L IC M N Lu n v n th c s v i đ tài “Nghiên c u l a ch n gi i pháp k thu t thi t k kênh, áp d ng cho d án ADB5 t nh B c Ninh” đ c hoàn thành v i s n l c c a b n thân, s giúp đ nhi t tình c a th y cô Khoa Công Trình - Tr ng đ i h c Thu l i, b n bè đ ng nghi p Tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c t i Th y giáo, PGS.TS Nguy n H u Hu tr c ti p t n tình h ng d n c ng nh cung c p tài li u, thông tin khoa h c c n thi t đ tác gi hoàn thành lu n v n Tác gi xin chân thành c m n t i th y cô giáo Khoa Công Trình, th y cô giáo tr ng i h c Th y l i t n tình giúp đ , truy n đ t ki n th c su t th i gian h c t p ch ng trình cao h c c ng nh trình th c hi n lu n v n Tác gi chân thành c m n t i gia đình, b n bè, đ ng nghi p nh ng ng tr c ch b o, khích l , đ ng viên, ng h nhi t tình v m i m t đ i ng h c h i nghiên c u khoa h c Do trình đ có h n th i gian nghiên c u ng n, nên lu n v n không th tránh kh i nh ng t n t i, h n ch , tác gi mong nh n đ c m i ý ki n đóng góp trao đ i chân thành c a th y cô giáo b n đ ng nghi p Tác gi mong mu n nh ng v n đ t n t i s đ c tác gi nghiên c u sâu h n đ góp ph n đ a nh ng ki n th c khoa h c vào ph c v s n xu t Hà N i, tháng 05 n m 2016 Tác gi Nguy n Ti n Hà i L I CAM K T Tôi Nguy n Ti n Hà, xin cam đoan đ tài lu n v n c a tôi làm Nh ng k t qu nghiên c u trung th c.Trong trình làm có tham kh o tài li u liên quan nh m kh ng đ nh thêm s tin c y c p thi t c a đ tài Các tài li u trích d n rõ ngu n g c tài li u tham kh o đ c th ng kê chi ti t Nh ng n i dung k t qu trình bày Lu n v n trung th c, n u vi ph m xin hoàn toàn ch u trách nhi m Hà N i, tháng 05 n m 2016 Tác gi Nguy n Ti n Hà ii M CL C L IC M N I L I CAM K T II M C L C III PH N M U 1 Tính c p thi t c a đ tài M c đích nghiên c u c a đ tài: 3 Ph ng pháp nghiên c u: it ng ph m vi nghiên c u c a đ tài: Ý ngh a khoa h c th c ti n c a đ tài K t qu đ t đ c CH NG T NG QUAN CHUNG V H TH NG KÊNH 1.1 c m, vai trò c a kênh h th ng kênh 1.2 Hi n tr ng h th ng kênh 1.2.1 V công tác thi t k 1.2.2 V công tác thi công ch t l 1.3 ng, th m m bê tông gia c kênh .11 Công trình kênh 11 1.3.1 Công trình u ti t m c n 1.3.2 Công trình u ti t l u l 1.3.3 Công trình đo l u l c .11 ng 15 ng 18 1.3.4 Công trình/thi t b đo m c n K T LU N CH c 18 NG 20 CH NG PHÂN TÍCH CÁC GI I PHÁP K THU T THI T K KÊNH TH NG G P .21 2.1 Kênh đ t không gia c 21 2.2 Kênh gia c 21 2.2.1 Các hình th c lát kênh 21 2.2.2 M t s u ý thi t k lát kênh: 23 2.2.3 i u ki n áp d ng 24 iii 2.3 Các yêu c u v thi t k , thi công h th ng kênh 32 2.3.1 Công tác thi t k 32 2.3.2 Công tác thi công 34 K T LU N CH CH NG NG 35 XU T K THU T CHO H TH NG KÊNH C A D ÁN ADB5 T NH B C NINH 37 3.1 H th ng th y l i t nh B c Ninh 37 3.1.1 Quy ho ch tiêu 37 3.1.2 Quy ho ch t 3.2 i: 38 Gi i thi u v d án ADB5 t nh B c Ninh 39 3.2.1 B i c nh 40 3.2.2 Mô t d án 41 3.3 xu t gi i pháp k thu t cho h th ng kênh d án ADB5 t nh