................................10 1.6.1. Đất đá, cát, sỏi...................................................................................................10 1.6.2. Xi măng, sắt thép...............................................................................................10 1.6.3. Điều kiện cung cấp điện, nước..........................................................................10 1.7. ĐIỀU KIỆN CUNG CẤP VẬT TƯ, THIẾT BỊ, NHÂN LỰC...............................11 1.8. THỜI GIAN THI CÔNG ĐƯỢC PHÊ DUYỆT.....................................................11 1.9. KẾT LUẬN CHUNG VỀ ĐIỀU KIỆN THI CÔNG...............................................11 1.9.1. Về quy mô, kết cấu công trình..........................................................................11 1.9.2. Về điều kiện địa hình........................................................................................11 1.9.3. Về điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn...........................................................12 1.9.4. Về điều kiện thủy văn, đặc điểm dòng chảy.....................................................12 1.9.5. Về điều kiện vật liệu.........................................................................................12 1.9.6. Về điều kiện dân sinh kinh tế khu vực..............................................................13 1.9.7. Về yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng chảy.........................................................13 1.9.7. Về năng lực đơn vị thi công..............................................................................13 CHƯƠNG 2 : CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG................................................14 2.1. ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN DÒNG....................................14 2.1.1. Các phương án so sánh......................................................................................14 2.1.2. Nhận xét lựa chọn phương án...........................................................................17 2.2. TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ DẪN DÒNG................................................................19 2.2.1. Tần suất lưu lượng thiết kế dẫn dòng ..............................................................19 2.2.2. Thời đoạn dẫn dòng...........................................................................................19 2.2.3. Lưu lượng thiết kế dẫn dòng.............................................................................19 2.3. TÍNH TOÁN THỦY LỰC PHƯƠNG ÁN DẪN DÒNG.......................................20 2.3.1. Tính toán thủy lực dẫn dòng năm thứ nhất và năm thứ hai..............................20 2.3.2. Tính toán thủy lực dẫn dòng mùa kiệt năm thứ 3 và năm thứ 4......................26 2.3.3. Tính toán thủy lực dẫn dòng mùa kiệt năm thứ 5.............................................32 2.3.4. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng mùa lũ năm thứ 3................................................35 2.3.5. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng mùa lũ năm thứ 4................................................38 SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 109 Ngành: Công trình thủy lợi 2.4. TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ.................................................................................40 2.4.1. Mục đích tính toán.............................................................................................40 2.4.2. Tài liệu tính toán :...........................................................................................40 2.4.3. Nội dung tính toán.............................................................................................40 2.4.4.Nhận xét và kết luận...........................................................................................46 2.4.5. Bảng thống kê các mốc khống chế thời gian và cao trình................................47 2.5. THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH DẪN DÒNG................................................................48 2.5.1. Thiết kế đê quai.................................................................................................48 2.5.2.Thiết kế gia cố ngưỡng tràn thân đập đá đổ và dốc nước sau đập phục vụ dẫn dòng thi công năm thứ 3..............................................................................................50 2.6.CÔNG TÁC NGĂN DÒNG.....................................................................................53 2.6.1. Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng.................................................................54 2.6.2. Phương án ngăn dòng và tổ chức thi công ngăn dòng ............................54 2.6.3. Chọn vị trí và độ rộng cửa ngăn dòng.............................................................54 2.6.4.Tính toán thuỷ lực ngăn dòng ...........................................................................54 CHƯƠNG 3 : TỔ CHỨC THI CÔNG TUY NEN DẪN DÒNG TN2........................58 3.1. GIỚI THIỆU CHUNG ............................................................................................58 3.1.1. Quy mô, kích thước tuy nen dẫn dòng TN2.....................................................58 3.1.2. Các công đoạn thi công tuy nen........................................................................58 3.2. CÔNG TÁC ĐÀO HỐ MÓNG CỬA VÀO, CỬA RA...........................................59 3.3. CÔNG TÁC KHOAN NỔ MÌN ĐÀO HẦM..........................................................59 3.3.1. Phương pháp đào