Tải bản đầy đủ - 144 (trang)
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ DẪN DÒNG THI CÔNG

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ DẪN DÒNG THI CÔNG

Tải bản đầy đủ - 144trang

Đồ án tốt nghiệp



Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức



Hồ Phiêng Lức thuộc khu vực Tây Bắc Việt Nam cho thấy trong năm có 2 mùa: mùa

khô hạn từ tháng XI đến tháng IV năm sau và mùa mưa từ tháng V đến tháng X. Trong

đó lượng mưa từ tháng V đến tháng X chiếm gần đến 80% tổng lượng mưa năm.

2.1.2.2. Địa hình

Cấu tạo địa hình của lòng sông và hai bên bờ tại khu vực công trình đầu mối

thủy lợi ảnh hưởng trực tiếp đến công tác ngăn dòng và dẫn dòng.

Vùng dự án là miền núi, địa hình sông suối rất dốc, nên có thể chọn công việc đào cống

để dẫn dòng.

2.1.2.3. Lợi dụng dòng chảy tổng hợp

Cấp nước tưới cho 700ha đất nông nghiệp.

Đảm bảo cung cấp nước sinh hoạt và chăn nuôi cho Thị trán Tân Uyên.

2.1.2.4. Kinh tế

Đảm bảo tiết kiệm chi phí thi công công trình đến mức tối đa.

Tận dụng được nguyên liệu địa phương đến mức có thể

2.1.2.5. Năng lực thi công

Khu vực dự kiến sử dụng đất để đắp đều có địa hình núi tương đối dốc, cần mở

đường vào khai thác. Đây là điều kiện bất lợi để khai thác đất đắp.

Trong khi lấy đất đắp đập ở nhiều vị trí của các mỏ có thể gặp các đá tảng chưa

phong hoá hết có thể gây khó khăn trong quá trình thi công, vì vậy cần có biện pháp

thi công phù hợp.

Để hạn chế diện tích khai thác, trong quá trình thi công lấy đất nên tận dụng đào

với độ sâu tối đa có thể và cần tận dụng các đất đào móng đập và tràn để làm vật liệu

đắp đập.

Để đẩy nhanh tiến độ thi công và giảm giá thành công trình biện pháp thi công

chủ yếu bằng cơ giới

2.1.3. Những nguyên tắc chọn phương án dẫn dòng

- Thời gian thi công ngắ nhất.

- Chi phí dẫn dòng và giá thành công trình rẻ nhất.

- Thi công thuận lợi, an toàn, chất lượng cao.

- Bảo đảm tối đa yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng chảy.

2.1.4. Các bước lựa chọn phương án dẫn dòng

- Tập hợp và nghiên cứu các tài kiệu cơ bản.

SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1



Trang 14



GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư



Đồ án tốt nghiệp



Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức



- Đề xuất các phương án dẫn dòng.

- Xác định tiến độ thi công dẫn dòng.

- Xác định cấp công trình dẫn dòng, tần suất lưu lượng thiết kế và lưu lượng

thiết kế dẫn dòng.

- Lựa chọn kết cấu các công trình dẫn dòng, tính toán ổn định của công trình

dẫn dòng, và của lòng dẫn mới.

- Tính toán thủy lực dẫn dòng.

- Tính toán kinh tế và chọn phương án hợp lý nhất.

2.2. Đề xuất, lựa chọn phương án dẫn

2.2.1. Đề suất phương án

Phương án 1:

Năm Thời gian



Công



Tần



Lưu



thi



trình dẫn



suất



lượng



công



dòng



dẫn



dẫn



dòng



dòng



Giai đoạn :I



Lòng



mùa khô

năm nhất



sông tự



(tháng 11 đến

tháng 4 năm

1



Công việc thực hiện



- Đào kênh dẫn dòng, cao

trình cửa vào +535 m

- Đắp đê quai thượng lưu để

nước chảy vào kênh



nhiên và

kênh dẫn



- Đào móng thi công hoàn

thiện cống dẫn dòng bên bờ

phải, cao trình đáy cống +

540 m



sau)



- Đào móng cống lấy nước

- Đắp đập bờ trái đến cao

trình vượt lũ

Giai đoạn II:



Kênh dẫn



- Thi công hoàn thiện cống

lấy nước



Mùa lũ năm

nhất

(tháng 5 đến



- Thi công đắp tiếp đập bờ

trái đến cao trình thiết kế



tháng 10)



- Đào móng tràn chính



SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1



Trang 15



GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư



Đồ án tốt nghiệp



Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức



Giai đoạn III: Cống dẫn

Mùa khô

năm hai



- Đắp đê quai thượng, hạ

lưu ngăn toàn bộ lòng sông



dòng



- Bóc lớp phủ dưới lòng

suối và xử lý nền và đáy

chân khay phần hố móng



(tháng 11tháng 4 năm



2



sau)



- Đắp đập ngăn toàn dòng

sông lên cao trình vượt lũ



Giai đoạn IV: Tràn tạm



- Thi công tràn chính



Mùa lũ năm

hai



(yên



- Đắp đập lên cao trình thiết



ngựa)



kế



Giai đoạn V:



Cống dẫn



Mùa khô

năm ba



dòng



-Thi công hoàn thiện đập

phụ



(tháng 5-10)



3



- Hoàn thiện tràn chính



(tháng 11-



- Hoành triệt cống dẫn dòng



tháng 4 năm



vào cuối mùa khô.



sau)



- Lấp kênh dẫn



Phương án 2.

Năm Thời gian



Công



Tần



Lưu



thi



trình dẫn



suất



lượng



công



dòng



dẫn



dẫn



dòng



dòng



Giai đoạn I:



Lòng



mùa khô

năm nhất



suối tự



(tháng 11 đến



- Đào móng thi công hoàn

thiện cống dẫn dòng bên bờ

phải, cao trình đáy cống +

540 m



nhiên



- Đào móng cống lấy nước



tháng 4 năm

1



Công việc thực hiện



- Đắp đập bờ trái đến cao



sau)



trình vượt lũ



Giai đoạn II:



Lòng



Mùa lũ năm



suối thu



SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1



- Thi công hoàn thiện cống

lấy nước



Trang 16



GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư



Đồ án tốt nghiệp



nhất



Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức



hẹp



(tháng 5 đến



- Thi công đắp tiếp đập bờ

trái đến cao trình thiết kế



tháng 10)



- Đào móng tràn chính



Giai đoạn III: Cống dẫn

Mùa khô

năm hai



- Đắp đê quai thượng, hạ

lưu ngăn toàn bộ lòng sông



dòng



(tháng 112



- Bóc lớp phủ dưới lòng

suối và xử lý nền và đáy

chân khay phần hố móng



tháng 4 năm

sau)



Giai đoạn IV: Tràn tạm



- Thi công tràn chính



Mùa lũ năm

hai



(yên



- Đắp đập lên cao trình thiết



ngựa)



kế



Giai đoạn V:



Cống dẫn



Mùa khô

năm ba



dòng



-Thi công hoàn thiện đập

phụ



(tháng 5-10)



3



- Đắp đập ngăn toàn dòng

sông lên cao trình vượt lũ



- Hoàn thiện tràn chính



(tháng 11-



- Hoành triệt cống dẫn dòng



tháng 4 năm



vào cuối mùa khô.



sau)

2.2.2. So sánh phương án

Phương án 1:

Ưu điểm:

+ Dẫn dòng thuận lợi

+ Lợi dụng được điều kện địa hình

Nhược điểm:

+ Phải đào và lấp kênh dẫn dòng, gây tốn kém

+ Cường độ thi công vào giai đoạn 3 tương đối lớn

Phương án 2:

SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1



Trang 17



GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư



Đồ án tốt nghiệp



Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức



Ưu điểm:

+ Mật độ công việc giữa các giai đoạn không quá chênh nhau

+ Khả năng dẫn dòng cả mùa lũ và mùa kiệt đều đảm bảo

Nhược điểm:

Vì lòng sông uốn lượn phức tạp nên để mà dẫn dòng qua lòng sông tự nhiên

toàn bộ mùa khô năm nhất thì việc đắp đập không được thuận lợi

Qua phân tích hai phương án thì chọn phương án 1 để dẫn dòng cho công trình.

2.3. Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công

2.3.1. Xác định tần suất

Theo QCVN 04-05/2012, tần suất lưu lượng để thiết kế công trình tạm phục vụ

cho dẫn dòng thi công được xác định dựa vào cấp công trình và thời gian dẫn dòng của

công trình tạm. Công trình Phương Lức 2 là công trình cấp III, dẫn dòng qua nhiều

mùa khô chọn tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất để thiết kế công trình tạm phục

vụ cho công tác dẫn dòng là P=10%.

Tần suất lưu lượng và mực nước lớn nhất để thiết kế các công trình tạm thời phục vụ

công tác dẫn dòng thi công

Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất để thiết kế công trình

tạm thời phục vụ dẫn dòng thi công, không lớn hơn, %

Dẫn dòng trong một mùa



Dẫn dòng từ hai mùa khô



khô



trở lên



Đặc biệt



5



2



I



10



5



II, III, IV



10



10



2.3.2. Xác định thời đoạn dẫn dòng

Căn cứ vào bố trí công trình đầu mối và đặc điểm khí tượng thủy văn chọn thời

đoạn dẫn dòng như sau:

+ Mùa kiệt từ tháng 11 đến tháng 4. (T =6 tháng).



SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1



Trang 18



GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư



Đồ án tốt nghiệp



Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức



+ Mùa lũ từ tháng 5 đến tháng 10. (T = 6 tháng)

2.3.3. Xác định lưu lương thiết kế dẫn dòng

Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công là lưu lượng lớn nhất trong thời đoạn thiết

kế dẫn dòng thi công ứng với tần suất thiết kế đã chọn. Căn cứ vào lưu lượng trung

bình tháng trong thời đoạn dẫn dòng và tần suất thiết kế dẫn dòng đã chọn ở trên ta

chọn được lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công như sau:

+ Mùa khô: QddTK = 19,52 m3/s

+ Mùa lũ: QddTK = 84,9 m3/s

Ta có phương án dẫn dòng cho công trình:

Năm Thời gian



Công



Tần



Lưu



thi



trình dẫn



suất



lượng



công



dòng



dẫn



dẫn



dòng



dòng



10%



19,52



Giai đoạn I:



Lòng



mùa khô

năm nhất



sông tự



(tháng 11 đến

tháng 4 năm

1



Công việc thực hiện



- Đào kênh dẫn dòng, cao

trình cửa vào +535 m

- Đắp đê quai thượng lưu để

nước chảy vào kênh



nhiên và

kênh dẫn



- Đào móng thi công hoàn

thiện cống dẫn dòng bên bờ

phải, cao trình đáy cống +

540 m



sau)



- Đào móng cống lấy nước

- Đắp đập bờ trái đến cao

trình vượt lũ

Giai đoạn II:



Kênh dẫn 10%



84,9



Mùa lũ năm

nhất



- Thi công hoàn thiện cống

lấy nước



(tháng 5 đến



- Thi công đắp tiếp đập bờ

trái đến cao trình thiết kế



tháng 10)



- Đào móng tràn chính



Giai đoạn III: Cống dẫn 10%

Mùa khô

năm hai



dòng



- Đắp đê quai thượng, hạ

lưu ngăn toàn bộ lòng sông

- Bóc lớp phủ dưới lòng

suối và xử lý nền và đáy

chân khay phần hố móng



(tháng 11tháng 4 năm

SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1



19,52



Trang 19



GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư



Đồ án tốt nghiệp



2



Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức



sau)



- Đắp đập ngăn toàn dòng

sông lên cao trình vượt lũ



Giai đoạn IV: Tràn tạm

Mùa lũ năm

hai

(tháng 5-10)



3



10%



84,9



- Thi công tràn chính



(yên



- Đắp đập lên cao trình thiết



ngựa)



kế



Giai đoạn V:



Cống dẫn 10%



Mùa khô

năm ba



dòng



19,52



-Thi công hoàn thiện đập

phụ

- Hoàn thiện tràn chính



(tháng 11-



- Hoành triệt cống dẫn dòng



tháng 4 năm



vào cuối mùa khô.



sau)



- Lấp kênh dẫn



2.4. Tính toán thủy lực dẫn dòng

2.4.1. Mục đích tính toán thủy lực

Xác định theo từng giai đoạn dẫn dòng qua các công trình dẫn dòng khác nhau

của phương án.

- Xác định quan hệ Q~ ZHL khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp.

- Xác định hình thức cấu tạo và cách bố trí đê quai.

- Xác định cao trình đê quai thượng và hạ lưu.

- Xác định cao trình đắp đập chống lũ cuối mùa khô.

- Xác định lưu tốc thu hẹp để kiểm tra xói.

- Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy.

- Kiểm tra khả năng dẫn dòng của lòng sông thiên nhiên có ảnh hưởng đến việc

thi công các công trình chính

2.4.2. Năm thi công thứ nhất

2.4.2.1. Tính toán thủy lực kênh mùa kiệt 1

a. Mục đích tính toán



SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1



Trang 20



GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư



Đồ án tốt nghiệp



Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức



Xác định mực nước đầu kênh để xác định cao trình đê quai

b. Nội dung tính toán

Bảng 1.8. Thông số của kênh đoạn thượng lưu:



3



Q(m /s

)



Độ

dốc



Chiều

dài



Chiều rộng

đáy kênh



(i)



L (m)



b (m)



Hệ

số



i



Zđầu kênh

(m)



Zcuối kênh

(m)



Độ

nhám

n



m

19,52



0,001



122



5



1



+535



+534,9



0,025



Sơ đồ tính toán thủy lực kênh dẫn

- Tính độ sâu dòng đều h0 và độ sâu phân giới hk để xác định đường mặt nước

trong kênh:

- Xác định độ sâu dòng đều h0: Độ sâu dòng đều được xác định theo phương

pháp đối chiếu với mặt cắt lợi nhất về thuỷ lực:

- Cấp lưu lượng tính thuỷ lực kênh Qk = Qkp=10% = 19,52 m3/s.



4mo i

Q

f(Rln) =

Với: m = 1ta có m0 = 2



1 + m2 − m



=1,83



4 *1,83 0,001

19,52



f(Rln)=



= 0,012



Tra bảng tra (8-1) thuỷ lực tập I ta được: Rln = 1,28 (m)



SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1



Trang 21



GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư



Đồ án tốt nghiệp



Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức



bK/ Rln = 5/1,28= 3,9 tra bảng (8-3) thuỷ lực tập I ta được: h/ Rln = 1,631

=> h0 = Rln* (h/Rln) = 1,28 * 1,631 = 2,09 m

Xác định độ sâu phân giới (hk): Dùng công thức gần đúng.





h k 1 −

cn







hk =

3



αQ 2

gb 2



Với : hkcn =



3



σn

2

+ 0,105σ n 

3





1*19,522

9,81* 5 2



=



;



= 1,16 m ; σn =



m*h k cn

b



= 0,232



=> hk = 1,06 m

Ta thấy hk = 1,06 m
Q



ω k C k Rk

2



Tính độ dốc ik: ik =



2

2



Trong đó:Q = 19,52 m3/s.

ωk = (b + mhk)hk = (5+ 1*1,06)*1,06 = 6,424 (m2)

χk = b + 2hk



Rk =



ωk

χk



1 + m2



1 + 12



= 5 + 2*1,06*



= 7,99(m)



= = 0,804 m

Rk



Tra phụ lục (8-2)-BTTL ta được: Ck



= 34,23



Vậy: ik = 19,522/ (6,4242 * 34,232) = 0,008

Do đó ta thấy: ik = 0,008 > i = 0,001 hay h > hk

Tra quan hệ Q ∼ Zhl ứng với Q=19,52 m3/s ta được Zhl = 535,62m

=> hhl = 535,62-534,9=0,72 < hk = 1,06 (m)

=> Vậy đường mặt nước có dạng là đường nước hạ, và độ sâu tại cửa ra của

kênh là:

hck = hk = 1,06 (m).

- Tính và vẽ đường mặt nước: Tính dòng ổn định không đều bằng phương pháp cộng

trực tiếp xuất phát từ độ sâu cuối kênh, công thức tính như sau:

Giả thiết các cột nước trong kênh hi từ giá trị hk ,ta xác định được:

SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1



Trang 22



GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư



Đồ án tốt nghiệp



Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức



ωi

Diện tích mặt cắt ướt

Chu vi mặt cắt ướt:



= (b + mhi)hi (m2).

1 + m2



χi= b + 2hi



(m).



- Từ đó ta tính được vận tốc dòng chảy trong kênh: Vi =



Qi

ωi



(m2/s)



* Năng lượng đơn vị của dòng chảy

2



Vi

2g



Эi = hi + α





α V i2+1

2g



α V i2

2g

∆Э = Эi – Эi+1 ; Với Эi = hi +



* Bán kính thủy lực:



ωi

χi



Ri =



; Эi+1 = hi+1 +



(m).



* Hệ số Sêdi C ( áp dụng công thức Maninh):



* Độ dốc thủy lực



J=



J i +1 + J i

2



V2

C2R



Ji =



và suy ra



( )

Vi

C Ri



; Với Ji =



Ci =



2



; Ji+1 =



(



1 16

.Ri

n



Ji



V i +1

C Ri +1



)



2



- Theo phương pháp cộng trực tiếp khoảng cách giữa 2 mặt cắt

∆∋

∆l = i − j



- Chia kênh thành nhiều đoạn nhỏ và cộng lại ta sẽ có kết quả toàn đoạn kênh

n



∑ ∆l



l = lk = i =1



SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1



Trang 23



GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư



Đồ án tốt nghiệp



Thiết kế TCTC Công trình Phiêng Lức



Kết quả tính toán cho ở bảng sau:

Kết quả tính toán đường mặt nước trong kênh dẫn với Q = 19,52 m3

Э



J



3,03

9



V2/2

g

0,47

1



1,53

1



0,007

7



1230,

6



2,94

1



0,44

1



1,53

1



0,007



0,00

7



0,839

2



1266,

6



2,84

8



0,41

3



1,53

3



0,006

4



0,00

7



39,3

7



0,909

6



1410,

1



2,52

3



0,32

4



1,56

4



0,004

5



0,00

5



8,65



39,8

5



0,977

8



1552,

8



2,25

7



0,26



1,62



0,003

3



0,00

4



1,39



8,89



39,9

7



0,995

1



1589,

5



2,19

6



0,24

6



1,63

7



0,003



0,00

3



7



1,55



10,1

5



40,5

3



1,082



1777,

2



1,92

3



0,18

8



1,73

8



0,002

1



0,00

3



8



1,58



10,4

1



40,6

3



1,099

1



1814,

8



1,87

5



0,17

9



1,76

1



0,001

9



0,00

2



T

T



h(m

)



ω



C



R



C2R



V



1



1,06



6,42

4



38,5

7



0,803

2



1194,

6



2



1,09



6,63

8



38,7

1



0,821

3



3



1,12



6,85

4



38,8

5



4



1,24



7,73

8



5



1,36



6



Jtb



i-Jtb



∆Э



Li



L

0



0,006

4

0,005

7

0,004

5

0,002

9

0,002

2

0,001

6

-0,001



7*10^-



0,011

7



0,01

2



0,002

6



0,459



0,47

1



-0,031



6,958

4



7,42

9



19,05

8



26,4

9



7,956

1



34,4

4



65,32



99,7

6



22,51

5



122,

3



5



0,055

2

0,017

2

0,101

7

0,022

7



Tính với các cấp lưu lượng khác nhau ta được bảng thống kê hk, ho, hđk như sau:

Q(m3/s)



ho



hk



hđk



7



1



0,56



0,93



9



1,06



0,66



1,074



11



1,42



0,75



1,174



14



1,56



0,88



1,32



17



1,72



0,98



1,47



19,52



2,09



1,06



1,58



Từ bảng trên ta có biểu đồ quan hệ Q- hđk



SVTH: Nguyễn Văn Thế_53CT1



Trang 24



GVHD:PGS.TS Nguyễn Trọng Tư



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ DẪN DÒNG THI CÔNG

Tải bản đầy đủ ngay(144 tr)

×