B c Ninh 43 3.4 Yêu c u k thu t thi t k kênh bê tông c t thép đúc s n 49 3.4.1 Tính toán l u l ng 49 3.4.2 Xác đ nh m c n c tính toán đ u kênh, đ d c kênh 49 3.4.3 Xác đ nh m t c t yêu c u, v n t c dòng ch y kênh 50 3.4.4 Tính toán c u ki n 50 3.5 ng d ng tính toán cho kênh t i Ngô Thôn, xã Xuân Lai 51 3.5.1 Thông s tính toán 51 3.5.2 Tính toán n i l c c u ki n kênh 53 3.5.3 Tính toán kinh t 63 3.6 K thu t thi công qu n lý ch t l ng công tác s n xu t, l p đ t kênh 67 3.6.1 Công tác đào đ t 67 3.6.2 Công tác đ đ t đào 68 3.6.3 Chi u r ng l u không đ thi công kênh 68 3.6.4 Công tác đ p đ t 68 3.6.5 Thi công c u ki n bê tông đúc s n 69 3.6.6 Ki m tra ch t l ng thi công 70 iv K T LU N CH NG 74 K T LU N VÀ KI N NGH 75 TÀI LI U THAM KH O 76 v DANH M C B NG BI U B ng 3-1 Hi n tr ng công trình th y nông vi khu t i Gia Bình 44 DANH M C HÌNH V Hình 1-1 M t s hình d ng m t c t kênh .5 Hình 1-2 S đ m ng l Hình 1-3 H th ng t Hình 1-4 i kênh t i i truy n th ng .7 i u ti t d ng đ p tràn đ nh dài không c a 12 Hình 1-5 p đ nh dài có c a Hình 1-6 p đ nh dài d ng gic gi c có ho c c a 14 Hình 1-7 M t s d ng đ p tràn khác 14 Hình 1-8 K t c u c a u ti t d ng c a l t Chi u c nh (trái) di n th gi a 13 ng l u (ph i) .15 Hình 1-9 C ng u ti t l u l ng kênh ông – C Chi (h th ng D u Ti ng) 16 Hình 1-10 Công trình chia n c theo t l áp d ng cho kênh có l u l ng l n 17 Hình 1-11 Công trình chia n c theo t l áp d ng cho kênh n i đ ng 17 Hình 1-12 C ng l y n c v i l u l ng không đ i đ c l p đ t đ u kênh c p 18 Hình 1-13 Máng đo l u l ng d ng Crump t i Kênh Yên L p (trái) K G (ph i) 18 Hình 1-14 Theo dõi m c n c b ng th y trí 19 Hình 1-15 Xác đ nh m c n c b ng đ u đo siêu âm (s d ng h th ng SCADA)19 Hình 2-1 Kênh đ t không gia c 21 Hình 2-2 Lát mái kênh b ng t m bê tông đúc s n 24 Hình 2-3 bê tông tr c ti p mái kênh 25 Hình 2-4 Thi t b r i bê tông Gomaco 27 Hình 2-5 bê tông mái kênh Ngàn Tr i b ng ván khuôn tr t 28 Hình 2-6 Thi công Neoweb t i D án WB7 Qu ng Nam 29 Hình 2-7 Kênh g ch xây, đá xây 29 Hình 2-8 Lát kênh b ng l p màng ch ng th m b o v b ng mi ng bê tông đúc s n lát bên .30 Hình 2-9 Bê tông đúc t i ch l p màng ch ng th m 30 vii Hình 2-10 B o v mái b ng đá lát khan khung BTCT 31 Hình 2-11 Kênh bê tông l p ghép b ng đo n kênh đúc s n m t c t parabol 31 Hình 3-1 Hi n tr ng công trình th y l i n i đ ng t i khu m u Gia Bình 46 Hình 3-2 S n ph m Kênh m đúc s n 47 Hình 3-3 Kênh m t c t ch nh t 48 Hình 3-4 Kênh m t c t bán nguy t 48 Hình 3-5 M t c t kênh 0,5 x 0,8m 52 Hình 3-6 S đ tính d ng 53 Hình 3-7 S đ l c tác d ng lên c u ki n 54 Hình 3-8 Bi u đ môment 54 Hình 3-9 Mô hình tính toán 55 ng bê tông c t thép, bê tông c t s i thành m ng Hình 3-10 Môment M 11 , M max = 0,268Tm 56 Hình 3-11 Môment M 22 , M max = -0,268m 56 Hình 3-12 ng su t S 11 , S = -30,010T/m2; S max = 22,973 T/m2 57 Hình 3-13 ng su t S 22 , S = -31,848T/m2; S max = 20,072 T/m2 57 Hình 3-14 Bi n d ng U x , U max = 3,411x10-6m 58 Hình 3-15 Bi n d ng U z , U max = -7,011x10-6m 58 Hình 3-16 Môment M 11 , M max = 0,201Tm 59 Hình 3-17 Môment M 22 , M max = -0,201Tm 59 Hình 3-18 ng su t S 11 , S = -22,444T/m2; S max = 18,335 T/m2 60 Hình 3-19 ng su t S 22 , S = -26,383T/m2; S max = 13,591 T/m2 60 Hình 3-20 Bi n d ng U x , U max = 2,222x10-6m 61 Hình 3-21 Bi n d ng U z , U max = -7,681x10-6m 61 Hình 3-22 M t c t so sánh ph ng án 64 viii PH N M U Tính c p thi t c a đ tài Tính đ n nay, kho ng 80% b y tri u hecta đ t canh tác t i Vi t Nam mà đa ph n s di n tích tr ng lúa đ h th ng t c trang b c s h t ng th y l i Các i tiêu đóng góp ph n r t đáng k vi c t ng tr nông nghi p, đ c bi t t ng s n l ng l ng th c Tuy nhiên th c t , ch có kho ng 50% di n tích canh tác h th ng th y l i đ t ng đ i đ y đ Ph n l i thu c di n không đ có không Th ng m t h th ng t đ c, d n đ n lãng phí n c nhi u n cu i kênh l i n l y n ng c a ngành ct cc pn i ho c t i, ph n di n tích c m t cách i b p bênh, đ u kênh nh n c gây xói mòn đ t đai Trong c, nông dân ph i s d ng bi n pháp t c t kênh r ch tiêu ho c ao h , ngu n n i th công, c v a thi u v a b ô nhi m K t qu n ng su t tr ng th p không n đ nh, chi phí s n xu t t ng lên làm gi m thu nh p c a nông dân Có hai nguyên nhân c a nh ng t n t i V m t k t c u h t ng, h th ng th ng đ toàn b công su t u ki n ngu n n v n hành ch đ ngu n n linh ho t m i tr đ c d i mà ch a xem xét đ n vi c c không đ cung c p nên r t khó v n hành m t cách ng h p H u nh t t c h th ng t c thi t k theo ki u ki m soát l u l đ ch y d c thi t k đ có th v n hành v i ng b ng c ng u ti t ngang v i ch i cánh c ng v n hành b ng th công Kinh nghi m th gi i cho th y h th ng c a van lo i r t khó v n hành l u l đ nh; vi c cung c p n này, ng i t i Vi t Nam đ u ng n c không đ ng đ u không đáng tin c y i v n hành kh n ng u ch nh th thay đ i đ t ng t v nhu c u n hoàn ch nh đ ng b , ph n nhi u thi u kênh c p d công trình ng xuyên đ đáp ng nh ng c Ngoài ra, h th ng th phân ph i c không n ng không đ cđ ut i, thi u công trình V m t qu n lý v n hành, m t s h n ch v thi t k nh nêu, nhi u h th ng t i ch a có quy trình v n hành b o trì đ ng b đ y đ Hàng n m, công ty qu n lý th y nông (IMC) ch a có k ho ch qu n lý m t cách toàn di n m t ho t đ ng c a công ty Vi c xã h i hóa công tác t c a ng i nông dân h u nh ch a đ i v i s tham gia tích c c c quan t m Ngu n tài c a IMC không đ đ đáp ng yêu c u tu b o d ng, s a ch a kênh K t qu vòng lu n qu n c a s y u công tác b o d ng s xu ng c p c a công trình c s h t ng di n M t s h th ng t iđ c tu b , s a ch a th i gian qua ch y u t p trung vào vi c ph c h i v i m c tiêu đ t t i tiêu chu n thi t k ban đ u, m c d u tiêu chu n không phù h p v i yêu c u hi n Trong vi c qu n lý, v n hành b o trì l i ch a ý m c i u gây tình tr ng h th ng thu l i ho t đ ng không hi u qu có hi u su t đ u t th c t th p Trong tình hình phát tri n kinh t hi n nay, n c không ch nhu c u thi t y u cho nông nghi p mà y u t không th thi u đ i v i nhi u ngành kinh t khác Do v y v n đ ti t ki m n c đ cđ c đ t thành m t yêu c u c p bách, đ c bi t đ i v i nông nghi p ngành hàng n m tiêu th kh i l qua d ch v t i Có hai gi i pháp ch y u đ ti t ki m n ng n c r t l n thông c Th nh t c n áp d ng c c u tr ng phân b mùa v h p lý; s d ng lo i gi ng tiêu th n ch u h n t t Gi i pháp th hai c n hoàn ch nh h th ng t i theo h c ng hi n đ i c v c s h t ng t ch c qu n lý, t c hi n đ i hóa h th ng t i Hi n đ i hóa th c ch t đ u t theo chi u sâu b ng cách áp d ng bi n pháp k thu t qu n lý hi n đ i đ nâng cao di n tích đ kênh, v i vi c thay đ i nh n th c v n t c, coi n i m t lo i d ch v s n xu t nông nghi p ct i c a h th ng c m t lo i hàng hóa u t vào h th ng t i hi n có v a ph c t p v m t k thu t, yêu c u kinh phí không l n (so v i xây d ng m i) nh ng l i có tính n đ nh b n v ng cao h n nh nói h th ng t trên, i u có ý ngh a Vi t nam hi n nay, 80% đ t canh tác nông nghi p có i nh ng h th ng hi u qu Nh n xét: - Tr ng h p kênh n - Tr ng h p kênh đ y n Trong c tr c: chuy n v l n nh t 7,011x10-6m c: chuy n v l n nh t 7,681x10-6m ng h p tính, chuy n v c a đáy kênh t ng kênh không đáng k K t qu tính toán theo mô hình d ng t m cho môment nh h n so v i mô hình d ng thanh, nguyên dân mô hình d ng t m mô ph ng g n h n tr ng thái làm vi c c a c u ki n 3.5.2.3 Tính toán b trí c t thép Công th c tính - A = k n nc M mb Rn b.h02 - F a =α.b.h m b R n ma Ra Trong đó: - m b - h s u ki n làm vi c c a bê tông, v i k t c u bê tông c t thép có chi u dày b n α= 0,352 =>Fa = 1,8866 cm Mmax = h= Ch n 10Φ5/m có Fa=1,963cm2 b trí thép ch u l c, 5Φ4/m có Fa=0,628cm2 b trí thép phân b +/ Tính thép b n đáy: 0,42 Tm h0=5cm 7,0 cm A = 0,142 => α= 0,154 =>Fa = 1,5999 cm Mmax = h= Ch n 10Φ5/m có Fa=1,963cm2 b trí thép ch u l c, 5Φ4/m có Fa=0,628cm2 b trí thép phân b K t lu n: b trí thép ch u l c 10 5/1m Thép phân b 4/1m 3.5.3 Tính toán kinh t so sánh v m t kinh t , tác gi tính toán chi phí xây d ng 100m kênh theo ph ng án: - Ph ng án 1: kênh bê tông đ t i ch - Ph ng án 2: kênh bê tông đúc s n 63 Ph Ph Hình 3-22 ng án kênh bê tông đúc s n ng án kênh bê tông đ t i ch M t c t so sánh ph 64 ng án B NG D TOÁN H NG M C CÔNG TRÌNH PH Mã s STT n giá Tên công tác / Di n gi i kh i l ng v NG ÁN n Kh i l ng BÊ TÔNG T I CH V t li u n giá Nhân công Thành ti n Máy T.C V t li u Nhân công Máy thi công HM H NG M C 1 AF.11223 Bê tông s n xu t b ng máy tr n - đ b ng th công, bêtông móng, đá 1x2, chi u r ng >250 cm, mác 200 m3 204, 383.166, 99.615, 17.618, 78.165.864, 20.321.460, 3.594.072, AF.12113 m3 320, 440.018, 195.154, 24.144, 140.805.760, 62.449.280, 7.726.080, AF.81111 100m2 6,0041 2.123.273, 746.082, 12.748.343,4 4.479.550,9 0, AF.81311 Bê tông s n xu t b ng máy tr n - đ b ng th công, bê tông t ng th ng, đá 1x2, chi u dày