Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 1: Giới thiệu chung………………………………………………………….2 1.1. Vị trí công trình……………………………………………………………………………2 1.2. Nhiệm vụ công trình……………………………………………………………………...2 1.3. Quy mô công trình………………………………………………………………………..2 1.4. Các đặc trưng thủy văn và các yếu tố về dòng chảy vùng công trình đầu mối…...3 1.5. Điều kiện tự nhiên và khu vực xây dựng công trình………………………………….4 1.6. Yếu tố tác động đặc biệt…………………………………………………………………. 1.7. Điều kiện cung cấp vật liệu và điều kiện dân sinh………………………………….. Chương 2: Dẫn dòng thi công………………………………………………………. 2.1. Mục đích và ý nghĩa của việc chọn phương án dẫn dòng thi công………………… 2.2. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến phương án dẫn dòng thi công………………… 2.3. Phương án dẫn dòng thi công…………………………………………………………… 2.4. Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng………………………………………………….. 2.5. Tính toán thủy lực cho các giai đoạn ………………………………………………. 2.5.1. Tính toán thủy lực xác định cao trình đỉnh lũ năm thứ nhất 2.5.2. Tính toán thủy lực để xác định cao trình đỉnh lũ năm thứ 2( cao trình đập giai đoạn 3)........................................................................................................................ 2.5.3. Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống và kênh dẫn mùa kiệt năm thứ 3( tính cao trình giai đoạn 5).................................................................................................. 2.5.4. Tính toán thủy lực qua cống dẫn dòng và tràn bê tông mùa lũ năm thứ 3……. 2.5.5. Tính toán điều tiết lũ………………………………………………………………… Chương 3 : Thi công đập đất Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.Vị trí và nhiệm vụ công trình 1.1. Vị trí công trình Công trình đầu mối hệ thống thủy lợi TL được xây dựng trên suối TC, thuộc xã X, huyện H, cách thị xã T 20 km về phía Bắc. 1.2. Nhiệm vụ công trình Công trình có các nhiệm vụ chính như sau: • Cung cấp nước tưới cho nông nghiệp. • Phát điện. • Cung cấp nước cho sinh hoạt cho và công nghiệp • Lòng hồ kết hợp nuôi trồng thủy sản. • Cải tạo môi trường và du lịch. 1.3. Quy mô công trình Công trình gồm các hạng mục: 1.3.1 Đập đất Chiểu dài mặt đập: L = 200,00 m Chiều rộng mặt đập: B = 5,0 m Hệ số mái thượng lưu: m = 3,25 Hệ số mái hạ lưu: m = 3,0 Cao trình đỉnh đập: đđ = 564.90 m Chiều cao đập lớn nhất: 12,90 m
1 Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn MỤC LỤC Chương 1: Giới thiệu chung………………………………………………………….2 1.1 Vị trí công trình…………………………………………………………………………… 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Nhiệm vụ công trình…………………………………………………………………… Quy mô công trình……………………………………………………………………… Các đặc trưng thủy văn yếu tố dòng chảy vùng công trình đầu mối… Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình………………………………….4 Yếu tố tác động đặc biệt………………………………………………………………… Điều kiện cung cấp vật liệu điều kiện dân sinh………………………………… Chương 2: Dẫn dòng thi công……………………………………………………… 2.1 Mục đích ý nghĩa việc chọn phương án dẫn dòng thi công………………… 2.2 Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến phương án dẫn dòng thi công………………… 2.3 Phương án dẫn dòng thi công…………………………………………………………… 2.4 Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng………………………………………………… 2.5 Tính toán thủy lực cho giai đoạn ……………………………………………… 2.5.1 Tính toán thủy lực xác định cao trình đỉnh lũ năm thứ 2.5.2 Tính toán thủy lực để xác định cao trình đỉnh lũ năm thứ 2( cao trình đập giai đoạn 3) 2.5.3 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống kênh dẫn mùa kiệt năm thứ 3( tính cao trình giai đoạn 5) 2.5.4 Tính toán thủy lực qua cống dẫn dòng tràn bê tông mùa lũ năm thứ 3…… 2.5.5 Tính toán điều tiết lũ………………………………………………………………… Chương : Thi công đập đất 1 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.Vị trí nhiệm vụ công trình 1.1 Vị trí công trình Công trình đầu mối hệ thống thủy lợi TL xây dựng suối TC, thuộc xã X, huyện H, cách thị xã T 20 km phía Bắc 1.2 Nhiệm vụ công trình Công trình có nhiệm vụ sau: • Cung cấp nước tưới cho nông nghiệp • Phát điện • Cung cấp nước cho sinh hoạt cho công nghiệp • Lòng hồ kết hợp nuôi trồng thủy sản • Cải tạo môi trường du lịch 1.3 Quy mô công trình Công trình gồm hạng mục: 1.3.1 Đập đất Chiểu dài mặt đập: L = 200,00 m Chiều rộng mặt đập: B = 5,0 m Hệ số mái thượng lưu: m = 3,25 Hệ số mái hạ lưu: m = 3,0 Cao trình đỉnh đập: đđ = 564.90 m Chiều cao đập lớn nhất: 12,90 m 1.3.2 Cống lấy nước Loại cống Lưu lượng thiết kế (m3/s) Độ dốc đáy cống Chiều dài cống (m) Chiều rộng (m) Chiều cao (m) Cao trình ngưỡng Vị trí 3,2 0.001 45 4,7 +556 Bờ phải 2 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn 1.3.3 Tràn xả lũ Loại tràn Bề rộng ngưỡng (m) Cao trình ngưỡng (m) 12 558.03 1.4 Các đặc trưng thủy văn yếu tố dòng chảy vùng công trình đầu mối Hồ TL dự kiến xây dựng Suối TC Diện tích lưu vực tính đến tuyến đập đo 16,6 km2 1.4.1 Lưu lượng thiết kế mùa lũ cho Số liệu P% 1% 2% 5% 10% Q (m3/s) 430 340 270 190 W (106m3) 4,3 3,3 3,3 2,3 1.4.2 Lưu lượng mùa kiệt cho Số liệu Tháng Q (m ) XII I II III IV V VI 22.5 2.3 1.5 1.1 8.6 16.5 22.8 1.4.3 Quan hệ Q~Zhl hạ lưu tuyến đập theo số liệu Zhl (m) 551.00 552.50 554.00 555.50 557.00 558.50 560.00 0.0 17.3 19.3 56.4 100.2 150.8 203.0 Zhl (m) 561.50 563.00 564.50 566.00 567.50 569.00 570.50 Q (m3/s) 256.8 312.1 369.0 427.5 487.5 549.1 612.3 Q (m3/s) 1.5.Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình 1.5.1 Điều kiện địa hình Suối TC chảy qua vùng đồi thấp, đỉnh hình tròn, hai bên lòng suối có thềm rộng, thuận tiện cho việc thi công 1.5.2 Đặc trưng khí tượng, thủy văn 3 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn Khu vực xây dựng nằm vùng nhiệt đới gió mùa.Mùa mưa từ tháng V đến tháng X, mùa khô từ tháng XI đến tháng IV 1.5.3 Các đặc trưng thủy văn yếu tố dòng chảy vùng công trình đầu mối Hồ TL dự kiến xây dựng Suối TC Diện tích lưu vực tính đến tuyến đập đo 16,6 km2 Lưu lượng thiết kế mùa lũ cho Số liệu P% 1% 2% 5% 10% Q (m3/s) 430 340 270 190 W (106m3) 4,3 3,3 3,3 2,3 Lưu lượng mùa kiệt cho Số liệu Tháng Q (m3) XII 22.5 I 2.3 II 1.5 III 1.1 IV 8.6 V 16.5 VI 22.8 Quan hệ Q~Zh hạ lưu tuyến đập theo số liệu đề Zhl (m) 551.00 552.50 554.00 555.50 557.00 558.50 560.00 0.0 17.3 19.3 56.4 100.2 150.8 203.0 Zhl (m) 561.50 563.00 564.50 566.00 567.50 569.00 570.50 Q (m3/s) 256.8 312.1 369.0 427.5 487.5 549.1 612.3 Q (m3/s) 4 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn 1.6 Yếu tố tác động đặc biệt Khu vực xây dựng công trình có động đất cấp 1.7.Nguồn vật liệu xây dựng điều kiện dân sinh 1.7.1 Vật liệu đất Mỏ nằm phía vị trí đập tràn, cách tuyến đập 400m, gồm chủ yếu lớp đất sét có lớp sét từ trung đến nặng có lẫn dăm sạn xen kẹp, lớp có lúc dưới, lớp đất sét Bề dày khai thác tương đối đồng 2÷2,5m Mỏ nằm thượng lưu tuyến đập, cách tuyến đập 500m gồm loại đất: sét, sét, bề dày trung bình 2,8m Mỏ nằm sau vai trái tuyến đập.Mỏ chủ yếu đất sét, bề dày trung bình 2,5m cách tuyến đập 800m Mỏ nằm phía thượng lưu tuyến đập, cách tuyến đập khoảng 1500m, bề dày khoảng 2,4m, gồm đất sét, sét Bốn mỏ đất gồm hai loại nguồn gốc Eluvi Deluvi Đất bốn mỏ có dung trọng tự nhiên khô γtnk = 1,6T/m3 , dùng để đắp đập 1.7.2 Cát, đá, sỏi Dùng đá vôi mỏ Bache, đá tốt dùng công trường xây dựng Mỏ cách tuyến đập ÷7km Vì sỏi nên dùng đá dăm mỏ Bache để đổ bê tông, cát phân bố dọc sông Đà dùng làm cốt liệu tốt, cự ly vận chuyển khoảng ÷10km 1.7.3.Giao thông vận tải Công trình nằm huyện H cách quốc lộ khoảng 12km Đường đến công trình thuận tiện cho việc vận chuyển thiết bị thi công vật liệu xây dựng 1.7.4.Điều kiện dân sinh kinh tế Theo phương hướng quy hoạch huyện có dân số không nhiều lại có nhiều dân tộc khác nhau.Cuộc sống chủ yếu dựa vào nông nghiệp, điều kiện sinh hoạt thấp 1.7.5.Khả cung cấp điện nước a, Cung cấp điện Cách công trình có đường dây cao 35KV chạy qua thuận tiện cho việc sử dụng điện cho công trường b, Cung cấp nước 5 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn Nước dùng cho sản xuất đảm bảo số lượng lẫn chất lượng nhờ việc sử dụng nguồn nước lấy từ sông, suối Nước cho sinh hoạt cần xử lý bảo đảm vệ sinh cho người dùng c, Điều kiện thi công • Công trình đầu mối thủy lợi Công ty M đảm nhận thi công • Vật tư thiết bị cung cấp đến chân công trình theo tiến độ • Máy móc đảm bảo cho việc thi công • Nhà thầu có khả tự huy động vốn đáp ứng nhu cầu thi công • Công trình xây dựng khoảng năm kể từ ngày khởi công Chương 2: DẪN DÒNG THI CÔNG 2.1 Mục đích, ý nghĩa việc chọn phương án dẫn dòng thi công 2.1.1 Mục đích công tác dẫn dòng thi công Tìm hiểu biện pháp hợp lý tối ưu để dẫn nước từ thượng lưu hạ lưu, hạn chế đẩy lùi tác động tác động phá hoại dòng chảy để công trình triển khai thi công điều kiện khô ráo, đồng thời đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp 2.1.2 Nhiệm vụ công tác dẫn dòng - Chọn phương án dẫn dòng - Chọn tần suất lưu lượng dẫn dòng thi công - Tính toán thuỷ lực điều tiết dòng chảy Qua thiết kế công trình tạm, ngăn dòng, thi công công trình 2.1.3 Ý nghĩa công tác dẫn dòng Công tác dẫn dòng thi công có ý nghĩa định đến việc lựa chọn hình thức kết cấu bố trí công trình thuỷ lợi đầu mối, tiến độ thi công, biện pháp thi công giá thành công trình 2.2 Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến việc chọn phương án dẫn dòng thi công 2.2.1 Điều kiện thuỷ văn: Dựa vào đặc trưng thuỷ văn dòng chảy định chọn phương án dẫn dòng thi công lưu lượng, lưu tốc, mực nước lớn hay nhỏ, biến đổi nhiều hay ít, mùa lũ mùa khô dài hay ngắn ảnh hưởng trực tiếp tới việc lựa chọn phương án dẫn dòng thi công 6 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn Qua tài liệu thuỷ văn tuyến công trình đầu mối ta thấy: Mùa lũ tháng VII kết thúc vào tháng XI thời gian tập trung lũ nhanh, mùa kiệt tháng XII kết thúc vào tháng VI năm sau Mặt khác lưu lượng mùa lũ mùa kiệt chênh lớn nên ta phải có phương án dẫn dòng thi công thích hợp mùa lũ dẫn dòng qua lòng sông tự nhiên hay thu hẹp, thi công công trình cống, kênh; mùa kiệt chặn dòng thi công đập 2.2.2 Khí hậu thuỷ văn: Lưu vực nghiên cứu thuộc vùng núi, có khí hậu nhiệt đới gió mùa.Lượng mưa năm phong phú tập trung không năm 2.2.3 Điều kiện địa hình Suối TC chảy qua vùng đồi thấp, đỉnh hình tròn, hai bên lòng suối có thềm rộng, thuận tiện cho việc thi công 2.2.4 Điều kiện địa chất 2.2.5 Cấu tạo bố trí công trình thuỷ lợi đầu mối Giữa công trình thuỷ lợi đầu mối phương án dẫn dòng có mối quan hệ hữu mật thiết, thiết kế công trình thuỷ lợi phải chọn phương án dẫn dòng Ngược lại thiết kế tổ chức thi công phải thấy rõ, nắm đặc điểm cấu tạo bố trí công trình để có kế hoạch khai thác lợi dụng chúng vào việc dẫn dòng Loại đập lựa chọn đập bê tông, nên có khả cho lũ tràn qua giai đoạn dẫn dòng thi công Chính sử dụng đập xây dở để dẫn dòng trình thi công 2.2.6 Điều kiện khả thi công Từ tài liệu có cho ta biết khả cung cấp thiết bị máy móc, vật tư, nhân lực đủ Điều kiện địa hình thuận lợi cho việc bố trí mặt bằng, trình tự thi công Trong thi công nhiều đợn vị xây dựng hợp đồng thi công hạng mục công trình thi công cách hỗn hợp, thi công theo phương pháp trình tự, song song Vì việc bố trí phải vào tình hình, khả đơn vị thi công mà ký kết hợp đồng xếp cho hợp lý Tuy nhiên khối lượng công trình lớn nên thi công thời gian ngắn mà phải tiến hành thời gian dài Mặt khác có mốc cao trình khống chế bắt buộc phải hoàn thành thời điểm đó.Vì ứng với giai đoạn thi công ta phải có phương án dẫn dòng thi công cho phù hợp 7 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn Kế hoạch tiến độ thi công phụ thuộc vào thời gian thi công Nhà nước quy định mà phụ thuộc vào biện pháp dẫn dòng thi công hợp lý tạo điều kiện thi công hoàn thành vượt thời gian quy định 2.3 Phương án dẫn dòng thi công 2.3.1 Nguyên tắc lựa chọn phương án dẫn dòng thi công -Thời gian thi công ngắn - Phí tổn dẫn dòng giá thành công trình rẻ - Thi công thuận tiện, liên tục, an toàn chất lượng cao - Triệt để lợi dụng điều kiện có lợi tự nhiên đặc điểm kết cấu công trình thuỷ công để giảm bớt khối lượng giá thành công trình tạm - Khai thác khả năng, lực lượng tiên tiến kỹ thuật tổ chức quản lý như: Máy móc có suất cao, phương pháp công nghệ thi công tiên tiến, tổ chức thi công khoa học để tranh thủ tối đa thi công vào mùa khô với hiệu cao Cụ thể mùa khô mực nước thấp, đắp đê quai ngăn dòng tập trung đắp đập với tốc độ nhanh vượt lũ tiểu mãn lũ vụ - Khi thiết kế công trình tạm nên chọn phương án thi công đơn giản, dễ làm, thi công nhanh, dỡ bỏ dễ dàng, tạo điều kiện cho công trình sớm khởi công thi công thuận lợi, đặc biệt tạo điều kiện để công trình sớm phát huy tác dụng 2.3.2 Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công lưu lượng lớn thời đoạn dẫn dòng ứng với tần suất dẫn dòng thiết kế 2.3.2.1 Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công Công trình tràn xả lũ công trình cấp III Theo tiêu chuẩn QC 04-05:2012 BNNNT, tần suất lưu lượng để thiết kế công trình tạm phục vụ cho dẫn dòng thi công xác định dựa vào thời gian công trình đầu mối hoàn thành Tràn xả lũ TC công trình cấp III, dẫn dòng qua nhiều mùa khô nên chọn tần suất lưu lượng, mực nước lớn để thiết kế công trình tạm phục vụ cho công tác dẫn dòng P = 10% 2.3.1.2 Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công Lưu lượng mực nước lớn lấy với trị số lớn xuất mùa dẫn dòng Căn vào lưu lượng trung bình tháng thời đoạn dẫn dòng tần suất thiết kế dẫn dòng chọn ta chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công 2.3.2 Nêu phương án dẫn dòng thi công Căn vào việc phân tích nhân tố ảnh hưởng đến việc dẫn dòng thi công, đề xuất phương án sau: 8 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng - GVHD: Nguyễn Văn Sơn Phương án 1: + Theo phương án thời gian thi công năm + Sử dụng cống tràn tạm để dẫn dòng Nội dung phương án: Bảng 2-1: Trình tự dẫn dòng theo phương án Nă m thi côn g Thời gian Công trình dẫn dòng Mùa kiệt từ tháng12/2013 đến tháng 6/2013 Lòng sông tự nhiên Mùa lũ từ tháng 7/2013 đến tháng 11/2013 Lòng sông thu hẹp cống dẫn nước Mùa khô từ tháng 12/2014đến tháng 6/2014 Cống dẫn dòng lòng sông tự nhiên Tần suất TKD D (P %) 10 Lưu lượng dẫn dòng (m3/s ) 22,8 I II Mùa lũ từ tháng 7/2014 đến tháng 11/2014 10 10 190 22,8 Cống dẫn dòng tràn tạm 10 190 Các công việc phải làm và mốc khống chế - Đào móng hoàn thiện cống dẫn nước - Thi công đắp đập bên bờ lòng sông đến cao trình vượt lũ - Đào móng tràn tạm - Đào móng tràn - Thi công đập bên bờ lòng sông tự nhiên - Hoàn thiện công trình tràn tạm - Thi công hoàn thiện tràn xả lũ - Đắp đê quai chặn dòng lòng sông đến cao trình vượt lũ - Thi công đập bên bờ lòng sông tự nhiên -Tiếp tục thi công đập đến cao trình thiết kế - Bơm nước hố móng làm công tác chuẩn bị cho thi công đập 9 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL 10 Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng Mùa khô từ tháng 12/2015 đến tháng 6/2015 Cốngdẫ n dòng tràn tạm hoạt động Mùa lũ từ tháng 7/2015 đến tháng 11/2015 Cống dẫn dòngvà tràn tạm III - GVHD: Nguyễn Văn Sơn 10 10 22,8 190 -Thi công đập lòng sông đến cao trình vượt lũ - Tiếp tục đắp đê quai chặn dòng lòng sông -Thi công đập đến cao trình thiết kế - Hoàn thành công tác khác Phương án - Theo phương án thời gian thi công năm - Sử dụng cống dẫn nước tràn có cửa van Nội dung phương án: Bảng 2.2: Trình tự dẫn dòng theo phương án Nă m thi Thời gian côn g I Công trình dẫn dòng Mùa khô Lòng từ sông tự tháng12/20 nhiên 12 dến tháng 7/2012 Tần suất TKD D (P %) 10 Lưu lượn g dẫn Các công việc làm dòn trình thi g công (m3/ s) 22,8 - Nạo vét đất đá phong hóa bên bờ trái - Tiêu nước,đào móng,xử lý thi công phần đập bờ phải đến cao trình tính toán - Thi công hoàn thiện cống dẫn dòng - Đào móng tràn 10 10 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL 26 Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng 1.47 1.18 1.8 1.44 2.6 2.08 4.25 3.47 2.40 0.921 0.614 0.295 2.39 2.41 2.89 0.057 3.740 0.023 4.400 0.480 6.000 GVHD: Nguyễn Văn Sơn 0.31 0.32 0.34 58.90 0.0166 59.29 0.0105 59.86 0.0047 0.019 3.4744 38.001 0.014 2.0078 35.993 20.272 55.27 0.008 Bảng Tính toán đường mặt nước kênh với Qk10% = 3,2 (m³/s) Tính toán tương tự với lưu lượng: 5m3/s, m3/s, 3,2m3/s, m3/s, m3/s *Kết tính toán cuối trình bày bảng sau Từ kết ta xác định quan hệ (Q ~ Ztlkênh) Bảng tính mực nước thượng lưu kênh ứng với Qi Bảng tính mực nước thượng lưu kênh ứng với Qi Q hk hđk Chế độ Ω (m³/s) (m) (m) hđk/hk (hn/hk)pg chảy (m²/s) 132.2 Không 0.31 0.286 % 1,4 ngập 0.9807 Không 0.84 0.426 1.266 1,4 ngập 1.5502 0.528 Không 3.2 1.26 1.245 1,4 ngập 2.0031 1.36 0.653 1.263 1,4 Không 2.5996 Zcv (m) 0.056 Ho (m) 0.343 0.0911 0.517 0.140 0.129 0.668 0.783 Ztl(m) 556.2 556.4 556.5 556.6 26 26 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL 27 Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng 0.763 1.46 GVHD: Nguyễn Văn Sơn 1.289 ngập Không ngập 1,4 3.1633 0.136 0.900 556.7 Bảng quan hệ lưu lượng qua cống độ sâu thượng lưu kênh Qi~Ztlk b Tính toán thủy lực qua cống dẫn dòng Căn vào lưu lượng dẫn dòng Q Ứng với Q mk dd mk dd quan hệ Q~Zhl ta xác định Zhl = 3,2 (m3/s) tra quan hệ Q~Zhl ta có: Zhl = 554,6 (m) *Trình tự tính toán: Giả thiết số trị số lưu lượng qua cống để tính toán xác định quan hệ Q – Z TL Ứng với trị số lưu lượng Q giả thiết ta tính toán sau: Dòng chảy cống diễn trạng thái: có áp, bán áp không áp Muốn xác định lưu lượng qua cống trước hết phải xác định trạng thái chảy qua cống m= 2, m= Ztl 75 Zhl H Zdc D=5 m Zdc hk 0,002 % Sơ đồ tính toán thuỷ lực cống ngầm - Giả thiết cống chảy không áp 27 27 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL 28 Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn - Về mặt định tính, ta thấy L > Lk = (8 ÷10)H nên coi cống làm việc đập tràn đỉnh rộng nối tiếp với hạ lưu đoạn kênh Nghĩa phải xét đến ảnh hưởng độ dốc độ nhám lòng cống - Tính độ sâu phân giới (hk): α Q2 g b2 hk = Trong đó: b: Bề rộng cống, b = m; g = 9,81(m/s2) gia tốc trọng trường α: Hệ số cột nước lưu tốc, α = Q: Lưu lượng qua cống ngầm Tính độ sâu phân giới Q(m³/s ) 3.2 Zhl(m) 554.6 554.6 554.6 554.6 554.6 hk(m) 0.260 0.413 0.565 0.656 0.762 hn(m) 0.343 0.517 0.597 0.783 0.900 * Ta lập bảng tính toán đường mặt nước: - Mục đích để xác định cột nước tính toán đầu cống h x từ biết chế độ chảy cống - Xuất phát từ dòng chảy cuối cống h r ta tính ngược lên đầu cống xác định cột nước hx hr = hx hk > hn hr = hn hk < hn Trong đó: hx- Độ sâu cột nước gần cửa vào - Ta dùng phương pháp cộng trực tiếp để vẽ đường mặt nước Theo phương pháp khoảng cách hai mặt cắt có độ sâu h1 h2 biết là: ∆∋ ∆L = i−J 28 28 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL 29 Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn αV 2g Trong đó: ∆Э = Э2 – Э1 ; Với Э2 = h2 + J= J1 + J 2 ; Với J1 = V C R1 αV 2g 2 ; Э1 = h1 + 2 ; i = 0,002% ; J2 = V C R2 - Diện tích mặt cắt ướt với cống : ω = bihi (m2) - Chu vi ướt cống : χ = bi + 2hi (m) ωi χi - Bán kính thủy lực: R = (m) Qi - Vận tốc dòng chảy: V = ωi (m/s); Hệ số SêZi: C = 1 R6 n (theo công thức Maninh) - Ứng với cấp lưu lượng Qi chiều dài cống L = 133,06 m - Tiến hành vẽ đường mặt nước cống theo phương pháp cộng trực tiếp, vẽ từ cuối cống lên đầu cống với độ sâu cuối cống h = h k Từ xác định hx *Kết tính toán bảng sau: Bảng tính toán đường mặt nước cống với Qk10% = 3,2 m³/s hi ω(m² ) Vi Vi2/2g Э D' CR½ 0.45 0.59 0.95 1.46 0.64 7.813 3.111 3.911 0.963 2.40 1.01 4.960 1.254 2.514 1.397 3.32 1.07 4.664 1.109 2.449 0.065 3.48 1.18 4.252 0.921 2.391 0.057 3.74 1.81 1.44 3.472 0.614 2.414 0.023 4.40 2.38 2.08 2.404 0.295 2.895 0.480 6.00 Ri 0.26 0.30 0.30 0.31 0.32 0.34 C J Jtb 57.306 0.06 58.559 0.062 0.047 28.27 58.700 0.025 0.022 3.25 58.902 0.112 0.019 3.47 59.296 0.010 0.014 2.01 59.867 0.004 0.008 10.03 Tính toán tương tự với lưu lượng: 5m3/s, m3/s, 3,2m3/s, m3/s, m3/s - Từ ta có quan hệ cấp lưu lượng cột nước tính toán đầu cống 29 29 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL L 30 Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn * Tính toán xác định cột nước đầu cống : - Dòng chảy cống chảy ngập khi: hx hx > hk hk ÷ = (1, ÷ 1, 4) pg - Nếu chảy ngập công thức tính lưu lượng là: 2g (H o − h z) Q = φn ω Trong đó: h z = hn – Z Z2: Độ cao hồi phục mở sau đập tràn đỉnh rộng φn: Hệ số lưu tốc chảy ngập Theo bảng (14-4) ( Bảng tra thuỷ lực ) với cửa vào không thuận, hệ số lưu lượng m = 0,33 ta có φn = 0,87 Trong tính toán gần ta coi Z2 ≈ Vậy ta có: g ( H o − hn Q = φnbhn → Ho = Q b ϕ n hn 2g + hn Tính toán với cấp lưu lượng Qi ta cột nước Ho - Nếu chảy không ngập công thức tính lưu lượng là: g (H o − hx ) Q = φω Trong đó: hx: cột nước tính toán đầu cống φ : Hệ số lưu tốc phụ thuộc vào hình dáng kích thước cửa vào Tra 14-4 (Bảng tra thủy lực) với m = 0,33 ta có φ = 0,963 → Ho = Q ϕb hx 2g + hx Tính toán với lưu lượng Qi ta có cột nước Ho - Kết tính toán tổng hợp thể bảng sau: - Kiểm ta trạng thái chảy cống: 30 30 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL 31 Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn Bảng tính toán đường quan hệ lưu lượng Qi với độ cao cống (Qi ~ Zcống) Qi (m³/s) Zhl (m) hk (m ) hx (m) hX/hK (hX/hK)pg 554.6 0.261 1.284 4.927 1.25 554.6 0.414 1.391 3.362 1.25 554.6 0.53 1.746 3.295 1.25 554.6 0.657 1.825 2.779 1.25 554.6 0.762 2.324 3.050 1.25 3.2 Chế độ chảy Chảy ngập Chảy ngập Chảy ngập Chảy ngập Chảy ngập Ho (m) Zcống (m) 1.308 555.908 1.472 556.072 1.877 556.477 2.013 556.613 2.505 557.105 Theo Hứa Hạnh Đào ta so sánh Nếu H < 1,2d: Cống chảy không áp; Nếu H > 1,4d: Cống chảy có áp; Nếu 1,2d ≤ H ≤ 1,4d: Cống chảy bán áp có áp; Theo bảng tổng hợp ta thấy: - Ứng với cấp lưu lượng (22,8 m3/s) có: H > 1,4d = 1,4*5 = 7,0 (m), sau tính toán thấy nước cống chảy có áp Bảng quan hệ (Qc ~ Ztlc) Q(m3/s) Ztlc(m) 555,91 556,07 3,2 556,47 556,61 557,11 e.Ứng dụng kết tính toán: Cao trình mực nước thượng lưu : ⇒ Ztl = Zcv + Ho = 555,89 + 1,877 = 557,78 (m) - Xác định cao trình đê quai thượng lưu 31 31 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL 32 Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng Zđê quai tl = Ztl + δ GVHD: Nguyễn Văn Sơn = 557,78 + 0,7 = 558,48 ( m ) Chọn cao trình đê quai thượng lưu 558,48 m - Xác định cao trình khống chế đắp đập: Zđắp đập = Zđê quai tl + δ = 558,48 + 0,7 = 559,17 (m) (δ = 0,5 ÷ 0,7m), lấy δ = 0,7 m Chọn cao trình khống chế đắp đập 559,17 (m) - Xác định cao trình đê quai hạ lưu: Zđê quai hl = Zhl + δ = 554,6 + 0,7 = 555,3 (m ) Chọn cao trình đê quai hạ lưu 555,3 m 2.5.4 Tính toán thủy lực qua cống dẫn dòng tràn bê tông mùa lũ năm thứ Trong tính toán thủy lực cống thấy bước sang mùa lũ lưu lượng tăng lên nhanh, thi công kịp đập đến cao trình vượt lũ, đê quai ngăn dòng có khối lượng lớn Do dùng tràn bê tông cao trình +558,03 m cho lũ tràn qua Do mùa lũ kết hợp dẫn dòng qua cống tràn xả lũ 2.4.3.1 Mục đích tính toán - Xác định quan hệ Qxả ~ Zc,đập - Dùng để xác định cao trình đắp đập vượt lũ 2.4.3.2 Nội dung tính toán Số liệu tính toán: + Cống dẫn dòng: - Cống dẫn dòng làm bê tông cốt thép cao trình ngưỡng cống cửa vào + 556 m - Độ dốc đáy cống iC= 0,0001 % - Chiều dài cống L= 45 m - Kích thước lỗ cống bxh=4,7x5m - Số lượng lỗ cống: lỗ - Độ nhám n=0,012 (PL4-3 bảng tra thuỷ lực) + Tràn bê tông xây dở: Ztr = +558,03 m, Btr = 12 m, *Trường hợp tính toán 32 32 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL 33 Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn - Tùy theo mức độ lũ tràn qua đập ta có trạng thái chảy + Đập tràn đỉnh rộng chảy ngập: Q = ϕ n b.h 2.g(HO − h) + Đập tràn đỉnh rộng chảy không ngập: Q = m.b 2.g H O3 Trong đó : + m: hệ số lưu lượng, theo bảng 14-12 Cumin giáo trình thủy lực tập II, cửa vào thuận, ngưỡng đập vuông cạnh, tường cánh lấy m = 0,37 + ϕn: hệ số chảy ngập, theo bảng 14-13 giáo trình thủy lực tập II, lấy ϕn = 0,98 - Tính toán vơi Qdd lũ = 190 m3/s - Từ đường quan hệ Q ~ ZHL ta xác định ZHL - Giả thiết lưu lượng chảy qua cống ngầm: QCi - Tính lưu lượng chảy qua tràn: QT i = Qdd - QCi - Tính thử dần cột nước thượng lưu cho ZTr = ZC từ tìm lưu lượng qua cống tràn ứng với lưu lượng Qdd dd hl - Từ Q = 190 (m3/s) tra quan hệ Q ~Z ta xác định Z HL = 559,63 (m) a Tính cho cống: n Ta có h = Z HL -Z DC = 559,63 - 556,00 = 3,63 (m) > D= (m) Vậy cống chảy ngập + Ta có: cột nước trước cống: Q ZO = µ ω 2.g → Ho = Z + hn ÷ ÷ Z0= ()2 =0,013 m, => H0 = 3,63 + 0,013 = 3,643 m ZTLc = Zđc+ H0 = 559,17 + 3,643 = 562,81 m b Tính cho tràn: Vì Z HL tr - Z = 553,0 – 559,03= - 6,03 (m) < Vậy chảy qua tràn chảy không ngập: Q = m.Btr 2.g Z o3/2 33 33 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL 34 Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn m = 0,49: hệ số lưu lượng đập Ôphixêrốp Btr = 12 (m): Bề rộng nước tràn qua 23 Q ZO = m.B 2.g ÷ ÷ →Z =Z +Z tr TLtr O tr ZTLtr = Ztr + Z0 = 558,03 + Zo Với cấp lưu lượng ta có bảng sau Kết tính toán MN trước tràn với Q10% = 190 m3/s Q(m³/ s) Zogt(m ) 0 0.150 0.200 0.3 12 0.4 17 0.5 19 0.6 22 0.7 25 0.8 29 1.0 32 1.50 35 1.80 90 2.2 115 2.5 130 2.6 ε 1.00 1.00 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 Zott(m) Ztltràn(m ) 0.000 558.03 0.133 558.16 0.234 558.26 0.277 558.31 0.336 558.37 0.424 558.45 0.456 558.49 0.503 558.53 0.548 558.58 0.605 558.64 0.647 558.68 0.687 558.72 1.291 559.32 1.521 559.55 1.651 559.68 34 34 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL 35 Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn 150 2.8 190 210 3.2 0.99 0.99 0.99 1.817 559.85 2.128 560.16 2.276 560.31 *Ứng dụng kết tính toán - Xác định cao trình khống chế đắp đập vượt lũ: dđ =ZTLtr + = 560,16 + 0,7 = 560,76 (m) 2.5.5 Tính toán điều tiết lũ a, Mục đích - Xác định mực nước lũ hồ ZTLmax lưu lượng xả qxả,max tràn xả lũ - Xác định cao trình đắp đập vượt lũ, cao trình phòng lũ ; b, Nội dung tính toán : - Do đủ tài liệu thủy văn nên ta tính toán điều tiết lũ theo phương pháp Kotrêrin Lưu vực tính toán có diện tích tập trung nước nhỏ, lũ tập trung nhanh - Coi lũ có dạng tam giác Tiến hành tính toán với trận lũ có tần suất P= 10% có lưu lượng đỉnh lũ lớn Qmax p=10% = 190 (m3/s) Các thông số tràn xả lũ : Chiều rộng tràn : Btr= 12 m Cao trình ngưỡng tràn : Ztr = 558,03 m Quá trình lũ đến dạng tam giác, mực nước trước lũ cao trình ngưỡng tràn Sơ đồ tính toán sau : Từ hình vẽ ta có : Q~t Qmax qmax q~t Wmax Txuong Tlen T 35 35 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL 36 Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn Hình vẽ : Sơ đồ tính toán điều tiết lũ qua tràn xả lũ Trong đó : Wm : Là dung tích phòng lũ (m3) WL : tổng lượng lũ đến : WL = () T : thời gian trận lũ 12 (giờ) qmax : lưu lượng xả max qua tràn (m3/s) Qmax : lưu lượng đỉnh lũ đến Qmax= 190 (m3/s) - Tính thử dần ta qmax Wm : trước hết giả thiết qgt < Qmax, thay vào - phương trình (1) Wm Tổng lượng nước hồ lúc : W = Wm + WMNDBT = Wm + 2300 (103m3) Tra quan hệ (Z~ V) hồ chứa ứng với W xác định mực nước thượng - lưu trước tràn ZTL , cột nước trước tràn tính theo công thức : H= ZTL - ngưỡng tràn (2) Thay H vào công thức tính lưu lượng xả qua tràn ta : - = Trong : = 0,98; m= 0,32; = 12 m hệ số co hẹp bên, hệ số lưu lượng, tổng bề rộng tràn nước - Nếu - Theo tài liệu tính toán thủy văn ta có tổng lượng lũ đến WL= 2,3 106 (m3); thời gian trận lũ đến T= ? Ta lập bảng tính điều tiết thiết ứng với sau : TT qmax (m3/s) Qmax (m3/s) Wm (103m3) W (103m3 Ztl (m) H(m) Qtt (m3/s) CHƯƠNG III: THI CÔNG ĐẮP ĐẬP 36 36 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL 37 Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn 3.1 Tính toán khối lượng đào móng 3.3.1 Ý nghĩa Công trình thuỷ lợi thường có hố móng lớn, kích thước không gian chiều không nhỏ Nếu lấy kích thước sai lệch dẫn tới khối lượng đào, đắp sai lệch nhiều Do đó, kích thước tính toán xác việc lập kế hoạch, dự toán sát thực tế tránh dược sai sót đáng kể 3.3.2 Phương pháp tính toán Để tính toán khối lượng đào móng tràn ta dựa vào công thức hình học không gian Vi = Ftb L Trong đó: Vi : Là thể tích đoạn hố móng thứ i (m3) Ftb : Là diện tích trung bình mặt cắt liên tiếp (m2) Ftb = Fi + Fi +1 Fi : Diện tích phần bóc bỏ ứng với mặt cắt thứ i dọc theo chiều dài tuyến tràn (m2) Fi+1 : Diện tích phần bóc bỏ ứng với mặt cắt thứ i+1 dọc theo chiều dài tuyến tràn (m2) L : Là khoảng cách mặt cắt tính toán, (m) Vậy tổng khối lượng đào hố móng tràn xả lũ : V = ΣVi Vi = Với : Fi + Fi L Khối lượng đào móng tính theo mặt cắt thiết kế, tính toán cụ thể khối lượng đào cho loại đất, cấp đất theo mặt cắt địa chất Khối lượng lọai tính toán theo bảng tính bảng (3-1) đây: Bảng 3-1 : Bảng tính toán khối lượng mặt cắt 37 37 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL 38 Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn Diện tích trung bình (m2) Khoảng cách (m) Khối lượng (m3) F2 (F2+F1)/2 L21 L21*(F1+F2)/2 3-3 F3 (F3+F2)/2 L32 L32*(F2+F3)/2 … … … … … … i i-i Fi (Fi+Fi-1)/2 … … … … n n-n Fn (Fn+Fn-1)/2 TT Tên mặt cắt Diện tích Fi (m2) 1-1 F1 2-2 Ghi Lii-1*(Fi+Fi-1)/2 … … Lnn-1*(Fn+Fn-1)/2 n ∑L Khối lượng i =2 ii-1 * (Fi + Fi-1 )/2 Khối lượng đào móng tính riêng cho đợt đắp đập để thuận lợi cho bố trí thi công Căn vào thời gian dự kiến đào móng theo tiến độ để tính toán cường độ đào cho đợt Cường độ đào đất tính theo công thức: Qdao = V n.T ; (m3/ca) (3-6) Trong đó: o V - Khối lượng đất cần đào (m3) o T - Số ngày thi công o n - Số ca thi công ngày đêm Chọn phương án đào móng Phân tích chọn phương án đào hợp lý tùy theo công trình cụ thể Tính toán xe máy theo phương án chọn o Chọn loại xe máy o Tính toán số lượng xe máy o Kiểm tra phối hợp xe máy Kết luận: 38 38 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL 39 Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn Qua trình học tập lớp, kết hợp với việc làm đồ án môn học giờ, đồng thời hướng dẫn nhiệt tình thầy cô giáo phụ trách giúp cho em hiểu sâu trình tự dẫn dòng thi công công tác hố móng Để từ hoàn thành tốt công việc giao Mặc dù cố gắng không chắn không tránh khỏi thiếu sót, em mong bảo tận tình thầy cô giáo môn Công nghệ Quản lý xây dựng để em nắm vững kiến thức chuyên môn phục vụ cho việc học tập tốt Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Văn Sơn hướng dẫn em hoàn thành tốt đồ án môn học Hà Nội, ngày 25 tháng 05 năm 2013 Sinh viên thực Phạm Ngọc Hoàn 39 39 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL 40 Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn 3.4 Đề xuất phương án đào vận chuyển 3.4.1 Đề xuất phương án đào đắp đất đá: Việc chọn phương án đào quan trọng việc mở móng công trình định trực tiếp đến tiến độ thi toàn công trình, đến giá thành công trình Vì vậy, việc chọn phương án đào hợp lý làm cho công trình thi công với tiến độ nhanh nhất, chi phí thấp đạt hiệu cao Căn vào khối lượng đất ta thấy khối lượng đào móng tràn tương đối lớn Do đó, để đẩy nhanh tiến độ thi công, giảm bớt sức lao động thủ công nặng nhọc giảm giá thành công trình ta phải đưa phương án đào móng đơn giản nhất, mang lại hiệu cao 40 40 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL ... cầu thi công • Công trình xây dựng khoảng năm kể từ ngày khởi công Chương 2: DẪN DÒNG THI CÔNG 2.1 Mục đích, ý nghĩa việc chọn phương án dẫn dòng thi công 2.1.1 Mục đích công tác dẫn dòng thi công. .. Nhiệm vụ công tác dẫn dòng - Chọn phương án dẫn dòng - Chọn tần suất lưu lượng dẫn dòng thi công - Tính toán thuỷ lực điều tiết dòng chảy Qua thi t kế công trình tạm, ngăn dòng, thi công công trình... đoạn dẫn dòng thi công Mùa dẫn dòng thời gian năm yêu cầu công trình 12 12 Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL 13 Đồ án Dẫn dòng công tác hố móng GVHD: Nguyễn Văn Sơn phục vụ công tác dẫn dòng cần