Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 1 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Nguyễn Trọng Tư cùng với các thầy giáo trong bộ môn, cộng với sự nỗ lực của bản thân đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp được nhà trường giao. Nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp là thiết kế tổ chức thi công công trình Quảng Ninh 3. Qua thời gian 15 tuần làm đồ án tốt nghiệp em đã bước đầu làm quen với công việc của một kỹ sư Thuỷ lợi trong việc thiết kế tổ chức thi công một công trình. Thời gian này đã giúp em hệ thống lại toàn bộ kiến thức đã được trang bị trong những năm học tại trường và chuẩn bị hành trang kiến thức cho tương lai. Tuy nhiên với kinh nghiệm thực tế còn ít, trình độ bản thân có hạn nên trong quá trình làm đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong các thầy giáo giúp đỡ, chỉ bảo thêm để đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn và củng cố được thêm kiến thức thực tế để hạn chế được sự bỡ ngỡ khi ra trường. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Trọng Tư, người đã hướng dẫn tận tình giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp và hoàn thành đúng thời hạn được giao. Qua đây em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong trường Đại Học Thuỷ Lợi đã dạy bảo em những kiến thức chuyên môn, kiến thức thực tế trong suốt những năm học tại trường. Hà Nội, ngày 23/11/2009 Sinh viên thực hiện Đào Trung Hiếu Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 2 Ngành: C«ng tr×nh thuû CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. VỊ TRÍ VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH 1.1.1. Vị trí công trình Hồ chứa nước Quảng Ninh 3 nằm trên sông Đầm Hà thuộc địa phận xã Quảng Lâm, huyện Đầm Hà, tỉnh Quảng Ninh 1.1.2. Nhiệm vụ công trình Công trình Hồ chứa nước Quảng Ninh 3 được xây dựng với các nhiệm vụ chính sau: - Đảm bảo nước tưới cho 3485 ha đất canh tác, trong đó: + Lúa 2 vụ : 2244,3 ha. + Lúa 1 vụ : 777,2 ha. + Hoa màu : 1240,7 ha (kể cả 307 ha tạo nguồn). - Tạo nguồn cấp nước sinh hoạt cho 29000 người. 1.2. QUY MÔ, KẾT CẤU CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH 1.2.1. Các thông số kỹ thuật chủ yếu của hồ chứa - Cao trình MNDBT : 60,70 m. - Cao trình MNDGC thiết kế (1%) : 62,69 m. - Cao trình MNDGC kiểm tra (0,2%) : 63,99m. - Cao trình MNC : 47,50 m. - Cao trình bùn cát : 44,20 m. - Dung tích hiệu dụng Vh : 12,3 . 106 m3 . - Dung tích chết Vc : 2,013 . 106 m3 . - Dung tích toàn bộ V : 14,316 . 10 6 m3 . - Dung tích siêu cao Vsc (1%) : 3,54 . 106 m3 . - Dung tích siêu cao Vsc (0,2%) : 6,18 . 106 m3 . 1.2.2. Quy mô, kết cấu các hạng mục của công trình 1.2.2.1. Đập chính: - Kết cấu đập chính: Đập chính là loại đập đất để tận dụng vật liệu sẵn có của địa phương. Kết cấu mặt cắt ngang đập gồm nhiều khối đất đắp khác nhau. Bảo vệ Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 3 Ngành: C«ng tr×nh thuû mái thượng lưu bằng các tấm bê tông cốt thép và đá lát chít mạch. Gia cố mái hạ lưu bằng trồng cỏ và rãnh tiêu nước. Thoát nước thân đập dùng hình thức đống đá tiêu nước. Hình thức chống thấm bằng tường tâm kết hợp với chân khay. - Các thông số thiết kế của đập chính: + Cao trình đỉnh đập : ∇ đđ = 64,5 m. + Cao trình đỉnh tường chắn sóng : ∇ CS = 65,3 m. + Chiều dài đập : L = 244 m. + Chiều cao đập lớn nhất : Hmax = 31,5 m. + Chiều rộng đỉnh đập : b = 6 m. + Hệ số mái thượng lưu : mTL1 = 3,25 ; mTL2 = 3,75 + Hệ số mái hạ lưu : mHL1 = 2,50 ; mHL2 = 3,00 ; mHL3 = 3,50 + Cao trình các cơ thượng và hạ lưu : +54,50 m và +44,50 m. + Chiều rộng cơ : 3,50 m. + Cao trình đống đá tiêu nước : +38,50 m. + Chiều rộng đỉnh đống đá tiêu nước : 3,00 m. 1.2.2.2. Cống lấy nước: Cống ngầm lấy nước bố trí bên vai phải đập đất, kiểu cống hộp BTCT. Các thông số của cống: - Lưu lượng thiết kế : QTK = 4,90 m3/s. - Cao trình cửa vào : ∇cv = 44,50 m. - Cao trình cửa ra : ∇cr = 44,30 m. - Kích thước đoạn cống b × h trước nhà tháp : 1,6m x 2,0m. - Chiều dài đoạn cống hộp trước nhà tháp : 50,00 m. - Chiều dài đoạn cống sau nhà tháp : 72,00 m. - Chiều dài toàn cống là: L = 117m. - Chế độ chảy : Có áp. - Độ dốc đáy cống: i = 0,003. - Hình thức đóng mở: Van phẳng bằng thép. 1.2.2.3. Đập phụ: a) Đập phụ 1: Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 4 Ngành: C«ng tr×nh thuû + Chiều dài đập : 151,00 m. + Chiều rộng đỉnh đập: 6m + Chiều cao đập lớn nhất : 22,5 m. + Hệ số mái thượng lưu : mTL1 = 3,0 và mTL2 = 3,5 + Hệ số mái hạ lưu : mHL1 = 2,25 và mHL2 = 2,75 + Cao trình đống đá tiêu nước : 54,50 m. + Kết cấu đập : Nhiều khối. + Hình thức thoát nước hạ lưu : Ống khói và ốp mái. b) Đập phụ 2: + Chiều dài đập : 79,00 m. + Chiều rộng đỉnh đập: 6m + Chiều cao đập lớn nhất : 10,5 m. + Hệ số mái thượng lưu : mTL = 2,75 + Hệ số mái hạ lưu : mHL1 = 2,25 và mHL2 = 2,75 + Kết cấu đập : Nhiều khối. + Hình thức thoát nước hạ lưu : Ống khói và ốp mái. c) Đập phụ 3(3A & 3B) : + Chiều dài đập : 116,50 m. + Chiều rộng đỉnh đập: 4 m + Chiều cao đập lớn nhất : 7 m. + Hệ số mái thượng lưu : mTL = 2,75. + Hệ số mái hạ lưu : mHL1 = 2,25 và mHL2 = 2,75 + Kết cấu đập : Nhiều khối. + Hình thức thoát nước hạ lưu : Ống khói và ốp mái. 1.2.2.4. Tràn xả lũ: - Cao trình ngưỡng : 54,00 m. - Chiều rộng tràn : 27,00 m. - Cột nước thiết kế : 6,7 m. - Lưu lượng thiết kế (1%) : QTK = 1295,5 m3/s. - Lưu lượng thiết kế (0,2%) : QTK = 1596,0 m3/s. - Số khoang tràn : 3 khoang. Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 5 Ngành: C«ng tr×nh thuû - Kích thước cửa van cung b×h : 9m x 7,2m - Chiều dài bể tiêu năng 1 : 36,00m. - Chiều dài bể tiêu năng 2 : 25,00m. - Kết cấu tràn : Tràn bê tông cốt thép. - Hình thức đóng mở : Xi lanh thủy lực. 1.2.2.5. Đập dâng Bình Hồ: - Cao trình ngưỡng / đáy đập dâng : 65m / 61m - Chiều rộng tràn nước : 57m. - Cột nước tràn thiết kế (2%) : 4,5m. - Lưu lượng xả thiết kế (2%) : 994 m3/s. - Chiều dài bể tiêu năng : 16 m. - Cao trình đáy bể tiêu năng : 62,5 m. - Cao trình đáy cống lấy nước : 64,1 m. - Kích thước cống lấy nước b × h : 1m x 1,2m - Lưu lượng thiết kế qua cống : 0,74 m3/s. - Cao trình đáy cống xả cát : 63,5m. - Hình thức kết cấu cống : Cống BTCT. 1.2.2.6. Đường quản lý vận hành và khu quản lý: - Chiều dài đường (tính đến đập phụ số 3) : 5,881 Km. - Đường từ K0 đến K5+881 - Cấp phối : 5,881 Km. - Đường từ K4+250 đến K5+881 - Đá dăm láng nhựa : 1,68 Km. - Khu quản lý : 750m2. 1.2.2.7. Đường điện 35KV ; 2 trạm biến áp 50 KVA: Tổng chiều dài đường điện : 4,82 Km. 1.2.3. Cấp công trình Theo TCXDVN 285 - 2002 thì công trình đầu mối là công trình cấp III, hồ chứa là công trình cấp IV. 1.2.4. Tần suất thiết kế - Mức đảm bảo tưới : P = 75 % - Tần suất lũ thiết kế : P = 1,0 % - Tần suất lũ kiểm tra : P = 0,2 % Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 6 Ngành: C«ng tr×nh thuû - Tần suất lũ dẫn dòng thi công : P = 10 % 1.3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 1.3.1. Địa hình địa mạo Lưu vực hồ chứa là phần thượng nguồn của con sông Đầm Hà. Đường chia nước lưu vực qua một số đỉnh núi cao như Tai Vòng Mo Lẻng 1.054m ở phía Đông, đỉnh Tam Lăng 1.256m ở phía Tây. Phía Nam lưu vực gần tuyến công trình địa hình thấp dần gồm các dãy núi với độ cao trên 200m. Lưu vực nhìn chung thuộc vùng núi tương đối cao, địa hình theo hướng Tây Bắc - Đông Nam. Độ dốc lưu vực trung bình 18,5%. Độ cao lưu vực trung bình 350m. Toàn bộ lưu vực thuộc sườn đón gió của dãy Nam Châu Lĩnh, nên chịu ảnh hưởng rõ rệt của mưa địa hình. 1.3.2. Địa chất thủy văn Trong khu vực nghiên cứu phổ biến là hai tầng chứa nước. Thứ nhất là nước chứa trong các hệ thống khe nứt của các đá cát kết, bột kết, đá phiến sét bị phong hóa nứt nẻ, đất tàn tích, pha tàn tích của đá mẹ. Đây là tầng chứa nước nghèo, lưu lượng nhỏ với gương nước ngầm thay đổi. Nguồn cung cấp chủ yếu cho tầng này là nước mưa. Thứ hai là tầng nước nằm gần mặt đất nhất, đó là nước nằm trong các lỗ rỗng của cát, sỏi, cuội, đá tảng trên các thềm sông, lòng sông. Tầng chứa nước này chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước sông và nước mưa. 1.3.3. Địa chất vùng công trình đầu mối 1.3.3.1. Tuyến đập chính - Tuyến cống. Địa chất tuyến đập chính gồm các lớp đất đá phân bố theo thứ tự từ trên xuống như sau: Lớp 1a: Đất bụi, đất bụi nặng màu xám vàng, trạng thái dẻo mềm, đất khá đồng nhất tính dẻo trung bình. Bề dày lớp từ 0,3m đến 1,8m. Lớp1: Đá tảng mắc ma biến chất lẫn sỏi và cát thô là một tập hợp hỗn độn các kích cỡ với đường kính từ 10cm đến 50cm, nhẵn cạnh, những cá thể có kết cấu rắn chắc. Lớp này phân bố trên toàn tuyến, mức độ dày mỏng khác nhau từ 1,5m đến 10,5m. Do có độ rỗng lớn, lấp nhét bởi các vật liệu sạn cát thô nên nước chứa trong lớp đất rất phong phú, hệ số thấm lớn. Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 7 Ngành: C«ng tr×nh thuû Lớp 2: Đất bụi thường đến đất bụi nặng pha cát, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng. Nguồn gốc pha tích. Trong đất có chứa 5% đến 10% dăm sạn của đá cát kết, bột kết. Lớp này phân bố hai sườn vai đập, bề dày từ 1,0m đến 2,5m. Lớp 3a: Đá cát kết và đá cất kết vôi nằm xen kẹp với đá bột kết; trong đó đá bột kết chiếm chủ yếu. Đá cát kết hạt mịn đến hạt trung, màu nâu gụ, cứng chắc, nứt nẻ nhiều. Các loại đá này phân thành từng tập và bị đập vỡ mạnh. Lớp 3: Đá bột kết, cát kết màu nâu gụ, đá cát kết vôi màu xám trắng, phong hóa vừa, ít nứt nẻ. Các khe nứt nhỏ nhưng kín, ít có khả năng thấm nước. 1.3.3.2. Đập phụ 1. Lớp đất 2 phân bố trên toàn bộ vùng tuyến đập phụ, bề dày từ 1m đến 2,7m. Trong đất có lẫn nhiều dăm sỏi của đá cát kết và bột kết, mật độ phân bố dăm sỏi ở các khu vực khác nhau. Vì vậy cần bóc bỏ lớp này và làm chân khay cắm sâu vào đá gốc. Lớp đất 3a là các đá nứt nẻ, vỡ vụn nhiều, phần lớn các khe nứt đã được lấp nhét. Đá có độ thấm nước trung bình cũng cần khoan phụt xử lý trong phạm vi độ sâu 8m đối với các hố khoan dọc tuyến đập. 1.3.3.3. Tuyến đập phụ 2. Lớp đất phủ trên bề mặt có chiều dày nhỏ, diện phân bố hẹp. Đất khá đồng chất, hệ số thấm nhỏ. Lớp 3a vùng tim tuyến lộ trên mặ diện rộng nhưng ít nứt nẻ, vỡ vụn. Các khe nứt đã được láp nhét. Tuyến đập phụ 2 chỉ cần đào chân khay cắm sâu vào nền đá, không cần khoan phụt xử lý. 1.3.3.4. Tuyến tràn xả lũ. Nhìn chung nền đá có cường độ trung bình đến cao. Tuy nhiên do ảnh hưởng của đứt gãy các đá bị đập vỡ, nứt nẻ nhiều. Do đó tính chất và điều kiện địa chất công trình rất phức tạp của đới đập vỡ, nứt nẻ. Khi thi công nhất thiết phải khoan phụt xử lý tạo màng chống thấm trên tuyến tràn. 1.3.3.5. Tuyến đập dâng Bình Hồ. Điều kiện địa chất công trình của đập dâng Bình Hồ rất phức tạp. Vai trái được gối vào đá gốc cát kết vững chắc. Vai phải hoàn toàn là cuội và đá tảng. Nền đập đặt trên tầng đá khá dày 5m đến 6m. Vì vậy móng đập phải chôn sâu vào tần đá tảng, tránh khả năng đập bị lật. Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 8 1.3.4. Đặc điểm khí hậu, thủy văn 1.3.4.1. Trạm quan trắc khí tượng thủy văn Có nhiều trạm quan trắc khí tượng, thủy văn trong khu vực, để tính toán thủy văn thiết kế cho hồ chứa Quảng Ninh 3 sử dụng tài liệu như sau: - Lấy tài liệu mưa tại trạm Đầm Hà đại biểu cho mưa tại khu tưới và để hiệu chỉnh, tính toán lượng mưa bình quân trên khu vực hồ chứa. Các yếu tố khí hậu khác tham khảo tại trạm Tiên Yên. - Trên cơ sở phân tích biểu đồ đẳng trị mưa, điều kiện địa hình và độ cao lưu vực chọn tài liệu đo đạc dòng chảy tại trạm Dương Huy làm tài liệu của lưu vực tương tự để làm cơ sở tính toán và hiệu chỉnh về tuyến công trình của hồ chứa theo lượng mưa lưu vực. Ngoài ra, trong từng nội dung tính toán, khi cần thiết cũng sử dụng tất cả các tài liệu đo đạc mưa, bốc hơi, dòng chảy của các trạm trong toàn tỉnh và các tài liệu điều tra do đài khí tượng thủy văn của tỉnh cung cấp. 1.3.4.2. Đặc điểm khí hậu a) Nhiệt độ: Theo tài liệu thống kê nhiều năm của trạm Móng Cái, nhiệt độ trung bình năm của không khí là 22,70C . Các tháng có nhiệt độ cao nhất là tháng VI, VII nhiệt độ trung bình tháng lên tới trên 280C. Các tháng mùa đông nhiệt độ trung bình tháng xuống dưới 150C ở các tháng I, II. Nhiệt độ không khí cao nhất quan trắc được là 39,10C và nhiệt độ thấp nhất là 110C. b) Độ ẩm: Độ ẩm các tháng trong năm có biến đổi nhưng không lớn. Độ ẩm không khí trung bình (độ ẩm tương đối) trong năm là 83%. Các tháng mùa mưa, do ảnh hưởng của gió mùa Đông Nam có độ ẩm tương đối lớn, khoảng 86%. Mùa khô, do ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc độ ẩm tương đối giảm xuống khoảng 76 % đến 80%. c) Mưa: Những kết quả tính toán mưa năm trung bình nhiều năm trong khu vực như sau: LƯỢNG MƯA TRUNG BÌNH NHIỀU NĂM STT Trạm đo Số năm 1 Đầm Hà 40 Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Bảng 1.1 X0 (mm) 2418 Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 9 2 Tài Chi 29 3111 3 Hà Cối 29 2637 4 Tiên Yên 46 2366 5 Dương Huy 13 2439 Mùa mưa từ tháng V đến tháng IX, tập trung 80% lượng mưa cả năm. Tháng mưa lớn nhất là các tháng VI, VII, VIII. Lượng mưa ngày lớn nhất quan trắc được tại trạm Đầm Hà trong nhiều năm đạt hơn 300mm. Trị số mưa ngày lớn nhất quan trắc ngày 30 tháng 9 năm 1984 là: 401,3mm. d) Gió: Kết quả tính toán tốc độ gió lớn nhất trong bảng 1.2. Các đặc trưng thống kê CV CS V 20,4 0,32 Bảng 1.2 Tốc độ gió ứng với tần suất P% 1 38,6 0,64 2 35,9 3 34,3 4 33,12 50 19,7 1.3.4.3. Đặc trưng thủy văn thiết kế a) Tình hình sông suối trong khu vực: Trong vùng hồ chứa chỉ có sông Đầm Hà gồm hai nhánh bắt nguồn từ dãy núi phía Bắc. Hướng chính của dòng chảy là Tây Bắc - Đông Nam và đổ ra biển. b) Dòng chảy năm thiết kế: Chọn mô hình Dương Huy làm lưu vực tương tự: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN TẦN SUẤT DÒNG CHẢY NĂM Tuyến Thông số thống kê Bảng 1.3 Dòng chảy năm với các tần suất Q CV CS 25% 50% 75% Bình Hồ 2,30 0,352 0,352 2,82 2,25 1,74 Hà Động 3,27 0,352 0,352 4,56 3,64 2,81 c) Dòng chảy ngày: LƯU LƯỢNG BÌNH QUÂN NGÀY TRONG THÁNG ỨNG VỚI P = 5% & 10% (m3/ Bảng 1.4 Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII TB năm P = 5% 0,324 0,206 0,858 0,297 0,482 13,31 27,96 12,54 8,99 4,830 1,46 0,752 6,00 P= 10% 0,294 0,187 0,778 0,269 0,437 12,07 25,35 11,37 8,154 4,380 1,32 0,682 5,44 d) Dòng chảy lũ: Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Trang 10 Đå ¸n tèt nghiÖp kü s Ngành: C«ng tr×nh thuû lîi KẾT QUẢ TÍNH TOÁN LŨ THEO CÔNG THỨC CƯỜNG ĐỘ GIỚI HẠN Bảng 1.5 Tần suất P% Lượng mưa Hp (mm) 0,1 0,2 1 2 5 10 727,0 674,0 551,0 496,0 422,0 364,0 Hệ số dòng chảy Đỉnh lũ 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 Lượng lũ 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 2280 2068 1591 1382 1133 957 42,55 39,45 32,25 29,03 24,70 21,30 e) Tính toán lũ cho thi công: LŨ THI CÔNG P = 10% TUYẾN ĐẬP HỒ CHỨA Đặc trưng Qmax (m3/s) T (h) I 13,0 8 II III IV 2,48 8,65 38,75 Bảng 1.6 V Mùa lũ X XI XII 259 957 362 9,30 2,59 13 13,3 f) Tính toán bùn cát: Độ đục bùn cát bình quân trung bình năm lấy theo lưu vực tương tự Dương Huy là ρ = 81,9 g/m 3. Lượng bùn cát lắng đọng của hồ chứa Hà Động 14000m3/g. g) Bảng tổng hợp quan mực nước Z ~ diện tích F;Z ~ Dung tích V Bảng 1.7 Thứ tự Z(m) F (ha) V 1000 m3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 40,0 42,5 45,0 47,5 50,0 52,5 55,0 57,5 60,0 62,5 65,0 67,5 0,00 24,55 36,18 48,43 65,55 71,12 92,06 112,55 160,60 190,12 217,00 235,16 0,00 204,60 959,00 2012,90 3432,30 5140,20 7174,30 9727,70 13124,30 17503,10 22588,40 28238,90 Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi 13 Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 11 70,0 261,44 34443,50 h) Bảng tổng hợp quan h ệ Q ~ ZHL Bảng 1.8 Q(m3/s) 0 13,08 200 400 600 800 957 987 1000 1200 1400 1600 ZHL(m) 33,0 35,57 38,46 39,75 40,81 41,2 41,68 41,8 41,84 42,3 42,5 42,7 Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 12 1.4. VẬT LIỆU XÂY DỰNG 1.4.1. Đất đắp Trong giai đoạn TKKT, thực tế khảo sát thăm dò trữ lượng đất cho thấy tầng đất của các bãi đất IXA, IXE, VIB, IXD và một phần của bãi IXB chỉ dày từ 0,6m đến 0,8m, bên dưới là đá bột kết. Như vậy các bãi đất đã khảo sát trong giai đoạn NCKT có trữ lượng rất ít. Các mỏ phân tán rải rác trên phạm vi rất rộng, khó khăn cho công tác làm đường vận chuyển và khai thác đất. Mặt bằng các mỏ đất dự kiến khai thác đều có cây cối đã trồng theo dự án 327 và một số ít hộ dân đang sinh sống. Bãi vật liệu khai thác tại 3 khu chính: - Khu A bên bờ phải sông Đầm Hà, hạ lưu đập chính, cách đập chính từ 1,8 đến 2,2km. Trữ lượng khai thác khoảng 1.100.000 m3. - Khu B bên bờ trái sông Đầm Hà tại hạ lưu đập phụ từ 300 đên 500m. Trữ lượng khai thác khoảng 53.000m3. - Khu C bên bờ trái sông Đầm Hà tại hạ lưu đập chính, cách đập chính từ 2,2 đến 2,5km. Trữ lượng khai thác khoảng 108.000m3. CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA ĐẤT Ở CÁC MỎ Thông số Ký Đơn vị Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Bãi Bãi Bảng 1.9 Bãi Bãi Bãi Bãi Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi A1A1-2 1 hiệu Đất nguyên dạng 1. Độ ẩm tự nhiên 2. Dung trọng tự nhiên 3. Dung trọng khô 4. Tỷ trọng 5. Góc ma sát trong 6. Lực dính kết Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 13 A2 A3 A4 B W % 22,45 26,40 26,40 22,70 22,85 21,15 γw g/cm3 1,90 1,89 1,89 1,88 1,87 1,89 γc g/cm3 1,55 1,49 1,49 1,52 1,52 1,56 ∆ g/cm3 2,70 2,71 2,71 2,69 2,72 2,67 φ Độ 18055’ 18055’ 18055’ 18023’ 16015’ 14039’ C kg/m2 0,295 0,35 0,35 0,31 0,325 0,305 7. Hệ số nén lún a1-2 0,018 0,029 0,029 0,018 0,018 0,021 8. Hệ số thấm K cm2/kg 10-6 cm/s 39 6,8 6,8 33 4,0 4,0 % 19,76 27,48 27,48 17,52 19,70 18,38 Đất đầm nện Độ ẩm tốt nhất Wtn 1.4.2. Vật liệu khác - Đá các loại được lấy tại mỏ đá Cẩm Phả, cách công trường 80 Km. - Cát đổ bê tông và xây lấy tại sông Tiên Yên, cách công trường 30 Km. - Sỏi, xi măng, thép, gỗ và gạch xây lấy tại Đầm Hà, cách công trường 12 Km. 1.5. ĐIỀU KIỆN DÂN SINH, KINH TẾ KHU VỰC Khu đầu mối công trình Hồ chứa nước Quảng Ninh 3 nằm trong địa bàn xã Quảng Lâm, huyện Đầm Hà, tỉnh Quảng Ninh. Cách thị trấn Đầm Hà 5km về phía Tây Bắc, dân cư sống thưa thớt, chia thành từng bản nhỏ, chủ yếu là dân tộc thiểu số, dân tộc Kinh làm kinh tế mới từ những năm 1970 chiếm một phần nhỏ. Nhìn chung, kinh tế trong vùng rất nghèo nàn, lạc hậu, đời sống thấp. Cuộc sống chủ yếu là dựa vào sản xuất nông nghiệp và phá rừng lấy củi. 1.6. ĐIỀU KIỆN GIAO THÔNG Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 14 Ngành: C«ng tr×nh thuû Trong khu vực đã có đường nhựa chạy qua thị trấn Đầm Hà. Từ thị trấn Đầm Hà vào công trình là 5km đã cơ bản có đường rải cấp phối nhưng bị hư hỏng nhiều đoạn. 1.7. ĐIỀU KIỆN CUNG CẤP ĐIỆN, NƯỚC 1.7.1. Điện phục vụ thi công Dùng nguồn điện 35KV được xây dựng nhằm phục vụ quản lý vận hành công trình sau này thông qua 2 trạm biến áp: - Trạm 1 tại tràn xả lũ 35/0,4 KV - 50 KVA. - Trạm 2 tại vai phải đập chính 35/0,4 KV - 50 KVA. 1.7.2. Cung cấp nước Nước phục vụ thi công và sinh hoạt có thể dùng nước sông Đầm Hà. Nguồn nước phục vụ ăn uống và tắm giặt bổ sung chủ yếu là dùng giếng đào ven lòng suối. 1.8. ĐIỀU KIỆN CUNG CẤP VẬT TƯ, THIẾT BỊ Khả năng cung cấp vật tư thiết bị cho thi công là đầy đủ. 1.9. THỜI GIAN THI CÔNG Thời gian thi công công trình là 3 năm. 1.10. NHỮNG TÁC ĐỘNG CỦA DỰ ÁN ĐẾN MÔI TRƯỜNG 1.10.1. Tác động tiêu cực Hồ chứa nước Quảng Ninh 3 gây ngập lụt lòng hồ và chiếm đất xây dựng công trình, ảnh hưởng tới sản xuất và định cư. Tổng diện tích ngập lụt và xây dựng là 70 km2. Sau khi xây dựng công trình tạo điều kiện thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp hạ lưu điều này có thể tăng nguy cơ gây ô nhiễm môi trường nước hạ lưu do sử dụng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật. Vì vậy, cần có phương án phòng ngừa ngay từ đầu. 1.10.2. Tác động tích cực Công trình cấp nước cho sản xuất nông nghiệp và nước sinh hoạt, điều này làm tăng năng suất cây trồng, tăng vụ canh tác, đảm bảo đời sống, sinh hoạt cho đồng bào trong vùng dự án hạn chế việc phá rừng làm nương rẫy. Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 15 Ngành: C«ng tr×nh thuû Hồ chứa góp phần cải thiện tiều khí hậu khu vực đồng thời tạo môi trường thuận lợi cho cây cối và động vật sinh sống. Công trình thuỷ lợi Hồ chứa nước Quảng Ninh 3 sau khi xây dựng mang lại nhiều lợi ích góp phần nâng cao các điều kiện kinh tế, xã hội, sinh thái cho vùng. Do đó việc thực hiện dự án xây dựng công trình là yêu cầu tất yếu và đúng đắn. CHƯƠNG II: DẪN DÒNG THI CÔNG 2.1. NHIỆM VỤ VÀ Ý NGHĨA CỦA DẪN DÒNG THI CÔNG Đập chính của công trình Hồ chứa nước Quảng Ninh 3 có nhiệm vụ ngăn toàn bộ lòng sông Đầm Hà tạo hồ chứa. Khối lượng đập rất lớn nên khi thi công công trình này cần đảm bảo móng đập phải khô ráo để đào móng, xử lý nền cũng như đắp đập. Mặt khác trong quá trình thi công công trình cần đảm bảo yêu cầu dùng nước ở hạ lưu. Do đó, dẫn dòng thi công là công việc tất yếu mà nhiệm vụ của nó là: - Dẫn nước sông từ thượng lưu về hạ lưu để đáp ứng nhu cầu sản xuất và sinh hoạt ở hạ lưu. Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 16 Ngành: C«ng tr×nh thuû - Bảo vệ hố móng được khô ráo để tiến hành thi công đập. Công tác dẫn dòng ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch tiến độ thi công của toàn bộ công trình, hình thức kết cấu, chọn và bố trí công trình thuỷ lợi đầu mối, chọn phương pháp thi công và bố trí công trường và ảnh hưởng đến giá thành công trình. Do đó, cần thấy rõ mối liên hệ giữa các yếu tố trên và tầm quan trọng của công tác dẫn dòng để đưa ra những phương án tối ưu cả về kinh tế và kỹ thuật. 2.2. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 2.2.1. Thủy văn Từ tài liệu thuỷ văn của khu vực ta thấy dòng chảy của sông Đầm Hà thay đổi theo mùa và hình thành hai mùa rõ rệt: Mùa lũ kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10 (kể cả thời gian có lũ tiểu mãn, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Do đó cần có biện pháp dẫn dòng trong các mùa cho thích hợp. 2.2.2. Địa chất Đập chính trên sông nằm trên tầng cuội sỏi pha lẫn những khối đá tảng có đường kính đến 0,5m tương đối rắn chắc. Vì vậy, việc đắp đê quai làm khô hố móng để xử lý nền đập và đắp chân khay đập đến tận tầng đá tốt là việc hết sức khó khăn. Riêng tại tuyến 3 khả năng lớp cuội sỏi lòng sông mỏng hơn so với các vị trí khác tạo điều kiện thuận lợi cho việc xử lý thấm qua nền và đê quai. 2.2.3. Địa hình Tại tuyến đập lòng sông rộng gần 260m. Nhưng ở phía thượng lưu gần đập phụ số 1 (gọi là tuyến 2) và đặc biệt gần tràn xả lũ (gọi là tuyến 3) lòng sông tương đối hẹp thuận lợi cho việc đắp đê quai. 2.2.4. Điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy Yêu cầu cấp nước tưới cho khoảng 1000ha ruộng ỏ dưới hạ lưu là một việc quan trọng, mặt khác thời gian thi công công trình khá dài. Do đó, trong quá trình thi công cần đảm bảo nguồn nước cho sản xuất nông nghiệp ở hạ lưu. 2.2.5. Cấu tạo và bố trí các hạng mục công trình Hệ thống công trình đầu mối gồm nhiều hạng mục khác nhau, vị trí các công trình tách rời và cách xa nhau, trong quá trình thi công mức độ ảnh hưởng tới nhau là không lớn. Đặc biệt là các công trình: tràn xả lũ, cống lấy nước, đập phụ có cấu Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 17 Ngành: C«ng tr×nh thuû tạo và vị trí thuận lợi cho việc kết hợp làm công trình dẫn dòng, giảm chi phí cho công tác dẫn dòng. 2.2.6. Điều kiện và khả năng thi công Khối lượng đập chính rất lớn trong khi các bãi lấy đất ở xa. Thời gian mùa khô không nhiều, do ảnh hưởng của mưa phùn khi có gió mùa Đông Bắc. Mặt khác lưu lượng sông ứng với tần suất P = 10% tính trong khoảng từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau lớn nhất chỉ là 13m 3/s nhưng đến tháng 4 thì tăng lên đến 38,75m3/s. Vì vậy, dẫn dòng thuận lợi nhất là trong khoảng 5 tháng từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Trong điều kiện đó thì khó có thể đắp xong đập trong một mùa khô, chưa kể đến việc đào và xử lý móng chân khay là việc phức tạp, đòi hỏi nhiều thời gian. Với những nguyên do kể trên thì biện pháp đắp đê quai ngăn dòng một đợt là không thể thực hiện được 2.2.7. Thời gian thi công Thời gian thi công công trình khống chế là 3 năm do yêu cầu sớm đưa công trình vào sản xuất. Do đó biện pháp dẫn dòng phải đảm bảo chắc chắn, đúng tiến độ thi công và đáp ứng yêu cầu dùng nước hạ lưu. 2.3. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN DẪN DÒNG THI CÔNG Sau khi phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến công tác dẫn dòng thi công có thể đưa ra các phương án dẫn dòng như sau: 2.3.1. Phương án dẫn dòng thứ nhất Năm XD (1) I Thời gian (2) Mùa khô từ: T11 đến T3. Hình thức dẫn dòng (3) Qua lòng sông tự nhiên Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Lưu lượng dẫn dòng (m3/s) (4) 13,08 Các công việc phải làm và các mốc khống chế (5) - Chuẩn bị hiện trường. - Thi công cống lấy nước, tràn và các đập phụ… Líp : Trang 18 Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Mùa Lũ từ: Qua lòng sông tự 957 T4 đến nhiên T10 II Mùa khô từ: T11 đến T3. Qua lỗ xả tràn chừa ở thân tràn Mùa Lũ từ: Qua lòng sông thu hẹp T4 T10 III 957 đến Mùa khô từ: T11 đến T3. Mùa Lũ từ: T4 đến T10 13,08 Ngành: C«ng tr×nh thuû - Chuẩn bị hiện trường. - Thi công tiếp tràn và các đập phụ. - Đắp đê quai dọc. - Đắp đê quai thượng lưu. - Tiến hành xử lý chân khay đập chính bờ trái. - Thi công đắp đập phần bờ trái - Thi công nâng cao đập chính bờ trái đến ∇ thiết kế . - Thi cônng hoàn thành tràn chính. - Thi công nâng cao các đập phụ. Qua lỗ xả tràn chừa ở thân tràn Qua tràn chính 13,08 957 - Thi công đập chính bờ phải và các đập phụ đến cao trình thiết kế. - Cuối mùa kiệt lấp lỗ xả tràn. - Thi công hoàn thiện đập chính và các hạng mục đến ∇ thiết kế. 2.3.2. Phương án dẫn dòng thứ hai Nă m XD Thời gian Hình thức dẫn dòng Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Lưu lượng dẫn dòng (m3/s) Các công việc phải làm và các mốc khống chế Líp : Trang 19 Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi (1) (2) (3) (4) Mùa khô từ: Qua lòng sông tự 13,08 I T11 đến nhiên T3. Mùa Lũ từ: Qua lòng sông tự T4 đến 957 nhiên T10 II Mùa khô từ: T11 đến T3. Qua eo đập phụ Cho nước tràn Mùa Lũ từ: qua đê quai. T4 đến Qua lòng sông co T10 hẹp III 13,08 957 Mùa khô từ: T11 đến T3. Qua lỗ xả chừa ở thân tràn 13,08 Mùa Lũ từ: T4 đến T10 Qua tràn chính 957 Ngành: C«ng tr×nh thuû (5) - Chuẩn bị hiện trường. - Thi công cống lấy nước, tràn và các đập phụ… - Chuẩn bị hiện trường. - Thi công tiếp tràn và các đập phụ. - Đắp đê quai thượng lưu ngăn sông lần 1. - Tiến hành xử lý chân khay, đắp đập chính phần bờ trái. - Thi công hoàn chỉnh tràn và các đập phụ. - Thi công nâng cao đập chính. - Thi công hoàn chỉnh các đập phụ. - Đắp đê quai thượng lưu bờ trái lần 2 đến ∇ đảm bảo. - Thi công hoàn thành đập chính và các đập phụ đến cao trình thiết kế. - Thi công tràn chính. Thi công hoàn thiện đập chính và các hạng mục. 2.3.3. Phương án dẫn dòng thứ ba Nă m XD Thời gian Hình thức dẫn dòng Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Lưu lượng dẫn Các công việc phải làm và các mốc khống chế Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi (1) I II Trang 20 (2) (3) Mùa khô từ: Qua lòng sông tự T11 đến nhiên T3. Mùa Lũ từ: Qua lòng sông tự T4 đến nhiên T10 Mùa khô từ: T11 đến T3. Qua kênh tạm ở bò trái đập về hạ lưu. Mùa Lũ từ: Qua lòng sông T4 đến thu hẹp T10 III Ngành: C«ng tr×nh thuû dòng (m3/s) (4) 13,08 957 13,08 957 (5) - Chuẩn bị hiện trường. - Thi công cống lấy nước, tràn và các đập phụ… - Chuẩn bị hiện trường. - Thi công tiếp lấy nước, tràn và các đập phụ. - Đắp đê quai thượng lưu ngăn sông. - Tiến hành xử lý chân khay đập chính phần bờ trái. - Thi công đắp đập phần bờ trái. - Thi công hoàn chỉnh tràn và các đập phụ. - Thi công nâng cao đập chính. - Thi công hoàn chỉnh các đập phụ. - Đắp đê quai thượng lưu ngăn sông đến ∇ đảm bảo. Mùa khô từ: T11 đến T3. Qua lỗ xả chừa ở thân tràn 13,08 Mùa Lũ từ: T4 đến T10 Qua tràn chính 957 - Thi công hoàn thành đập chính và các đập phụ đến cao trình thiết kế. - Thi công hoàn chỉnh tràn chính. - Thi công hoàn thiện đập chính và các hạng mục. 2.4. SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN DÒNG THI CÔNG Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 21 Ngành: C«ng tr×nh thuû 2.4.1. Về mặt kỹ thuật 2.4.1.1. Phương án dẫn dòng thứ nhất a) Ưu điểm: - Đơn giản cho việc tổ chức thực hiện công tác dẫn dòng. - Thời gian thi công không gấp rút, đảm bảo vượt lũ rất chắc chắn. - Không phải đắp đê quai hạ lưu. b) Nhược điểm: - Việc chừa lại lỗ xả tràn và lấp lại sau khi hoàn thành việc dẫn dòng là việc vừa phức tạp, tốn kém và ít nhiều ảnh hưởng đến tính chỉnh thể của đập tràn. 2.4.1.2. Phương án dẫn dòng thứ hai a) Ưu điểm: - Đơn giản cho việc tổ chức thực hiện công tác dẫn dòng. - Thời gian thi công không gấp rút, đảm bảo vượt lũ rất chắc chắn. - Không phải đắp đê quai hạ lưu. b) Nhược điểm: - Không phục vụ tới cho hạ lưu trong hai mùa khô liền khi thi công. - Đê quai dài và lớn, giá thành cao, lượng nước thấm vào hố móng lớn. - Phải đắp đê quai thượng lưu hai lần. - Việc để lại lỗ xả tràn và lấp lại sau khi hoàn thành việc dẫn dòng là việc phức tạp, tốn kém và ít nhiều ảnh hưởng đến tính hoàn chỉnh của đập tràn. 2.4.1.3. Phương án dẫn dòng thứ ba a) Ưu điểm: - Phục vụ tưới cho một mùa khô năm thi công thứ hai và 4 tháng mùa khô năm thi công thứ ba. - Đê quai thượng lưu lần 1 thấp. - Tương đối dễ khi thực hiện công tác dẫn dòng. - Thời gian thi công đập trong hai mùa khô là rộng rãi. b) Nhược điểm: - Khối lượng đào kênh lớn, chống thấm từ kênh dẫn dòng vào hố móng là rất khó khăn. - Phải đắp đê quai hạ lưu 1 lần. Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi - Trang 22 Ngành: C«ng tr×nh thuû Việc bơm nước, xử lý móng chân khay đập trong khi có cả hai đê quai thượng lưu và hạ lưu là khó khăn. - Phải đắp đê quai thượng lưu hai lần. - Việc chừa lại và lấp lỗ xả tràn là phức tạp, tốn kém và ảnh hưởng đến kết cấu tràn. 2.4.2. Về mặt kinh tế Qua tính toán kinh tế thì chi phí cho phương án 3 là lớn nhất và giảm dần ở các phương án 2 và phương án 1. 2.4.3. Kết luận chọn phương án dẫn dòng Qua so sánh kinh tế kỹ thuật ở trên ta có thể kết luận như sau: - Về kỹ thuật thì phương án 2 và 3 hơn phương án 1 nhưng lại căng thẳng trong quá trình đắp đập chính vượt lũ. - Về kinh tế thì phương án 1 thấp hơn phương án 2 và 3 nhưng lại không đảm bảo tưới cho hạ lưu trong hai mùa khô năm thi công thứ 2 và 3. Để đảm bảo giảm giá thành công trình và tránh căng thẳng trong khi đắp đập chính vượt lũ nên em chọn phương án 1. Vậy ta tính toán cho phương án dẫn dòng thứ nhất. 2.5. CHỌN TẦN SUẤT VÀ LƯU LƯỢNG THIẾT KẾ DẪN DÒNG 2.5.1. Tần suất lưu lượng thiết kế dẫn dòng Theo điều 4.2.6 bảng 4.6 của TCXDVN 285 - 2002, thì với công trình chính thuộc cấp III nên tần suất thiết kế dẫn dòng là P = 10%. 2.5.2. Lưu lượng thiết kế dẫn dòng. Với tần suất lưu lượng dẫn dòng đã chọn ở trên, theo tài liệu thủy văn tính toán lũ cho thi công bảng 1.6 ta chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng như sau: DD - Mùa khô: QTK = 13,08 m3/s DD - Mùa lũ: QTK = 957 m3/s 2.6. TÍNH TOÁN THỦY LỰC DẪN DÒNG CHO PHƯƠNG ÁN CHỌN 2.6.1. Năm thi công thứ nhất Trong năm thi công thứ nhất dẫn dòng qua lòng sông tự nhiên nên các điều kiện thuỷ lực của sông không bị ảnh hưởng. Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 23 2.6.2. Năm thi công thứ hai 2.6.2.1. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua lỗ xả tràn 2.6.2.1.1 Mục đích: • Thiết kế kênh dẫn dòng hợp lý về kinh tế và kỹ thuật • Xác định mực nước trước cửa tràn từ đó xác định cao trình đỉnh đê quai. 2.6.2.1.2 Nội dung tính toán: Lỗ xả tràn được chừa lại trong thân tràn. Căn cứ vào phạm vi đào móng tràn và kênh xả sau tràn ta chọn kích thước lỗ xả là b × h = 4x5m. Cao trình đáy lỗ xả là 43m. Tính toán thủy lực qua lỗ xả tràn cho phép xác định được cao trình đỉnh đê quai thượng lưu. Khi dẫn dòng qua lỗ xả tràn tính toán như đập tràn đỉnh rộng. Kiểm tra trạng thái chảy qua lỗ xả tràn và tính toán thủy lực như sau: K N h dk H +43 K +43 i = 0.0005 K N h N K hn H MNTL i = 0.001 K Hình 2.1. Sơ đồ tính toán thủy lực qua lỗ xả tràn Kênh xả sau tràn gồm có hai đoạn kênh có độ dốc và mái kênh khác nhau. Đoạn ngay sau tràn có các thông số sau: i = 0,0005; m = 2; n = 0,017; b = 34m; L = 65m. Đoạn kênh nối tiếp phía sau có: i = 0,001; m = 1; b = 34m; n = 0,02.(Hệ số nhám của kênh tra theo V.N Gôntrarốp tại phụ lục 4-1a [3]). Với lưu lượng dẫn dòng Q = 13,08m 3/s thì dạng đường mặt nước trong kênh được xác định như sau: + Độ sâu phân giới và độ sâu dòng đều của đoạn kênh sau tràn: Từ Q = 13,08 m3/s ta có lưu lượng đơn vị qua kênh là: q = Q 13,08 = = 0,385 b 34 m3/sm. Theo [4] thì độ sâu phân giới trong kênh chữ nhật và kênh hình thang tính theo công thức: Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 24 cn k Ngành: C«ng tr×nh thuû αq 2 = g Với hình chữ nhật: h Với hình thang: σ cn  2 hk = h k 1 − n + 0,105σ n ÷ 3   Trong đó: σn = 3 (2.1) (2.2) m.h cn k ; b b - Chiều rộng đáy kênh. m - Hệ số mái kênh. Ta có: h cn k = = 3 αq 2 3 1× 0,3852 = = 0, 247m . g 9,81 m.h cn 2 × 0, 247 k σn = = = 0,0145 . b 34  0,0145  h k = 0, 247 1 − + 0,105 × 0,01452 ÷ = 0,246m. 3   Độ sâu dòng đều trong kênh tính theo phương pháp mặt cắt lợi nhất về thủy lực [4] ta có: f ( R ln ) = 4m0 i 9,89. 0,0005 = = 0,0169 Tra phụ lục 8.1 [3] ta được: Q 13,08 Rln = 1m. Tính được tỷ số: b 34 = = 34 R ln 1 Với m = 2 tra phụ lục 8.3 [3] ta được: h/R ln = 0,46. Độ sâu dòng đều trong kênh là:  h h0 = R ln   R ln  ÷ = 1 × 0, 46 = 0, 46m. Ta thấy h0 > hk  + Độ sâu phân giới và độ sâu dòng đều của đoạn kênh nối tiếp: Độ sâu phân giới tính theo công thức (2.1) và (2.2) ta được: h cn k = σn = 3 1 × 0,3852 = 0, 247m . 9,81 m.h cn 1 × 0, 247 k = = 0,0073 . b 34 Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 25 Ngành: C«ng tr×nh thuû  0,0073  h k = 0, 247 1 − + 0,105 × 0,00732 ÷ = 0,246m. 3   Độ sâu dòng đều tính tương tự như kênh sau tràn ta được: f ( R ln ) = 4m0 i 7,314. 0,001 = = 0,0177 tìm được Rln = 1,047m. Q 13,08 Tính tỷ số: b 34 = = 32, 47 R ln 1,047 Với m = 1 tra phụ lục 8.3 [3] ta được: h/Rln = 0,33  h → h0 = R ln   R ln  ÷ = 1,047 × 0,33 = 0,35m. Ta thấy h0 > hk  Vậy, đường mặt nước trong đoạn kênh sau tràn là đường nước hạ, trong đoạn kênh nối tiếp là dòng đều. Để xác định độ sâu đầu kênh xả sau tràn ta tiến hành vẽ đường mặt nước trong đoạn kênh này. Dùng phương pháp cộng trực tiếp và vẽ từ hạ lưu lên thượng lưu. Kết quả tính toán trong bảng 2.1. trong đó các cột tính toán như sau: - Cột 1: Giả thiết các độ sâu h từ hk đến h0. - Cột 2: Diện tích mặt cắt ướt: ω = h ( b + mh ) - Cột 3: Chu vi ướt : χ = b + 2h 1 + m 2 - Cột 4: Bán kính thuỷ lực: R= ω χ - Cột 5: Trị số C R trong đó: C= 1 1/ 6 1 R → C R = R2/3 n n - Cột 6: Lưu tốc dòng chảy: V= Q ω αV 2 - Cột 7: ( α = 1) 2g - Cột 8: Năng lượng đơn vị mặt cắt: Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 26 Ngành: C«ng tr×nh thuû αV 2 ∋=h+ 2g - Cột 9: Chênh lệch năng lượng đơn vị mặt cắt: ∆ ∋ = ∋1 − ∋ 2 - Cột 10: Độ dốc thuỷ lực: 2  V  J= ÷ C R  - Cột 11: Độ dốc thuỷ lực trung bình giữa hai mặt cắt: J tb = J1 + J 2 2 - Cột 12: i - Jtb - Cột 13: Khoảng cách giữa hai mặt cắt liền kề nhau: ∆L = - ∆∋ i − J tb Cột 14: Khoảng cách cộng dồn. Với chiều dài kênh là L = 65m ta xác định được độ sâu đầu kênh là h đk = 0,4m. Xem cửa vào của kênh như một đập tràn đỉnh rộng có h n = hđk = 0,4m. Xét chỉ tiêu ngập ta có: h  hn 0, 4 = = 1,63 >  n  = 1, 2 . Đập chảy ngập. h k 0, 246  h k  pg Vậy cửa vào kênh là đập tràn đỉnh rộng chảy ngập theo mục 3-13 [6] thì lưu lượng qua cửa vào kênh có thể tính theo công thức sau: Q = ϕn bh n 2g ( H 0 − h n ) (2.3) 2 Từ đó ta có:   Q H0 =  + hn  ϕ bh 2g ÷ ÷  n n  (2.4) Trong đó: φn - Hệ số lưu tốc của đập ngập. Theo [6] bảng 12 với hệ số lưu lượng m = 0,32 ta được φn = 0,84. Bỏ qua lưu tốc tới gần tính được cột nước đầu kênh theo (2.4): Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 27 2   13,08 H = ÷ + 0, 4 = 0,47m. 0,84.34.0, 4. 19,62   Coi mặt nước trong bể tiêu năng là nằm ngang thì độ sâu cửa ra của lỗ xả tràn là hn = 0,47m. Mặt khác độ sâu phân giới trong lỗ xả tràn tính theo (2.1) là: h k = 1,029m. Xét chỉ tiêu chảy ngập ta có: h  h n 0, 47 = = 0, 457 <  n  = 1, 2 . Đập chảy tự do. h k 1,029  h k  pg Lưu lượng chảy qua lỗ xả tràn tính theo công thức đập tràn đỉnh rộng chảy tự do: Theo mục 3.6 [6] ta có: Q = mb 2gH 30 / 2 (2.5) 2/3  Q  Tính được cột nước trước tràn: H 0 =  ÷ ÷ mb 2g   (2.6) Trong đó: m - Hệ số lưu lượng của đập tràn đỉnh rộng. Theo [6] ta lấy m = 0,32. b - Chiều rộng lỗ xả tràn; b = 4m. 2/3   13,08 H0 =  ÷  0,32.4. 19,62  = 1, 75m . Mực nước thượng lưu trước lỗ xả tràn là: (Bỏ qua lưu tốc tới gần) ZTL = ∇ngưỡng lỗ xả + H ZTL = 43 + 1,75 = 44,75m. Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu là: Z đq = ZTL + δ Trong đó: δ - Độ vượt cao an toàn; lấy δ = 0,7m. Zđq1 = 44,75 + 0,7 = 45,45m. Chọn Zđq1 = 45,5m. 2.6.2.2. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp 2.6.2.2.1 Mục đích: • Xác định quan hệ Q ~ ZTL khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp; • Xác định cao trình đê quai thượng và hạ lưu; Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 28 Ngành: C«ng tr×nh thuû • Xác định cao trình đắp đập chống lũ cuối mùa khô; • Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy; 2.6.2.2.2 Xác định mức độ thu hẹp của lòng sông : Mức độ thu hẹp lòng sông phải hợp lý . Một mặt phải đảm bảo yêu cầu về mặt thi công , mặt khác đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp cho hạ du mà không gây xói lở. Sơ đồ tính toán: MNTL Z vl MNL V0 ω1 ω2 H ∆Ζ Vc h Hình 2.2. Sơ đồ tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp Theo tiêu chuẩn nghành thiết kế dẫn dòng trong xây dựng công trình thuỷ lợi 14TCN 57-88 mức độ thu hẹp của lòng sông xác định theo công thức: K= ω1 × 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 (m 2) ω 2 :Tiết diện ướt ban đầu của lòng sông (m2) Giả thiết các cấp lưu lượng dẫn dòng vào mùa lũ Q i(m3/s) và từ quan hệ Q ~ ZHL ta xác định được ZHL (m) Giả thiết ∆Z gt (m) .Mực nước sông phía thượng lưu là: ZTL=ZHL + ∆Z gt (m) Dựa vào mặt cắt địa hình ứng với mực nước Z TL (m) ta xác định được diện tích mặt cắt ướt ban đầu là ω 2 (m2) diện tích ướt của lòng sông thu hẹp là ω1 (m2) .Do đó ta tính được: K= ω1 .100% ω2 Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Trang 29 Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp : Vc = Ngành: C«ng tr×nh thuû Q tk d .d Với ε :Hệ số thu hẹp bên ε =0,95 ε(ω2 − ω1 ) (Theo giáo trình thi công với trường hợp thu hẹp 1 bên) ⇒ Vc = Q tk d .d ε (ω 2 − ω1 ) Xác định độ cao nước dâng ∆Z tt theo công thức : 2 2 V 1 V ∆Z = 2 × C − O 2g 2g ϕ tt Trong đó : ϕ : Hệ số lưu tốc ϕ = 0,8 ÷ 0,85 Chọn ϕ = 0,85 (Theo giáo trình thi công với mặt bằng đê quai dạng hình thang ) Vc : Lưu tốc mặt cắt thu hẹp V0 : Lưu tốc tới gần , với: Q tk d .d V0 = ω2 Nếu ∆Z gt ≈ ∆Z tt thì giả thiết ban đầu là đúng, còn nếu không thì giả thiết lại các giá trị ∆Z và tính toán tiếp đến khi ∆Z gt ≈ ∆Z tt thì dừng lại. Trong quá trình tính toán :Về mùa kiệt Qmax 10% = 13,08 (m3/s) ⇒ ZHL = 35,57(m) Về mùa lũ Qmax 10% = 957 (m3/s) ⇒ ZHL = 41,68( m) Xác định mực nước sông phía thượng lưu về mùa lũ ZTL=ZHL + ∆Z Từ lưu lượng dẫn dòng thiết kế mùa lũ Q max 10% = 957 (m3/s) ,ta giã thiết nhiều ∆ Z Từ bảng quan hệ Q ~ ZHL (Bảng 1.8) ứng với Qmax 10% = 957 (m3/s) ta tra được ZHL= 41,68m Qua tính toán ta được bảng sau: Ω(m2) ω1(m2) ω2(m2) Vc(m/s) Vo(m/s) ΔZtt ΔZgt ZHL(m) ZTL 0.40 41.68 42.69 639 192 447 3.95 2.14 1.01 43% 0.50 41.68 42.62 658 197 461 3.82 2.08 0.94 43% Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : K Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 30 Ngành: C«ng tr×nh thuû 0.60 41.68 42.58 674 202 472 3.73 2.03 0.90 43% 0.70 41.68 42.56 693 210 483 3.69 1.98 0.88 43% 0.80 41.68 42.52 710 215 495 3.60 1.93 0.84 43% 0.90 41.68 42.47 728 220 508 3.50 1.88 0.79 43% 1.00 41.68 42.43 746 225 521 3.40 1.84 0.75 43% 1.10 41.68 42.40 763 230 533 3.32 1.80 0.72 43% 1.20 41.68 42.36 781 235 546 3.24 1.75 0.68 43% 1.30 41.68 42.32 799 240 559 3.16 1.71 0.64 43% 1.40 41.68 42.29 817 245 572 3.08 1.67 0.61 43% Giá tri ∆ Z :Qua tính toán ∆Z gt ≈ ∆Z tt= 0,84(m). Xác định được mực nước sông phía thượng lưu khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp vào mùa lũ là : ZTL = 41,68 +0,84 = 42,52 (m);. Cao trình đắp đập vượt lũ cuối mùa khô là: Zvl = ZTL + δ Trong đó: δ - Độ vượt cao an toàn; lấy δ = 0,7m. Zvl = 42,52 + 0,7 = 43,22m. Chọn Zvl = 44m. + Kiểm tra xói lở: Theo [8] sơ bộ ta xác định vận tốc không xói theo công thức của GhiecKan: VKX = KQ0,1 (2.12) Trong đó: K - Hệ số phụ thuộc vào loại đất. Với đất bụi, đất cát ta lấy K = 0,53. Q - Lưu lượng dẫn dòng trong mùa lũ; Q = 957m3/s. VKX = 0,53 × 957 0,1 = 1,05m / s Khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp có xảy ra xói lở nên dùng các tấm bê tông lát lòng sông và phần đất đắp (các tấm bê tông sau này dùng để bảo vệ mái thượng lưu đập). Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 31 Ngành: C«ng tr×nh thuû 2.6.3. Năm thi công thứ ba Mùa khô năm thi công thứ 3 tiến hành đắp đê quai thượng lưu lần 2 dẫn dòng qua lỗ xả tràn chừa ở thân tràn. Cuối mùa kiệt thả phai bịt một phần lỗ xả tràn để lấy nước qua cống tưới. 2.6.3.1. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua lỗ xả tràn mùa kiệt 3. Tiến hành tính toán dẫn dòng qua lỗ xả tràn như dẫn dòng mùa kiệt năm thư 2. Ta xác định được: Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu là: Z đq = ZTL + δ Trong đó: δ - Độ vượt cao an toàn; lấy δ = 0,7m. Zđq1 = 44,75 + 0,7 = 45,45m. Chọn Zđq1 = 45,5m. Vậy cao trình đỉnh đê quai thượng lưu phải đắp là : = 45,5m. 2.6.3.2. Tính toán dẫn dòng qua cống ngầm Tính toán thuỷ lực qua cống ngầm nhằm xác định cao trình mực nước cần dâng để lấy nước qua cống tưới. Các thông số của cống ngầm: - Lưu lượng thiết kế : QTK = 4,74 m3/s. - Cao trình cửa vào : ∇cv = 44,50 m. - Cao trình cửa ra : ∇cr = 45,10 m. - Kích thước đoạn cống b × h trước nhà tháp : 1,6m x 2,0m. - Chiều dài đoạn cống hộp trước nhà tháp : 36,5 m. - Chiều dài đoạn cống sau nhà tháp : 72,5 m. - Độ dốc đáy i = 0,003 MNTL = +47.00m H +45.30 h n = h dc K N Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT i = 0.003 hk N K Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 32 Ngành: C«ng tr×nh thuû Hình 2.3. Sơ đồ tính toán thủy lực qua cống ngầm Dự tính sẽ lấy lưu lượng thiết kế qua cống để cấp nước cho hạ lưu. Q TK = 4,74m3/s. Mực nước dâng đảm bảo cống chảy không áp. Khi đó, coi dòng chảy qua cửa vào cống như đập tràn đỉnh rộng, dòng chảy trong thân cống coi như kênh chữ nhật có độ nhám n = 0,014. Để kiểm tra chế độ chảy tại cửa vào cống ta vẽ đường mặt nước trong cống để tìm độ sâu đầu cống. Độ sâu phân giới trong cống tính theo công thức (2.1) trong đó: q= Q 4,74 = = 2,96 m3/s.m ; với α = 1 thì: b 1,6 1 × 2,962 hk = = 0,963m 9,81 3 Độ sâu dòng đều trong cống tính theo phương pháp mặt cắt lợi nhất về thuỷ lực ta được: f ( R ln ) = 4m 0 i Q với m = 0 thì 4m0 = 8 f ( R ln ) = 8 0,003 = 0,09244 . Tra 4,74 phụ lục 8.1 [3] tương ứng n = 0,014 ta tìm được R ln = 0,4927m , lập tỷ số b 1,6 h = = 3, 245 . Tra phụ lục 8.3 [3] với m = 0 ta tìm được tỷ số = 2,546 từ R ln 0.493 R ln đó ta có:  h h0 =   R ln  ÷.R ln = 2,546 × 0, 4927 = 1, 25m  Tiến hành vẽ đường mặt nước trong cống theo phương pháp cộng trực tiếp, vẽ từ cuối cống lên đầu cống với độ sâu cuối cống là h = h k . Kết quả tính toán trong bảng 2.2 Trong đó: - Cột 1: Giả thiết các độ sâu h từ hk đến h0. - Cột 2: Diện tích mặt cắt ướt: ω = b × h - Cột 3: Chu vi ướt : χ = b + 2h - Cột 4: Bán kính thuỷ lực: R= Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT ω χ Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 33 Ngành: C«ng tr×nh thuû - Cột 5: Trị số C R trong đó: C= 1 1/ 6 1 R → C R = R2/3 n n - Cột 6: Lưu tốc dòng chảy: V= Q ω αV 2 - Cột 7: (α = 1) 2g - Cột 8: Năng lượng đơn vị mặt cắt: ∋=h+ αV 2 2g - Cột 9: Chênh lệch năng lượng đơn vị mặt cắt: ∆ ∋ = ∋1 − ∋ 2 - Cột 10: Độ dốc thuỷ lực: 2  V  J= ÷ C R  - Cột 11: Độ dốc thuỷ lực trung bình giữa hai mặt cắt: J tb = J1 + J 2 2 - Cột 12: i - Jtb - Cột 13: Khoảng cách giữa hai mặt cắt liền kề nhau: ∆L = ∆∋ i − J tb - Cột 14: Khoảng cách cộng dồn. Từ chiều dài cống là L = 109m ta xác định đước chiều sâu đầu cống ứng với lưu lượng thiết kế là hđc = 1,2m. Kiểm tra chế độ chảy ở cửa vào cống: h  h dk 1, 2 = = 1, 25 >  n  = 1, 2 Chảy ngập. h k 0,963  h k  pg Lưu lượng qua cống tính theo công thức (2.3): Trong đó: m - Hệ số lưu lượng dập tràn đỉnh rộng; theo [6] ta lấy: m = 0,35 Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 34 Ngành: C«ng tr×nh thuû φn - Hệ số lưu tốc đập tràn đỉnh rộng chảy ngập. Với m = 0,35 thì φn = 0,93 b - Chiều rộng cống; b = 1,6m. hn = hđk = 1,2m 2   4,74 H= ÷ + 1, 2 = 1,56m 0,93 × 1,6 × 1, 2 × 19,62   Mực nước thượng lưu khi đó là: ZTL = Zcv + H = 44,50 + 1,56 = 46,06m Do trong tính toán chưa kể hết các tổn thất nên chọn cao trình dâng nước là: ZTL = +46,50m. Sinh viªn : Đào Trung HiÕu 47LT Líp : Đå ¸n tèt nghiÖp kü s Trang 35 tr×nh thuû lîi Ngành: C«ng ĐƯỜNG MẶT NƯỚC TRONG KÊNH XẢ SAU TRÀN Q = 13.08 m3/s i = 0.0005 n = 0.017 m=2 Bảng 2.1 b = 34m L = 60m hk = 0.246m V αV2/2g Э ΔЭ (m/s) (m) (m) (m) (5) (6) (7) (8) (9) 0.341 28.739 1.077 0.059 0.409 35.655 0.361 29.796 1.018 0.053 0.423 0.014 0.0012 0.0013 0.0008 17.3927 17.3927 13.564 35.744 0.379 30.833 0.964 0.047 0.437 0.015 0.0010 0.0011 0.0006 25.5420 42.9347 0.410 14.276 35.834 0.398 31.849 0.916 0.043 0.453 0.015 0.0008 0.0009 0.0004 38.2041 81.1389 0.430 14.990 35.923 0.417 32.847 0.873 0.039 0.469 0.016 0.0007 0.0008 0.0003 60.0968 141.2357 0.450 15.705 36.012 0.436 33.828 0.833 0.035 0.485 0.017 0.0006 0.0007 0.0002 106.1069 247.3425 0.460 16.063 36.057 0.445 34.312 0.814 0.034 0.494 0.008 0.0006 0.0006 0.0001 99.6767 347.0193 h ω χ R (m) 2 (m ) (m) (m) (1) (2) (3) (4) 0.350 12.145 35.565 0.370 12.854 0.390 Sinh viªn : Đào Trung HiÕu CR1/2 J Jtb i - Jtb (10) (11) (12) ΔL L (m) (m) (13) (14) 0.0014 Líp : 47LT 0.0000 Đå ¸n tèt nghiÖp kü s Trang 36 tr×nh thuû lîi Ngành: C«ng ĐƯỜNG MẶT NƯỚC TRONG CỐNG Q = 4.74 m3/s i = 0.003 n = 0.014 h0 = 1.23m Bảng 2.2 b = 1.6m L = 117m hk = 0.963m V αV2/2g Э ΔЭ (m/s) (m) (m) (m) (5) (6) (7) (8) (9) 0.437 41.132 3.076 0.482 1.445 3.600 0.444 41.599 2.963 0.447 1.447 0.002 0.00507 0.00533 0.00233 0.84 0.84 1.664 3.680 0.452 42.080 2.849 0.414 1.454 0.006 0.00458 0.00483 0.00183 3.42 4.27 1.080 1.728 3.760 0.460 42.538 2.743 0.384 1.464 0.010 0.00416 0.00437 0.00137 7.25 11.51 1.120 1.792 3.840 0.467 42.974 2.645 0.357 1.477 0.013 0.00379 0.00397 0.00097 13.45 24.97 1.160 1.856 3.920 0.473 43.391 2.554 0.332 1.492 0.016 0.00346 0.00363 0.00063 25.28 50.24 1.200 1.920 4.000 0.480 43.789 2.469 0.311 1.511 0.018 0.00318 0.00332 0.00032 56.66 106.90 1.230 1.968 4.060 0.485 44.076 2.409 0.296 1.526 0.015 0.00299 0.00308 0.00008 182.70 289.61 h ω χ R (m) 2 (m ) (m) (m) (1) (2) (3) (4) 0.963 1.541 3.526 1.000 1.600 1.040 Sinh viªn : Đào Trung HiÕu CR1/2 J Jtb i - Jtb (10) (11) (12) ΔL L (m) (m) (13) (14) 0.00559 Líp : 47LT 0.00 Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 36 Ngành: C«ng tr×nh thuû 2.6.3.3. Tính toán điều tiết lũ Vì không có tài liệu thuỷ văn nên ta tính toán điều tiết lũ theo phương pháp Kôtrêrin. Lưu vực tính toán có diện tính tập trung nước nhỏ, lũ tập trung nhanh. Ta coi lũ có dạng tam giác. - Tiến hành tính toán với trận lũ có tần suất P = 10% và có lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất là Qmax p=10% = 957m3/s. - Các thông số cơ bản của tràn xả lũ: + Chiều rộng: Bt = 27 m + Cao trình ngưỡng: Znt = + 54 - Quá trình lũ đến dạng tam giác, sơ đồ tính toán như sau: Theo phương pháp Kôtrêrin: + Trường hợp mực nước trước lũ cao bằng ngưỡng tràn: Qmax Q~t qmax q~t Wm TL Tx Hình 2.4. Sơ đồ tính toán điều tiết lũ qua lỗ xả trà Lũ đến dạng tam giác: q .T Wm = WL − max ; 2   q max   Wm = WL 1 − Q Q .T max    W L = max ⇒  2  Wm  q 1 −  = Q max max  W L    Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT (1) Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Với α = Trang 37 Ngành: C«ng tr×nh thuû T − td ; td là thời gian chứa đầy hồ Wd; td=t2; T Trong đó: Wn : Là dung tích phòng lũ (m3). WL: Là tổng lượng lũ đến T : Thời gian trận lũ đến 11,08 h. Thời gian quá trình lũ: T = 2WL/QmaxP = 2.22910,580.103/3600.957 = 13,3 (h) β = TL/TX (là hệ số phụ thuộc diện tích FLV và các nhân tố điều tiết lưu vực). β =2 TL = T – TL.β ⇒ TL = T/(1 + β) = 4,43 (h) Thời gian lũ lên : Thời gian lũ xuống : TX = T – TL = 8,87 (h) WL = Qmax * T 957.4, 43.3600 = = 7631,118 (103m3) 2 2 qmax : Là lưu lượng xả max qua tràn (m3/s) Qmax : Là lưu lượng đỉnh lũ đến. Qmax = 957(m3) Tính thử dần ta sẽ được qmax, Wmax và Zmax; Trước hết ta giả thiết qgtmax < Qmax thay vào phương trình (1) ta được Wmax. - Tổng lượng nước trong hồ lúc này là: W = Wm + WMNDBT = Wm+ 14350,364(103m3). - Tra quan hệ (Z ~ V) của hồ chứa ứng với W xác định được mực nước thượng lưu trước tràn ZTL, cột nước trước tràn tính theo công thức: H = ZTL - ∇Ngưỡng tràn - Thay H vào công thức tính lưu lượng xả qua tràn ta được: 2 qttxa = m.Σb. 2g . H 0 3 Trong đó: m = 0,36; .Σb = 27m : là hệ số co hẹp bên, tổng bề rộng tràn. - Nếu qgtmax ≈ qttxa thì qgtmax là đúng. Ta có bảng tính toán sau: qgtmax(m3/s) Qmax(m3/s) Wm(103m3) W(103m3) ZTL(m) H0(m) qttmax(m3/s) 100 957 6834 21184 64.310 10.310 205.541 Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 38 Ngành: C«ng tr×nh thuû 140 957 6515 20865 64.150 10.150 203.399 200 957 6036 20387 63.920 9.920 200.299 250 957 5638 19988 63.720 9.720 197.584 260 957 5558 19908 63.680 9.680 197.039 300 957 5239 19589 63.530 9.530 194.988 400 957 4442 18792 63.130 9.130 189.466 450 957 4043 18393 62.940 8.940 186.815 500 957 3644 17994 62.740 8.740 184.004 600 957 2847 17197 62.330 8.330 178.175 700 957 2049 16400 61.870 7.870 171.522 800 957 1252 15602 61.410 7.410 164.738 900 957 455 14805 60.960 6.960 157.966 Từ kết quả tính trong bảng ta thấy qgtmax ≈ qtt = 200,299 ứng với ZTL = 63,9m • Ứng dụng kết quả tính toán: - Xác định cao trình đắp đập vượt lũ: Zvl = ZTL + σ = 63,9 + 0,6 = 64,5m (σ = 0,5 ÷ 0,7m là độ vượt cao an toàn) Vậy ta lấy Zvl = 64,5m 2.6.3.4. Xác định thời gian dâng nước Trong mùa khô năm thi công thứ 3 quá trình dâng nước trong hồ như sau: 1. Đầu tháng 11 đắp đê quai ngăn sông và dẫn dòng hoàn toàn qua lỗ xả tràn. Mực nước hồ dâng lên cao trình 44,75m. Dung tích hồ lúc này là: W 1 = 883,56 . 103m3. 2. Trong nửa đầu tháng 12 thả phai bịt lỗ xả tràn. Nước hồ tiếp tục dâng lên và tràn qua đê quai thượng lưu tại cao trình 45,5m. Dung tích hồ lúc này là: W 2 = 1109,88 .103 m3. Cao trình đập vượt lũ ít nhất phải đạt 46,2m. 3. Nước hồ dâng lên cao trình 47,0m. Dòng chảy dẫn qua lỗ xả tràn (đã được bịt một phần) và cống ngầm. Dung tích hồ là : W3 = 1802 .103 m3. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 39 Ngành: C«ng tr×nh thuû Căn cứ vào lưu lượng trung bình ngày trong tháng ứng với tần suất P = 10% (bảng1.4) tính toán điều tiết thường xuyên với q xả = 0 (khi mực nước đạt cao trình thiết kế mới chảy qua công trình dẫn dòng) ta xác định được các mốc thời gian sau: - Thời gian nước dâng từ cao trình 44,75 lên cao trình 45,5m. t1 = W2 - W1 86400q (2.16) Trong đó: q - Lưu lượng bình quân ngày với P = 10% . Trong tháng 12 thì q = 0,682 m3/s 1109,88.103 − 883,56.103 ≈ 4 ngày t1 = 86400 × 0,682 - Thời gian để nước hồ dâng từ cao trình 44,5m đến cao trình 47,0m. t2 = 1802.103 − 1109,88.103 ≈ 12 ngày. 86400 × 0,682 Như vậy, có thể đề xuất ngày 15/12 năm thi công thứ 3 tiến hành bịt một phần lỗ xả tràn đến cuối tháng 12 dẫn dòng qua cống ngầm và lỗ xả tràn. 2.7. THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH DẪN DÒNG Đê quai thượng lưu lần 1 và lần 2 bố trí như nhau. + Tuyến đê quai: Chọn tuyến đê quai tại tuyến 3 cách trung tâm tuyến đập chính 580m. Tuyến đê quai này có nhiều ưu điểm như: Tuyến đê quai ngắn, phạm vi hố móng rộng rãi, tiện đường giao thông và đáy sông khá cao nên khối lượng đắp nhỏ. + Hình thức và thông số đê quai: Do bề dày lớp cuội sỏi lòng sông khá lớn nên ta chọn hình thức đê quai sân phủ đắp bằng đất đầm nén lấy tại bãi A2. - Cao trình đỉnh đê: Zđq1 = 45,5m - Chiều rộng đỉnh đê : b = 4m (kết hợp làm đường giao thông) - Chiềudài đê quai: Lđq = 105m - Hệ số mái thượng lưu, hạ lưu: m1 = 2,5 ; m2 = 2 - Sân phủ thượng lưu có độ dày thay đổi từ 2m xuống 1m. Chiều dài sân phủ lấy Ls = 40m. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 40 - Cách tuyến đê quai 150m về phía hạ lưu có đào hố tiêu nước. Hố đào hết tầng cuội sỏi, đáy hố rộng 10m , mái hố m = 2. + Tính toán thấm qua đê quai: 4m MNTL = 44.75 m1 H = 3,9m .5 =2 45.5 m 2= 2 Kđ = 3,2.10-6cm/s 40.85 Lss m 3 Cát sỏi Kn = 5.10-2 cm/s =2 2 1 3 L = 145m a0 L dq = 24.93m T = 10m 40m 5m Hình 2.6. Sơ đồ tính toán thấm qua đê quai thượng lưu lần 1 & 2 . Ta thấy Kn/Kđ = 6400 > 100 do đó coi như không thấm qua đê quai. Cắt 1m ngang tuyến đê quai để tính toán. Chia miền thấm thành 3 phần. Lưu lượng thấm qua từng phần là: q1 = K n ( H + T) − T 0, 44T + Ls + Lss + L dq .T (2.17) q2 = K n T 2 − a 02 2 ( L − Lss − m 2 H dq − 2 − m3a 0 ) (2.18) q3 = K n a0 m3 + 0,5 (2.19) Trong đó: Hđq - Chiều cao đê quai; Hđq = 45,5 - 40,85 = 4,65m Giải hệ phương trình (2.17); (2.18) và (2.19) với q không đổi ta được: Lss = 19,28m. Chọn Lss = 20m. Bề dày sân sau thay đồi từ 2,5m xuống 1m. q = 2,2.10-4 m3/sm. a0 = 1,1m. Tổng lưu lượng thấm qua đê quai thượng lưu là: Q = qLđq Q = 2,2.10-4 . 105 = 0,0231m3/s = 23,1 l/s. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 41 Ngành: C«ng tr×nh thuû Chiều cao dòng thấm đi ra mái hố tập trung nước là 1,1m từ đó bố trí chiều cao áp mái là 1,4m. 2.8. THIẾT KẾ NGĂN DÒNG 2.8.1. Chọn lưu lượng thiết kế và thời điềm ngăn dòng Theo bảng 4.7 của TCXDVN 285 - 2002 thì với công trình cấp III, tần suất lưu lượng để thiết kế công trình ngăn dòng là P = 10%. Mặt khác, theo phương án dẫn dòng đã chọn ta phải chặn dòng hai lần. Lần 1 vào đầu tháng 11 năm thi công thứ 2 và lần 2 vào đầu tháng 11 năm thi công thứ 3. Lỗ xả tràn được bịt vào cuối tháng 3 năm thi công thứ 3. Theo tài liệu thuỷ văn lưu lượng trung bình ngày ứng với tần suất P = 10% trong bảng 1.4 ta xác định được lưu lượng thiết kế chặn dòng như sau: 3 - Chặn dòng lần 1 và lần 2 : QTK CD = 1,32 m /s. - Bịt lỗ xả tràn 3 : QTK CD = 0,778 m /s. Thời điểm chặn dòng là: 1/11 năm thi công thứ 2. 2.8.2. Chọn vị trí và thiết kế cửa ngăn dòng Vị trí cửa ngăn dòng ta bố trí ở giữa lòng sông để dòng chảy xuôi thuận. Do không có yêu cầu của giao thông thủy ta chọn sơ bộ kích thước cửa ngăn dòng như sau: Mặt cắt ngang cửa ngăn dòng dạng hình thang. - Chiều rộng cửa ngăn dòng b = 5m. - Cao trình đáy cửa ngăn dòng: 40,85m. - Hệ số mái: m = 2. - Chiều dài cửa ngăn dòng : L = Lđq = 25m. - Độ nhám lòng dẫn: theo V.N Gôntrarốp; bảng 4-1a [3] với lòng dẫn là đất ta lấy n = 0,0225. - Độ dốc cửa ngăn dòng: i = 0. + Kiểm tra điều kiện xói lở: Ta tính toán cho trường hợp nguy hiểm nhất tại độ sâu hk. Theo các công thức (2.1) và (2.2) ta tính được: h k = 0,187m. Diện tích mặt cắt ướt: ωk = h k ( b + mh k ) = 0,187 ( 5 + 2 × 0,187 ) ≈ 1m 2 . Lưu tốc dòng chảy lớn nhất trong cửa ngăn dòng: Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Vmax = Trang 42 Ngành: C«ng tr×nh thuû Q 1,32 = = 1,32m / s ωk 1 Lưu tốc không xói của đất đắp tính theo công thức (2.11) với đất đắp đê quai là đất sét ta lấy K = 0,75. Khi đó ta tính được: V KX = 0,77m/s. Ta thấy Vmax > VKX cần gia cố cửa ngăn dòng bằng rọ đá. Sơ bộ đề xuất kích thước rọ đá là: 1,5m x 1m x 0,4m. 2.8.3. Tính toán thủy lực và thiết kế kè ngăn dòng Dòng chảy qua cửa ngăn dòng coi như chảy trong kênh hình thang. Vẽ đường mặt nước trong cửa ngăn dòng tương tự mục 2.6.1.1 ta tính được độ sâu trước cửa ngăn dòng là: h = 0,31m. (kết quả tính toán trong bảng 2.3). Tuyến kè ngăn dòng bố trí lùi về phía hạ lưu so với tuyến đê quai 3,5m để đảm bảo yêu cầu chống thấm cho đê quai. Kè ngăn dòng đắp bằng đá đổ, mặt cắt ngang dạng hình thang. Cao trình đỉnh kè tính như sau: Zkè = Zđáy cửa ngăn dòng + h + δ Trong đó: δ - Độ cao an toàn; Do kè ngăn dòng bằng đá đổ trong nước để đề phòng lún, hiện tượng xắp xếp lại của hòn đá và nước dâng trước khi ngăn dòng ta lấy δ = 1,2m. Zkè = 40,85 + 0,31 + 1,2 = 42,36m. Chọn Zkè = 42,40m. Chiều rộng đỉnh kè do yêu cầu thi công cơ giới nên ta chọn b = 5m. Hệ số mái kè ngăn dòng chọn m = 1,5. 2.8.4. Chọn phương pháp ngăn dòng tính toán kích thước vật liệu ngăn dòng Hiện nay có các phương pháp ngăn dòng như: Phương pháp lấp đứng, phương pháp lấp bằng và phương pháp lấp hỗn hợp, mỗi phương pháp đều có những ưu điểm nhất định. Tuy nhiên, với lưu lượng thiết kế ngăn dòng Q = 1,32m 3/s là nhỏ nên ta chọn phương pháp lấp đứng. Cách lấp tiến dần từ bờ trái cho đến khi chặn toàn bộ dòng chảy. (Do chiều rộng cửa ngăn dòng không lớn và tiện đường giao thông ở bờ trái để cung cấp vật liệu). Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 43 + Tính toán kích thước vật liệu ngăn dòng: Theo Izbas thì lưu tốc lớn nhất qua cửa ngăn dòng khi hai chân kè gặp nhau là: V= Q  z B.h  1 − ÷  h (2.20) Trong đó: B - Chiều rộng trung bình cửa ngăn dòng; ta lấy B = 5m h - Độ sâu thượng lưu; h = 0,31m. z - Chênh lệch mực nước thượng lưu và hạ lưu cửa ngăn dòng; z = h - hk = 0,31 - 0,187 = 0,123m. V= 1,32 = 1, 46m / s  0,123  5.0,31. 1 − 0,31 ÷   Do chọn mặt cắt kè ngăn dòng hình thang nên đường kính viên đá lớn nhất dùng để ngăn dòng là:   V D=  γ − γn  1, 2. 2g d γn  2  ÷ ÷ ÷ ÷ ÷  (2.21) Trong đó: γd - Dung trọng của đá; γd = 2,65T/m3 γn - Dung trọng của nước; γn = 1T/m3 2    ÷ 1, 46 ÷ = 0,046m D= 2,65 − 1 ÷   1, 2. 19,62 ÷ 1   Đường kính trên là đường kính của viên đá lớn dùng để chặn dòng, nó quá nhỏ nên kiến nghị dùng đá hộc để chặn dòng. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 44 Ngành: C«ng tr×nh thuû CHƯƠNG III: THIẾT KẾ THI CÔNG ĐẬP CHÍNH 3.1. TIÊU NƯỚC HỐ MÓNG 3.1.1. Mục đích Đập chính của công trình Hồ chứa nước Quảng Ninh 3 có phạm vi hố móng rất lớn, đáy chân khay chống thấm nằm ở sâu dưới mực nước thượng lưu. Mặt khác, nền đập có lớp cuội sỏi rất dày và có hệ số thấm lớn. Do đó trong quá trình thi công đập thì nước liên tục thấm vào hố móng, hoặc khi thi công trong mùa mưa thì lượng nước mưa tập trung vào hố móng cũng khá lớn. Để đảm bảo điều kiện thi công được bình thường thì cần phải liên tục bơm nước từ hố móng ra ngoài họăc có biện pháp tập trung nước ngoài phạm vi hố móng. 3.1.2. Nhiệm vụ Nhiệm vụ của thiết kế tiêu nước hố móng là: - Chọn phương pháp tiêu nước thích hợp với từng thời kỳ thi công. - Xác định lưu lượng, cột nước cần tiêu từ đó chọn các thiết bị tiêu nước. - Bố trí hệ thống tiêu nước và thiết bị thích hợp với từng thời kỳ thi công. 3.1.3. Đề xuất và chọn phương án tiêu nước hố móng 3.1.3.1. Các phương pháp tiêu nước hố móng Để tiêu nước hố móng thường dùng hai phương pháp cơ bản là: Tiêu nước trên mặt và hạ thấp mực nước ngầm. a) Phương pháp tiêu nước trên mặt: Phương pháp này thường được dùng trong các trường hợp sau: - Hố móng ở vào tầng hạt thô, hệ số thấm tương đối lớn. - Đáy hố móng ở trên tầng tương đối dày, hoặc không có tầng nước ngầm áp lực. - Tiêu nước trên mặt thích hợp với phương pháp đào móng từng lớp một. Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, dễ làm và rẻ tiền. Tuy nhiên, nó có hạn chế là diện tích bố trí lớn ảnh hưởng đến mặt bằng công trình nhất là các công Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 45 Ngành: C«ng tr×nh thuû trình có mặt bằng hẹp. Ngoài ra, tiêu nước trên mặt không thể hạ thấp mực nước ngầm quá sâu nên với những công trình có đáy sâu thì nước ngầm gây ảnh hưởng đến thi công. Nước thấm thoát ra trực tiếp trên mái hố móng dễ gây ra sạt lở. b) Phương pháp hạ mực nước ngầm: Phương pháp này thường được áp dụng trong các trường hợp sau: - Hố móng rộng ở vào tầng đất có hạt nhỏ, hệ số thấm nhỏ. - Đáy hố móng trên nên không thấm tương đối mỏng, dưới là tầng nước có áp lực. - Khi thi công, yêu cầu phải hạ thấp mực nước ngầm. Phương pháp này có nhiều ưu điểm như: Làm cho đất trong hố móng khô ráo, tạo điều kiện thuận lợi cho thi công. Do sự vận động của nước ngầm mà đất nền được cố kết và chặt thêm, giảm khối lượng đào móng do mái hố móng nhỏ. Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm lớn là thi công phức tạp, giá thành cao, yêu cầu thiết bị và nhân lực có kỹ thuật cao. 3.1.3.2. Phân tích chọn phương án tiêu nước hố móng Do diện tích hố móng đập đất là rất lớn và nền đập là tầng cát sỏi có hệ số thấm lớn nên giải pháp hạ mực nước ngầm là rất tốn kém và thi công giếng thu nước khó khăn. Mặt khác, trong khi thi công không yêu cầu phải hạ thấp mực nước ngầm đồng thời tuyến đê quai khá xa tuyến đập nên mặt bằng hố móng rộng rãi không hạn chế việc bố trí các thiết bị thoát nước. Từ các phân tích trên ta chọn phương án tiêu nước trên mặt để thuận lợi cho thi công và giảm chi phí cho công trình. 3.1.4. Xác định lượng nước cần tiêu 3.1.4.1. Thời kỳ đầu Đây là thời kỳ sau khi đã ngăn dòng và trước khi đào móng. Sau khi ngăn dòng thì hố móng chứa đầy nước, mực nước ngang với mực nước sông bên ngoài. Việc tháo lượng nước đọng này đi là giai đoạn đầu tiên của công tác tiêu nước hố móng. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 46 Ngành: C«ng tr×nh thuû Trong thời kỳ này thì có các loại nước đọng ban đầu trong hố móng và nước bổ sung vào hố móng trong quá trìng bơm nước đọng. Nước bổ sung vào hố móng gồm có nước thấm qua đê quai, đáy và mái hố móng và nước mưa. Lưu lượng nước cần tiêu trong thời kỳ đầu là: Q1 = Qđ + Qt + Qm (3.1) Trong đó: Qđ - Lưu lượng tiêu nước đọng; (m3/h) Qđ = W T (3.2) W - Thể tích nước đọng trong hố móng, (m3). Tra từ quan hệ Z ~ V (do đáy sông có độ dốc lớn) với mực nước sông ở sau cửa ngăn dòng là Z = 40,85 + 0,187 = 41,037m ta được W = 85000m 3.( Độ sâu sau cửa ngăn dòng ta lấy bằng độ sâu phân giới của dòng chảy trong cửa ngăn dòng tính toán trong bảng 2.3) T - Thời gian hút cạn hố móng, (h). Dự kiến tiêu nước đọng trong 4 ngày. Qt - Lưu lượng thấm vào hố móng ta lấy bằng 1 ÷ 2 lần lưu lượng tiêu nước đọng [1]. Địa chất lòng sông có hệ số thấm khá lớn, tuy nhiên tuyến đê quai xa tuyến đập nên lượng nước đọng lớn, do đó ta lấy Qt = Qđ Qm - Lưu lượng nước tiêu ra khỏi hố móng do mưa. Do thời kỳ này là mùa khô nên lượng mưa không đáng kể nên bỏ qua Qm. Vậy, lưu lương cần tiêu là: Q1 = 2Qđ = Q1 = 2W T (3.3) 2 × 85000 = 1770,8m3 / h 4 × 24 3.1.4.2. Thời kỳ đào móng Sơ đồ tính toán: Qm Qd Qt Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 47 Hình 3.1. Lượng nước cần tiêu trong thời kỳ đào móng. Trong thời kỳ đào móng thì trong hố móng có các loại nước sau: nước mưa, nước thấm, nước thoát ra từ trong khối đất đã đào. Lưu lượng tiêu nước trong thời kỳ này là: Q2 = Qm + Qt + Qđ (3.4) Trong đó: Q2 - Lưu lượng cần tiêu trong thời kỳ đào móng, (m3/h) Qm - Lưu lượng nước mưa cần tiêu trong phạm vi hố móng, (m3/h) Qt - Tổng lưu lượng thấm vào hố móng, (m3/h) Qđ - Lưu lượng nước róc ra từ khối đất đã đào, (m3/h) a) Lưu lượng nước mưa cần tiêu: Do thời kỳ đào móng là mùa khô nên ta bỏ qua lượng nước mưa trong hố móng. b) Tổng lưu lượng thấm vào hố móng: Qt = Qt1 + Qt2 + Qt3 (3.5) Trong đó: Qt1 - Lưu lượng thấm qua đê quai thượng lưu; Qua tính toán thấm qua đê quai thượng lưu trong mục 2.7 thì: Qt1 = 23,1 l/s = 83,16m3/h. Qt3 - Lưu lượng thấm từ đáy hố móng; Qt2 - Lưu lượng thấm từ mái chân khay; Lượng nước thấm này do nước ngầm chứa trong tầng cuội sỏi lòng sông gây ra. Tính toán lượng nước thấm này như sau: Sơ đồ tính toán: (Coi mực nước ngầm ngang mặt đất tự nhiên của lòng sông): T = 10m 3m m= -2 K = 5.10 cm /s 3m 2 m= a0 R 2 a0 20m R Hình 3.2. Sơ đồ tính toán thấm từ mái chân khay. Lưu lượng thấm từ mái chân khay tính theo công thức: Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 48 Qt 2 = K (T 2 ) − a 02 .L ( R − 10 − ma 0 ) Q t 2 = 2LK a0 0,5 + m (3.6) (3.7) Trong đó: K - Hệ số thấm của tầng cuội sỏi, K = 5.10-2 cm/s = 5.10-4m/s. R - Bán kính hút nước, (m). Do tầng cuội sỏi có hệ số thấm lớn nên trị số này rất lớn. Mặt khác thì phần nước ngầm trong tầng cuội sỏi lòng sông một phần thấm vào hố móng chân khay, một phần thấm vào hố tập trung nước sau đê quai TL. Khoảng cách từ tâm hố móng chân khay đến tâm hố tập trung nước là 450m. Vậy chọn R = 200m. m - Hệ số mái chân khay, m = 2. L - Chiều dài hố móng chân khay, L = 180m. Giải hệ phương trình (3.6) và (3.7) ta được: - Lưu lượng thấm qua mái chân khay là: Qt2 = 0,0475m3/s = 171m3/h. - Độ cao hút nước a0 = 0,67m. Bố trí bảo vệ hố móng chân khay cao 1,34m. Ở đây ta bỏ qua lưu lượng thấm từ đáy hố móng do đáy chân khay là đá. c) Lượng nước róc ra từ khối đất đã đào: Theo [1] thì lưu lượng nước róc ra từ khối đất đã đào trong thời kỳ đào móng tính theo công thức: Qd = V.a.m 720n (3.8) Trong đó: V - Thể tích khối đất đào dưới mực nước ngầm; coi mực nước ngầm nằm ngang đáy sông thì: W = 59427,7m3 a - Hệ số róc nước. Với đất đào gồm có cát sỏi ở chân khay và cát pha sét trên mặt thì ta lấy a = 0,2. n - Thời gian đào móng. Dự tính đào móng trong 1,5 tháng. m - Hệ số bất thường. Lấy m = 1,30 Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Qđ= Trang 49 Ngành: C«ng tr×nh thuû 59427,7 × 0, 2 × 1,3 = 14,3m3/h 720 × 1,5 Vậy lưu lượng cần tiêu trong thời kỳ đào móng là: - Tiêu nước tại hố tập trung nước sau đê quai: Q = 83,16m3/h - Tiêu nước tại hố móng chân khay: Q = 14,3 + 171 = 185,3m3/h 3.1.4.3. Thời kỳ thi công đập chính Sơ đồ tính toán: Qm Q tc Qt Hiình 3.3. Lượng nước cần tiêu trong thời kỳ thi công đập. Trong thời kỳ này lượng nước cần tiêu bao gồm: nước mưa, nước thấm, và nước thi công. Do đó lưu lượng cần tiêu là: Q3 = Qm + Qt + Qtc (3.9) Do phần chân khay và chân đập thi công trong mùa khô nên lượng nước mưa là không đáng kể Qm = 0. Mặt khác, với công trình là đập đất thì trong quá trình thi công yêu cầu dùng nước là không lớn có thể bỏ qua Q tc = 0. Vậy, lượng nước cần tiêu trong thời kỳ này chủ yếu là nước thấm. Như đã tính toán thấm qua đê quai ở trên ta có: Q3 = Qt = 83,16m3/h 3.1.5. Lựa chọn thiết bị và bố trí hệ thống tiêu nước 3.1.5.1. Bố trí và thiết kế hệ thống tiêu nước a) Bố trí hệ thống tiêu nước: Khi bố trí hệ thống tiêu nước mặt thì cần lưu ý phạm vi bố trí của các thiết bị ít ảnh hưởng đến mặt bằng thi công. Khi bố trí hệ thống tiêu nước mặt thì việc lắp đặt và tháo dỡ các thiết bị rất dễ dàng và nhanh chóng. Vì vậy mà hệ thống tiêu nước mặt thường bố trí không cố định và thay đổi theo từng thời kỳ thi công công trình. + Bố trí tiêu nước trong thời kỳ đầu: Thời kỳ này chủ yếu là tiêu nước đọng do đó ta bố trí các máy bơm ở đê quai thượng lưu. Sau khi, bơm cạn hở đáy sông thì Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 50 Ngành: C«ng tr×nh thuû đào hố tập trung nước ở hạ lưu đê quai thượng lưu sau đó sẽ bố trí máy bơm tại hố để tiêu nước để tiêu nước thấm. + Bố trí tiêu nước trong thời kỳ đào móng: Trong thời kỳ này chủ yếu là tiêu nước thấm và nước róc ra từ khối đất. Lượng nước thấm được tiêu từ hố tập trung nước sau đê quai thượng lưu. Để tiêu nước róc ra từ khối đất đào và nước thấm vào hố móng chân khay thì ta bố trí hệ thống mương chạy dọc theo biên của đáy chân khay. Dọc theo các mương có bố trí các giếng tập trung nước bằng ống buy bê tông lắp ghép để tránh đất đá lấp vào các giếng này. Bố trí 2 giếng tập trung nước và mỗi giếng 1 máy bơm để tiêu nước. 1 3 2 Hình 3.4. Bố trí tiêu nước hố móng chân khay. 1. Giếng tâp trung nước. 2. Mương dẫn nước. 3. Phạm vi thi công. + Bố trí tiêu nước trong thời kỳ xây dựng công trình: Trong thời gian đầu mùa khô năm thi công thứ 2, thi công xử lý nền và đắp chân khay thì chỉ cần tiêu nước thấm vào hố tập trung nước sau đê quai. Sau khi đã đắp đập lên mặt đất tự nhiên thì không dùng hệ thống thoát nước này nữa. Khi đắp đập trong mùa mưa, lượng nước cần tiêu chủ yêu là do nước mưa nên ta sẽ dùng hệ thống mương rãnh ở các cơ trên sườn dốc và cơ đập để tập trung và đẫn nước ra ngoài. Trong mùa khô thì nước thấm được tập trung tại hố sau đê quai và dùng máy bơm bơm nước về thượng lưu. Trong đầu mùa khô năm thi công thứ 3 lại bố trí máy bơm để tiêu nước tại hố tập trung nước sau đê quai. b) Thiết kế hệ thống tiêu nước: gồm có hố tập trung nước thấm sau đê quai, hệ thống mương dọc biên hố móng chân khay và các giếng tập trung nước lắp ghép bằng ống buy bê tông cốt thép. + Hố tập trung nước thấm sau đê quai: (xem bản vẽ số 1) Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 51 Ngành: C«ng tr×nh thuû + Mương dẫn nước: Các mương này có mái một bên là mái hố móng chân khay lát bằng các tấm bê tông đã đục lỗ thoát nước Φ20 một bên là tường bê tông ngăn ngăn nước M150 cao 1,2m. Tầng lọc cấu tạo từ trên xuống dưới gồm có: lớp trên cùng là cát lọc dày 20cm, tiếp đến là lớp dăm sỏi lọc dày 30cm dưới cùng là đá hộc xếp. Các cấu tạo chi tiết xem bản vẽ số 3 + Giếng tập trung nước: Cấu tạo của giếng tập trung nước gồm có các ống buy đúc săn bằng BTCT lắp ghép đặt trên các hố tập trung nước hình trụ có đường kính D = 75cm sâu 1,2m kể từ đáy mương. Ống buy làm bằng BTCT M200 đường kính trong 75cm dày 0,8cm, mỗi đoạn dài 1m. Cấu tạo ống buy như hình 3.5 MÆT C¾T I-I ii L = 1000 ii MÆT C¾T II-II CHI TIÕT A I I Hình 3.5. Cấu tạo một đoạn ống buy. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 52 Ngành: C«ng tr×nh thuû 3.1.5.2. Lựa chọn thiết bị tiêu nước Căn cứ vào lưu lượng cần tháo và cột nước bơm, tra theo Catalog của Công ty chế tạo bơm Hải Dương ta chọn loại máy bơm có ký hiệu: HL 270-12 là máy bơm kiểu bơm ly tâm và hỗn lưu một cấp trục ngang do Công ty chế tạo bơm Hải Dương sản xuất có các thông số kỹ thuật như sau: Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 52 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY BƠM Ký hiệu HL 270-12 Bảng 3.1 Q H [Hck] n Nđc Dh Dx 3 (m /h) (m) (m) (v/ph) (KW) (mm) (mm) 190 300 15 - 8,5 4,3 - 6 1450 15 200 150 KẾ HOẠCH SỬ DỤNG MÁY BƠM Qtiêu Thời kỳ Số máy bơm 3 Bảng 3.2 Dự trữ (m /h) Thời kỳ đầu Thời kỳ đào móng 1770,8 83,16 185,3 Thời kỳ thi công công trình 83,16 6 máy HL 270-12 1 máy HL 270-12 2 máy HL 270-12 1 máy HL 270-12 Tổng số máy 1 máy HL 700-7 7 máy HL 270-12 1 máy HL 270-12 4 máy HL 270-12 1 máy HL 270-12 2 máy HL 270-12 3.2. THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG ĐÀO MÓNG 3.2.1. Xác định phạm vi đào móng 3.2.3.1. Đặc điểm kết cấu công trình thuỷ công + Hình thức và kết cấu đập chính: Đập chính là đập đất gồm nhiều khối đắp với nhau. Hình thức chống thấm là tường tâm chân khay và khoan phụt tạo màng chống thấm. Bảo vệ mái thượng lưu bằng tấm BTCT và đá lát chít mạch, mái hạ lưu trồng cỏ và bố trí rãnh tiêu nước. + Các thông số thiết kế của đập chính: - Cao trình đỉnh đập : ∇ đđ = 64,5 m. - Cao trình đỉnh tường chắn sóng : ∇ CS = 65,3 m. - Chiều dài đập : L = 244 m. - Chiều cao đập lớn nhất : Hmax = 31,5 m. - Chiều rộng đỉnh đập : b = 6 m. - Hệ số mái thượng lưu : mTL1 = 3,25 ; mTL2 = 3,75 - Hệ số mái hạ lưu : mHL1 = 2,50 ; mHL2 = 3,0 ; mHL3 = 3,5 Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 53 Ngành: C«ng tr×nh thuû - Cao trình các cơ thượng và hạ lưu : +54,50 m và +44,50 m. - Chiều rộng cơ : 3,50 m. - Cao trình đống đá tiêu nước : +38,50 m. - Chiều rộng đỉnh đống đá tiêu nước : 3,00 m. 3.2.3.2. Phạm vi mở móng Dựa vào bình đồ địa hình của tuyến đập, vị trí tim tuyến đập và các thông số thiết kế của đập chính ta xác định được giao tuyến của đập với mặt địa hình. Mặt khác, để đảm bảo cho công tác thi công được thuận lợi (tiêu nước, bố trí thiết bị, đi lại …) thì kích thước hố móng phải được mở rộng thêm độ lưu không về hai bên. Khi đó bể rộng cần mở móng là: B = b + 2c (3.10) Trong đó: B - Chiều rộng đáy hố móng. b - Chiều rộng đáy công trình. Khi chiều sâu hố móng nhỏ thì có thể lấy là chiều rộng giao tuyến của đập và mặt địa hình. c - Độ lưu không hai bên hố móng. Chọn c = 3m. Do mặt địa hình không bằng phẳng nên chiều rộng đáy công trình thay đổi theo từng mặt cắt dẫn đến chiều rộng hố móng cũng thay đổi theo từng mặt cắt. Từ giao tuyến của đập và mặt địa hình ta xác định được giao tuyến của hố móng với mặt địa hình. 3.2.2. Tính toán khối lượng đào móng Theo tài liệu địa chất và thiết kế ta bóc bỏ lớp đất 1a ở lòng sông và lớp 2 ở hai bên vai đập. Chiều dày bóc bỏ trung bình là 0,5m. Khi đào chân khay đập thì sẽ đào lớp 1 xuống tới lớp đá 3a. Ngoài ra còn phải bỏ phần phong hoá của lớp 3a và đào móng của tường bê tông để gắn thép neo. 3.2.2.1. Khối lượng đất bóc bỏ ở mặt nền Lớp đất mặt nền bóc bỏ là lớp 1a và lớp 2, bề dày bóc bỏ trung bình 0,5m. Hệ số mái khi đào chọn m = 1. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 54 Ngành: C«ng tr×nh thuû Chia hố móng dọc tim đập bằng các mặt cắt ngang cách nhau L(m). Vẽ các mặt cắt ngang này với bề rộng và mái hố móng ở trên. Đo diện tích đất cần bóc bỏ của từng mặt cắt. Khối lượng đất cần bóc bỏ giữa hai mặt cắt kề nhau là: Vi = Fi + Fi +1 .Li 2 (3.11) Trong đó: Fi - Diện tích đất bóc bỏ ở mặt cắt thứ i, (m2) Fi+1 - Diện tích đất bóc bỏ ở mặt cắt thứ i+1, (m2) Li - Khoảng cách giữa hai mặt cắt thứ i và i+1, (m) Khối lượng toàn bộ của đất mặt nền cần bóc bỏ là: Vn = ∑ Vi Do khối lượng tính toán lớn nên ở những nơi địa hình ít thay đổi (thềm sông) thì ta chia mặt cắt thưa hơn ở những nơi địa hình thay đổi nhiều (hai vai đập). Kết quả tính toán trong bảng 3.3. KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẤT MẶT NỀN STT Mặt cắt Bảng 3.3 Ftb Khoảng cách Khối lượng (m2) (m) (m3) 1 Từ bờ phải đến cọc Đ1T 50.725 12.9 654.4 2 Từ cọc Đ1T đến cọc Đ2T 71.605 8.0 572.8 3 Từ cọc Đ2T đến cọc Đ2AT 81.045 14.5 1175.2 88.575 17.5 1550.1 4 Từ cọc Đ2AT đến cọc Đ4AT 5 Từ cọc Đ4AT đến cọc Đ5T 97.400 12.2 1188.3 6 Từ cọc Đ5T đến cọc Đ5AT 97.725 17.3 1690.6 7 Từ cọc Đ5AT đến cọc Đ6T 95.280 5.0 476.4 8 Từ cọc Đ6T đến cọc Đ6AT 93.340 19.0 1773.5 91.195 37.0 3374.2 9 Từ cọc Đ6AT đến cọc Đ7BT 10 Từ cọc Đ7BT đến cọc Đ8T 90.140 2.0 180.3 11 Từ cọc Đ8T đến cọc Đ9T 89.125 27.0 2406.4 Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 55 Ngành: C«ng tr×nh thuû 12 Từ cọc Đ9T đến cọc Đ10T 88.185 1.5 132.3 13 Từ cọc Đ10T đến cọc Đ13T 89.050 30.5 2716.0 14 Từ cọc Đ13T đến cọc Đ14T 87.680 11.0 964.5 15 Từ cọc Đ14T đến cọc Đ14AT 79.660 6.2 493.9 16 Từ cọc Đ14AT đến cọc Đ15T 72.545 11.8 856.0 17 Từ cọc Đ15T đến cọc Đ15AT 61.860 8.5 525.8 18 Từ cọc Đ15AT đến cọc Đ16T 45.090 16.8 757.5 19 Từ cọc Đ16T đến đầu bờ trái đập 18.795 36.2 680.4 Tổng 22168.5 Cọc Đ2AT nằm ở bên trái và cách cọc Đ2T 14,5m. Cọc Đ14AT nằm ở bên trái và cách cọc Đ14T 6,2m. 3.2.2.2. Khối lượng đất đào chân khay Đất đào chân khay là lớp 1, đây là tầng cuội sỏi lòng sông có độ dày từ 1,5m đến 10,5m. Nguyên lý tính toán tương tự như bóc lớp đất mặt nền. Hố móng chân khay có mái m = 2 có một cơ tại cao trình +33,5m chiều rộng cơ 3,0m. Kết quả tính toán trong bảng 3.4 KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẤT CHÂN KHAY STT Mặt cắt Ftb (m2) Bảng 3.4 Khoảng cách (m) Khối lượng (m3) 1 Từ cọc Đ2AT đến cọc Đ4AT 105.95 17.5 1854.1 2 Từ cọc Đ4AT đến cọc Đ5T 42.29 12.2 515.9 3 Từ cọc Đ5T đến cọc Đ5AT 125.73 17.3 2175.0 Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 56 Ngành: C«ng tr×nh thuû 4 Từ cọc Đ5AT đến cọc Đ6T 234.34 5.0 1171.7 5 Từ cọc Đ6T đến cọc Đ6AT 318.78 19.0 6056.8 6 Từ cọc Đ6AT đến cọc Đ7BT 374.70 37.0 13863.7 7 Từ cọc Đ7BT đến cọc Đ8T 412.96 2.0 825.9 8 Từ cọc Đ8T đến cọc Đ9T 377.96 27.0 10204.9 9 Từ cọc Đ9T đến cọc Đ10T 329.57 1.5 494.3 10 Từ cọc Đ10T đến cọc Đ13T 222.21 30.5 6777.3 43939.7 Tổng 3.2.2.3. Khối lượng đào đá chân khay a) Khối lượng đào lớp phong hoá: Chiều dày đá phong hoá của lớp 3a bóc bỏ trung bình là 1m. Diện tích mặt cắt ngang cần bóc bỏ như hình 3.6 Chiều dài bóc bỏ là 180m. 1: 1 1 1: 1m 16,20m 14,20m Hình 3.6. Phần đào đá phong hoá dọc chân khay Khối lượng đào đá phong hoá chân khay là: 1 Vph = × 1× ( 14, 2 + 16, 2 ) × 180 = 2736m3 2 b) Khối lượng đào móng tường bê tông gắn thép neo: Diện tích mặt cắt ngang cần bóc bỏ như hình 3.7 Chiều dài bóc bỏ là 180m. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 57 Ngành: C«ng tr×nh thuû 0,4m 1,9m 1,5m Hình 3.7. Đào đá móng tường chống thấm Khối lượng đá đào móng tường là: Vt = 1 × 0, 4 × ( 1,5 + 1,9 ) × 180 = 122, 4 m3 2 3.2.2.4. Phương pháp thi công đào đá chân khay Để đào lớp đá chân khay dùng phương pháp nổ mìn lỗ nông. Do khối lượng đào đá nhỏ nên trong đồ án này không tính toán nổ mìn. 3.2.3. Phân đợt đào móng Do điều kiện địa chất nên khi đào móng đập phải đào qua nhiều lớp đất khác nhau. Từ tài liệu địa chất của tuyến đập tra [9] trang 11 ta được: Lớp đất bóc bỏ mặt nền thuộc lớp 1a và lớp 2 là đất cấp II. Đất đào chân khay thuộc lớp 1 lầ đất cấp IV. Lớp 3a là đá cấp IV. Thời gian đào móng là 1,5 tháng đầu năm thi công thứ 2. Đầu năm thi công thứ 3 ta chỉ nạo vét lớp bùn sau khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. Từ sự bố trí như trên ta phân đợt đào móng như sau: + Đợt 1: Đào bỏ toàn bộ lớp đất cấp II ở mặt nền. Khối lượng đào là: V 1 = 22168,5m3. Thời gian đào là: 7 ngày. + Đợt 2: Đào đất cấp IV ở chân khay đập. Khối lượng đào là: V 2 = 43939,7m3. Thời gian đào là: 25 ngày. + Đợt 3: Đào đá chân khay sau khi đã nổ mìn. Khối lượng đào là: V 3 = 2858,4m3. Thời gian đào là: 4 ngày. Trong mùa khô một tháng thi công 24 ngày. 3.2.4. Đề xuất và chọn phương án đào móng Khoảng cách vận chuyển xa nhất L = 500m. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 58 Ngành: C«ng tr×nh thuû 3.2.4.1. Phương án 1 Máy đào gầu sấp + ô tô + máy ủi. 3.2.4.2. Phương án 2 Máy đào gầu ngửa + ô tô + máy ủi. 3.2.4.3. Chọn phương án Máy đào gầu ngửa thích hợp với những khối đào cao hơn mặt bằng mấy đứng, trong khi đó chiều sâu đào móng là không lớn và có diện tích rộng. Tính linh hoạt của máy đào gầu ngửa không cao, khi cần tạo mái taluy hố móng thì năng suất của máy đào gầu sấp cao hơn. Mặc dù trong những công việc đào đá sau nổ mìn hoặc đào đất có đọ cứng cao thì năng suất của máy đào gầu ngửa cao hơn máy đào gầu sấp nhưng trong việc thi công đập đất yêu cầu tính đa năng của các máy cao hơn và để kết hợp sử dụng máy móc khi đắp đập thì ta chọn phương án 1. 3.2.5. Tính toán xe máy cho phương án chọn 3.2.5.1. Xác định cường độ đào móng Cường độ đào móng tính theo công thức: Qdm = V n.t (3.12) Trong đó: Qdm - Cường độ đào móng, (m3/ca) n - Thời gian thi công, (ngày) t - Số ca thi công trong ngày, chọn t = 2 ca a) Cường độ đào móng đợt 1: Tính theo công thức (3.10) thì cường độ đào móng đợt 1 là: Qdm1 = 22168,5 = 1583, 46 m3/ca 7×2 b) Cường độ đào móng đợt 2: Qdm2 = 43939,7 = 878,794 m3/ca 25 × 2 c) Cường độ đào móng đợt 3: Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Qdm3 = Trang 59 Ngành: C«ng tr×nh thuû 2858, 4 = 357,3 m3/ca 4× 2 3.2.5.2. Chọn chủng loại xe máy a) Chọn máy đào: Theo phương án đào móng đã chọn thì ta dùng máy đào gầu sấp. Dựa vào [9] và [10] ta chọn máy đào gầu sấp của hãng KOMATSU ký hiệu PC300LC-6 có các thông số sau: - Kiểu di chuyển: Bánh xích - Dung tích gầu: 1,32 m3 - Cao: 10935 mm - Dài : 3255 mm - Rộng: 3290 mm - Khoảng cách tâm hai dải xích: 2590 mm - Chiều dài tay gầu: 3185mm - Chiều dài cần: 6470 mm - Trọng lượng hoạt động: 31900 kg - Tốc độ quay toa: 10 v/ph - Tốc độ di chuyển lớn nhất: + Cao : 5,5 Km/h + Trung bình: 4,5Km/h + Thấp: 3,2Km/h b) Chọn ô tô: Với máy đào đã chọn như trên dựa vào [9] và tra [11] ta chọn ô tô do hãng HUYNDAI sản xuất có ký hiệu HD 1050DM có các thông số kỹ thuật sau: - Sức trở lớn nhất: 10,665 tấn. - Trọng lượng xe: 10,355 tấn. - Dài : 7395 mm. - Rộng : 2480mm. - Cao: 2965 m. - Vận tốc di chuyển tối đa: 89 Km/h. - Kích thước thùng xe: + Dài: 4900 mm. + Rộng : 2200 mm. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 60 Ngành: C«ng tr×nh thuû + Cao : 650 mm. c) Chọn máy ủi: Dựa vào [9] và [10] ta chọn máy ủi của hãng CATERPILLAR ký hiệu D5M LGP có các thông số sau: - Công suất bánh đà: 82 KW (110CV) - Cơ cấu di chuyển: Bánh xích. - Trọng lượng hoạt động: 13175 kg - Chiều cao tới đỉnh cabin: 3,05 m - Chiều rộng : 2,76 m - Chiều dài có lưỡi: 4,90 m - Chiều rộng lưỡi: 3,36 m 3.2.5.3. Tính toán số lượng xe máy a) Tính toán máy đào: + Đào móng đợt 1: Tra [9] trang 45 mã hiệu AB.2543 ta được định mức của máy đào ≤ 1,6 m3 cho 100m3 đất cấp II là: 0,193 ca. Năng suất của máy đào là: Nd = 100 = 518,13 m3/ca 0,193 Số lượng máy đào đợt 1 là: n d1 = Q Nd (3.13) Trong đó: Q - Cường độ đào móng, (m3/ca) N1 = 1583, 46 = 3,05 máy. Chọn 3 máy làm việc và 1 máy dự trữ. 518,13 + Đào móng đợt 2: Tra [9] trang 44 mã hiệu AB.2533 ta được định mức của máy đào ≤ 1,6 m3 cho 100m3 đất cấp IV là: 0,349 ca. Năng suất của máy đào là: Nd = 100 = 286,52 m3/ca 0,349 Số lượng máy đào đợt 2 tính theo công thức (3.13) là: Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi n d2 = Trang 61 Ngành: C«ng tr×nh thuû 878,794 = 3,07 máy . Chọn 3 máy làm việc và 1 máy dự trữ. 286,52 + Đào móng đợt 3: Tra [9] trang 73 mã hiệu AB.5213 ta được định mức của máy đào ≤ 1,6 m3 cho 100m3 đá nguyên khai là: 0,41 ca. Năng suất của máy đào là: Nd = 100 = 243,9 m3/ca 0, 41 Số lượng máy đào đợt 3 tính theo công thức (3.13) là: n d3 = 375,3 = 1,54 máy. Chọn 2 máy làm việc và 1 máy dự trữ. 243,9 b) Tính toán ô tô: + Đào móng đợt 1: Tra [9] trang 59 mã hiệu AB.4123 ta được định mức của ô tô 10 tấn cho 100m3 đất cấp II, cự ly vận chuyển ≤ 500m là: 0,605 ca. Năng suất của ô tô là: No = 100 = 165, 29 m3/ca 0,605 Số ô tô cần cho đào móng đợt 1 là: (bố trí máy đào và ô tô làm việc 1 ngày 2 ca) no = n d .N d N o .K T (3.14) Trong đó: no - Tống số ô tô cần dùng kể cả ô tô dự trữ. n d - Số máy đào làm việc. N o - Năng suất ô tô, (m3/ca) N d - Năng suất máy đào, (m3/ca) KT - Hệ số đảm bảo kỹ thuật của trạm sửa chữa ô tô. Chọn KT = 0,7. no1 = 3 × 518,13 = 13, 43 ô tô. Chọn no1 = 14 ô tô 165, 29 × 0,7 Trong đó 12 ô tô làm việc và 2 ô tô dự trữ. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 62 Ngành: C«ng tr×nh thuû + Đào móng đợt 2: Tra [9] trang 59 mã hiệu AB.4123 ta được định mức của ô tô 10 tấn cho 100m3 đất cấp IV, cự ly vận chuyển ≤ 500m là: 0,72 ca. Năng suất của ô tô là: No = 100 = 138,889 m3/ca 0,72 Số ô tô cần cho đào móng đợt 2 tính theo công thức (3.14) là: no2 = 3 × 286,52 = 8,84 ô tô. Chọn no1 = 10 ô tô 138,889 × 0,7 Trong đó 9 ô tô làm việc và 1 ô tô dự trữ. + Đào móng đợt 3: Tra [9] trang 74 mã hiệu AB.5323 ta được định mức của ô tô 10 tấn cho 100m3 đá đào, cự ly vận chuyển ≤ 500m là: 1,080ca. Năng suất của ô tô là: No = 100 = 92,593 m3/ca 1,080 Số ô tô cần cho đào móng đợt 3 tính theo công thức (3.14) là: no3 = 2 × 243,9 = 7,53 ô tô. Chọn no3 = 8 ô tô 92,593 × 0,7 Trong đó 6 ô tô làm việc và 2 ô tô dự trữ. c) Tính toán máy ủi: Dựa vào [9] và cường độ đào móng ta chỉ cần dùng 1 máy ủi để thu gom đất khi đào móng. 3.2.5.4. Kiểm tra sự phối hợp của xe máy a) Điều kiện 1: Để đảm bảo máy đào máy đào hoạt động với năng suất tối đa thì phải thoả mãn điều kiện sau: n o .N o ≥ N d (3.15) Trong đó: no - Số ô tô phối hợp với 1 máy đào. No - Năng suất của ô tô, (m3/ca) N d - Năng suất của máy đào, (m3/ca) Theo điều kiện trên thì ta có: - Đào móng đợt 1: 4 × 165, 29 = 616,16m3 / ca > 518,13m 3 / ca Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 63 - Đào móng đợt 2: 3 × 138,889 = 416,667m3 / ca > 286,52m 3 / ca - Đào móng đợt 3: 3 × 92,593 = 277,779m3 / ca > 243,9m 3 / ca Thoả mãn điều kiện (3.15). b) Điều kiện 2: Số gầu xúc đầy 1 ô tô hợp lý và cho năng suất cao là m = 4 ÷ 7 gầu. Theo [1] trang 174 thì số gầu xúc đầy 1 ô tô tính theo công thức: m= Q =4÷7 qγ k K H K 'P (3.16) Trong đó: Q - Tải trọng chở của ô tô, chọn Q = 10 T. q - Dung tích gầu của máy đào, q = 1,32 m3. γk - Khối lượng riêng của đất, (T/m3) KH - Hệ số đầy gầu. K 'P = 1 với KP là hệ số tơi xốp của đất. Tra theo bảng 6.7 trang 119 [1] KP Theo điều kiện trên thì các đợt đào móng như sau: - Đào móng đợt 1: Theo tài liệu địa chất thì lớp 1a và lớp 2 có: γ k = 1,87T/m3 ; lấy KH = 0,95 ; KP = 1,2 . Theo công thức (3.16) thì: 10 m = 1,32 × 1,87 × 0,95 × 1 1, 2 = 5,12 . Chọn m = 5 - Đào móng đợt 2: Theo tài liệu địa chất thì lớp 1: γ k = 2,5T/m3 (lấy trung bình) ; chọn KH = 0,9 ; KP = 1,4 . Theo công thức (3.14) thì: 10 m= 1 1,32 × 2,5 × 0,9 × 1, 4 = 4,71 . Chọn m = 5 Kiểm tra lại tải trọng của ô tô: Q= 5 × 0,9 × 2,5 × 1,32 = 10,61 tấn < Qmax = 10,665 tấn. 1, 4 - Đào móng đợt 3: Theo tài liệu địa chất thì lớp 3a: γ k = 2,65T/m3 ; lấy KH = 0,85 ; KP = 1,4 . Theo công thức (3.14) thì: Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 64 10 m = 1,32 × 2,65 × 0,85 × 1 1, 4 Ngành: C«ng tr×nh thuû = 4,71 . Chọn m = 5 Kiểm tra lại tải trọng của ô tô: Q= 5 × 0,85 × 2,65 × 1,32 = 10,62 tấn < Qmax = 10,665 tấn. 1, 4 Thoả mãn điều kiện (3.16). Vậy, số xe máy chọn như trên là hợp lý. TỔNG HỢP XE MÁY CỦA CÁC GIAI ĐOẠN ĐÀO MÓNG Bảng 3.5 Đợt Cường độ Số ngày Cự ly 1 1583,46 7 ≤ 500 2 878,794 25 ≤ 500 3 1 9 1 1 0 3 357,3 4 ≤ 500 2 1 6 2 1 0 (m) Số máy đào Làm Dự việc trữ 3 1 Số ô tô Làm Dự việc trữ 12 2 Số máy ủi Làm Dự việc trữ 1 0 3.3. THIÊT KẾ TỔ CHỨC ĐẮP ĐẬP 3.3.1. Phân đợt đắp đập Do khối lượng công trình rất lớn nên không thể thi công liền khối mà phải phân thành các phần có khối lượng nhỏ hơn để đảm bảo khả năng thi công. Qua phân tích tài liệu và dựa vào các cao trình khống chế đã xác định trong dẫn dòng thi công ta phân thành 4 đợt đắp đập như sau: + Đắp đập đợt 1: (Từ giữa tháng 12 đến hết tháng 3 năm thi công thứ 2) Đắp phần chân khay đập đến mặt đất tự nhiên, đắp đập bờ trái lên cao trình +44,00m. Phần đập bờ trái lấn ra 143m, hệ số mái m = 2. + Đắp đập đợt 2: (Từ đầu tháng 4 đến hết tháng 10 năm thi công thứ 2) Tiếp tục đắp đập bờ trái lên tới cao trình thiết kế là +64,5m. Hệ số mái đầu đập là m = 2 có để các cơ tại cao trình +44,00m và +54,00m, chiều rộng cơ là 3,00m. + Đắp đập đợt 3: (Từ đầu tháng 11 đến hết tháng 12 năm thi công thứ 3) Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 65 Ngành: C«ng tr×nh thuû Đắp đập bờ phải đập theo mặt cắt kinh tế. Phần chân đập đắp đến cao trình +44,50m cao trình đỉnh đê con trạch là +49,00m bề rộng đỉnh 15m mái hạ lưu lấy bằng mái hạ lưu đập m = 3. + Đắp đập đợt 4: (Từ tháng 1 đến hết tháng 3 năm thi công thứ 3) Đắp phần đập còn lại đến cao trình thiết kế +64,50m. 3.3.2. Tính toán khối lượng từng đợt đắp đập Phương pháp tính là chia đập thành nhiều phần nhỏ bằng các mặt cắt nằm ngang. Khoảng cách giữa các mặt cắt này chọn tuỳ theo đặc điểm địa hình tuyến đập, ở những nơi địa hình thay đổi nhều thì chọn nhỏ, ở những nơi địa hình ít thay đổi thì chọn lớn hơn. Khối lượng đắp đập giữa hai mặt cắt tính theo công thức: Vi = ∆H ×Fi Fi = (3.17) Fi + Fi +1 2 Trong đó: Fi - Diện tích mặt bằng phần đập đắp tại cao trình thứ i, (m2) Fi+1 - Diện tích mặt bằng phần đập đắp tại cao trình thứ i+1, (m2) ∆H - Khoảng cách giữa hai mặt cắt i và i+1, (m) Xác định Fi và Fi+1 bằng cách đo trực tiếp trên bản vẽ. Đập chính gồm 3 khối đất đắp như sau: - Khối I : Đất lớp 2C bãi A1 (phía thượng lưu). - Khối II: Đất lớp 1A bãi A1 (giữa đập). - Khối III: Đất lớp 1B & 1C bãi A1 (phía hạ lưu). Việc tính toán khối lượng mỗi khối đất đắp trong từng đợt đắp đập cũng tính theo nguyên tắc trên. Do khối lượng tính toán lớn nên trong đồ án này chỉ diễn giải cách tính chi tiết khối lượng đắp đập của từng đợt, khối lượng các khối đất đắp của từng đợt không đưa vào. 3.3.2.1. Tính toán khối lượng đắp đập đợt 1 Khối lượng đắp đập đợt 1 trong bảng 3.6 KHỐI LƯỢNG ĐẮP ĐẬP ĐỢT 1 Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Bảng 3.6 Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi TT 1 2 3 Tổn g Cao trình (m) Mặt đất tự nhiên 44.00 Trang 66 Ngành: C«ng tr×nh thuû Diện tích Diện tích trung bình Chiều dày Khối lượng (m2) (m2) (m) (m3) Ghi chú 25128.87 22152.33 23640.6 Đất đắp chân khay 4.8 113474.88 46675.70 Phía bờ trái 160150.58 3.3.2.2. Tính toán khối lượng đắp đập đợt 2 Khối lượng đắp đập đợt 2 trong bảng 3.7 Tại các cao trình có để cơ thì diện tích mặt đập thay đổi khi tính cho phần đập phía trên và phía dưới các cơ. KHỐI LƯỢNG ĐẮP ĐẬP ĐỢT 2 Cao trình Diện tích (m) (m2) 1 44.00 22152.33 2 44.50 20331.2 3 44.50 19046.7 4 49.00 5 Diện tích trung bình Bảng 3.7 Chiều dày Khối lượng (m) (m3) 21241.765 0.50 10620.88 14234.1 16640.395 4.50 74881.78 52.00 11088.8 12661.455 3.00 37984.37 6 52.00 10826.9 7 54.50 8458.3 9642.62 2.50 24106.55 8 54.50 7541.3 9 58.00 5010.3 6275.795 3.50 21965.28 10 61.00 2960.4 3985.305 3.00 11955.92 11 Tổn g 64.50 667.8 1814.08 3.50 6349.28 T (m2) Ghi chú 187864.06 3.3.2.3. Tính toán khối lượng đắp đập đợt 3 Khối lượng đắp đập đợt 3 trong bảng 3.8 Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 67 Ngành: C«ng tr×nh thuû KHỐI LƯỢNG ĐẮP ĐẬP ĐỢT 3 Bảng 3.8 Cao trình Diện tích Diện tích trung bình Chiều dày Khối lượng (m) (m2) (m2) (m) (m3) 1 2 3 4 5 6 33.00 36.50 39.00 42.00 44.50 44.50 0.0 8012.1 8890.0 8234.1 8853.8 3394.3 4006.07 8451.07 8562.025 8543.905 3.50 2.50 3.00 2.50 14021.25 21127.68 25686.08 21359.76 7 49.00 1346.8 2370.51 4.50 10667.30 TT Ghi chú Đáy sông Tổn g Đắp đập theo mặt cắt kinh tế 92862.05 3.3.2.4. Tính toán khối lượng đắp đập đợt 4 Khối lượng đắp đập đợt 4 trong bảng 3.9 KHỐI LƯỢNG ĐẮP ĐẬP ĐỢT 4 TT Cao trình (m) Diện tích Diện tích trung bình 2 2 (m ) 1 44.50 5095.5 2 49.00 6634.0 3 49.00 7980.8 4 52.00 7190.0 5 52.00 7451.9 6 54.50 6445.7 7 54.50 5777.2 8 58.00 9 10 Tổn g (m ) Chiều dày (m) Bảng 3. Khối lượng (m3) Ghi chú Phần còn lại khi đắp đập theo mặt cắt kinh tế 5864.715 4.50 26391.22 7585.385 3.00 22756.16 6948.815 2.50 17372.04 4370.2 5073.695 3.50 17757.93 61.00 2837.0 3603.6 3.00 10810.80 64.50 796.2 1816.62 3.50 6358.17 101446.31 Thống kê khối lượng các đợt đắp đập: Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 68 Ngành: C«ng tr×nh thuû - Khối lượng đắp đập đợt 1: V1 = 160150,58 m3 trong đó: + Khối I (đất lớp 2C bãi A1) là: 67652,66 m3 + Khối II (đất lớp 1A bãi A1) là: 78677,75 m3 + Khối III (đất lớp 1B & 1C) là: 13820,17 m3 - Khối lượng đắp đập đợt 2: V2 = 187864,06 m3 trong đó: + Khối I (đất lớp 2C bãi A1) là: 40250,38 m3 + Khối II (đất lớp 1A bãi A1) là: 90502,7 m3 + Khối III (đất lớp 1B & 1C) là: 57110,98 m3 - Khối lượng đắp đập đợt 3: V3 = 92862,05 m3 trong đó: + Khối I (đất lớp 2C bãi A1) là: 41242,4 m3 + Khối II (đất lớp 1A bãi A1) là: 30557,6 m3 + Khối III (đất lớp 1B & 1C) là: 21062,05 m3 - Khối lượng đắp đập đợt 4: V4 = 101446,31 m3 trong đó: + Khối I (đất lớp 2C bãi A1) là: 26187,68 m3 + Khối II (đất lớp 1A bãi A1) là: 53015,38m3 + Khối III (đất lớp 1B & 1C) là: 22243,25 m3 Tổng khối lượng đắp đập: V = 541210,82 m3 trong đó: + Khối I (đất lớp 2C bãi A1) là: 174220,94 m3 + Khối II (đất lớp 1A bãi A1) là: 252753,43 m3 + Khối III (đất lớp 1B & 1C) là: 114236,45 m3 3.3.3. Tính toán cường độ đào đắp cho từng giai đoạn 3.3.3.1. Cường độ đắp đập Cường độ đắp đập tính theo công thức: Qđắp = Vdap T.n (m3/ca) (3.18) Trong đó: Vđắp - Khối lượng đắp đập, (m3) T - Thời gian thi công, (ngày) n - Số ca thi công trong 1 ngày, (ca) Cường độ đắp đập của từng đợt trong bảng 3.10. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 69 CƯỜNG ĐỘ CÁC ĐỢT ĐẮP ĐẬP Đợt Số ngày thi Số ca thi công công trong ngày Bảng 3.10 Khối lượng đắp đập (m3) Qđắp (m3/ca) 1 80 3 160150.58 667.29 2 126 2 187864.06 745.49 3 40 3 92862.05 773.85 4 48 3 101446.31 704.49 Tổng 542323.00 3.3.3.2. Cường độ đào ở bãi vật liệu Cường độ đào đất để đảm bảo đủ cường độ đắp tính theo công thức: Qđào = Qđắp γ TK K1K 2 K 3 (m3/ca) γm (3.19) Trong đó: Qđắp - Cường độ đắp đập của từng khối đất đắp, (m3/ca). γTK - Dung trọng khô thiết kế của khối đất đắp đập, (T/m3). Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 70 γm - Dung trọng khô tự nhiên của loại đất dùng cho từng khối đất đắp đập, (T/m3). Do tài liệu về chỉ tiêu cơ lý của bãi vật liệu không đầy đủ. Căn cứ vào bảng 1.7 và Báo cáo địa chất công trình ta lấy dung trọng khô tự nhiên của các lớp vật liệu như sau: - Lớp 1A có : γm = 1,55 T/m3. - Lớp 2C có : γm = 1,49 T/m3. - Lớp 1B & 1C có: γm = 1,49 T/m3. K1 - Kệ số kể đến độ lún, K1 = 1,1. K2 - Hệ số tổn thất mặt đập, K2 = 1,08. K3 - Hệ số tổn thất do vận chuyển, K3 = 1,04. Cường độ đào đất ở bãi vật liệu trong bảng 3.11 CƯỜNG ĐỘ ĐÀO ĐẮP CÁC KHỐI TRONG TỪNG ĐỢT Đợt 1 2 3 4 Số ngày thi công 80 126 40 48 Số ca thi công trong ngày 2 2 3 3 Bảng 3.11 Khối đất đắp Khối lượng đắp I 67652,66 442,83 II 78677,75 491,74 100343,67 721,73 III 13820,17 86,38 I 40250,38 159,72 118624,33 225,35 II 90502,7 359,14 115424,92 527,11 III 57110,98 226,63 73876,74 332,62 I 41242,4 343,69 58137,5 484,91 II 30557,6 254,65 38972,41 373,75 III 21062,05 175,52 27245,12 257,61 I 26187,68 181,86 36915,56 256,58 II 53015,38 368,16 67614,52 540,35 III 22243,25 154,47 28773,08 226,72 Tổn g 3 (m ) 542323.00 Qđắp 3 (m /ca) Khối lượng đào 3 (m ) 31913,8 17877,28 Qđào (m3/ca) 624,78 126,78 715718.94 3.3.4. Quy hoạch và sử dụng bãi vật liệu Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 71 Ngành: C«ng tr×nh thuû 3.3.4.1. Quy hoạch bãi vật liệu cho toàn bộ đập a) Khối lượng cần đào để đảm bảo đủ cho khối lượng đắp: Tính theo công thức sau: Vđào = Vđắp γ TK K1K 2 K 3 (m3) γm (3.20) Trong đó: Vđắp - Khối lượng các khối đất đắp đập theo yêu cầu thiết kế, (m 3). Vcần - Khối lượng cần đào để đảm bảo đủ khối lượng đắp của từng khối, (m 3). Các đại lượng khác lấy như công thức (3.19) Từ kết quả tính toán trong bảng 3.11 ta được khối lượng vật liệu cần đào để đắp toàn bộ đập như sau: - Khối lượng lớp 2C cần đào để đắp đủ khối I là: 245591.19 m3 - Khối lượng lớp 1A cần đào để đắp đủ khối II là: 322355,53 m3 - Khối lượng lớp 1B & 1C cần đào để đắp đủ khối III là: 147772,22 m3 b) Khối lượng yêu cầu cần có tại bãi vật liệu: Do không thể khai thác hoàn toàn bãi vật liệu do đó yêu cầu khối lượng vật liệu tại các mỏ phải lớn hơn khối lượng đào. Do đó khối lượng vật liệu yêu cầu là: Vyêu cầu = Vđào .K4 (3.21) Trong đó: Vđào - Khối lượng vật liệu cần đào để đảm bảo đủ khối lượng đắp tính ở trên. K4 - Hệ số không khai thác hết ở bãi vật liệu, K4 = 1,2. c) Khối lượng bãi vật liệu chủ yếu: Theo kinh nghiệm thì: Vchủ yếu = (1,5 ÷ 2) Vyêu cầu . Chọn Vchủ yếu = 1,5 Vyêu cầu d) Khối lượng bãi vật liệu dự trữ: Theo kinh nghiệm thì: Vdự trữ = (0,2 ÷ 0,3) Vchủ yếu . Chọn Vdự trữ = 0,3 Vchủ yếu Kết quả tính toán khối lượng vật liệu cho toàn bộ đập trong bảng 3.12 và quy hoạch sử dụng bãi vật liệu cho toàn bộ đập trong bảng 3.13 THỐNG KÊ KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU CHO TOÀN BỘ ĐẬP Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Bảng 3.12 Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 72 Vđắp Vđào Vyêu cầu Vchủ yếu Vdự trữ Khối đất đắp (m ) (m ) (m ) (m ) (m3) I 175333.12 245591.19 294709.43 442064.14 132619.24 II 252753.43 322355.53 386826.63 580239.95 174071.99 III 114236.45 147772.22 177326.67 265990.00 79797.00 Tổng 542323.00 715718.94 858862.73 1288294.10 386488.23 3 3 3 3 BẢNG QUY HOẠCH BÃI VẬT LIỆU CHO TOÀN BỘ ĐẬP Tên bãi VL Lớp VL Trữ lượng 3 (m ) 1A 394500 1B & 1C 224400 2C 193900 2D 130400 A2 34100 1A 40500 2E 109300 Vị trí Khoảng cách đến đập Bảng 3.13 Bãi chủ yếu Bãi dự trữ (m) Bờ phải HL 700 CY CY C 108300 Bờ trái HL 2300 D 71400 Bờ trái HL 3800 QLA 300000 Bờ phải TL 4000 3.3.4.2. Kế hoạch sử dụng bãi vật liệu cho từng đợt đắp đập DT DT a) Khối lượng cần đào để đảm bảo đủ cho khối lượng đắp cho từng đợt đắp đập: Tính theo công thức (3.21). Trong đó: Vđắp - Khối lượng từng khối đất đắp của đợt đắp đập,( m3). Vđào- Khối lượng cần đào để đảm bảo đủ khối lượng đắp các khối của từng đợt, (m3). b) Khối lượng yêu cầu của từng đợt: Tính theo công thức (3.21). Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 73 c) Khối lượng bãi vật liệu chủ yếu: Theo kinh nghiệm thì: Vchủ yếu = (1,5 ÷ 2) vyêu cầu Chọn Vchủ yếu = 1,5 Vyêu cầu d) Khối lượng bãi vật liệu dự trữ: Theo kinh nghiệm thì: Vdự trữ = (0,2 ÷ 0,3) Vchủ yếu Chọn Vdự trữ = 0,3 Vchủ yếu Kết quả tính toán trong bảng 3.14 Kế hoạch sử dụng bãi vật liệu cho từng đợt đắp đập trong bảng 3.15 THỐNG KÊ KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU CHO TỪNG ĐỢT Đợt 1 2 3 4 Tổn g Bảng 3.14 Khối đất đắp (m ) (m ) (m ) (m ) (m3) I 67652.66 31913.80 38296.56 57444.84 17233.45 II 78677.75 100343.6 7 120412.4 1 180618.61 54185.58 III 13820.17 17877.28 21452.74 32179.11 9653.73 I 40250.38 118624.3 3 142349.20 213523.80 64057.14 II 90502.70 115424.92 138509.91 207764.86 632329.46 III 57110.98 73876.74 88652.09 132978.13 39893.44 I 41242.40 58137.50 69765.00 104647.50 31394.25 II 30557.60 38972.41 46766.90 70150.34 21045.10 III 21062.05 27245.12 32694.15 49041.22 14712.37 I 26187.68 36915.56 44298.67 66448.01 19934.40 II 53015.38 67614.52 81137.42 121706.13 36511.84 III 22243.25 28773.08 34527.70 51791.54 15537.46 541210.8 2 715718.94 858862.7 3 1288294.1 0 386488.23 Vđắp Vđào 3 3 Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Vyêu cầu 3 Vchủ yếu 3 Vdự trữ Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 74 Ngành: C«ng tr×nh thuû KẾ HOẠCH SỬ DỤNG VẬT LIỆU CHO TỪNG ĐỢT Tên bãi VL A1 Lớp VL 3 (m ) 1A 394500 1B & 1C 224400 2C 193900 2D 130400 A2 A-BX Trữ lượng Trình tự khai thác Đợt 1 CY 40500 2E 109300 C 108300 D 71400 QLA 300000 Đợt 2 CY 34100 1A Bảng 3.15 Đợt 3 CY Đợt 4 CY CY CY CY DT DT DT DT (Cự ly vận chuyển và khoảng cách đến đập của các bãi vật liệu trong bảng 3.13) 3.3.5. Đề xuất và chọn phương án đào và vận chuyển đất đắp đập 3.3.5.1. Đề xuất phương án Để có phương án đắp đập hợp lý thì cần dựa vào khối lượng đào, đắp đập, cường độ thi công, cự ly vận chuyển, điều kiện địa hình, địa chất, địa chất thuỷ văn và khả năng cung ứng vật tư thiết bị. Có thể đưa ra một số phương án sau: Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 75 Ngành: C«ng tr×nh thuû a) Phương án 1: Dùng máy cạp kết hợp với máy ủi để đào và vận chuyển đất. Thi công trên mặt đập bằng máy ủi và máy đầm. b) Phương án 2: Dùng máy đào và ô tô tự đổ để đào và vận chuyển đất. Thi công trên mặt đập bằng máy san và máy đầm. c) Phương án 3: Dùng máy đào gầu sấp kết hợp với ô tô tự đổ để đào vận chuyển đất. Thi công trên mặt đập bằng máy ủi và máy đầm. 3.3.5.2. Phân tích chọn phương án Theo như phương án 1 thì máy cạp có khối lượng vận chuyển lớn, có khả năng làm nhiều công việc như: đầo, vận chuyển, rải và san đất do đó sẽ giảm được số lượng xe máy thi công trên công trường, chi phí cho máy móc nhỏ hơn các phương án khác. Tuy nhiên, khi dùng máy cạp để đào và vận chuyển đất đòi hởi đường thi công tương đối bằng phẳng, cự ly vận chuyển không lớn, mặt bằng phạm vi thi công rộng rãi. Do đó máy cạp khó thi công ở những vị trí như chân khay và đường vận chuyển có độ cong lớn. Mặt khác, phương án này không tận dụng được máy đã chọn khi đào móng đập. Phương án 2 và phương án 3 chi phí cho máy thi công cao hơn phương án 1 số máy hoạt động trên công trường nhiều hơn. Tuy nhiên, có thể tận dụng máy đã chọn khi đào móng, khả năng thi công rất linh hoạt khắc phục được các nhược điểm của phương án 1 và có thể rút ngắn thời gian thi công. Sự khác nhau của hai phương án này là sử dụng loại máy để san đất trên mặt đập. Ta thấy khi sử dụng máy san thì cho mặt bằng tốt tuy nhiên năng suất và tính linh hoạt không cao bằng máy ủi, mặt khác trong quá trình thi công mặt bằng đập không yêu cầu quá cao do đó nên sử dụng máy ủi. Từ những phân tích trên ta chọn phương án 1. 3.3.6. Tính toán xe máy cho phương án chọn Dựa vào “Định mức dự toán xây dựng công trình - 2005” trang 11 ta xác định được đất ở các bãi vật liệu là đất cấp II. Ta tính toán chi tiết xe máy cho giai đoạn đắp đập đợt 2 có cường độ lớn nhất. Số lượng xe máy của các đợt đắp đập khác tính toán tương tự. 3.3.6.1. Tính toán máy đào và ô tô Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 76 Ngành: C«ng tr×nh thuû a) Chọn loại máy: Để tận dụng máy đã chọn khi đào móng đập và thuận lợi cho việc bảo dưỡng sửa chữa ta chọn loại máy đào và ô tô trong giai đoạn đắp đập như khi đào móng. Các thông số của xe máy ở mục 3.2.5.2. b) Tính toán số lượng máy đào và ô tô: + Tính toán số máy đào: Tra [9] trang 41 mã hiệu AB.2414 ta được định mức của máy đào ≤ 1,6m3 cho 100m3 đất cấp II là: 0,171 ca. Năng suất của máy đào là: Nd = 100 = 584,8 m3/ca 0,171 - Số lượng máy đào đất đắp khối I là: n d1 = Q1 470,73 = = 0,8 máy. Nd 584,8 Chọn 1 máy làm việc. - Số lượng máy đào đất đắp khối II là: n d2 = Q 2 458,04 = = 0,78 máy. Nd 584,8 Chọn 1 máy làm việc. - Số lượng máy đào đất khối III là: n d3 = Q3 293,16 = = 0,5 máy. N d 584,8 Chọn 1 máy làm việc. Như vậy, số lượng máy đào khi đắp đập đợt 2 là: 3 máy làm việc và 1 máy dự trữ. + Tính toán số ô tô: Cự ly vận chuyển trong đợt đắp đập thứ 2 là: 1800m. Tra [9] trang 59 và trang 60 mã hiệu AB.4143 và AB.4213 ta được: - Định mức của ô tô tự đổ 10 tấn vận chuyển cự ly ≤ 1000m cho 100m 3 đất cấp II là: 0,77 ca. - Định mức của ô tô tự đổ 10 vận chuyển tiếp cự ly ≤ 2Km cho 100m 3 đất cấp II là: 0,340 ca/km. Như vậy, định mức của ô tô tự đổ vận chuyển cự ly 1800m cho 100m 3 đất cấp II là: 1,11 ca. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 77 Năng suất của ô tô là: No = 100 = 90,09 m3/ca. 1,11 Số lượng ô tô tính theo công thức (3.12) ta được: - Tổng số lượng ô tô đắp đập đợt 2 là: n o1 = 3 × 584,8 = 27,8 ô tô. 90,09 × 0,7 Chọn 21 ô tô làm việc và 6 ô tô dự trữ. Sô ô tô phối hợp với 1 máy đào là: 7 ô tô. c) Kiểm tra sự phối hợp của xe máy: + Số gàu xúc đầy 1 ô tô: Tính theo công thức (3.14). Trong đó: Hệ số đầy gầu KH = 1,05 Hệ số tơi xốp của đất lấy theo bảng 6-7 [1] ta được: KP = 1,25. Dung trọng tự nhiên của đất: γw = 1,9T/m3 10 m = 1,32 × 1,9 × 1,05 × 1 1, 25 = 4,75. Chọn m = 5. Kiểm tra lại tải trọng của ô tô: Q= 5 × 1,32 × 1,9 × 1,05 = 10,54 tấn < Qmax = 10,665 tấn 1, 25 + Điều kiện ưu tiên máy chủ đạo: Kiểm tra theo công thức (3.15) ta có: ( ) ( 7 × 90,09 = 630,63 m3 / ca > 584,8 m 3 / ca ) Các điều kiện trên đều thoả mãn nên số máy đào và ô tô chọn như trên là hợp lý. 3.3.6.2. Tính toán máy ủi và máy đầm a) Chọn loại máy: + Chọn loại máy ủi: Loại máy ủi đã chọn trong mục: 3.2.5.2. + Chọn loại máy đầm: Với máy ủi đã chọn như trên dựa vào [9] và [12] ta chọn loại máy đầm rung có thể lắp bộ vỏ trống đầm có vấu của hãng CATERPILLAR sản xuất có ký hiệu CS-533D có các thông số kỹ thuật sau: Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 78 Ngành: C«ng tr×nh thuû - Dài : 5,51m. - Rộng: 2,43 m. - Cao: 2,51 m. - Trọng lượng đầm: 10,5 tấn. - Chiều rộng vệt đầm: 2,13m. - Khoảng sáng gầm xe: 483 mm. - Kích thước con lăn: + Đường kính: 1,52m. + Chiều rộng: 2,13m. b) Tính toán số lượng máy ủi và máy đầm: + Tính số máy ủi: Tra [9] trang 93 mã hiệu AB.6311 ta được định mức của máy ủi 110CV là: Với γTK ≤ 1,75T/m3 là: 0,147 ca/100m3. Với γTK ≤ 1,65 T/m3 là: 0,104 ca/100m3. - Khi đắp khối I có: γTK = 1,7T/m3 thì năng suất của máy ủi là: Nui = 100 = 680, 27 m3/ca. 0,147 - Khi đắp khối II và khối III có γTK = 1,6T/m3 và γTK = 1,56T/m3 thì năng suất của máy ủi là: N ui = 100 = 961,54 m3/ca. 0,104 Số lượng máy ủi tính theo công thức: nui = n d .N d K 3 .N ui (3.22) Trong đó: n d - Số lượng máy đào làm việc; N d - Năng suất của máy đào, N d = 584,8 m3/ca. Nui - Năng suất của máy ủi, (m3/ca). K3 - Hệ số tổn thất do vận chuyển, K3 = 1,04. - Số lượng máy ủi khi đắp khối I là: (tính theo công thức 3.22). Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 79 nui1 = Ngành: C«ng tr×nh thuû 1 × 584,8 = 0,83 máy ủi. 1,04 × 680, 27 Chọn 1 máy ủi làm việc. - Số lượng máy ủi khi đắp khối II và khối III như nhau và bằng: nui2 = nui3 = 1 × 584,8 = 0,58 máy ủi. 1,04 × 961,54 Chọn 1 máy ủi làm việc. Số lượng máy ủi khi đắp đập đợt 2 là: 3 máy làm việc và 1 máy dự trữ. + Tính số máy đầm: Tra [9] trang 93 mã hiệu AB.6311 ta được định mức của máy đầm 9T là: Với γTK ≤ 1,75T/m3 là: 0,293 ca/100m3. Với γTK ≤ 1,65 T/m3 là: 0,21 ca/100m3. - Khi đắp khối I có: γTK = 1,7T/m3 thì năng suất của máy đầm là: Nđam = 100 = 341,3 m3/ca. 0, 293 - Khi đắp khối II và khối III có γTK = 1,6T/m3 và γTK = 1,56T/m3 thì năng suất của máy đầm là: N dam = 100 = 476,19 m3/ca. 0, 21 Số lượng máy đầm tính theo công thức: nd = n dao .N dao K 3 .N dam (3.23) Trong đó: n dao - Số lượng máy đào làm việc; N dao - Năng suất của máy đào, N d = 584,8 m3/ca. Nđam - Năng suất của máy đầm, (m3/ca). K3 - Hệ số tổn thất do vận chuyển, K3 = 1,04. - Số lượng máy đầm khi đắp khối I là: (tính theo công thức 3.23). Nd1 = 1 × 584,8 = 1,65 máy đầm. 1,04 × 341,3 Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 80 Chọn 2 máy đầm làm việc. - Số lượng máy đầm khi đắp khối II và khối III như nhau và bằng: Nđ2 = Nd3 = 1 × 584,8 = 1,18 máy đầm. 1,04 × 476,19 Chọn 1 máy đầm làm việc. Số lượng máy đầm khi đắp đập đợt 2 là: 4 máy làm việc và 1 máy dự trữ. Số lượng các loại xe máy của các đợt đắp đập tính toán tương tự như trên và được thống kê trong bảng 3.16. THỐNG KÊ SỐ LƯỢNG XE MÁY CHO CÁC ĐỢT ĐẮP ĐẬP Bảng 3.16 Số Số máy Cự ly Số ô tô Số máy ủi Số máy đầm Đợt ngày đào (Km) Làm Dự Làm Dự Làm Dự Làm Dự thi việc trữ việc trữ việc trữ việc trữ 1 80 0,7 ÷ 1 3 1 21 6 3 1 4 1 2 126 0,7 ÷ 1,8 3 1 21 6 3 1 4 1 3 40 0,5 ÷ 1,8 3 1 32 8 3 1 4 1 4 48 1,8 ÷ 2,3 3 1 32 8 3 1 4 1 3.3.7. Thiết kế tổ chức thi công trên mặt đập 3.3.7.1. Nội dung công tác thi công trên mặt đập Nội dung công việc trên mặt đập gồm có 3 công việc chính là rải, san và đầm đất. Ngoài ra còn một số công việc khác như: xây rãnh thoát nước tại các cơ, đắp vật thoát nước, tạo và lát mái thượng lưu, trồng cỏ mái hạ lưu… Để cho việc thi công trên mặt đập được nhịp nhàng và nhanh chóng ta dùng phương pháp thi công dây chuyền. Tức là chia mặt đập thành các đoạn công tác có diện tích bằng nhau, trên các đoạn công tác sẽ thực hiện các công việc rải, san, và đầm đất. 3.3.7.2. Bố trí thi công trên mặt đập Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 81 Ngành: C«ng tr×nh thuû Với đập có nhiều khối thì cường độ thi công và số lượng máy thi công giữa các khối có khác nhau, nhưng trình tự thi công và các công việc là giống nhau. Trình tự thi công đắp đập của 1 đợt như sau: Khối II đắp trước và lên cao hơn 2 khối còn lại 3 ÷ 4 lớp đất. Sau đó tiến hành thi công đồng thời cả 3 khối lên cao đều. Ta tính toán chi tiết công tác trên mặt đập khi đắp khối II của đợt đắp đập thứ 2 tại cao trình +52,00m. Diện tích khối II tại cao trình +52,00m là: 4391m2 a) Số đoạn công tác: m= F Fr (3.24) Trong đó: m - Số đoạn công tác. F - Diện tích mặt đập của giai đoạn đang thi công, F = 4391m2. Fr - Diện tích rải đất trong một ca của máy,(m2). Qm hc (3.25) n dao .N dao γ m . K3 γ TK (3.26) Fr = Qm = Qm - Cường độ thi công đưa đất lên đắp ở mặt đập, (m3/ca). n dao và N dao - Số máy đào làm việc và năng suất máy đào. K3 - Hệ số tổn thất do vận chuyển, K3 = 1,04. γm - Dung trọng khô tự nhiên của vật liệu, γm = 1,55 T/m3. γTK - Dung trọng khô thiết kế của khối II, γTK = 1,60 T/m3. hr - Chiều dày rải đất một lớp. Với loại vỏ trống đầm có vấu ta chọn hr = 0,3m. hc - Chiều dày lớp đất trên mặt đập sau khi đầm chặt. (Các thông số đầm nén yêu cầu cần được thí nghiệm ngoài hiện trường để xác định một cách chính xác). hc = Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT hr KP (3.27) Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 82 Ngành: C«ng tr×nh thuû KP - Hệ số tơi xốp của đất: KP = 1,25 hc = 0,3 = 0, 24m 1, 25 Qm = 1 × 584,8 1,55 × = 544,74 (m3/ca) 1,04 1,6 Fr = 544,74 = 2270m 2 0, 24 Số đoạn công tác là: m= 4391 = 1,93 < 3 2270 Không thỏa mãn yêu cầu thi công dây chuyền của 3 khâu. Do đó ta bố trí thi công thành những kíp nhỏ. Thời gian của 1 kíp là 4 giờ. Khi đó: Q m = 272,37 m3/kíp. Fr = 272,37 = 1135m 2 0, 24 Số đoạn công tác là: m= 4391 = 3,87 . Chọn m = 4 đoạn. 1135 b) Cường độ đắp đập khống chế: Lấy theo bảng 3.11 ta được: Cường độ đắp đập khối II của đợt đắp đập thứ 2 là: Qkc = 359,14m3/ca = 179,57 m3/kíp. c) Cường độ đắp thực tế: Tính theo công thứ: Q tt = Frtt × h c (3.28) Trong đó: Frtt - Diện một rải đất thực tế, (m2). Frtt = F m tt (3.29) F - Diện tích mặt đập của khối II tại cao trình +52,00m, F = 4391m2. mtt - Số đoạn công tác thực tế, mtt = 4. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Frtt = Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 83 4391 = 1097,75m 2 4 hc - Chiều dày lớp đất sau khi đầm chặt, hc = 0,24m. Vậy, ta có: Qtt = 1097,75 × 0,24 = 263,46 (m3/kíp) Ta thấy: Qkc = 179,57m3/kíp < Qtt = 263,46m3/kíp < Qm = 272,37m3/kíp. Do đó việc bố trí thời gian thi công và số lượng xe máy là hợp lý. BỐ TRÍ THI CÔNG TRÊN MẶT ĐẬP ĐẮP KHỐI II TRONG ĐỢT 2 (Tại cao trình +52,00m) Bảng 3.17 (R : Bố trí khi đắp lớp tiếp theo). Kíp m 1 1 2 3 4 5 R S Đ R S R S Đ R R S Đ R S 2 3 4 3.3.8. Kiểm tra đánh giá chất lượng thi công Công tác kiểm tra và đánh giá chất lượng thi công đập chính thực hiện theo: “Quy phạm về yêu cầu kỹ thuật thi công đập đất bằng phương pháp đầm nén 14TCN 20 - 2004” 3.3.9. Đề xuất phương pháp thi công trong mùa mưa lũ Do đặc điểm khí hậu của khu vực xây dựng công trình là lượng mưa lớn và tập trung trong các tháng mùa mưa nên cần có hệ thống tiêu nước mưa tốt để đảm bảo mặt đập, bãi vật liệu, đường giao thông… được khô ráo tạo điều kiện nhanh chóng trở lại thi công sau mưa. Có thể xem xét một số biện pháp sau: - Làm lán trú mưa tạm thời tại công trường cho công nhân ở hiện trường cũng như những lán dọc đường giao thông. - Làm hệ thống mương, rãnh tập trung và tiêu nước mưa tại các bãi vật liệu. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 84 Ngành: C«ng tr×nh thuû - Khi đang đắp đập mà gặp trời mưa thì ngừng việc rải đất tiến hành san phẳng và đầm chặt đất. Sau đó, khơi rãnh thoát nước. - Khi đang vận chuyển đất đắp đập nếu gặp trời mưa thì có biện pháp che đậy cẩn thận đất trên ô tô. - Sau khi tạnh mưa thì phải hớt bỏ phần đất trên mặt đập quá ướt rồi mới đắp lớp đất khác lên. - Khi đắp đập bố trí hơi dốc về hai phía thượng và hạ lưu tránh để nước ứ đọng lại trên mặt đập. Độ dốc về mỗi phía là: 3%. 3.3.10. Thi công các chi tiết khác của đập chính 3.3.10.1. Thi công mái đập a) Thi công mái thượng lưu: Mái thượng lưu được bảo vệ bằng các tấm bê tông cốt thép kích thước b × h = 60 x 60cm, dày 12cm. Để ghép các tấm BTCT này thi công bằng thủ công. Việc thi công tầng lọc ngược và lát mái thượng lưu tiến hành cùng với thi công đập. Tầng lọc ngược thi công theo quy phạm 14TCN 20 - 2004. b) Mái hạ lưu: Mái hạ lưu được trồng cỏ, các ô cỏ hình vuông và cạnh tạo góc 45 0 với tim đập quanh các ô cỏ có làm các rãnh tiêu nước chứa đầy sỏi. Để trồng được cỏ thì mái hạ lưu đập có đắp lớp dất màu dày 20cm. Lớp đất màu này được đắp cùng với thi công đập. Việc trồng cỏ thực hiện bằng thủ công và làm cùng với đắp đập. Phần áp mái thoát nước thấm ở hạ lưu đập được thi công cùng với việc đắp đập. Tầng lọc ngược làm như tầng lọc mái thượng lưu, phía ngoài là lớp đá lát khan dày 30cm. 3.3.10.2. Thi công rãnh thoát nước cơ đập Rãnh thoát nước cơ đập có kích thước 30 × 30cm làm bằng đá xây M100. Trình tự thi công rãnh thoát nước cơ đập như sau: Đắp đất và đầm chặt đến cao trình cơ sau đó vạch tuyến rãnh và đào đất đắp tạo móng để xây đá. Sau khi xây đá xong thì lại dùng đất đắp trở lại và dùng đầp tay Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 85 Ngành: C«ng tr×nh thuû đầm chặt và tiếp tục đắp đập. Trước khi đắp đập tiếp dùng các tấm bê tông hoặc gỗ che không cho đất đắp đập rơi vào rãnh. 3.3.10.2. Thi công tường chắn sóng Tường chắn sóng làm bằng bê tông cốt thép được thi công sau khi đã đắp đập đến cao trình thiết kế. Tường chắn sóng cần bố trí khe lún, tại các khe lún phải làm khớp nối chống thấm. CHƯƠNG IV:TIẾN ĐỘ THI CÔNG 4.1. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG 4.1.1. Mục đích lập tiến độ thi công Mục đích của việc lập tiến độ thi công là đưa ra được trình tự thi công, thời gian thi công, yêu cầu thiết bị vật tư, máy móc, nhân lực trong từng thời kỳ thi công của các hạng mục công trình một cách hợp lý và kinh tế nhất. Từ đó có những giải pháp và kế hoạch cung cấp vốn, thiết bị và nhân lực cho việc thi công công trình. 4.1.2. Ý nghĩa lập tiến độ thi công Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 86 Ngành: C«ng tr×nh thuû Kế hoạch tiến độ thi công có ý nghĩa quan trọng trong thiết kế tổ chức thi công. Kế hoạch tiến độ sắp xếp hợp lý, nghiên cứu cụ thể và đầy đủ các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thi công sẽ đảm bảo công trình hoàn thành đúng hoặc sớm hơn thời hạn quy định, đảm bảo công trình được thi công thuận lợi, liên tục và nhịp nhàng, sử dụng hợp lý vốn, sức người và máy móc. Ngoài ra, kế hoạch tiến độ thi công hợp lý làm cho chất lượng công trình được đảm bảo trên cơ sở trình tự và tốc độ thi công đã lập ra, đảm bảo an toàn cho công trình trong thời gian thi công. 4.2. CƠ SỞ LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG Để lập kế hoạch tổng tiến độ thi công cần dựa vào các tài liệu về tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực xây dựng công trình. Dựa vào các văn bản pháp lý của nhà nước, các hồ sơ thiết kế và dự toán công trình, khả năng cung ứng vật tư kỹ thuật và yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng chảy. Do trong đồ án này chỉ lập tiến độ thi công cho hạng mục đập chính nên các tài liệu cần để làm cơ sở cho việc lập tiến độ thi công hạng mục này là: - Thời hạn thi công công trình do Nhà nước quy định là 3 năm. - Định mức dự toán xây dựng công trình 2005. - Trình tự thi công và khối lượng các bộ phận công trình, số lượng xe máy trong các thời kỳ thi công đã xác định ở chương III. - Phương án dẫn dòng đã chọn. - Phương pháp thi công đập đất đầm nén. - Các bản vẽ và thuyết minh thiết kế kỹ thuật. - Điều kiện cung ứng vật tư kỹ thuật của nhà thầu xây lắp là đầy đủ. 4.3. CHỌN PHƯƠNG PHÁP TỔ CHỨC THI CÔNG Hiện nay có 3 phương pháp tổ chức thi công là: tổ chức thi theo phương pháp tuần tự, tổ chức thi công theo phương pháp song song và tổ chức thi công theo phương pháp dây chuyền. Trong hệ thống công trình tuỳ thuộc vào trình tự và yêu cầu thi công mà có thể kết hợp cả 3 phương pháp tổ chức thi công trên. Với hạn mục đập đất thì chọn phương pháp thi công như sau: + Thi công các đợt đắp đập: thi công theo phương pháp tuần tự do yêu cầu về dẫn dòng và khả năng thi công. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 87 Ngành: C«ng tr×nh thuû + Trong 1 đợt đắp đập: - Thi công các khối theo phương pháp song song để đảm bảo đập lên cao đều và độ ẩm của đất đắp. - Thi công 1 khối theo phương pháp dây chuyền để đảm bảo nhịp nhàng giữa 3 công việc là: rải, san, đầm, tránh chồng chéo và ứ đọng khi đắp đập. 4.4. CHỌN PHƯƠNG PHÁP LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG Các phương pháp lập tiến độ thi công hiện nay thường dùng là: - Phương pháp sơ đồ đường thẳng. - Phương pháp sơ đồ mạng lưới (PERT). - Phương pháp số (Microsoft Projects). Các phương pháp trên đều có những ưu điểm riêng. Phương pháp sơ đồ mạng lưới và phương pháp số thuận lợi cho việc quản lý thi công tuy nhiên việc lập tiến độ phức tạp. Để đơn giản ta chọn phương pháp sơ đồ đường thẳng. 4.5. LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG CHO HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH ĐẬP CHÍNH Đây là tiến độ của công trình hạng mục. Từ những cở sở và tính toán trong chương III ta lập Bảng 4.1 tiến độ thi công cho hạng mục đập chính như trong bản vẽ số 6. BẢNG TỔNG HỢP PHÂN TÍCH NC & MXĐ STT Thµnh phÇn hao phÝ Khèi lîng §¬n vÞ Thi c«ng i C¤NG T¸C CHUÈN BÞ ii C¤NG T¸C DÉN DßNG 1 §¾p ®ª quai TL ( LÇn 1) Bảng 4.1 §Þnh Møc NC & MTC Sè NGµY Thi C«ng Sè C¤NG thi c«ng Sè C«ng TRONG NGµY 260 7 m3 17.570 40 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 3,0/7 c«ng 1,480 M¸y thi c«ng Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 88 M¸y ®Çm b¸nh h¬i 9T ca M¸y ñi 110CV ca 2 §¾p ®ª quai TL ( LÇn 2) m3 Ngành: C«ng tr×nh thuû 0,210 0,104 17.570 40 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 3,0/7 c«ng 1,480 260 7 M¸y thi c«ng III M¸y ®Çm b¸nh h¬i 9T ca M¸y ñi 110CV ca 0,210 0,104 C¤NG T¸C Hè MãNG 1 B¬m níc ®äng trong hè mãng ®¬t 1 ca 12 4 27 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 3,0/7 c«ng 108 M¸y thi c«ng M¸y b¬m níc 2 B¬m níc ®äng trong hè mãng ®¬t 2 ca ca 12 4 27 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 3,0/7 c«ng 108 M¸y thi c«ng M¸y b¬m níc ca 3 §µo hè tËp trung níc sau ®ª quai TL lÇn 1 m3 13.834 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 3,0/7 c«ng 4,370 12 604,55 51 M¸y thi c«ng Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi M¸y ®µo 1,6m3 Trang 89 ca Ngành: C«ng tr×nh thuû 0,377 12 c«ng 4,370 12 M¸y ®µo 1,6m3 ca 0,377 12 5 §µo mãng ®ît1 m3 c«ng 1,422 M¸y ®µo 1,6m3 ca 0,193 M¸y ñi 110CV ca 0,036 4 §µo hè tËp trung níc sau ®ª quai TL lÇn 2 m3 13.834 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 3,0/7 604,55 51 7 315,24 45 25 685,46 28 4 51,45 13 M¸y thi c«ng 22.168,5 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 3,0/7 M¸y thi c«ng 6 §µo mãng ®ît 2 m3 43.939,7 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 3,0/7 c«ng 1,422 M¸y ®µo 1,6m3 ca 0,193 M¸y ñi 110CV ca 0,036 M¸y thi c«ng 7 §µo mãng ®ît 3 m3 2.858,4 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 3,0/7 c«ng 1,422 M¸y ®µo 1,6m3 ca 0,193 M¸y ñi 110CV ca 0,036 M¸y thi c«ng V THI C¤NG §ËP CHÝNH 1 §æ bªt«ng têng chèng thÊm ®¸y m3 Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT 234,4 Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 90 Ngành: C«ng tr×nh thuû ch©n khay M200 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 3,0/7 c«ng 3,500 24 820 34 24 637 27 50 1.704 34 126 3.430 27 M¸y thi c«ng M¸y trén BT 250L ca 2 Bª t«ng lãt ®¸y ch©n khay M150 m3 0,095 540 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 3,0/7 c«ng 1,180 M¸y thi c«ng M¸y trén BT 250L ca M¸y ®Çm bµn 1KW ca 3 §¾p ®Ëp bê tr¸i lªn CT +42 ®ît 1 m3 0,095 0,089 115.137 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 3,0/7 c«ng 1,480 M¸y thi c«ng M¸y ®Çm b¸nh h¬i 9T ca M¸y ñi 110CV ca 4 §¾p ®Ëp bê tr¸i lªn CT + 64,5 ®ît 2 0,293 0,147 m3 231.765 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 3,0/7 c«ng 1,480 M¸y thi c«ng M¸y ®Çm b¸nh h¬i 9T ca M¸y ñi 110CV ca 0,293 Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT 0,147 Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi 5 §¾p ®Ëp bê ph¶i lªn CT + 49,0 ®ît 3 Trang 91 Ngành: C«ng tr×nh thuû m3 92.862 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 3,0/7 c«ng 1,480 40 1.374 35 40 1.374 35 64 3.706 60 M¸y thi c«ng M¸y ®Çm b¸nh h¬i 9T ca M¸y ñi 110CV ca 6 §¾p ®Ëp bê ph¶i lªn CT + 64,5,0 ®ît 3 0,293 0,147 m3 92.862 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 3,0/7 c«ng 1,480 M¸y thi c«ng M¸y ®Çm b¸nh h¬i 9T ca M¸y ñi 110CV ca 7 Khoan phôt nÒn vµ vai ®Ëp 0,293 0,147 m 2.699 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 3,5/7 c«ng 1,373 M¸y thi c«ng M¸y khoan xoay ®Ëp tù hµnh D105 ca M¸y nÐn khÝ Diªzen 1200m3/h ca M¸y b¬m níc Diezen 20CV ca M¸y kh¸c % 0,163 0,163 0,128 Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT 2,000 Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi 8 L¸t m¸i thîng lu Trang 92 tÊm Ngành: C«ng tr×nh thuû 21.110 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 4,0/7 3,700 230 146.59 1 c«ng 3,000 18 72 4 M¸y ñi 180CV ca 0,263 ¤ t« chë, tíi níc 9m3 ca M¸y ®Çm rung tù hµnh 25T ca 1,495 204 127 1 0,108 94 100,44 2,160 122 831,6 9,000 218 1.570 9 Thi c«ng l¨ng trô tho¸t níc HL c«ng m3 2.395 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 3,0/7 M¸y thi c«ng 10 Thi c«ng èng khãi 0,234 0,521 m3 8.468 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 3,0/7 11 L¸t m¸i h¹ lu c«ng tÊm 930 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 4,0/7 12 X©y r·nh tiªu níc c«ng m3 385 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 4,0/7 13 Trång cá l¸t m¸i HL c«ng m2 17.447 Nh©n c«ng Nh©n c«ng 2,5/7 14 Bª t«ng lãt ®¸y ch©n khay M150 c«ng m3 Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT 174 Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 93 Ngành: C«ng tr×nh thuû Nh©n c«ng Nh©n c«ng 3,0/7 c«ng 3,650 36 635,1 18 M¸y thi c«ng V M¸y trén BT 250L ca M¸y ®Çm bµn 1,5KW ca 0,095 c«ng t¸c hoµn thiÖn Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT 0,180 90 Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 94 Ngành: C«ng tr×nh thuû CHƯƠNG V:MẶT BẰNG THI CÔNG ĐẬP CHÍNH 5.1. MỤC ĐÍCH, NHIỆM VỤ BỐ TRÍ MẶT BẰNG THI CÔNG 5.1.1. Mục đích bố trí mặt bằng thi công Bố trí mặt bằng công trường là bố trí và quy hoạch các công trình lâu dài và tạm thời, các cơ sở phục vụ, kho bãi, đường xá giao thông, mạng lưới điện, nước, hơi ép… trên mặt bằng và trên các cao trình trong hiện trường, hoặc khu vực thi công. Mục đích của bố trí mặt bằng thi công là tìm ra quy mô, vị trí các công trình phục vụ cho việc thi công công trình, từ đó lập được bản đồ bố trí mặt bằng công trường. 5.1.2. Nhiệm vụ bố trí mặt bằng thi công Nhiệm vụ của bố trí mặt bằng thi công là giả quyết một cách chính xác vấn đề không gian trong khu vực xây dựng để hoàn thành một cách thuận lợi việc xây dựng toàn bộ công trình trong thời gian quy định mà dùng nhân vật lực là ít nhất. Do mặt bằng cụm công trình đầu mối Hồ chứa nước Quảng Ninh 3 rất rộng nên dưới đây chỉ tính toán bố trí mặt bằng cho thi công đập chính. 5.2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẶT BẰNG THI CÔNG ĐẬP CHÍNH 5.2.1. Các xí nghiệp phụ trợ và kho bãi trên công trường 5.2.1.1. Xưởng sửa chữa xe máy a) Xác định diện tích xưởng sửa chữa: Diện tích để sửa chữa 1 xe tính theo công thức sau: F = Fxe . K (5.1) Trong đó: Fxe - Diện tích mặt bằng của xe. K - Hệ số kể đến không gian làm việc, lấy K = 1,5. Diện tích yêu cầu của 1 xe là: F0 = Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT F α (5.2) Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Ngành: C«ng tr×nh thuû Trang 95 Trong đó: α - Hệ số lợi dụng diện tích kho bãi. Lấy α = 0,5 Từ loại xe máy đã chọn ta tính được: - Diện tích chiếm chỗ của 1 máy đào: Fmđ = 32 . 1,5 = 48 m2 - Diện tích chiếm chỗ của một ô tô là: Fo to = 18,3 . 1,5 = 27,5 m2 - Diện tích chiếm chỗ của một máy ủi là: Fui = 17,64 . 1,5 = 26,46 m2 - Diện tích chiếm chỗ của một máy đầm là: Fd = 13,4 . 1,5 = 20,08 m2 Số lượng xe máy sửa chữa ta lấy bằng số lượng xe máy dự trữ trong giai đoạn thi công cần nhiều xe máy nhất. (Căn cứ vào biểu đồ cung ứng xe máy). Tổng hợp diện tích xưởng sửa chữa xe máy trong bảng 5.1. TỔNG HỢP DIỆN TÍCH XƯỠNG SỬA CHỮA XE MÁY Loại xe Số lượng Bảng 5.1 Diện tích chiếm chỗ của 1 xe Tổng diện tích chiếm chỗ (m2) (m2) F0 (m2) Máy đào 2 48 96 192 Ô tô 9 27,5 247,5 495 Máy ủi 2 26,46 52,92 105,84 Máy đầm 1 20,08 20,08 40,16 Tổng 833 b) Bố trí vị trí xưởng sửa chữa: Xưởng sửa chữa xe máy bố trí bên cạnh nơi tập kết xe máy. c) Kết cấu xưởng sửa chữa: Nhà xưởng sửa chữa chọn kiểu có mái che. Phần mái là kết cầu thép có lợp tôn, phần dưới là các cột chống bằng BTCT. 5.2.1.2. Khu vực tập trung xe máy Khu vực tập trung trung xe máy thi công đập chính bố trí ở bờ phải hạ lưu đập phụ và vai phải đập chính. Tổng diện tích khu vực tập kết xe máy xác định cho thời Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 96 Ngành: C«ng tr×nh thuû đoạn có nhiều xe máy nhất trên biểu đồ cung ứng xe máy. Tổng hợp diện tích này trong bảng 5.2. TỔNG HỢP DIỆN TÍCH KHU VỰC TẬP KẾT XE MÁY Bảng 5.2 TT Loại xe Số lượng Diện tích chiếm chỗ của 1 xe (m2) Tổng diện tích chiếm chỗ (m2) 1 Máy đào 5 48 240 480 2 Ô tô 39 27.5 1072.5 2145 3 Máy ủi 4 26.46 105.84 211.68 4 Máy đầm 4 20,08 80,32 160,64 Tổn g 5.2.1.3. Kho chứa vật liệu Diện tích yêu cầu (m2) 2997.32 Kho vật liệu phục vụ thi công đập chính chủ yếu là: đá hộc đắp lăng trụ thoát nước và ốp mái hạ lưu; cát đắp tầng lọc; dăm sỏi dắp tầng lọc. Diện tích kho vật liệu tính theo công thức sau [2] : F= q p (5.3) Trong đó: q - Khối lượng vật liệu cần cất trong kho. Lấy bằng khối lượng vật liệu cần sử dụng trong thời đoạn thi công. q= Q t dt .K T (5.4) Q - Khối lượng vật liệu cần dùng, (m3, T). T - Thời gian sử dụng vật liệu, (ngày). tdt - Tiêu chuẩn số ngày dự trữ, tra theo bảng 26-5 [2]. Với vật liệu cát, đá, sỏi ta lấy: tdt = 7 ngày K - Hệ số sử dụng vật liệu không đều, lấy K = 1,5. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 97 Ngành: C«ng tr×nh thuû p - Lượng chứa vật liệu trong 1m 2 diện tích có ích của kho. Tra theo bảng 26-6 [2], (T/m2 ; m3/m2). Diện tích kho kể cả đường đi và phòng quản lý tính theo công thức (5.2) trong đó lấy α = 0,6. Kết quả tính toán trong bảng 5.3. TỔNG HỢP DIỆN TÍCH KHO VẬT LIỆU Loại vật Khối lượng Thời gian VL dự trữ sử dụng sử dụng (m3) (ngày) 2860 98 (m ) 306.43 4449 264 12592,44 264 liệu Đá hộc Dăm, sỏi Cát Khối lượng trong kho 3 Bảng 5.3 Chất cao (m) Định mức chất xếp 3 2 Tổng diện tích yêu cầu (m2) 3 (m /m ) 3 176.95 5 3.5 84.26 500.84 5 3.5 238.5 493 170.24 5.2.1.4. Kho chuyên dùng a) Kho xăng dầu: Khối lượng xăng dầu cần dự trữ phụ thuộc vào số lượng xe máy thi công, cường độ thi công và phương pháp thi công. Sơ bộ chọn diện tích kho xăng dầu là 200m2. Kết cấu kho xăng dầu là kho kín để tránh ảnh hưởng của các điều kiện bên ngoài. b) Kho thuốc nổ: Thuốc nổ được sử dụng chủ yếu trong công tác đào móng tràn, cống ngầm. Do thuốc nổ là vật liệu đặc biệt ảnh hưởng đến an toàn cho người và công trình do đó kết cấu kho thuốc nổ là kho kín, vị trí bố trí xa khu vực lán trại và công trình. Sơ bộ chọn diện tích kho thuốc nổ là: 160m2. 5.2.2. Quy hoạch, bố trí nhà ở trên công trường 5.2.2.1. Xác định số người trong khu nhà ở Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 98 Ngành: C«ng tr×nh thuû Để xác định số người trong khu nhà ở cần xác định được số công nhân sản xuất trực tiếp trên công trường N1. Số lượng công nhân sản xuất trực tiếp lấy theo biểu đồ cung ứng nhân lực ứng với giai đoạn cao điểm nhất. Ta xác định được N 1 = 124 người. Theo [2] thì: - Số công nhân sản xuất ở các xưởng sản suất phụ có thể tính theo công thức: N2 = (0,5 ÷ 0,7) N1 (5.5) Chọn N2 = 0,7N1 = 0,7 . 124 = 87 người. - Số cán bộ kỹ thuật và nhân viên nghiệp vụ tính theo công thức: N3 = (0,06 ÷ 0,08) (N1 + N2) (5.6) Chọn N3 = 0,08 (N1 + N2) = 0,08 . (87 + 124) = 17 người. - Số công nhân làm việc tại các xí nghiệp phục vụ khác như: coi kho, bảo vệ, vệ sinh v.v… tính theo công thức: N4 = 0,04 . (N1 + N2) (5.7) N4 = 0,04. (124 + 87) = 9 người. - Số công nhân, nhân viên làm việc trong các cơ quan phục vụ cho công trường như: bách hoá, lương thực, thực phẩm, ngân hàng, bưu điện, y tế v.v… thính theo: N5 = (0,05 ÷ 0,1) . (N1 + N2) (5.8) Chọn N5 = 0,07 . (N1 + N2) = 0,07 . (124 + 87) = 15 người. Toàn bộ số người ở trên công trường có tính thêm số người nghỉ phép, ốm đau, vắng mặt bởi những lý do khác. N = 1,06 . (N1 + N2 + N3 + N4 + N5) Trong đó: 1,06 - Hệ số xét đến trường hợp nghỉ phép, ốm đau, vắng mặt. N = 1,06 . (124 + 87 + 17 + 9 + 15) = 267 người 5.2.2.2. Xác định diện tích nhà ở cần xây dựng Căn cứ vào định mức nhà ở, phòng làm việc và các công trình phúc lợi khác do Nhà nước quy định ta tính được diện tích nhà cửa tạm thời cần phải xây dựng như bảng 5.4. Trong đó định mức diện tích nhà tạm lấy theo bảng 26-22 của [2]. DIỆN TÍCH NHÀ Ở CẦN XÂY DỰNG STT Hạng mục nhà cửa Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Bảng 5.4 Định mức (m2/ng) Diện tích Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 99 Ngành: C«ng tr×nh thuû (m2) 1 Nhà ở 4.000 1068.0 2 Phòng tiếp khách 0.060 16.0 3 Phòng làm việc 0.300 80.1 4 Ngân hàng, bưu điện 0.045 12.0 5 Nhà ăn 0.035 9.3 6 Hội trường 0.300 80.1 7 Bệnh xá 0.300 80.1 8 Nhà cứu hoả 0.033 8.8 9 Nhà tắm 0.070 18.7 10 Nhà cắt tóc 0.060 16.0 11 Nhà xí công cộng 0.040 10.7 12 Bách hoá 0.150 40.1 13 Sân vận động 2.000 534.0 Tổng 5.2.2.3. Xác định diện tích chiếm chỗ của khu vực xây dựng nhà 1973.9 Do trong khu vực xây dựng nhà ở còn phần diện tích để làm đường giao thông, trông cây xanh và các công trình liên quan khác nên diện tích chiếm chỗ của khu vực xây dựng nhà là: F= Fc 0, 45 (5.9) Trong đó: Fc - Diện tích nhà ở cần xây dựng, (m2). 0,45 - Hệ số kể đến diện tích chiếm chỗ của đường giao thông và cây xanh. F= 1973,9 = 4387m 2 0, 45 5.2.2.4. Kết cấu nhà ở trên công trường Kết cấu nhà ở trên công trường cần đảm bảo chắc chắn, an toàn cho công nhân trong suốt thời gian tho công công trình, quy cách nhà ở phải thuận tiện, phù hợp với điều kiện ụư nhiên, khí hậu, phòng hoả… Từ đó chọn nhà ở là nhà cấp IV. Đối Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 100 Ngành: C«ng tr×nh thuû với nhà làm việc của ban quản lý có thể xây kiên cố để làm nhà quản lý vận hành sau này, kiến nghị xây nhà 4 tầng. 5.2.3. Cấp nước cho công trường 5.2.3.1. Xác định lượng nước cần dùng Lượng nước cần dùng trên công trường tính như sau: Q = Qsx + Qsh + Qch (5.10) Trong đó: Qsx - Lượng nước dùng cho sản xuất, (l/s). Qsh - Lượng nước dùng cho sinh hoạt, (l/s). Qch - Lượng nước dùng cho cứu hoả, (l/s). Theo [2] ta tính toán các yêu cầu dùng nước như sau: a) Tính toán lượng nước dùng cho sản xuất: Tính theo công thức: Qsx = 1,1 ∑ N m qK1 (5.11) 3600.t Trong đó: 1,1 - Hệ số tổn thất nước. q - Lượng hao nước đơn vị cho 1 đơn vị khối lượng công việc (hoặc 1 ca máy) lấy theo bảng 26-8 [2], lít. K1 - Hệ số sử dụng nước không đều trong 1h, lấy theo bảng 26-9 [2] thì K 1 = 1,3. t - Số giờ làm việc, tính cho 1 ca thì t = 8giờ. Nm - Khối lượng công việc (số ca máy móc) trong thời đoạn tính toán. Ta tính cho giai đoạn đắp đập đợt 2 có cường độ thi công lớn nhất. Kết quả tính toán trong bảng 5.5. TÍNH TOÁN NƯỚC CHO SẢN XUẤT Bảng 5.5 Lượng hao nước đơn vị Đơn vị 1 Máy đào 1.5 m3 1221.93 1832.9 2 Ô tô 500 ca 21 10500.0 TT Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Khối lượng công việc Lượng nước cần dùng Loại máy, công việc (lít) Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 101 Ngành: C«ng tr×nh thuû 3 Máy ủi 1.7 m3 919.7 1563.5 4 Máy đầm 1.7 m3 919.7 1563.5 5 Đắp đập 5 m3 919.7 4598.5 6 Xưởng sửa chữa 40 máy 10 400.0 Tổng Vậy: 20458.4 Qxs = 1,1 20458, 4 × 1,3 = 1 l/s. 3600 × 8 b) Tính toán lượng nước dùng cho sinh hoạt: Nước dùng cho sinh hoạt gồm có: Nước dùng cho công nhân làm việc trên công trường và nước dùng cho cán bộ công nhân ở khu nhà ở. - Lượng nước dùng cho công nhân làm việc trên công trường tính theo: N c α K1 3600 ' Qsh = (5.12) Trong đó: Nc - Số công nhân làm việc trên công trường, Nc = 124 người. α - Tiêu chuẩn dùng nước (lít/người/giờ), lấy theo bảng 26-10 [2] ta được: α = 12 lít/người/ca. = 1,5 lít/người/giờ. K1 - Hệ số dùng nước không đều trong 1h, lấy theo bảng 26-9 [2] ta được: K 1 = 2,0 ' Qsh = 124 × 1,5 × 2 = 0,1 l/s. 3600 - Lượng nước dùng cho cán bộ công nhân ở khu nhà ở tính theo: '' Qsh = N n α K 2 K1 24 × 3600 (5.13) Trong đó: Nn - Toàn bộ số người ở các khu nhà ở, Nn = 267 người. α - Tiêu chuẩn dùng nước, α = 40 lít/người/ngày đêm. K2 - Hệ số sử dụng nước không đều trong 1 ngày đêm, K2 = 1,2. K1 - Hệ số sử dụng nước không đều trong 1h, K1 = 2. '' Qsh = Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT 267 × 40 × 1, 2 × 2 = 0,3 l/s. 24 × 3600 Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 102 Ngành: C«ng tr×nh thuû Vậy, lượng nước cần cho sinh hoạt là: ' '' + Qsh Qsh = Qsh = 0,1 + 0,3 = 0,4 l/s. c) Tính toán lượng nước dùng cho cứu hoả: - Nước cứu hoả ngoài hiện trường lấy theo kinh nghiệm. Hiện trường thi công có diện tích < 50 ha nên lượng nước cứu hoả ngoài hiện trường là 20 l/s. - Lượng nước cứu hoả ở khu vực nhà ở lấy theo bảng 26-11 [2] là: 10 l/s. Lượng nước dùng cho cứu hoả là: Qch = 20 + 10 = 30 l/s. Vậy, lượng nước cần dùng cho toàn bộ công trường là: Q = 1 + 0,4 + 30 = 31,4 l/s. 5.2.3.2. Chọn nguồn nước Nước sinh hoạt và nước thi công được lấy từ sông Đầm Hà. Vị trí lấy nước nằm ở trước cửa tràn xả lũ. Mặt khác tại khu nhà ở có thể xây những bể nước dung tích 20m3 để chứa nước mưa phục vụ cho sinh hoạt. 5.2.3.3. Thiết bị cung cấp nước Dùng máy bơm để cung cấp nước cho công trường bằng hệ thống đường ống thép. 5.2.3.4. Chất lượng nước cung cấp Nước lấy trực tiếp từ sông cung cấp cho sinh hoạt cần qua xử lý bằng lọc. Nước dùng cho thi công có thể sử dụng trực tiếp. 5.2.4. Cung cấp điện cho công trường Nhu cầu dùng điện của trường là rất lớn, điện năng cung cấp cho các máy thi công, các xí nghiệp phụ, điện chiếu sáng, điện năng cung cấp cho sinh hoạt… Nguồn điện cung cấp cho công trường lấy từ đường dây 35KV đi Quảng An theo hai nhánh: - Đường điện cao áp 35KV kéo về đến tràn xả lũ dài 3,64 km và trạm biến áp số 1 TBA1 50KVA - 35/0,4KV. - Đường điện cao áp 35KV kéo về khu nhà quản lý đặt tại đập chính dài 1,18km và trạm biến áp số 2 TBA2 50KVA - 35/0,4KV. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 103 Ngành: C«ng tr×nh thuû Các đường dây hạ thế 0,4KV từ hai trạm biến áp cung cấp điện cho toàn công trường. Trong quá trình thi công đập chính thì sử dụng điện hạ thế từ trạm biến áp bên vai phải đập chính. 5.2.5. Đường thi công trên công trường 5.2.5.1. Đường quản lý vận hành kết hợp thi công Đường QLVH kết hợp làm đường thi công cho toàn bộ cụm công trình đầu mối tính từ KM0 (Trụ sở UBND xã Quảng Tân) đến KM5+860 được chia thành các đoạn sau: - Đoạn 1: Từ KM0 đến KM4+500. - Đoạn 2: Từ KM4+500 đến KM4+774 (Đi qua đỉnh đập chính). - Đoạn 3: Từ KM4+774 đến KM5+171. - Đoạn 4: Từ KM5+171 đến KM5+860. Quy mô của các đoạn đường này là nền rộng 8m, mặt đường rộng 5,5m. Ban đầu thì chỉ làm đường đủ đảm bảo yêu cầu thi công, sau đó được nâng cấp rải đá dăm láng nhựa tiêu chuẩn 6,5kg/m2. 5.2.5.2. Đường thi công nội bộ Đường thi công nội bộ công trường gồm 3 đường chính sau: - Đường số 1: Từ KM4+250 của đường QLVH qua đập Long Châu Hà đến đập phụ số 1, chiều dài 830m. - Đường số 2: Từ đập phụ 1 đến tràn và đập phụ 3, dài 550m. - Đường số 3: Từ bãi vật liệu A ra đường thi công chính dài 600m. Ngoài ra còn có các đường nhánh từ bãi vật liệu ra đường chính và từ đường chính vào các công trình, kho bãi. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 104 Ngành: C«ng tr×nh thuû CHƯƠNG VI:DỰ TOÁN CÔNG TRÌNH ĐẬP CHÍNH 6.1. CĂN CỨ LẬP DỰ TOÁN Lập dự toán công trình để so sánh tính hợp lý về kinh tế của các phương án xây dựng công trình và làm tài liệu để khống chế vốn đầu tư của chủ đầu tư đối với việc xây dựng công trình. Để lập dự toán công trình cần căn cứ vào các yếu tố sau: - Khối lượng công trình bóc tách từ các bản vẽ thiết kế, biện pháp thi công công trình. - Đơn giá xây dựng cơ bản lấy theo thông báo đơn giá xây dựng của tỉnh (thành phố) xây dựng công trình. Công trình Hồ chứa nước Quảng Ninh 3 thuộc tỉnh Quảng Ninh nên đơn giá sử dụng là đơn giá xây dựng của tỉnh Quảng Ninh. Tuy nhiên do chưa tìm được đơn giá xây dựng của tỉnh Quảng Ninh nên trong đồ án này lấy theo đơn giá xây dựng của tỉnh Kiên Giang. - Định mức dự toán xây dựng công trình kèm theo quyết định số 24/2005/QĐ - BXD ban hành ngày 29/07/2005 của Bộ trưởng Bộ Xây dựng. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 105 Ngành: C«ng tr×nh thuû - Thông tư số 04/2005/TT - BXD của Bộ Xây dựng về hướng dẫn việc lập và quản lý chi phí đầu tư xây dựng công trình. - Thông tư số 05/2009/TT - BXD của Bộ Xây dựng về hướng dẫn việc lập và quản lý chi phí đầu tư xây dựng công trình. 6.2. DỰ TOÁN XÂY LẮP HẠNG MỤC ĐẬP CHÍNH 6.2.1. Thống kê các công tác xây lắp cần lập dự toán Các công tác xây lắp cần lập dự toán trong bảng 6.1. THỐNG KÊ CÁC CÔNG VIỆC CẦN LẬP DỰ TOÁN Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Bảng 6.1 Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi STT Trang 106 Hạng mục Ngành: C«ng tr×nh thuû Đơn vị Khối lượng 1 Đắp đê quai TL 2 lần (cơ giới) m3 35140 2 Đào hố tập trung nước sau đê quai TL 2 lần m3 27668 3 Đào móng đập và chân khay (cơ giới) m3 66108,2 4 Đào đá chân khay (cơ giới) m3 2858,4 5 Đào đất đắp đập (cơ giới) m3 715718,94 6 Đắp đập (cơ giới) m3 541210,82 7 Đắp lăng trụ thoát nước (cơ giới) m3 2395 8 Công tác xây đá (thủ công) m3 428,13 9 Đắp tầng lọc và ốp mái (thủ công) m3 930 10 Trồng cỏ mái hạ lưu (thủ công) m2 17447 11 Lát mái thượng lưu (thủ công) m2 21110 12 Khoan phụt nền và vai đập m 2699 13 Bê tông cốt thép M200 m3 2943,82 14 Bê tông M150 m3 583,2 6.2.2. Tính toán chi phí theo đơn giá Chi phí xây dựng theo đơn giá gồm có: - Chi phí vật liệu theo đơn giá. - Chi phí nhân công theo đơn giá. - Chi phí máy thi công theo đơn giá. (Các chi phí xây dựng tính theo đơn giá như trên đã được hiệu chỉnh). Tính toán chi phí theo đơn giá trong bảng 6.2. 6.2.3. Dự toán xây lắp đập chính 6.2.3.1. Chi phí trực tiếp (T) Chi phí trực tiếp gồm các chi phí sau: a) Chi phí vật liệu (VL): VL = Chi phí vật liệu theo đơn giá * KĐCVL KĐCVL : Hệ số điều chỉnh chi phí vật liệu lấy theo Thông tư số 05/2009/TT – BXD ngày 15/04/2009 của Bộ Xây dựng là KĐCVL = 1,53 b) Chi phí nhân công (NC): Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 107 Ngành: C«ng tr×nh thuû NC = Chi phí nhân công theo đơn giá * KĐCNC KĐCNC : Hệ số điều chỉnh chi phí vật liệu lấy theo Thông tư số 05/2009/TT – BXD ngày 15/04/2009 của Bộ Xây dựng là KĐCNC = 1,16 c) Chi phí máy thi công (M): M = Chi phí máy thi công theo đơn giá * K ĐCMTC KĐCMTC : Hệ số điều chỉnh chi phí vật liệu lấy theo Thông tư số 05/2009/TT – BXD ngày 15/04/2009 của Bộ Xây dựng. d) Chi phí trực tiếp khác (TT): TT = 1,5% (VL + NC + M) Tổng chi phí trực tiếp là: T = VL + NC + M + TT 6.2.3.2. Chi phí chung (C) C=P × T Trong đó: P - Định mức chi phí chung (%). Theo bảng 2 của thông tư số 04/2005/TT BXD của Bộ Xây dựng thì với công trình thuỷ lợi lấy P = 5,5% 6.2.3.3. Thu nhập chịu thuế tính trước (TL) TL = (T + C) × tỷ lệ quy định Trong đó: Tỷ lệ quy định lấy theo bảng 2 của Thông tư số 04/2005/TT - BXD của Bộ Xây dựng là 5,5%. 6.2.3.4. Giá trị dự toán xây dựng trước thuế (G) G = T + C + TL 6.2.3.5. Thuế giá trị gia tăng (GTGT) XD GTGT = G × TGTGT Trong đó: XD TGTGT - Mức thuế suất thuế giá trị gia tăng quy định cho công tác xây dựng. XD = 10% . Theo mức thuế hiện hành thì TGTGT 6.2.3.6. Giá trị dự toán xây dựng sau thuế (GXDCPT) Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đå ¸n tèt nghiÖp kü s lîi Trang 108 Ngành: C«ng tr×nh thuû GXDCPT = G + GTGT Trong đó: GXDCPT - Giá trị dự toán xây dựng công trình chính, phụ, tạm phục vụ thi công sau thuế. Kết quả tính toán trong bảng 6.3. Sinh viªn: Đào Trung HiÕu 47LT Líp: Đồ ¸n tèt nghiÖp kü s thuû lîi Ngành: C«ng tr×nh KẾT LUẬN Trên đây là toàn bộ nội dung đồ án tốt nghiệp: “ Thiết kế tổ chức thi công đập chính - Hồ chứa nước Quảng Ninh 3” mà em đã hoàn thành. Trong thời gian 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với sự hướng dẫn tận tình của TS Nguyễn Trọng Tư và nỗ lực của bản thân em đã thực hiện được những nội dung sau: - Tìm hiểu chung về công trình Hồ chứa nước Quảng Ninh 3. - Thiết kế dẫn dòng thi công. - Thiết kế tổ chức thi công đập đất chính. - Lập tiến độ thi công hạng mục đập chính. - Bố trí mặt bằng thi công đập chính. - Tính toán giá trị xây dựng hạng mục đập chính. Qua thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã được làm quen với công việc của một kỹ sư trong việc thiết kế tổ chức thi công một công trình thuỷ lợi, nhờ đó em đã hệ thống lại được những kiến thức đã được học trong những năm tháng học tại trường đồng thời giúp em tiếp cận với kiến thức thực tế cho công việc sau này. Tuy nhiên, do trình độ bản thân có hạn, kinh nghiệm thực tế còn thiếu nên trong đồ án còn mắc nhiều sai sót. Em mong được sự chỉ bảo thêm của các thầy cô giáo để hoàn thiện thêm kiến thức cho bản thân. Em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Trọng Tư đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian làm đồ án và hoàn thành đúng thời hạn. Qua đây em cũng xin cảm ơn các thầy cô giáo trong Trường Đại học Thuỷ lợi đã dạy bảo em những kiến thức chuyên môn cũng như thực tế trong suốt thời gian học tập tại trường. Hà nội, ngày 23 tháng 11 năm 2009. Sinh viên thực hiện Sinh viªn : Đào Trung Hiếu Lớp: 47LT Đồ ¸n tèt nghiÖp kü s thuû lîi Ngành: C«ng tr×nh Đào Trung Hiếu Sinh viªn : Đào Trung Hiếu Lớp: 47LT Đồ ¸n tèt nghiÖp kü s thuû lîi Ngành: C«ng tr×nh MỤC LỤC . Sinh viªn : Đào Trung Hiếu Lớp: 47LT [...]... 0.00458 0.004 83 0.001 83 3.42 4.27 1.080 1.728 3. 760 0.460 42. 538 2.7 43 0 .38 4 1.464 0.010 0.00416 0.00 437 0.00 137 7.25 11.51 1.120 1.792 3. 840 0.467 42.974 2.645 0 .35 7 1.477 0.0 13 0.0 037 9 0.0 039 7 0.00097 13. 45 24.97 1.160 1.856 3. 920 0.4 73 43. 391 2.554 0 .33 2 1.492 0.016 0.0 034 6 0.0 036 3 0.000 63 25.28 50.24 1.200 1.920 4.000 0.480 43. 789 2.469 0 .31 1 1.511 0.018 0.0 031 8 0.0 033 2 0.00 032 56.66 106.90 1. 230 1.968... 0.0004 38 .2041 81. 138 9 0. 430 14.990 35 .9 23 0.417 32 .847 0.8 73 0. 039 0.469 0.016 0.0007 0.0008 0.00 03 60.0968 141. 235 7 0.450 15.705 36 .012 0. 436 33 .828 0. 833 0. 035 0.485 0.017 0.0006 0.0007 0.0002 106.1069 247 .34 25 0.460 16.0 63 36.057 0.445 34 .31 2 0.814 0. 034 0.494 0.008 0.0006 0.0006 0.0001 99.6767 34 7.01 93 h R (m) 2 (m ) (m) (m) (1) (2) (3) (4) 0 .35 0 12.145 35 .565 0 .37 0 12.854 0 .39 0 Sinh viên : o... = 13. 08 m3/s i = 0.0005 n = 0.017 m=2 Bng 2.1 b = 34 m L = 60m hk = 0.246m V V2/2g (m/s) (m) (m) (m) (5) (6) (7) (8) (9) 0 .34 1 28. 739 1.077 0.059 0.409 35 .655 0 .36 1 29.796 1.018 0.0 53 0.4 23 0.014 0.0012 0.00 13 0.0008 17 .39 27 17 .39 27 13. 564 35 .744 0 .37 9 30 . 833 0.964 0.047 0. 437 0.015 0.0010 0.0011 0.0006 25.5420 42. 934 7 0.410 14.276 35 . 834 0 .39 8 31 .849 0.916 0.0 43 0.4 53 0.015 0.0008 0.0009 0.0004 38 .2041... 2.14 1.01 43% 0.50 41.68 42.62 658 197 461 3. 82 2.08 0.94 43% Sinh viên : o Trung Hiếu 47LT Lớp : K ồ án tốt nghiệp kỹ s lợi Trang 30 Ngnh: Công trình thuỷ 0.60 41.68 42.58 674 202 472 3. 73 2. 03 0.90 43% 0.70 41.68 42.56 6 93 210 4 83 3.69 1.98 0.88 43% 0.80 41.68 42.52 710 215 495 3. 60 1. 93 0.84 43% 0.90 41.68 42.47 728 220 508 3. 50 1.88 0.79 43% 1.00 41.68 42. 43 746 225 521 3. 40 1.84 0.75 43% 1.10 41.68... 41.68 42.40 7 63 230 533 3. 32 1.80 0.72 43% 1.20 41.68 42 .36 781 235 546 3. 24 1.75 0.68 43% 1 .30 41.68 42 .32 799 240 559 3. 16 1.71 0.64 43% 1.40 41.68 42.29 817 245 572 3. 08 1.67 0.61 43% Giỏ tri Z :Qua tớnh toỏn Z gt Z tt= 0,84(m) Xỏc nh c mc nc sụng phớa thng lu khi dn dũng qua lũng sụng thu hp vo mựa l l : ZTL = 41,68 +0 ,84 = 42,52 (m); Cao trỡnh p p vt l cui mựa khụ l: Zvl = ZTL + Trong ú: -... (11) (12) L L (m) (m) ( 13) (14) 0.0014 Lớp : 47LT 0.0000 ồ án tốt nghiệp kỹ s Trang 36 trình thuỷ lợi Ngnh: Công NG MT NC TRONG CNG Q = 4.74 m3/s i = 0.0 03 n = 0.014 h0 = 1.23m Bng 2.2 b = 1.6m L = 117m hk = 0.963m V V2/2g (m/s) (m) (m) (m) (5) (6) (7) (8) (9) 0. 437 41. 132 3. 076 0.482 1.445 3. 600 0.444 41.599 2.9 63 0.447 1.447 0.002 0.00507 0.00 533 0.00 233 0.84 0.84 1.664 3. 680 0.452 42.080 2.849... tốt nghiệp kỹ s lợi Trang 25 Ngnh: Công trình thuỷ 0,00 73 h k = 0, 247 1 + 0,105 ì 0,00 732 ữ = 0,246m 3 sõu dũng u tớnh tng t nh kờnh sau trn ta c: f ( R ln ) = 4m0 i 7 ,31 4 0,001 = = 0,0177 tỡm c Rln = 1,047m Q 13, 08 Tớnh t s: b 34 = = 32 , 47 R ln 1,047 Vi m = 1 tra ph lc 8 .3 [3] ta c: h/Rln = 0 ,33 h h0 = R ln R ln ữ = 1,047 ì 0 ,33 = 0 ,35 m Ta thy h0 > hk Vy, ng mt nc trong on kờnh sau trn... dng 1 m t nhiờn 2 Dung trng t nhiờn 3 Dung trng khụ 4 T trng 5 Gúc ma sỏt trong 6 Lc dớnh kt Ngnh: Công trình thuỷ Trang 13 A2 A3 A4 B W % 22,45 26,40 26,40 22,70 22,85 21,15 w g/cm3 1,90 1,89 1,89 1,88 1,87 1,89 c g/cm3 1,55 1,49 1,49 1,52 1,52 1,56 g/cm3 2,70 2,71 2,71 2,69 2,72 2,67 18055 18055 18055 180 23 16015 14 039 C kg/m2 0,295 0 ,35 0 ,35 0 ,31 0 ,32 5 0 ,30 5 7 H s nộn lỳn a1-2 0,018 0,029 0,029... = 0,0005; m = 2; n = 0,017; b = 34 m; L = 65m on kờnh ni tip phớa sau cú: i = 0,001; m = 1; b = 34 m; n = 0,02.(H s nhỏm ca kờnh tra theo V.N Gụntrarp ti ph lc 4-1a [3] ) Vi lu lng dn dũng Q = 13, 08m 3/ s thỡ dng ng mt nc trong kờnh c xỏc nh nh sau: + sõu phõn gii v sõu dũng u ca on kờnh sau trn: T Q = 13, 08 m3/s ta cú lu lng n v qua kờnh l: q = Q 13, 08 = = 0 ,38 5 b 34 m3/sm Theo [4] thỡ sõu phõn gii... n + 0,105 n ữ 3 Trong ú: n = 3 (2.1) (2.2) m.h cn k ; b b - Chiu rng ỏy kờnh m - H s mỏi kờnh Ta cú: h cn k = = 3 q 2 3 1ì 0 ,38 52 = = 0, 247m g 9,81 m.h cn 2 ì 0, 247 k n = = = 0,0145 b 34 0,0145 h k = 0, 247 1 + 0,105 ì 0,01452 ữ = 0,246m 3 sõu dũng u trong kờnh tớnh theo phng phỏp mt ct li nht v thy lc [4] ta cú: f ( R ln ) = 4m0 i 9,89 0,0005 = = 0,0169 Tra ph lc 8.1 [3] ta c: Q 13, 08 ... 495 3. 60 1. 93 0.84 43% 0.90 41.68 42.47 728 220 508 3. 50 1.88 0.79 43% 1.00 41.68 42. 43 746 225 521 3. 40 1.84 0.75 43% 1.10 41.68 42.40 7 63 230 533 3. 32 1.80 0.72 43% 1.20 41.68 42 .36 781 235 ... 42. 934 7 0.410 14.276 35 . 834 0 .39 8 31 .849 0.916 0.0 43 0.4 53 0.015 0.0008 0.0009 0.0004 38 .2041 81. 138 9 0. 430 14.990 35 .9 23 0.417 32 .847 0.8 73 0. 039 0.469 0.016 0.0007 0.0008 0.00 03 60.0968 141. 235 7... (5) (6) (7) (8) (9) 0 .34 1 28. 739 1.077 0.059 0.409 35 .655 0 .36 1 29.796 1.018 0.0 53 0.4 23 0.014 0.0012 0.00 13 0.0008 17 .39 27 17 .39 27 13. 564 35 .744 0 .37 9 30 . 833 0.964 0.047 0. 437 0.015 0.0010 0.0011