Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
PHẦN II : NỘI DUNG THIẾT KẾ.

PHẦN II : NỘI DUNG THIẾT KẾ.

Tải bản đầy đủ - 0trang

Đồ án mơn học Thủy Cơng.

A. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG.

I. Nhiệm vụ công trình.

Hồ chứa nước H trên sông S đảm nhận các nhiệm vụ sau :

- Cấp nước tưới cho 16500 ha ruộng đất canh tác.

- Cấp nước sinh hoạt cho 5000 hộ dân.

- Kết hợp nuôi cá ở lòng hồ, tạo cảnh quan môi trường, sinh thái và

phục vụ du lòch.

Các công trình chủ yếu ở khu đầu mối :

- Một đập chính ngăn sông .

- Một đường tràn tháo lũ .

- Một cống đặt dưới đập để lấy nước .

II. Chọn tuyến đập.

Dựa vào bình đồ khu đầu mối đã cho, ta chọn được tuyến đậpB – B

như hình vẽ . Bởi vì tại đây có bề rộng dòng sông hẹp , vẫn đảm bảo

được lượng nước trong hồ là lớn nhất . Nó lại gần khu vật liệu xây

dựng thuận lợi cho việc xây đắp đập… . Chính vì vậy ta chọn tuyến B– B

là hợp lí nhất .

III. Chọn loại đập.

- Căn cứ vào bản đồ đòa hình , tài liệu về đòa chất ta thấy có thể

chọn một loại đập nào đó xây dựng trên nền đòa hình này đều được

cả . Nhưng để đảm bảo tính kinh tế và kó thuật thì ta chọn loại đập

đất là tốt nhất .

- Mặt khác , dựa vào mặt cắt dọc của lòng sông ta thấy bề dày

tầng thấm tương đối lớn ( khoảng 20 m ) vì vậy ta có thể chọn loại

đập đất kiểu tường nghiêng + sân phủ để chống thấm là hiệu

quả nhất .

IV. Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế :

1. Cấp công trình. Được xác đònh từ 2 điều kiện sau :

a. Theo chiều cao công trình và loại nền.

Xác đònh chiều cao của đập ta tính sơ bộ cao trình đỉnh đập :

Zđ = MNDGC + d

(1)

Trong (1) : d là độ vượt cao của đỉnh đập so với MNDBT , ta có thể

chọn d = 2 (m).

MNDGC = MNDBT + Hmax =77 + 3.0 = 80 (m).

Thay tất cả vào (1) ta được : Zđ = 80+ 2.0 =82 (m) .

Như vậy chiều cao đập là : Hđ = Zđ - Zđáy =82 –45 = 37 (m).

Tra bảng phụ lục (P1-1) ứng với Hđ = 37 (m) và dạng đất nền là :

cát, sỏi, đất sét tảng cứng và nữa cứng ta được  Cấp công

trình của đập là : cấp II.

b. Theo nhiệm vụ công trình và vai trò của công trình trong hệ thống.

 Công trình có nhiệm vụ là cung cấp nước sinh hoạt ít hơn là cho

tưới.

 Tra bảng phụ luc (P1-2) với nhiệm vụ tưới là thứ yếu và mức tưới

là 1650 ha ruộng

ta được  Cấp công trình của đập là : cấp V .

Vậy trong hai điều kiện ở trên ta chọn công trình có cấp lớn nhất

 cấp của công trình là cấp II.

2. Các chỉ tiêu thiết kế : Từ cấp công trình (cấp II) xác đònh

được :

- Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất để tính ổn đònh, kết cấu công

trình tra bảng phụ lục (P1-3) ta được : P = 0.5% .



Đồ án mơn học Thủy Cơng.

- ng với cấp công trình tra bảng phụ lục (P1-6) ta được hệ số tin cậy Kn

= 1.20 .

- Tần suất gió lớn nhất và gió bình quân lớn nhất tra bảng 4-2 (14 TCN

157-2005) với các mức bảo đảm sóng ta được : P% = 2  V = 32 m/s .

- Độ vượt cao của đỉnh đập trên đỉnh sóng . Hệ số an toàn ổn đònh

trượt với tổ hợp lực cơ bản và đặc bieät : Theo QPVN 285 – 2005  a =

1,2 ; a’=1 .

B. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐẬP ĐẤT.

I. Đỉnh đập.

1. Cao trình đỉnh đập : Xác đònh từ 2 mực nước : MNDBT và MNDGC.

Z1 = MNDBT +  h + hsl + a.

(2-1)

Z2 = MNDGC +  h’ + h’sl + a’.

(2-2)

Trong đó :

  h và  h’ : độ dềnh do gió ứng với gió tính toán lớn nhất và

gió bình quân lớn nhất.

 hsl và h’sl : chiều cao sóng leo ( có mức bảo đảm 1% ) ứng với gió

tính toán lớn nhất và gió bình quân lớn nhất.

 a và a’ : độ vượt cao an toàn

 Cao trình đỉnh đập chọn theo trò số nào lớn nhất trong các kết

quả tính theo (2-1) và (2-2).

a. Xác đònh  h , hsl và a ứng với gió lớn nhất V :

- Xác đònh h theo công thức sau :

V 2 .D

cosB

(2-3) .

g .H

Trong đó : V là vận tốc gió tính toán lớn nhất , với P% = 2  V = 32

(m/s) .

D là đà sóng ứng với MNDBT , ta có D =2.6 (km) = 2600(m) .

g là gia tốc trọng trường , g = 9,81 (m2/s) .

H : chiều sâu nước trước đập :

H = MNDBT – Zđáy = 77-45=32 (m).

B là góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hướng gió B = 0 .

h = 2.10-6 



Thay tất cả vào (2-3) ta được : h = 2.10 

-6



(32) 2 2,6.10 3

9,81 32



cos 0 = 0,0 17 (m) .



- Xác đònh hsl .

Theo QPTL C1-78, chiều cao sóng leo có mức đảm bảo 1% xác đònh như

sau :

hsl1% = k1.k2.k3.k4.hs1% (b)

Trong đó : hs1% - chiều cao sóng ứng với mức đảm bảo 1%;

k1.k2.k3.k4 các hệ số

+ hs1% xác đònh như sau : ( theo QPTL C1-78).

 Giả thiết rằng trường hợp đang xét là sóng nước sâu : ( H > 0,5. 

)

 Tính các đại lượng không thứ nguyên :

g.t

9,81.21600

=

= 6621,75 .

32

V

Trong đó :

t : thời gian gió thổi liên tục (s). khi không có tài liệu lấy t = 6 giờ

( đối với hồ chứa ).



Đồ án mơn học Thủy Cơng.

Tính :

g .D



9,81.2,6.10 3

= 24.9

32 2

V2

Tra đồ thò (P2-1) ứng với 2 đại lượng không thứ nguyên trên ta được

các cặp giá trò sau :

 g.hs

 2 0,085

g.t

V

 ng với

= 6621,75 tra đồ thò hình P2_1 ta được : 

V

 g. 4,25

 V

 g .hs

 2 0,0093

g.D

V

 ng với

= 24.9 tra đồ thò hình P2 _1 ta được : 

2

V

 g . 1

 V

Chọn cặp có trò số nhỏ nhất trong 2 cặp giá trò trên :

0,0093.V 2 0,0093.32 2

 g .hs



h





0,97(m)

s

 2 0,0093

g

9,81

g.D

V

Chọn 2 = 24.9 ta được 

1.V 1.32

V

 g . 1





3,26( s )

 V

g

9,81

=



2



-



-



-



2



9,81.3,26

 Vậy giá trò bước sóng trung bình  = g . =

= 16,6 (m)

2.3,14

2.

 Kiểm tra lại điều kiện giả thiết ban đầu ta được :

H = 32 (m) > 0,5.  = 0,5.16.6 = 8.3(m)

 Vậy chứng tỏ giả thiết là đúng. Tức đây là trường hợp sóng

nước sâu.

Tính hs1% = K1%. hs = 2,01.0,97 = 1,95 (m)

g .D

Trong đó : K1% được tra theo đồ thò (P2-2) ứng với giá trò 2 = 24.9

V

ta được K1% = 2,01

Hệ số K1, K2 được tra ở bảng (P2-3) , phụ thuộc vào đặc trưng lớp gia

cố mái và độ nhám tương đối trên mái :



1,5.10  3

Ta chọn  = 1,5 (mm)  Độ nhám tương đối :

=

= 0,00076

hs1%

1,95

 K 1 1

Tra bảng P2-3 ta được : 

 K 2 0,9

Hệ số K3 được tra ở bảng (P2-4), phụ thuộc vào vận tốc gió và hệ

số mái m.

Ta chọn : m = 3,5 và với V = 32 (m/s) > 20 (m/s)  K3 = 1,5

Heä số K4 được tra ở đồ thò hình (P2-3), phụ thuộc vào hệ số mái m



và trò số

hs1%

 m 3,5



Ta có :  

tra đồ thò được K4 = 1.2

16,6

 h 1,95 8,5

 s1%



Đồ án mơn học Thủy Cơng.

Thay tất cả vào (b) ta được : hsl1% = k1.k2.k3.k4.hs1% = 1.0,9.1,5.1,2.1,95 =

3.16 (m).

- Xác đònh a : dựa vào cấp công trình là cấp II ta được a = 0,7 (m) .

* Vậy cao trình đỉnh đập là : Z1 = 77 + 0,017 + 3,16 + 1,2 = 81,337 (m)

b. Xác đònh MNDGC ,  h’ , h’sl và a’ ứng với gió bình quân lớn nhất

V’ :

Xác đònh MNDGC : MNDGC = MNDBT + Hmax = 77 + 3 =80 (m) .

- Xác đònh  h’ theo công thức sau :

V 2 .D '

h’ = 2.10-6.

.cosB (c)

g .H '

Trong đó :

g là gia tốc trọng trường , g = 9,81 (m/s2) .

D’ là đà sóng ứng với MNDGC , D’ = D + 0,3km = 2,6+ 0,3 = 2,9

(km)

V là vận tốc gió bình quân lớn nhất , với P% =50  V = 12

(m/s) .

H’ là chiều sâu nước trước đập , H’= MNDGC - Zmặt đất = 80

– 45 = 35 (m) .

12 2.2900

. cos O = 0,0024 (m) .

Thay tất cả vào (c) ta tính được : h’ = 2.10-6.

9,81.35

- Xác đònh h’sl :

Theo QPTL C1-78, chiều cao sóng leo có mức đảm bảo 1% xác đònh như

sau :

h’sl1% = k1.k2.k3.k4.hs1%

(d)

Trong đó :

hs1% - chiều cao sóng ứng với mức đảm bảo 1%;

k1.k2.k3.k4 – các hệ số , hs1% được xác đònh như sau ( theo QPTL C178).

- Giả thiết rằng trường hợp đang xét là sóng nước sâu : ( H’ > 0,5.  ' )

- Tính các đại lượng không thứ nguyên :

g.t

9,81.21600

=

= 17658 .

V'

12

t : là thời gian gió thổi liên tục (s). khi không có tài liệu lấy t

= 6 giờ ( đối với hồ chứa ).

Tính :

g.D'

9,81.2,9.10 3

=

= 197.56

V '2

12 2

Tra đồ thò (P2-1) ứng với 2 đại lượng không thứ nguyên trên ta được

các cặp giá trò sau

 g .h' s

 2 0,105

g.t

 V'

 ng với

= 17658 tra đồ thò ta được : 

V'

 g . ' 4,5

 V '

 g.h' s

 2 0.021

g.D'

 V'

 ng với

= 197,56 tra đồ thò ta được :



'2

V

 g. ' 1,8

 V '

Chọn cặp có trò số nhỏ nhất trong 2 cặp giá trò trên :



Đồ án mơn học Thủy Cơng.

 g.h' s

0,021.V ' 2 0,021.12 2



h

'





0,31(m)



0

,

021

s

 2

g

9,81

g.D'

 V'

Chọn

= 197.56ta được : 

1,8V ' 1,8.12

V '2

 g. ' 1,8

  '



2,2( s )

 V '

g

9,81

9,81.2,2 2

g . ' 2

 Vậy giá trò bước sóng trung bình  =

=

= 7,56(m)

2.3,14

2.



-



-



-



 Kiểm tra lại điều kiện giả thiết ban đầu ta được :

H’ =35 (m) > 0,5.  ' = 0,5.7,56 = 3,78 (m)

 Vaäy chứng tỏ giả thiết là đúng. Tức đây là trường hợp sóng

nước sâu.

Tính h’s1% = K1%. h' s = 2,05.0,31 = 0.64 (m)

g.D'

Trong đó : K1% được tra theo đồ thò (P2-2) ứng với giá trò

= 197.56

V '2

ta được K1% = 2.05

Hệ số K1, K2 được tra ở bảng (P2-3), phụ thuộc vào đặc trưng lớp gia

cố mái và độ nhám tương đối trên mái :



1,5.10  3

Ta chọn  = 1,5 (mm)  Độ nhám tương đối :

=

= 0,002

h' s1%

0,64

 K 1 1

Tra bảng ta được : 

 K 2 0,9

Hệ số K3 được tra ở bảng (P2-4), phụ thuộc vào vận tốc gió và hệ

số mái m.

Ta chọn : m = 3,5 và với V’ = 12 (m/s) < 20 (m/s)  K3 = 1,18

Hệ số K4 được tra ở đồ thò hình (P2-3), phụ thuộc vào hệ số mái m

'

và trò số

h' s1%



 m 3,5



Ta có :

Tra đồ thò ta được K4 = 1.5

7,56

 '



11,81

 h'

 s1% 0,64

Thay tất cả vào (d) ta được :

h’sl1% = k1.k2.k3.k4.hs1% = 1.0,9.1,18.1,5.0,64 = 1,02 (m).

- Xác đònh a’ : dựa vào cấp công trình là cấp II ta được a’= 0,5 (m)

* Vậy cao trình đỉnh đập là : Z2 = 80 + 0,0024 + 1,02 + 1 = 83,02 (m) .

Kết luận : ta chọn chiều cao đỉnh đập theo trò số lớn nhất trong hai cao

trình trên :

Cao trình đỉnh đập là : Zđđ = 83,02 (m) .

2. Bề rộng đỉnh đập B :

Theo đề bài cho đỉnh đập không có đường giao thông chạy qua nên ta

có thể chọn B = 6 (m) .

II. Xác đònh mái đập và cơ đập :

1. Mái đập :

- Sơ bộ đònh theo công thức kinh nghiệm, sau này trò số mái được chính

xác hóa qua tính toán ổn đònh :

- Ta sơ bộ xác đònh hệ số mái như sau :

 Đối với mái hạ lưu : m2= 0,05.Hđ + 1,50 = 0,05.38,02 + 1,5 = 3,401

Ta chọn lại cho phù hợp m2 = 3.5



Đồ án mơn học Thủy Cơng.

Trong đó H : Chiều cao của đập Hđ = Zđđ - Zđáy =83,02 – 45 = 38,02 (m)

 Đối với mái thượngï lưu : m1 = 0,05.Hđ + 2,00 = 0,05.38,02 + 2 =

3.901 m Ta chọn lại cho phù hợp m1= 4.0

2. Cơ đập :

- Khi đập cao trên 10m thì ta nên bố trí cơ đập ở mái hạ lưu . Chọn bề

rộng cơ theo yêu cầu giao thông B = 3 m, ở cao trình +65 m

- Chọn hệ số mái sau cơ hạ lưu : m4 = 3,75

- Chọn hệ số mái trước cơ thượng lưu : m3 =4.25



m1

h1



m3



m2



3m



3m



m4



Sơ bộmặ

t cắ

t đậ

p cócơ đậ

p

Thiết bò chống thaám :

- Theo tài liệu cho, đất đắp đập và đất nền có hệ số thấm khá lớn nên cần phải có thiết bị chống

thấm cho thân đập và nền đập.

- Theo tài liệu ta thấy chiều dày tầng thấm rất dày (T = 10 m).

- Do địa chất lòng sơng là lớp phủ tàn tích có tính thấm lớn. Đó chính là tầng thấm của đáy đập.

Do vậy ta có thể chọn thiết bị chống thấm cho đập và nền là loại có tường nghiêng sân phủ

- Vật liệu làm tường và sân phủ là đất sét theo tài liệu cho.

a) Chiều dày tường nghiêng :

- Trên đỉnh : Thường lấy  1 ≥ 0.8m ; chọn  1 1 m.

H

- Dưới đáy : thường lấy  2 

J

Trong đó :

H : chênh lệch mực nước trước và sau tường:

H = H1 – h3

h3: Chiều cao cột nước của đường bão hòa sau tường.

[J] : Gradien thấm cho phépcủa vật liệu làm tường (đất sét).Thường lấy [J] = 4÷6. Ở đây

ta chọn [J] = 5

Do h3 chưa biết nên ta giả thiết δ2=4

Vậy tường nghiêng có bề dày thay đổi δ = 1 ÷ 4 m

b) Cao trình đỉnh tường nghiêng :

Ta chọn cao trình đỉnh tường nghiêng = cao trình đỉnh đập (nhằm thoả mãn là khơng thấp hơn

MNDGC ở thượng lưu).

Ztn = Zđđ = 83,02 m.

c) Chiều dày sân phủ :

- Ở đầu : t1 ≥ 0.5m ; chọn t1 = 1 m.



Đồ án môn học Thủy Công.

1

 H

- Ở cuối : t2 10 ; Chọn t2 = 3 m.

d) Chiều dài sân phủ L s : trị số hợp lý của chiều dài sân phủ L s xác định theo điều kiện khống chế lưu

lượng thấm qua đập và nền, với điều kiện không cho phép phát sinh biến dạng thấm nguy hiểm của đất

nền.

Sơ bộ chọn Ls = (3 - 5)H.

Trong đó H : là cột nước max H = Hđ

Ta chọn Ls = 4.H = 4.35 = 140 m.

IV . Thiết bị thoát nước qua thân đập :

Thường phân biệt 2 đoạn (theo chiều dài đập).

1 . Đoạn lòng sơng : Hạ lưu có nước.

Khi chiều sâu nước hạ lưu khơng q lớn, có thể chọn thốt nước kiểu lăng trụ. Cao trình đỉnh

lăng trụ chọn cao hơn mực nước hạ lưu lớn nhất, đảm bảo trong mọi trường hợp đường bão hồ khơng

thốt ra mái hạ lưu (để phân biệt được điều này, thường độ cao vượt đỉnh lăng trụ so với mực nước hạ

lưu lớn nhất phải bằng 1-2 m). Bề rộng đỉnh lăng trụ thường ≥ 2m; mái trước và sau của lăng trụ chọn

theo mái tự nhiên của đống đá. Mặt tiếp giáp của lăng trụ với đập và nền cần có tầng lọc ngược.

- Đối với hạ lưu thốt nước kiểu lăng trụ :

Theo hình vẽ ta có :

+ Cao trình đỉnh lăng trụ :

 lăng trụ = MNHLmax + 1 = 62,8+ 1 = 63,8 m.

+ Bề rộng đỉnh lăng trụ : B lăng trụ =5 m.

+ Hệ số mái trước của lăng trụ : m’ = 1.5.

+ Hệ số mái sau của lăng trụ : m’2 = 2.

+ Chiều cao của lăng trụ :

h lăng trụ =  lăng trụ -  đáy = 63,8 – 45 = 18,8 m.

Khi mực nước hạ lưu thay đổi nhiều ,có thể chọn thiết bị thốt nước kiểu lăng trụ kết hợp với áp

mái : (cao trình đỉnh lăng trụ chọn cao hơn mực nước hạ lưu nhỏ nhất; còn cao trình đỉnh phần áp mái

chọn cao hơn điểm ra của đường bão hoà ứng với trường hợp của đường hạ lưu lớn nhất).

2 . Đoạn trên sườn đồi :

Ứng với trường hợp hạ lưu khơng có nước, sơ đồ đơn giản nhất có thể chọn là thốt nước kiểu áp

mái. Khi cần thiết phải hạ thấp đường bão hoà có thể chọn thốt nước kiểu gối phẳng hay ống dọc.

§2-3 Tính tốn thấm qua đập và nền :

I . Nhiệm vụ và các trường hợp tính tốn :

1 . Nhiệm vụ tính thấm :

- Xác định lưu lượng thấm.

- Xác định đường bão hoà trong đập.

- Kiểm tra độ bền thấm của nền và đập.

2 . Các trường hợp tính tốn : trong thiết kế đập cần tính thấm với các trường hợp làm việc khác nhau

của đập :

- Thượng lưu là MNDBT, hạ lưu là mực nước nhỏ nhất tương ứng; thiết bị chống thấm; thoát

nước làm việc bình thường.

- Thượng lưu là MNDGC, hạ lưu là mực nước max tương ứng.

- Ở thượng lưu mực nước rút đột ngột.

- Trường hợp thiết bị thoát nước làm việc khơng bình thường.

- Trường hợp thiết bị chống thấm bị hỏng.

3 . Các mặt cắt tính tốn : u cầu tính với 2 mặt cắt đại biểu :

- Mặt cắt lòng sơng (chỗ tầng thấm dày nhất)

- Mặt cắt sườn đồi (đập trên nền khơng thấm)

II . Tính tốn thấm cho mặt cắt lòng sơng :

Theo tài liệu mặt cắt ở lòng sơng, hạ lưu có nước, thiết bị thốt nước chọn kiểu lăng trụ.

Sơ đồ đập đất có tường nghiêng +sân phủ như sau:



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

PHẦN II : NỘI DUNG THIẾT KẾ.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×