hầm.......................................................................................59 3.3.2. Bố trí lỗ khoan và chọn máy khoan..................................................................59 3.4. CÔNG TÁC MOI XÚC VẬN CHUYỂN ĐÁ.........................................................65 3.4.1. Chọn máy xúc và máy vận chuyển..................................................................65 3.4.2. Kiểm tra sự phối hợp giữa máy xúc và ôtô.....................................................66 3.5. CÔNG TÁC CHỐNG ĐỠ ĐƯỜNG HẦM.............................................................67 3.5.1. Công tác phun bê tông......................................................................................67 3.5.2. Công tác lắp đặt neo thép.................................................................................69 3.6. CÔNG TÁC THÔNG GIÓ TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM 71 3.6.1. Xác định lượng không khí mới cần thổi vào đường hầm.................................71 3.6.2. Xác định kích thước ống thông gió...................................................................73 3.6.3. Tính áp lực thổi ................................................................................................73 3.6.4. Tính tỉ lệ rò rỉ không khí...................................................................................74 3.6.5.Tính khối lượng không khí mới và áp lực cần thiết cho quạt...........................74 3.6.6. Tính toán công suất máy quạt và công suất động cơ........................................74 3.6.7. Kiểm tra tốc độ gió trong hầm..........................................................................74 3.6.8. Bố trí hệ thống thông gió..................................................................................75 3.7. CÁC CÔNG TÁC PHỤ TRỢ KHÁC......................................................................75 SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 110 Ngành: Công trình thủy lợi 3.7.1. Thoát nước.........................................................................................................75 3.7.2. Ánh sáng............................................................................................................75 3.7.3. Kiểm tra an toàn................................................................................................75 3.8. CÔNG TÁC ĐỔ BÊ TÔNG VỎ ĐƯỜNG HẦM...................................................76 3.8.1. Thứ tự và phân đoạn đổ bê tông đường hầm....................................................76 3.8.2. Công tác chuẩn bị đổ bê tông đường hầm........................................................76 3.8.3. Tính toán khối lượng và dự trù vật liệu............................................................77 3.8.4. Tính toán cường độ đổ bê tông tuy nen TN2....................................................81 3.8.5. Thiết kế trạm trộn..............................................................................................82 3.8.6. Tính toán phương án vận chuyển......................................................................85 3.8.7. Đổ, san, đầm và dưỡng hộ bê tông...................................................................88 3.8.8. Công tác ván khuôn của đường hầm.................................................................91 CHƯƠNG 4 : TIẾN ĐỘ THI CÔNG TUY NEN TN2...............................................95 4.1. TÍNH CHU KỲ ĐÀO ĐƯỜNG HẦM....................................................................95 4.1.1. Tính thời gian hoàn thành các công việc trong một chu kỳ đào phá đá...........95 4.1.2. Lập biểu đồ chu kỳ đào phá đá.........................................................................95 4.2. TÍNH CHU KỲ ĐỔ BÊ TÔNG ĐƯỜNG HẦM....................................................95 4.2.1. Chu kỳ đổ bê tông vỏ đường hầm phần vòm và phần tường...........................95 4.2.2. Chu kỳ đổ bê tông vỏ đường hầm phần đáy.....................................................96 4.3. LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM...........................................................96 CHƯƠNG 5 : BỐ TRÍ MẶT BẰNG THI CÔNG TUY NEN ....................................97 DẪN DÒNG TN2...........................................................................................................97 5.1. BỐ TRÍ KHO BÃI...................................................................................................97 5.1.1. Mục đích............................................................................................................97 5.1.2. Các loại kho bãi và nội dung công tác kho bãi.................................................97 5.1.3. Xác định lượng vật liệu dự trữ trong kho.........................................................97 5.1.3. Xác định diện tích kho và đường bốc dỡ hàng hoá..........................................98 5.1.4. Tính toán kho thuốc nổ...................................................................................100 5.2. BỐ TRÍ QUY HOẠCH NHÀ TẠM THỜI TRÊN CÔNG TRƯỜNG.................100 5.2.1. Xác định số người trong khu nhà ở.................................................................100 5.2.2. Xác định diện tích nhà ở và diện tích chiếm chỗ của khu vực xây dựng nhà101 5.3. TỔ CHỨC CUNG CẤP ĐIỆN, NƯỚC Ở CÔNG TRƯỜNG .......................102 5.3.1. Tổ chức cung cấp nước ở công trường..........................................................102 5.3.2. Tổ chức cung cấp điện ở công trường...........................................................104 CHƯƠNG 6 : DỰ TOÁN HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH ..........................................104 TUY NEN DẪN DÒNG TN2..............................................................................104 6.1. CƠ SỞ LẬP DỰ TOÁN........................................................................................104 6.2. NỘI DUNG LẬP DỰ TOÁN ...............................................................................105 SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 111 Ngành: Công trình thủy lợi 6.2.1. Các chi phí của dự toán...................................................................................105 6.2.2. Lập dự toán hạng mục tuy nen dẫn dòng TN2..............................................105 SV: Trần Tuấn Anh Lớp: 44C3 [...]... sư Trang 16 Ngành: Công trình thủy lợi • Năm thi công thứ ba: - Mùa khô: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng Thi công ngăn dòng vào đầu tháng 12 Thực hiện công tác tiêu nước thu dọn hố móng Đắp đập lòng sông, xử lý mặt đập chuẩn bị cho công tác dẫn dòng thi công vào mùa lũ Đổ bê tông tràn, đào hầm dẫn nước vào nhà máy thủy điện - Mùa lũ: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng và đập xây dở Thi công hai vai đập, đổ... đập, đổ bê tông tràn xả lũ Tiếp tục đào hầm và thi công nhà máy thủy điện • Năm thi công thứ tư: - Mùa khô: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng Thi công đắp đập đến cao trình vượt lũ +9 5 Đổ bê tông tràn đến cao trình +8 5 chuẩn bị cho dẫn dòng mùa lũ Tiếp tục thi công nhà máy thủy điện - Mùa lũ: Dẫn dòng qua tuy nen dẫn dòng và tràn xây dở Thi công đắp đập, thi công và lắp đặt xong nhà máy thuỷ điện... tràn -Thi công hai vai đập -Đắp đập qua cao trình vượt lũ đến cao trình +9 8 -Đổ bê tông tràn đến cao trình +8 5 -Thi công nhà máy thủy điện -Thi công đắp đập phần lòng sông -Thi công xong nhà máy thủy điện -Tiếp tục đắp đập -Thi công xong tràn chính -Lấp tuy nen dẫn dòng -Thi công xong đập -Hoàn thi n công trình Lớp: 44C3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 19 tháng XI 2.2 Ngành: Công trình thủy lợi -Ngiệm... thu và bàn giao công trình TIÊU CHUẨN THI T KẾ DẪN DÒNG 2.2.1 Tần suất lưu lượng thi t kế dẫn dòng Công trình đầu mối thủy lợi dự án Hồ chứa nước Cửa Đạt thuộc cấp I, tra bảng 4.6 trong Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXD VN 285:2002, chọn tần suất công trình tạm phục vụ dẫn dòng là p = 5% Tại công trình Cửa Đạt sẽ lợi dụng công trình chính là tuy nen dẫn nước vào nhà máy thuỷ điện và đập đá đổ,... lũ: Dẫn dòng qua cống xả đáy và tràn xây dở ở +8 5 Thi công đắp đập và thi công kết thúc nhà máy thuỷ địên • Năm thi công thứ năm: - Mùa khô: Dẫn dòng qua tuy nen thuỷ điện Thi công đắp đập, thi công xong tràn chính Tiến hành lấp cống xả đáy - Mùa lũ: Dẫn dòng qua tràn chính Thi công xong đập, hoàn thi n công trình và nghiệm thu bàn giao công trình 2.1.1.2 Phương án II Phương án này sử dụng tuy nen dẫn. .. Ngành: Công trình thủy lợi CHƯƠNG 2 : CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 2.1 ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN DÒNG Dựa theo phần kết luận chương 1, đề nghị 3 phương án dẫn dòng sau: 2.1.1 Các phương án so sánh 2.1.1.1 Phương án I Theo phương án này sử dụng cống xả đáy đặt trên nền đá gốc bên bờ phải để dẫn dòng cho mùa kiệt, kích thước 3x6x5m Mùa lũ lợi dụng đập xây dở để tháo nước thi công Công tác dẫn dòng thi. .. nen dẫn dòng đường kính D = 7,5m; đáy đặt ở cao trình ∇30m để dẫn dòng mùa kiệt Lợi dụng đập đá đổ xây dở để tràn nước dẫn dòng mùa lũ Công tác dẫn dòng cụ thể như sau: • Năm thi công thứ nhất: - Mùa khô: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp Thời gian này ta sẽ làm các công tác chuẩn bị Xây dựng đê quai thượng hạ lưu, đê quai dọc Thi công tuy nen dẫn dòng chuẩn bị cho công tác dẫn dòng Đào móng và thi công. .. Trang 15 Ngành: Công trình thủy lợi • Năm thi công thứ hai: - Mùa khô: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp Vẫn tiếp tục thi công đào móng tràn Thi công đắp một phần cả hai vai đập Chuẩn bị cho công tác ngăn dòng cho mùa khô năm sau - Mùa lũ: Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp Tiếp tục các công việc đang thực hiên trong mùa khô • Năm thi công thứ ba: - Mùa khô: Dẫn dòng qua cống xả đáy Thi công ngăn dòng vào đầu... điện sớm • Năm thi công thứ năm: - Mùa khô: Dẫn dòng qua tuy nen thuỷ điện Thi công đắp đập, thi công xong tràn chính Tiến hành lấp tuy nen dẫn dòng - Mùa lũ: Dẫn dòng qua tràn chính Thi công xong đập, hoàn thi n công trình và nghiệm thu bàn giao công trình 2.1.1.3 Phương án III Tương tự như phương án II, dùng tuy nen dẫn dòng đường kính D = 7,5m; đáy đặt ở cao trình +3 0 để dẫn dòng mùa kiệt Tuy... (TN2) và tuy nen thủy điện (TN1) -Đào móng và thi công đập vai phải -Tiếp tục thi công hai tuy nen -Thi công đập vai phải và một phần vai trái -Đào móng tràn -Thi công hai vai đập -Tiếp tục đào móng tràn -Tiếp tục thi công hai tuy nen -Thi công hai vai đập -Tiếp tục đào móng tràn -Thi công xong tuy nen dẫn dòng TN2 -Tiêu nước thu dọn hố móng, thi công đập lòng sông đến +5 5 -Thi công xong tuy nen ... qua tràn -Đắp đập đến cao trình thi t kế +1 21,3 -Hoàn thi n công trình THI T KẾ CÔNG TRÌNH DẪN DÒNG 2.5.1 Thi t kế đê quai 2.5.1.1 Tuyến đê quai: • Các yêu cầu cần thi t chọn tuyến đê quai: - Chiều... cao trình vượt lũ đến cao trình +9 8 -Đổ bê tông tràn đến cao trình +8 5 -Thi công nhà máy thủy điện -Thi công đắp đập phần lòng sông -Thi công xong nhà máy thủy điện -Tiếp tục đắp đập -Thi công. .. trình +8 5 -Dẫn dòng qua nen TN2 +3 0 đáy tràn xây dở +8 5 -Thi công xong nhà máy thủy điện -Dẫn dòng qua nen TN1 +5 5 -Thi công xong tràn -Lấp nen dẫn dòng -Dẫn dòng qua tràn -Đắp đập đến cao trình

Thiết kế tổ chức thi công công trình thủy lợi thủy điện cửa đạt, thanh hóa chuyên đề đường hầm dẫn dòng thi công (bản vẽ + thuyết minh)

Thông tin tài liệu

Từ khóa liên quan

Mục lục

Bảng 1.8 : Đường quá trình lũ thiết kế

Hình 2.1: Mặt cắt ngang sông

H ình 2.2: Mặt cắt dọc sông

H ình 2.5: Đồ thị quan hệ Q ~ ZTL khi dẫn dòng qua tuy nen TN2

H ình 2.6: Sơ đồ thuỷ lực dòng chảy có áp trong tuy nen TN1 khi hn < D/2

H ình 2.7: Đồ thị quan hệ Q ~ ZTL khi dẫn dòng qua tuy nen TN1 mùa kiệt năm thứ 5

H ình 2.9: Đồ thị quan hệ Q ~ ZTL khi dẫn dòng qua đập đá đổ xây dở

H ình 2.10: Đồ thị quan hệ Qxả ~ ZTL khi dẫn dòng qua hai tuy nen TN1, TN2

và đập đá đổ đắp dở trong mùa lũ năm thứ 3

H ình 2.11: Đồ thị quan hệ Qxả ~ ZTL khi dẫn dòng qua tuy nen TN2

và bản đáy tràn xây dở trong mùa lũ năm thứ 4

H ình 2.12: Biểu đồ quan hệ (qxả ~ f1,f2) khi dẫn dòng qua tuy nen TN2

H ình 2.14: Biểu đồ quan hệ (qxả ~ f1,f2) khi dẫn dòng qua hai tuy nen TN1, TN2

và đập đá đổ xây dở mùa lũ năm thứ 3

H ình 2.15: Biểu đồ kết quả điều tiết lũ chính vụ dẫn dòng qua hai tuy nen TN1, TN2

và bản đáy đập tràn xây dỏ mùa lũ năm thứ 3

Hình 2.20: Mặt cắt minh hoạ đê quai dọc

Hình 2.21: Sơ đồ tính toán thuỷ lực dốc nước

Trích đoạn

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan