Giáo trình thi công công trình Thủy lợi (Phần 1).DOC

35 5 0
  • Loading ...
1/35 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 17/05/2018, 17:02

I/ Sự hình thành và phát triển của thi công công trình thủy lợi 1) Sự hình thành: Hình thành trong quá trình phát triển của công tác Thủy lợi Nội dung: Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật, tổ chức, quản lý trong việc xây dựng công trình thủy lợi nhằm xây dựng công trình nhanh, tốt, rẻ, an toàn. 2) Vị trí của thi công trong quá trình xây dựng công trình thủy lợi (3 bước): - Khảo sát, điều tra, quy hoạch; - Thiết kế công trình; - Thi công công trình. II/ Sơ lược về sự phát triển của công tác thủy lợi ở Việt Nam: theo thư tịch cổ Trung Quốc thì công tác trị thuỷ ở nước ta có từ vài ba thế kỷ trước và đầu Công nguyên đã có những con đê khoanh vùng khá quy mô. Đặc biệt vào đời nhà Lý khi dời Đô về Thăng long thì công tác trị thuỷ được chú trọng. III/ Đặc điểm của thi công công trình thủy lợi 1) Khối lượng thi công lớn: Gồm nhiều hạng mục, nhiều loại vật liệu, … 2) Đòi hỏi chất lượng cao: Do công trình làm việc ở điều kiện rất khắc nghiệt 3) Điều kiện thi công khó khăn 4) Thời gian thi công ngắn: Phải vượt lũ, tận dụng thi công trong mùa khô IV/ Tính chất của thi công các công trình thủy lợi - Tính chất phức tạp: Thi công CTTL – Phần I (2007) PHẦN MỞ ĐẦU I/ Sự hình thành phát triển thi công công trình thủy lợi 1) Sự hình thành: Hình thành trình phát triển công tác Thủy lợi Nội dung: Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật, tổ chức, quản lý việc xây dựng công trình thủy lợi nhằm xây dựng công trình nhanh, tốt, rẻ, an toàn 2) Vò trí thi công trình xây dựng công trình thủy lợi (3 bước): - Khảo sát, điều tra, quy hoạch; - Thiết kế công trình; - Thi công công trình II/ Sơ lược phát triển công tác thủy lợi Việt Nam: theo thư tòch cổ Trung Quốc công tác trò thuỷ nước ta có từ vài ba kỷ trước đầu Công nguyên có đê khoanh vùng quy mô Đặc biệt vào đời nhà Lý dời Đô Thăng long công tác trò thuỷ trọng III/ Đặc điểm thi công công trình thủy lợi 1) Khối lượng thi công lớn: Gồm nhiều hạng mục, nhiều loại vật liệu, … 2) Đòi hỏi chất lượng cao: Do công trình làm việc điều kiện khắc nghiệt 3) Điều kiện thi công khó khăn 4) Thời gian thi công ngắn: Phải vượt lũ, tận dụng thi công mùa khô IV/ Tính chất thi công công trình thủy lợi - Tính chất phức tạp: + Khối lượng lớn; + Điều kiện thi công khó khăn; + Yêu cầu chất lượng cao; + Yêu cầu đảm bảo lợi dụng tổng hợp dòng chảy - Khẩn trương: + Chống lũ; + Mùa thi công - Quần chúng V/ Những nguyên tắc xây dựng công trình thủy lợi 1) Đảm bảo chất lượng tốt 2) Giá thành rẻ 3) Tốc độ nhanh 4) An toàn tuyệt đối T.S Đỗ Văn Lượng Bộ môn Thi Công Thi công CTTL – Phần I (2007) PHẦN THỨ NHẤT (23,0 - 7,5) DẪN DÒNG THI CÔNG VÀ CÔNG TÁC HỐ MÓNG Chương (7,0 - 2,5) DẪN DÒNG THI CÔNG 1.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH THUỶ LI VÀØ NHIỆM VỤ CỦA DẪN DÒNG (0,5) 1.1.1 Công trình thuỷ lợi có đặc điểm sau: + Xây dựng sông suối, kênh rạch bãi bồi, nên thi công thường chòu ảnh hưởng bất lợi nước mặt, nước ngầm, nước mưa v.v + Khối lượng công trình thường lớn, điều kiện thi công đòa hình, đòa chất không thuận lợi + Tuyệt đại đa số dùng vật liệu đòa phương, vật liệu chỗ + Quá trình thi công đòi hỏi hố móng phải khô phải đảm bảo yêu cầu dùng nước hạ lưu Như muốn cho hố móng khô đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp dùng nước hạ lưu phải dẫn dòng thi công 1.1.2 Nhiệm vụ dẫn dòng 1) Đắp đê quai bao quanh hố móng, bơm cạn nước tiến hành nạo vét, xử lý xây móng công trình 2) Dẫn nước sông từ thượng lưu hạ lưu qua công trình dẫn dòng xây dựng xong trước ngăn dòng 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP DẪN DÒNG THI CÔNG (2) Thường có hai phương pháp: - Đắp đê quai ngăn dòng đợt; - Đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt 1.2.1 Đắp đê quai ngăn dòng đợt Nội dung: Đắp đê quai ngăn toàn dòng chảy đợt, dòng chảy dẫn qua công trình tháo nước tạm thời lâu dài Các công trình thường máng, kênh, đường hầm, cống ngầm 1) Dẫn dòng thi công qua máng (hình 1.1) T.S Đỗ Văn Lượng Bộ môn Thi Công Thi công CTTL – Phần I (2007) a) Điều kiện sử dụng - Dùng với sông nhỏ, hẹp ( Q=2÷3m³/s); - Khi sử dụng phương pháp đào kênh khó khăn; - p dụng với công trình thủy công nhỏ, khối lượng thi công xong mùa; - Sử dụng sửa chữa công trình mà không sử dụng phương pháp dẫn dòng khác b) Ưu khuyết điểm phương pháp * Ưu: - Dựng lắp đơn giản, nhanh; - Tận dụng vật liệu đòa phương gỗ, đá, … * Khuyết điểm: - Rò rỉ nước làm ướt hố móng; - Phải có hệ thống chống đỡ gây trở ngại cho thi công; - Khả tháo nhỏ, không chống lũ đột xuất c) Những ý sử dụng máng - Bố trí máng thuận chiều dòng chảy, trở ngại cho thi công; - Khi lắp ghép phải đảm bảo kín, nhẵn thành máng cao mực nước máng từ 0.3÷0.5m; - Khi tímh toán thiết kế máng tính theo trường hợp dòng kênh để xác đònh kích thước máng 2) Dẫn dòng thi công qua kênh (hình 1.2) a) Điều kiện sử dụng - Thường sử dụng xây dựng công trình vùng đồng bằng; - Sử dụng với sông suối có bờ soải, bãi bòi rộng; - Lưu lượng dòng chảy không lớn b) Ưu khuyết điểm phương án *Ưu: - Có khả tháo Q lớn qua máng; - Trong điều kiện đòa hình cho phép phương án thuận tiện cho thi công, thi công nhanh T.S Đỗ Văn Lượng Bộ môn Thi Công Thi công CTTL – Phần I (2007) *Khuyết: - Phụ thuộc vào điều kiện đòa hình; - Lưu lượng xả lũ đột xuất bò hạn chế c) Những ý - Phải tận dụng kênh lâu dài sẵn có; - Phải tận dụng điều kiện có lợi đòa hình (bờ lồi, nơi đất trũng) để giảm khối lượng đào, đắp - Vò trí tuyến kênh thông thường bố trí bên bờ lồi - Tránh đào kênh vò trí có đá - Vò trí cửa vào cửa kênh phải cách đê quai thượng hạ lưu khoảng cánh đònh để chống xói lở Bờ kênh nên cách mép hố móng khoảng lần độ chênh cột nước kênh đáy móng để tránh nước thấm - Khi tính toán thiết kế kênh tính kênh hở dòng 3) Tháo nước thi công qua đường hầm (hình 1.3, 1.4) a) Điều kiện sử dụng - Ở công trình miền núi có đặc điểm bờ sông dốc, hẹp, đòa hình núi đá b) Những ý - Thi công đường hầm khó khăn, phức tạp tốn Cho nên chọn phương án so sánh kinh tế, kỹ thuật thật đầy đủ - Tính toán thiết kế mặt cắt phải thông qua tính toán thủy lực so sánh kinh tế T.S Đỗ Văn Lượng Bộ môn Thi Công Thi công CTTL – Phần I (2007) 4) tháo nước thi công qua cống ngầm (hình 1.5) a)Điều kiện sử dụng - Dùng với công trình đất đá hỗn hợp sông suối lòng sông hẹp lưu lượng không lớn - Lợi dụng cống ngầm dươi thân đâp b) Những ý - Khi tính toán thiết kế phải xác đònh cao trình đáy cống mặt cắt sở tính toán thủy lực, thủy công - Cống phải thi công song trước đắp đê quai thượng lưu 1.2.2 Đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt Phương pháp chia nhiều giai đoạn dẫn dòng khác nhau, thông thường chia làm hai giai đoạn - Giai đoạn đầu: Dẫn dòng thi công qua lòng sông thu hẹp không thu hẹp - Giai đoạn sau: Dẫn dòng thi công qua công trình lâu dài chưa xây dựng xong 1) Giai đoạn đầu: Dẫn dòng thi công qua lòng sông thu hẹp không thu hẹp A) Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp (hình 1.6) T.S Đỗ Văn Lượng Bộ môn Thi Công Thi công CTTL – Phần I (2007) a) Nội dung: Đắp đê quai ngăn phần dòng sông (thường đắp phía có công trình trọng điểm công trình tháo nước trước), thời gian dòng chảy dẫn qua lòng sông thu hẹp Ở giai đoạn đầu tiến hành thi công phận công trình phạm vi đê quai Đồng thời phải làm xong công trình dẫn nước cho giai đoạn sau (chừa lại khe lược, chỗ lõm, cống xả, ) b) Các trường hợp sử dụng: - Thường dùng với công trình bê tông, bê tông cốt thép công trình chia thành đoạn thi công - Lòng sông rộng, lưu lượng mực nước biến đổi nhiều năm - Công trình cần đảm bảo lợi dụng tổng hợp dòng chảy trình thi công (phục vụ tưói, giao thông thủy, …) Phương pháp áp dụng rộng rãi vớiø công trình lớn c) Chú ý - Ta có chia công trình thành hai hay nhiều đợt để thi công, số đoạn công trình không thiết phải số giai đoạn dẫn dòng Ví dụ: Thác bà: hai đoạn công trình, hai giai đoạn dẫn dòng - Phải xác đònh mức độ thu hẹp (K) lòng sông hợp lý: Thường (K)= 30÷60% (Hình 1.6a) T.S Đỗ Văn Lượng Bộ môn Thi Công Thi công CTTL – Phần I (2007) ω1 100% ω2 1 diện tích ướt mà đê quai hố móng chiếm chỗ (m2) 2 diện tích ướt lòng sông cũ (m 2) - Xác đònh K dựa vào điều kiện: + Lưu lượng dẫn dòng + Không xói lở lòng sông (v h2 (giờ) q: cường độ đổ đá tính 1m dài kè(m³/giờ.m) m mái dốc kè đá, thực nghiệm cho thấy m1=m2=1÷ 1,25 h1 , h2 chiều cao kè đá (m) ứng với thời điểm đầu cuối ∆t b) Xác đònh quan hệ giưa mực nước thượng lưu thời gian Phương trình cân nước F ∆H=3600.(Qp- Q t − Q φ − Qρ )∆t F:ø dieän tích bình quân mặt hồ (m2) ∆H: độ tăng mực nước hồ theo thời gian (m) Qp: lưu lượng nước đến thiết kế (m3/s) Q t : lưu lượng bình quân tràn qua đỉnh kè thời gian ∆t chảy ngập (m3/s) (Hình 3.10b) Qι = m.σ n B 2g ( H − h )3 / Q φ lưu lường thấm binh quân (m /s) qua kè thời gian ∆t Q φ = K.B.h z 1,7 h K hệ số thấm qua kè đá phụ thuộc độ rỗng, đường kính đá T.S Đỗ Văn Lượng Bộ môn Thi Công Thi công CTTL – Phần I (2007) 23 D: đøng kính đá; Z: độ chênh mực nước thượng lưu hạ lưu kè (m), h chiều cao kè (m)ø, B chiều rộng kè (m) Qρ : lưu lượng bình quân tháo qua công trình khác Từ ta tính chiều cao cột nước thượng lưu cuối thời đoạn ∆t Tính phương pháp thử dần -> tính tương tự cho nhiều thời đoạn lập quan hệ Htl~ t (Hình 3.10c) c) Xác đònh thời gian cường độ đổ đá (dùng phương pháp đồ giải) Vẽ đường quan hệ hkè theo thời gian Vẽ đường biểu thò HTL~t từ giao điểm đường xác đònh T T thời gian cần thiết để kè nhô lên khỏi mặt nước, tính cường độ đổ đá đồng thời xác đònh chiều cao kè Chúù ý : Trong thi công cộng thêm từ (20÷50%) kết 2) Dạng thứ (Hình 3.11):: ( Dạng cạnh không qui tắc) (Hình 3.11a) Khi yêu cầu đường kính đá lớn việc thi công khó khăn, buộc phải cho kè phát triển theo cạnh không qui tắc: * Điều kiện cho kè phát triển lên theo dạng lưu tốc phát sinh phải không gây tượng đá bò lăn Tức lưu tốc lớn mà đá chống lại để không lăn phạm vi kè là: Vmax = 1,2 2g γd − γn γn D 1,2 laø hệ số ổn đònh chống lăn đá * Tính toán thiết kế theo dạng Nội dung : trình tự giống trường hợp 1(chỉ khác dạng mặt cắt cạnh) Ban đầu dùng cỡ đá thích hợp với lưu tốc vmin cho kè phát triển đat tới độ cao đònh Sau dùng cỡø đá thích hợp với vmax hoàn thành T.S Đỗ Văn Lượng Bộ môn Thi Công Thi công CTTL – Phần I (2007) 24 3.4.4 Tính toán thủy lực ngăn dòng phương pháp lấp đứng Chưa có phương pháp tính toán thủy lực hoàn chỉnh mà thường dựa vào kết thực nghiệm kinh nghiệm để xác đònh Tính toán cụ thể tra bảng tham khảo (bảng 3-3) Tính toán dùng cỡø đá với lưu tốc Vmin Chương (5,0 - 1,5) TIÊU NƯỚC HỐ MÓNG Yêu cầu : Nắm phương pháp tháo nước hố móng, đặc điểm cách bố trí thi công, điều kiện sử dụng phương pháp 4.1 MỞ ĐẦU (0,5) Nhìn chung thi công công trình thuỷ lợi phải tiêu nước hố móng, trừ sử dụng biện pháp thi công đặc biệt dọn nước tầu cuốc, tàu hút bùn, đổ bê tông nước, … Nhiệm vụ thiết kế tiêu nước hố móng: - Chọn PP tiêu nước hố móng phù hợp với thời kỳ thi công - Xác đònh cột nước lượng nước cần tiêu để chọn thiết bò phù hợp - Bố trí hệ thống tiêu thiết bò thích hợp với thời kỳ thi công Tiêu nước hố móng thường dùng phương pháp là: tiêu nước mặt hạ thấp mực nước ngầm 4.2 PHƯƠNG PHÁP TIÊU NƯỚC TRÊN MẶT (2,0) 4.2.1 Đặc điểm điều kiện sử dụng *Dùng hệ thống mương dẫn nước vào giếng dùng bơm bơm phạm vi hố móng T.S Đỗ Văn Lượng Bộ môn Thi Công Thi công CTTL – Phần I (2007) 25 *Ưu điểm: đơn giản, rẻ tiền *Điều kiện sử dụng - Chỉ áp dụng với hố móng tầng hạt thô, K lớn Vì lưu lượng tập chung nhanh, không bò sạt mái - p dụng với hố móng nằm tầng không thấm tương đối dày tầng không áp lực - Thích hợp với phương pháp đào hố móng lớp mỏng, tháo nước hố móng theo phương pháp không giải việc hạ thấp mực nước ngầm sâu 4.2.2 Bố trí hệ thống tháo nước 1) Thời kỳ đầu: chủ yếu tiêu nước đọng hố móng 2) Thời kỳ đào móng Nguyên tắc không gây cản trở đến thi công Tuy theo phương pháp đào móng, đường vận chuyển mà đònh bố trí hệ thống mương 3) Thời kỳ tháo nước thường xuyên Xung quanh hệ thống mương giếng tập chung Kích thước giếng mươmg thường xác đònh theo kinh nghệm đặc chưng cụ thể trường, điều kiện đòa chất móng (hình 4.2, 4.3) 4.2.3 Xác đònh lưu lượng nước cần tháo Căn vào giai đoạn thi công để phân chia thời kỳ 1) Thời kỳ đầu: (Thời kỳ tháo nước từ sau ngăn dòng tới trước đào móng, Q1tháo) Q1tháo=Qđọng+Qthấm+Qmưa (m³/giờ) + Qđọng=ω.(∆h/24) (m³/giờ) ω diện tích bình quân mặt nước hố móng hạ thấp ngày đêm (m 2) ∆h: tốc độ hạ thấp mực nước ngày đêm, để đảm bảo ổn đònh hố móng ta lấy ∆h=0.5÷1 (m/ ngàêm) + Qthấm phức tạp phụ thuộc vào sơ đồ tính toán cụ thể (trường hợp sơ lấy Qthấm=(1÷ 2)Qđọng Sơ đồ tính Qthấm = L.qthấm a) Hố móng nằm không thấm (hình 4.8) T.S Đỗ Văn Lượng Bộ môn Thi Công Thi công CTTL – Phần I (2007) 26 - Nếu hố móng hẹp, hoàn chỉnh ( b < ): L 10 Q thám = L.K H − h o2 R Nếu hố móng chạy dọc gần sông: Q thám = 0,5L.( K1 H12 − h o2 H − h o2 + K2 l1 R - Neáu hố móng rộng, hoàn chỉnh: Q thám = 1,36.K H − h o2 R +R lg o R0 Neáu hố móng chạy dọc Q thám = 1,36.K1 gần sông: (m/ngàêm) K (K1, K 2) hệ số H12 L s H ( L − L s ) + 1,36.K 2 R +l R +R lg o lg o R0 R0 thấm đất H (H1, H2), h0, R hình vẽ (m) Ro bán kính tính đổi đáy móng Nếu đáy móng có dạng Ro= (L/2π) Ro= F π L : chiều dài chu vi đáy hố móng (m) F : diện tích đáy hố móng (m 2) Đáy hố móng dạng chữ nhật R = 0.52a b0 + 0.24 a0 a0=1/2 chiều dài móng bo =1/2 Chiều rộng móng b) Hố móng thấm hữu hạn (hình 4.7) qthấm= K ( H + T ) − (T − y ) 2L1 qthấm lưu lượng thấm đơn vò (m³/ ngàêm/m) K hệ số thấm đê quai ( K1≈ K2) T.S Đỗ Văn Lượng Bộ môn Thi Công Thi công CTTL – Phần I (2007) 27 Nếu K1và K2 chênh lệch nhiều ta phải tách tính riêng + Qmưa=F.h/24 m³/giờ F Diện tích lưu vực nước mưa đổ vào hố móng (m ) h Cường độ mưa ngày (m) 2) Thời kỳ tháo nước thường xuyên (Q2tháo) Q2tháo=Qthấm+Qmưa+Qthi công Qthấm, Qmưa tính giống thời kỳ đầu Qthi công nước máy móc làm mát… 3) Xác đònh Qtk tháo để tính toán thiết bò bơm nước QTKtháo= Max(Q1tháo ; Q2tháo ) + (10÷20%)QMax Chú ý chọn thiết bò bơm cần thỏa mãn yêu cầu sau QTKbơm≥ QTKtháo Phải đủ H bơm (cạn hố móng) Các máy bơm phải gọn nhẹ có đặc trưng lưu lượng khác Chọn số lượng máy bơm phải có dự trữ thông thường chọn > 20% 4.2.4 Một só vấn đềø cần sử lý tháo nước hố móng ( tự xem) Sự cố bơm không cạn, cạn nhanh làm hố móng sạt lơ, lúc đầu bơm cạn sau bơm không cạn 4.3 PHƯƠNG PHÁP HẠ THẤP MỰC NƯỚC NGẦM * Nội dung: bố trí hệ thống giếng sung quanh hố móng (có thể giếng thường giếng kim) tiến hành bơm hạ thấp mực nước ngầm Nó khác phương pháp giếng phạm vi hố móng * Ưu điểm -Làm cho hố móng khô ráo, tạo điều kiện thi công thuận lợi -Mức dộ chặt đất tăng cao, dẫn đến an toàn cho công trình -Có thể giảm khối lượng đào móng góc ổn đònh tự nhiên tăng * Khuyết: kỹ thuật phức tạp, đắt tiền.Vì chọn cần so sánh kinh tế kỹ thuật * Điều kiện sử dụng -Hố móng rộng, tầng đất có hệ số thấm K nhỏ -Đáy móng tầng không thấm tương đối mỏng, mà lại có tầng nước áp lực -Yêu cầu hạ thấp mực nước ngầm sâu mà hố móng phải đào theo lớp dày phụ thuộc vào thiết bò thi công T.S Đỗ Văn Lượng Bộ môn Thi Công Thi công CTTL – Phần I (2007) 28 1) Hệ thống giếng thường Dùng hệ thống giếng (thành gỗ, bê tông xốp, thùng thép …) Thi công giếng thông thường đào đên đâu hạ đến (dùng với thùng gỗ, bê tông xốp Thùng thép hạ ống trước sau hạ thành giếng Sau nhổ ống lên 2) Hệ thống giếng kim: phạm vi sử dụng 10-5cm/s≤K ≤103 cm/s - Sơ đồ bố trí hệ thống giếng kim (Hình 4.10) Khoảng cách giếng (a), chiều sâu giếng (h) phụ thuộc vào yêu cầu hạ thấp mực nước ngầm, lưu lượng cần tháo - Cấu tạo (Hình 4.11) oỏng theựp daón nửụực thửụứng duứng ị=25ữ35(mm) daứi tửứ 1÷2m - Cách vận hành (Hình 4.12) a) Khi hút nước b) bơm nước vào để lọc ống 3) Một số vấn đè cần ý thiết kế thi công hạ thấp mực nước ngầm (tự xem) Chương (6,0 - 2,0) T.S Đỗ Văn Lượng Bộ môn Thi Công Thi công CTTL – Phần I (2007) 29 XỬ LÝ NỀN Yêu cầu - Nắm mục đích xử lý - Biết cách bố trí thi công đóng cọc vữa - Xác đònh thông số khoan vữa Mục đích: -Đảm bảo chống thấm -Chòu áp lực, phòng lún -Chống trượt, chống xói Các phương pháp xử lý: Nó phụ thuộc vào đặc trưng a) Với có tính dính lớn sử lý nhằm tăng khả chòu lực chống trượt Phương pháp thường dùng phương pháp đệm cát, phương pháp đóng cọc, phương pháp nổ mìn gia cố b) Với tính dính, nhằm chống thấm: phương pháp thường dùng là: phương pháp cừ ø(cừ thép , gỗ), dùng tường tâm ( cắm đến lớp không thấm), sân phủ c) Các cứng; dùng phương pháp vữa 5.1 XỬ LÝ NÈN BẰNG LỚP ĐỆM 1) Đệm cát: Hiệu lớp đất yếu trạng thái bão hoà nước có chiều dày áp lực nước tónh đoạn từ 0,5÷ 1atm, lần sau chi nên tăng 0,5atm tăng lượng ăn vữa
- Xem thêm -

Xem thêm: Giáo trình thi công công trình Thủy lợi (Phần 1).DOC, Giáo trình thi công công trình Thủy lợi (Phần 1).DOC

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay