Đề tài Thiết kế hồ chứa suối các tỉnh Bà Rịa - Vũng tàu

8 40.06 38.06 36.06 34.06 0.77 0.81 0.85 0.90 0.46 0.49 0.51 0.54 1.92 2.02 2.24 2.25 2.02 2.12 2.24 2.37 -0.29 0.4 1.08 1.76 Chän a =1.5m ⇒ Ltn =7.27m kTÝnh l­u l­îng thÊm qua th©n ®Ëp vµ ®­êng b¶o hoµ. -l­u l­îng thÊm qua th©n ®Ëp cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: q® = K® (5.1) Trong ®ã: K®: HÖ sè thÊm cña ®Êt ®¾p ®Ëp K® =6.10-5m/s = 6.10-7m/s. h1 : ChiÒu s©u n­íc ë th­îng l­u ®Ëp h1 =MNLTK –Z®¸y = 7.89m. L +DL = 35.62m. Ao: §é s©u hót n­íc tÝnh theo c«ng thøc: ao = - (L - DL). (5.9) -thay sè vµo ta ®­îc ao =0.863m. ⇒ q® =0.518.10-6m3/s/m. -Ph­¬ng tr×nh ®­êng b¶o hoµ theo hÖ trôc to¹ ®é xoy nh­ h×nh 4.7 cã d¹ng: Y2 =2ao.x ⇒ y = -T¹i vÞ trÝ x =lo th× y = ao ⇒ lo = ao/2 =0.431m. ®­êng bo¶ hoµ trong hÖ trôc xoy nh­ h×nh vÏ ®­îc x¸c ®Þnh bëi hÖ trôc sau: b¶ng 5.7 tÝnh to¹ ®é ®­êng b¶o hoµ. X(m) 0 5 10 15 20 25 30 36.05 Y(m) 0 1.17 1.65 2.02 2.33 2.61 2.85 3.08 l­u l­îng thÊm qua nÒn víi gi¶ thiÕt lµ th©n ®Ëp kh«ng thÊm x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau. Qn = Kn. -Trong ®ã: Kn: hÖ sè thÊm cña nÒn x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Kn = -víi Ki vµ Ti lµ hÖ sè thÊm vµ chiÒu dµy tÇng thÊm cña líp thø i.K1 = 4.10-6cm/s,T1 = 2.4m. K2 = 610-6cm/s,T2 = 2.6m. K3 = 4.10-6cm/s,T3 = 6.0m. -thay sè vµo ta cã: Kn = 2.09.10-3cm/s = 2.09.10-5m/s. -T: ChiÒu dµy tÇng thÊm n­íc cña nÒn: T = STi = 8.6m. -L: ChiÒu dµi ®¸y ®Ëp, trong tr­êng hîp cã thiÕt bÞ tho¸t n­íc. L = 55.91m. -n: HÖ sè hiÖu chØnh chiÒu dµi ®­êng thÊm n­íc (n >1). HÖ sè n phô thuéc vµo tû sè L/T tra b¶ng 5.4 gi¸o tr×nh thuû c«ng T1. = 6.5 ⇒ n =1.177. -thay vµo ta cã qn =0.215.10-6m3/s/m. kX¸c ®Þnh l­u l­îng thÊm tæng céng. L­u l­îng thÊm tæng céng qua ®Ëp vµ nÒn b»ng tæng l­u l­îng thÊm qua ®Ëp vµ qua nÒn ®· x¸c ®Þnh ë trªn. q = 0.733.10-6m3/s/m. b.tr­êng hîp 2: th­îng l­u lµ MNDBT. S¬ ®å tÝnh to¸n: (H×nh vÏ minh ho¹) k TÝnh l­u l­îng thÊm qua th©n ®Ëp q® vµ ®­êng b¶o hoµ -X¸c ®Þnh l­u l­îng thÊm qua th©n ®Ëp q® vµ ®­êng b¶o hoµ. +X¸c ®Þnh l­u l­îng thÊm qua ®Ëp. L­u l­îng thÊm qua ®Ëp cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: q® = K®. Trong ®ã: K®: HÖ sè thÊm cña ®Êt ®¾p ®Ëp K® =6.10-5m/s = 6.10-7m/s. h1 :ChiÒu s©u n­íc ë th­îng l­u ®Ëp h1 =MNDMT –Z®¸y =7.07m. L = 33.87m. DL tÝnh theo c«ng thøc thùc nghiÖm: DL = Trong ®ã: mt = 3.0. h1 = 7.07m -thay sè vµo ta ®­îc DL = 3.03m. -ao: ®é s©u hót n­íc tÝnh theo c«ng thøc: ao = - (L - DL). -thay sè vµo ta ®­îc ao =0.0.67m. ⇒ q® = 0.403.10-6m3/s/m. -Ph­¬ng tr×nh ®­êng b¶o hoµ theo hÖ trôc to¹ ®é xoy nh­ h×nh 4.3 cã d¹ng: Y2 =2aox ⇒ y = -T¹i vÞ trÝ x =lo th× y = ao ⇒ lo = ao/2 =0.335m. -®­êng b¶o hoµ trong hÖ to¹ ®é xoy ®­îc x¸c ®Þnh trong hÖ to¹ ®é sau: B¶ng 4.1b¶ng to¹ ®é ®­êng b¶o hoµ. X(m) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24.3 Y(m) 0.00 0.88 1.25 1.53 1.76 1.97 2.15 2.33 2.49 2.64 2.78 2.92 3.07 -®­êng b¶o hoµ nh­ h×nh vÏ. (H×nh vÏ minh ho¹) kTÝnh l­u l­îng thÊm qua nÒn ®Ëp qn. l­u l­îng thÊm qua nÒn víi gi¶ thiÕt lµ th©n ®Ëp kh«ng thÊm x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau. qn = Kn. -Trong ®ã: Kn: hÖ sè thÊm cña nÒn Kn= 2.09.10-7m/s. - h1: Cét n­íc ë th­îng l­u trµn:h1 = 7.07 -T: ChiÒu dµy tÇng thÊm n­íc cña nÒn: T = STi = 8.6m. -L: ChiÒu dµi ®¸y ®Ëp. L = 55.08m. -n: HÖ sè hiÖu chØnh chiÒu dµi ®­êng thÊm n­íc (n >1). ⇒ n =1.177. -thay vµo ta cã qn = 0.196.10-6m3/s/m. kX¸c ®Þnh l­u l­îng thÊm tæng céng. L­u l­îng thÊm tæng céng qua ®Ëp vµ nÒn b»ng tæng l­u l­îng thÊm qua ®Ëp vµ qua nÒn ®· x¸c ®Þnh ë trªn. q = 0.599.10-6m3/s/m. 2. KiÓm tra ®é bÒn thÊm. -§èi víi th©n ®Ëp cÇn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn: Jk® [ [Jk]d. Trng ®ã: Jkd: gradien thÊm ®Æc tr­ng cho toµn bé vïng thÊm. [Jk]d:gradien kiÓm tra cho phÐp ®èi víi ®Ëp phô thuéc vµo lo¹i ®¸t ®¾p ®Ëp vµ cÊp c«ng tr×nh, tra b¶ng P-3.3 (§AMH thuû c«ng). ⇒ [Jk]d = 1.35. -§èi víi nÒn ®Ëp cÇn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn: Jkn [ [Jk]n. Trong ®ã: [Jk]n:Gradien kiÓm tra cho phÐp ®èi víi nÒn phô thuéc vµo lo¹i ®¸t nÒn vµ cÊp c«ng tr×nh, tra b¶ng P3-2(§AMH thuû c«ng). ⇒[Jk]n = 0.54 a.Tr­êng hîp th­îng l­u lµ MNLTK. KiÓm tra cho th©n ®Ëp: Jk® = . Trong ®ã: H1: cét n­íc th­îng l­u h1 = 7.89m. H2: cét n­íc h¹ l­u h2 =0.0m. Ltt: chiÒu dµi tÝnh to¸n cña dßng thÊm. Trong tr­êng hîp vËt tho¸t n­íc l¨ng trô th× Ltt x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Ltt = L+0.4h1. Víi L lµ kho¶ng c¸ch n»m ngang tõ mÐp nøoc th­îng l­u dÕn vËt tho¸t n­íc. ⇒ Ltt = 35.39m. ⇒ Jk® =0.22< [Jk]®=1.35. -KiÓm tra nÒn : Jkn = ⇒ Jkn =0.124 < [Jk]®=0.54 b.Tr­êng hîp th­îng l­u lµ MNDBT. KiÓm tra cho th©n ®Ëp: Jk® = . (5.13) Trong ®ã: h1: cét n­íc th­îng l­u h1 = 7.07m. H2: cét n­íc h¹ l­u h2 =0.0m. Ltt: chiÒu dµi tÝnh to¸n cña dßng thÊm. Trong tr­êng hîp vËt tho¸t n­íc l¨ng trô th× Ltt x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Ltt = L+0.4h1. Víi L lµ kho¶ng c¸ch n»m ngang tõ mÐp nøoc th­îng l­u dÕn vËt tho¸t n­íc. ⇒ Ltt = 35.09m. ⇒ Jk® =0.087< [Jk]®=1.35. -KiÓm tra nÒn : Jkn = ⇒ Jkn =0.049 < [Jk]®=0.54 nh­ vËy ®é bÒn thÊm cho c¸c tr­êng hîp ë mÆt c¾t s­ên ®åi phÝa ph¶i ®Ëp ®­îc ®¶m b¶o. 5.2.8. tÝnh tæng l­u l­îng thÊm. 1. Môc ®Ých. X¸c ®Þnh l­u l­îng thÊm tæng céng ®Ó kiÓm tra xem l­îng tæn thÊt cã n»m trong ph¹m vi cho phÐp hay kh«ng ®Ó cã c¬ së lùa chän thiÕt bÞ chång thÊm khi cÇn thiÕt. 2. Yªu cÇu. Tæng l­îng n­íc thÊm qua ®Ëp trong thêi gian 1 th¸ng ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: Wth<1%Whå. Trong ®ã: Wth: lµ l­îng n­íc thÊm trong thêi gian 1 th¸ng. Wth=Qt.t. Víi Qt:lµ l­u l­îng thÊm t: thêi gian trong 1 th¸ng (s) 2.TÝnh tæng l­u l­îng thÊm. Nh­ ë trªn ®· ph©n tÝch dùa vµo tµi liÖu ®Þa h×nh, ®Þa chÊt ta chia ®Ëp thµnh 3 ®o¹n cã chiÒu da× l1,l2,l3 víi l­u l­îng t­¬ng øng q1 q2, q3. S¬ ®å tÝnh to¸n nh­ h×nh vÏ sau: (h×nh vÏ minh ho¹) (cßn thiÕu) ß5.3 TÝnh to¸n æn ®Þnh. 5.3.1. Môc ®Ých nhiÖm vô. TÝnh to¸n æn ®Þnh m¸i dèc ®Ó ®¸nh gi¸ møc ®é æn ®Þnh cña m¸i dèc ®Ó trªn c¬ së ®ã ®Ó lùa chän mét m¸i dèc hîp lý vÒ kinh tÕ vµ kü thuËt. Nh­ vËy ®èi víi mét m¸i dèc nhÊt ®Þnh cÇn ph¶i x¸c ®Þnh hÖ sè æn ®Þnh nhá nhÊt cña nã.HÖ sè æn ®Þnh nhá nhÊt øng víi mét vßng cung tr­ît nhÊt ®Þnh víi mét t©m o nhÊt ®Þnh. NhiÖm vô tÝnh to¸n lµ t×m t©m tr­ît o nguy hiÓm nhÊt øng víi vßng cung trßn nguy hiÓm nhÊt ®Ó x¸c ®Þnh hÖ sè án ®Þnh nhá nhÊt cho mçi tr­êng hîp tÝnh to¸n. 5.3.2. tr­êng hîp tÝnh to¸n. theo quy ®Þnh cña quy ph¹m khi thiÕt kÕ ®Ëp ®Êt cÇn kiÓm tra æn ®Þnh víi c¸c tr­êng hîp sau: 1. Cho m¸i h¹ l­u: kKhi th­îng l­u lµ MNDBT,h¹ l­u lµ chiÒu s©u lín nhÊt cã thÓ x¶y ra, thiÕt bÞ tho¸t n­íc cã thÓ lµm viÖc b×nh th­êng (tæ hîp c¬ b¶n). kKhi th­îng l­u cã MNLTK sù lµm viÖc b×nh th­êng cña thiÕt bÞ tho¸t n­íc bÞ ph¸ ho¹i (tæ hîp ®Æc biÖt). 2Cho m¸i h¹ l­u: kKhi mùc n­íc hå rót nhanh tõ MNDBT ®Õ mùc n­íc htÊp nhÊt cã thÓ x¶y ra(tæ hîp c¬ b¶n ). kKhi mùc n­íc th­îng l­u ë cao tr×nh thÊp nhÊt (nh­ng kh«ng nhá h¬n 0.2H® tæ hîp c¬ b¶n). kkhi mùc n­íc rót nhanh tõ MNLTK ®Õn mùc n­íc thÊp nhÊt cã thÓ x¶y ra(tæ hîp ®Æc biÖt). Trong ®å ¸n nµy do thêi gian cã h¹n vµ ®­îc sù ®ång ý cña gi¸o viªn h­íng dÉn chØ kiÓm tra æn ®Þnh cho m¸i h¹ l­u cña mÆt c¾t lßng s«ng. 5.2.3 Ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n. sö dông ph­¬ng ph¸p vßng trßn cung tr­ît ®Ó tÝnh to¸n án ®Þnh cho m¸i ®Ëp h¹ l­u. ®Ëp ®¸t th­êng lµ kh«ng ®ßng chÊt v× ngay ®èi víi ®Ëp ®¾p cïng mét lo¹i ®Êt khi d©ng n­íc cã dßng thÊm qua ®Ëp sÏ lµm cho c¸c chØ tiªu c¬ lý nh­ gãc ma s¸t j, lùc dÝnh C, träng l­îng riªng g cña phÇn ®Êt nÒn n»m d­íi vµ n»m trªn ®­êng b¶o hoµ kh¸c nhau. MÆt tr­ît ®Ëp ®Êt lµ mét mÆt cong tr¬n. ®Ó ®¬n gi¶n tÝnh to¸n ta xem nã lµ mét phÇn cña mÆt trô gi¶i theo bµi to¸n ph¼ng. NghÜa lµ xÐt mét ®Ëp cã chiÒu dµi th©n ®Ëp b»ng mét ®¬n vÞ(1m). gi¶ thiÕt gÇn ®óng lµ mÆt trô trßn, t©m o b¸n kÝnh R nguyªn t¾c ®Èm b¶o æn ®Þnh m¸i ®Ëp lµ: K = /[K]. Trong ®ã: SMc: Tæng c¸c momen chèng tr­ît ®èi víi t©m o. SMc: Tæng c¸c momen g©y tr­ît ®èi víi t©m o. [K]: HÖ sè an toµn cho phÐp phô thuéc vµo cÊp bËc c«ng tr×nh lÊy theo quy ph¹m. 5.2.4 tÝnh to¸n cô thÓ cho tõng tr­êng hîp. Nh­ dÉ tr×nh bµy ë trªn, nhiÖm vô cña tÝnh to¸n æn ®Þnh lµ t×m ®­îc hÖ sè æn ®Þnh nhá nhÊt Kmim v× vËy ta ph¶i gi¶ thiÕt nhiÒu cung tr­ît ®i qua c¸c ®iÓm kh¸c nhau, cã b¸n kÝnh kh¸c nhau vµ t×m ra cung tr­ît cã hÖ sè æn ®Þnh nhá nhÊt Kmimmim. 1. T×m vïng cung tr­ît nguy hiÓm nhÊt(t×m s¬ bé). a.ph­¬ng ph¸p Filenit. T©m tr­ît nguy hiÓm nhÊt n»m ë l©n cËn ®­¬ng MM1 nh­ trªn h×nh vÏ c¸c trÞ sè a,b phô thuéc vµo ®é dèc m¸i. Víi m =2.5⇒tra b¶ng 4.1 gi¸o tr×nh thuû c«ng tËp 1 ta cã a= 35o,b =25o. b.Ph­¬ng ph¸p phendeep: t©m tr­ît nguy hiÓm nhÊt n»m ë l©n cËn h×nh thang cong abcd nh­ h×nh vÏ c¸ch x¸c ®Þnh nh­ sau: víi m =2.5, H®=15.7m. tra b¶ng 4.2 gi¸o tr×nh thuû c«ng tËp 1 ta cã: =2.025 ⇒ R =31.79m. = 0.875 ⇒ r = 13.74m. T õ ®iÓm giöa cña m¸i ta kÎ mét ®­êng th¼ng ®øng vµ mét ®­êng hîp víi m¸i dèc mét gãc 85o còng tõ ®ã lµm t©m quay c¸c cung trßn cã b¸n kÝnh R vµ r theo ph­¬ng ph¸p nµy t©m cung tr­ît nguy hiÓm nhÊt lµ vïng abcd . KÕt hîp c¶ hai ph­¬ng ph¸p ta t×m ®­îc ph¹m vi cã kh¶ n¨ng chøa ciung tr­ît nguy hiÓm nhÊt lµ ®o¹n AB. 2. C¸ch x¸c ®Þnh hÖ sè æn ®Þnh kmimmim. Trªn ®o¹n AB ta gi¶ ®Þnh c¸c t©m O1, O2, O3 … v¹ch c¸c cung tr­ît ®i qua ®iÓm B1 ë ch©n ®Ëp, tiÕn hµnh tÝnh hÖ sè an toµn æn ®Þnh K1, K2, K3 … cho c¸c cung tr­ît t­¬ng øng. VÏ biÓu ®å quan hÖ gi÷a Ki vµ vÞ trÝ t©m Oi ta x¸c ®Þnh ®­îc hÖ sè Kmim øng víi t©m O trªn ®­êng MM1. Trªn ®­êng NN ta l¹i lÊy c¸c t©m O kh¸c v¹ch c¸c cung qua ®iÓm B1 ë ch©n ®Ëp tÝnh K øng víi c¸c cung nµy. vÏ biÓu ®ß K theo t©m O ta x¸c ®Þnh ®­îc trÞ sè Kmim øng víi ®iÓm B1 ë ch©n ®Ëp. Víi c¸c ®iÓm B2, B3 ë mÆt nÒn h¹ l­u ®Ëp b»ng c¸ch t­¬ng tù ta còng t×m ®­îc hÖ sè Kmim t­¬ng øng. VÏ biÓu ®å quan hÖ Kmim víi c¸c ®iÓm ra cña cung Oi ta t×m ®­îc hÖ sè an toµn nhá nhÊt Kmimmim cho m¸i ®Ëp. Ngoµi ra ta còng tÝnh hÖ sè Kmim cho c¸c ®iÓm trªn m¸i h¹ l­u. 3.X¸c ®Þnh hÖ sè Kmim cho ®iÓm B1 ë ch©n ®Ëp. C¸c b­íc x¸c ®Þnh hÖ sè K1. Trªn ®o¹n AB lÊy ®iÓm O1, R1⇒x¸c ®Þnh ®­îc cung tr­ît (1)theo ph­¬ng ph¸p Ghecxevanop víi gi¶ thiÕt khèi tr­ît lµ vËt thÓ r¾n cung tr­ît lµ mét l¨ng trô trßn, ¸p lùc thÊm ®­îc truyÒn ra ngoµi thµnh ¸p lùc thuû tØnh t¸c dông lªn mÆt tr­ît vµ h­íng vµo t©m. Chia khèi tr­ît thµnh n d¶i cã hÖ sè lµ b(m) b = R/m. Trong ®ã: R b¸n kÝnh cung tr­ît. m sè nguyªn 10, 20… Ta cã c«ng thøc tÝnh nh­ sau: K = . Trong ®ã: ji,Ci lµ gãc ma s¸t trong, lùc dÝnh ®¬n vÞ ë ®Êy cña d¶i thø n. Nn = Gncosan. Tn = Gnsinan. Gn = b(SgiZi). gi: dung träng tù nhiªn ho¹c dung träng b¶o hoµ cña ®Êt thuéc d¶i. Zi: chiÒu cao phÇn ®Êt thuéc d¶i øng víi gi. ®Ó thuËn tiÖn ta lËp thµnh b¶ng tÝnh cho c¸c cung tr­ît tõ b¶ng 4.9 ¸4.20 t­¬ng øng víi c¸c s¬ ®å tÝnh tõ 4.9 ¸4.20. c¸c b¶ng tÝnh vµ s¬ ®å tÝnh tr×nh bµy tõ trang 86 ®Õn trang 109. a.tr­êng hîp 1: th­îng l­u lµ MNDBT, h¹ l­u lµ MNHLmax = 0.6m Kmim = trong ph¹m vi ®å ¸n nµy v× thêi gian cã h¹n vµ ®­îc sù ®ång ý cña gi¸o viªn h­íng dÉn ta chØ t×m cho ph¹m vi ®iÓm B1 ë ch©n ®Ëp vµ lÊy Kmimmin = Kmim. 4.§¸nh gi¸ tÝnh hîp lý cña m¸i. M¸i ®Ëp ®¶m b¶o an toµn vÒ tr­ît s©u nÕu tho¶ m·n ®iÒu kiÖn : Kmim>[K]. [K]: phô thuéc vµo cÊp c«ng tr×nh vµ tæ hîp t¶i träng, tra theo b¶ng P1-7 gi¸o tr×nh ®å ¸n m«n häc thuû c«ng ). VoÝ tæ hîp c¬ b¶n [K] = 1.15. Víi tæ hîp ®Æc biÖt [K] = 1.05. ®Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn kinh tÕ th× ph¶i tho· m·n ®iÒu kiÖn K < 1.15[K]. víi c¶ hai tr­êng hîp ta ®Òu cã [K]<K<1.15[K]. vËy m¸i h¹ l­u chän nh­ trªn lµ hîp lý. ß 5.3 Chän cÊu t¹o chi tiÕt . §Ønh ®Ëp . V× mÆt ®Ëp kh«ng sö dông lµn ®­êng giao th«ng v× vËy chØ phñ mét líp ®¸ d¨m dµy 20 cm , ®Ó ®¶m b¶o cho viÖc ®i l¹i trong qu¸ tr×nh khai th¸c , vµ mÜ quan cña c«ng tr×nh mÆt ®Ëp lµm dèc vÒ hai phÝa víi ®é dèc i = 2% ®Ó n­íc trªn mÆt ®Ëp do m­a hoÆc sãng cã thÓ dÔ dµng ch¶y suèng . 5.3.1 B¶o vÖ m¸i ®Ëp . B¶o vÖ m¸i ®Ëp th­îng l­u : Do m¸i th­îng l­u chÞu nhiÒu t¸c ®éng cña nhiÒu lo¹i lùc phøc t¹p nªn cÇn thiÕt ph¶i gia cè m¸i , ®Ò phßng sãi lë do sãng g©y ra , ®ång thêi lo¹i trõ ®­îc c¸c t¸c dông kh¸c . Giíi h¹n trªn cña phÇn gia cè lÊy ®Õn ®Ønh ®Ëp , cßn giíi h¹n d­íi cña phÇn gia cè lÊy thÊp h¬n mùc n­íc chÕt cña hå mét ®o¹n . Z1 = 2hs1% = 2.1,16 = 2,32m. V× vËy ph¹m vi gia cè cña m¸i th­îng l­u tõ cao tr×nh (+ 65,7 ¸ +76,7)m Khi tÝnh to¸n líp b¶o vÖ m¸i dùa vµo chiÒu cao sãng lín nhÊt ( theo tÇn suÊt vµ møc ®¶m b¶o sãng lín nhÊt ®­îc quy ®Þnh bëi quy ph¹m . Ta cã : hs = 1,.16<1,25 Chän líp gia cè b»ng ®¸ l¸t chiÒu dµy ®­îc tÝnh theo c«ng thøc . T = 1,7 Trong ®ã : : dung träng hoµ ®¸ = 2,6 (t/m2) dung träng n­íc = 1,0 (t/m2) m : hÖ sè m¸i th­îng l­u m = 3,0 h: chiÒu cao cña sãng : h = 1,16m Thay sè vµo ta cã : t = 0,31m chän t = 30cm B¶o vÖ m¸i h¹ l­u : D­íi t¸c dông cña giã , m­a ,®äng vËt ®µo hang cã thÓ g©y h­ háng m¸i dèc h¹ l­u . V× vËy m¸i dèc h¹ l­u cÇn ®­îc b¶o vÖ b»ng h×nh thøc phñ mét líp ®Êt mµu råi tr«ng cá lªn trªn , Trªn m¸i cã ®µo mét r¶nh nhá nghiªng víi trôc ®Ëp mét gãc 540 trong r¶nh bá ®¸ r¨m ®Ó tËp chung n­íc m­a tõ c¸c r¶nh tËp trung vµo m­¬ng ngang bè trÝ ë cæ ®Ëp m­¬ng ngang cã ®é dèc vÒ 2 bªn bê ®Î nèi víi mãng däc dÉn n­íc vµo h¹ l­u . ë ®o¹n s­ên dèc cã bè trÝ ¸p m¸i phÇn ch©n ®Ëp víi chiÒu cao lµ 2m . 5.4.3 Nèi tiÕp ®Ëp víi nÒn . §Ó sö lý mÆt tiÕp gi¸p th©n ®Ëp vµ nÒn ph¶i ®i mét líp ®Êt dµy 0,5m t¹i vÞ trÝ lßng s«ng ph¶i bèc ®i mét líp ®Êt dµy 1m . V× ®Êt ®¾p ®Ëp vµ ®Êt ®¾p kh¸c nhau nªn ta bè trÝ ch©n r¨ng d­íi th©n ®Ëp . Ch©n r¨ng cÊu t¹o c¾m vµo s©u vµo nÒn víi ®é s©u 1m , chiÒu réng ch©n lßng chän lµ 5m ®ñ ®Ó bè trÝ thi c«ng b»ng m¸y 5.4.4 Nèi tiÕp ®Ëp víi bê . Nèi tiÕp ®Ëp víi bê cÇn ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu ®èi víi ®Ëp vµ nÒn cÇn tho¶ m·n c¸c yªu cÇu sau: ë chç nèi tiÕp víi bå thiÕt bÞ chèng thÊm ph¶i c¸m s©u vµo ®¸ tèt ho¹c ®¸ Ýt phong ho¸. Khi tÇng thÊm n»m s©u trong bê ph¶i c¾m thiÕt bÞ chèng thÊm ë mét kho¶ng nhÊt ®Þnh. MÆt nèi tiÕp gi÷a th©n ®Ëp vµ bê kh«ng ®¸nh cÊp, kh«ng lµm qu¸ dèc kh«ng cho phÐp lµm dèc ng­îc. Ch­¬ng VI: thiÕt kÕ ®­êng trµn ß 6.1.bè trÝ chung. Trµn ®Æt bê ph¶i cã c¸c bé ph©n sau: 6.1.1.kªnh dÉn vµo: kªnh dÉn vµo cã chiÒu dµi L = 117m bao gåm c¶ ®o¹n cong ®æi h­íng víi a =47o, R = 45m trong ®ã cã mét ®o¹n b»ng ®¸ x©y cã chiÒu dµi L = 10m. MÆt kªnh h×nh thang chiÒu réng ®¸y mÆt c¾t cho tõng ph­¬ng ¸n víi chiÒu réng trµn kh¸c nhau . Trong ®å ¸n nµy do thêi gian cã h¹n vµ ®­îc sù ®ång ý cöa gi¸o viªn h­íng dÉn nªn em tÝnh víi mét tr­êng hîp Btrµn = 8m chän Bk = 11m. -M¸i kªnh m = 1,5. -§é dèc ®¸y kªnh i = 0,0. -Cao tr×nh ®¸y kªnh Z®k = 74.07m. 6.1.2. Cöa vµo. - ChiÒu dµi ®o¹n cöa vµo L = 8m. -MÆt c¾t h×nh ch÷ nhËt thu hÑp dÇn vÒ phÝa ng­ìng trµn chiÒu réng mÆt c¾t ®­îc chän nh­ sau : Btrµn = 8m ®B = (8 ¸11)m. -§é dèc ®¸y kªnh i = 0,0 . -Cao tr×nh ®¸y kªnh Z®k = 74.07m. -T­êng vµ ®¸y lµm b»ng bª t«ng cèt thÐp . 5.13. Ng­ìng trµn. - ChiÒu dµi ng­ìng L = 6m . -ChiÒu réng ng­ìng trµn theo chØ ®Þnh cña gi¸o viªn h­íng dÉn Btrµn = 8m. -Ng­ìng trµn b»ng cã cao tr×nh ®¸y 74.07m. -§iÒu tiÕt l­u l­îng theo h×nh thøc ch¶y tù do cã x· lò kiÓu dèc n­íc . Cao tr×nh ®¸y kªnh Z®k = 74.07m -§Ó ®¶m b¶o chÕ ®é ch¶y tù do qua ng­ìng sau ng­ìng bè trÝ bËc thôt 0,4m. 5.14. §o¹n kªnh chuyÓn tiÕp gi÷a ng­ìng trµn vµ dèc n­íc . -ChiÒu dµi ®o¹n kªnh L = 119m bao gåm c¶ ®o¹n cong ®æi h­íng víi a = 620, R = 45m. -MÆt c¾t kªnh h×nh ch÷ nhËt, chiÒu réng kªnh B = 8m . §é dèc ®¸y kªnh i = 0.001. 5.15. Dèc n­íc. - ChiÒu dµi ®o¹n dèc L = 300m. - MÆt c¾t h×nh ch÷ nhËt, chiÒu réng mÆt c¾t B = 8m thu hÑp trªn mét ®o¹n cã chiÒu dµi 15m víi chiÒu réng B tõ (8¸6)m. -§é dèc i = 0.03. 5.16.§o¹n n­íc ®æ cuèi dèc ( nèi tiÕp víi bÓ tiªu n¨ng ). ChiÒu dµi ®o¹n n­íc ®æ L = 40m. §o¹n n­íc ®æ cã mÆt c¾t ch÷ nhËt më réng dÇn theo chiÒu dµi chiÒu réng mÆt c¾t thay ®æi tõ B = (6 ¸8)m. §é chªnh tõ ®¸y cuèi dèc ®Õn ®¸y kªnh h¹ l­u lµ 3.0m). Kªnh h¹ l­u . ChiÒu dµi kªnh L = 437m. Kªnh cã mÆt c¾t h×nh thang , chiÒu réng ®¸y kªnh B = 8 m HÖ sè m¸i kªnh m = 1,5 §é nh¸m lßng kªnh n = 0,025 §é dèc ®¸y kªnh i = 0,0005 §o¹n ®Çu vµo kªnh còng lµ s©n sau bÓ tiªu n¨ng ®­îc gia cè chèng sãi mßn ®¸ x©y . 6.2 TÝnh to¸n thuû lùc. 6.2.1.S¬ ®å tÝnh to¸n thuû lùc ®­êng trµn. s¬ ®å tÝnh to¸n thuû lùc ®­êng trµn nh­ h×nh vÏ 6.1. 5.2.2.TÝnh to¸n thuû lùc ng­ìng trµn. 1.Sè liÖu tÝnh to¸n. -l­u l­îng thiÕt kÕ: Q = 9.48m3/s. -mùc n­íc lín thiÕt kÕ MNLTK = 74.89m. -cao tr×nh ng­ìng trµn Zn= 74.07m. -cét n­íc l­u l­îng trµn H = 0.82m. -chiÒu réng ng­ìng trµn B = 8m. -ChiÒu dµi ng­ìng trµn L = 6m. -BËc thôt sau ng­ìng s©u: 0.4m(P2= 0.4m). -chiÒu s©u cét n­íc h¹ l­u b»ng chiÒu s©u cét n­íc trong kªnh. 2.kiÓm tra kh¶ n¨ng th¸o. Ng­ìng trµn cã mét kho¶ng b = 8m. Ng­ìng trµn cã xÐt tíi thu hÑp ë cöa vµo tõ B = (8¸11)m. X¸c ®Þnh ®­îc m = 0.36 gi¶ thiÕt chÕ ®é ch¶y qua ng­ìng lµ ch¶y kh«ng ngËp. l­u l­îng qua trµn ®­îc tÝnh theo c«ng thøc Q = mBHo3/2). -Víi Ho =HT +.víi Vo= =1.05 (m/s). a =1 g =9.81 m/s. ⇒Ho = 0.876 m. ⇒Q = 10.46m3/s.®®¶m b¶o ®­îc l­u luîng lò thiÕt kÕ. 3.tÝnh ®é s©u trªn ng­ìng. Víi chÕ ®é ch¶y tù do theo cumin ta cã: h1 =K1H. Trong ®ã: K1 = 0.54 (t­¬ng øng víi m =0.36 tra b¶ng 14-13 sæ tay thuû lùc) H = 0.876m. h1 =0.473m. 5.2.2 §o¹n kªnh chuyÓn tiÕp gi÷a ng­ìng trµn vµ dèc n­íc. 1.sè liÖu tÝnh to¸n. -chiÒu dµi ®o¹n kªnh L = 117m. -mÆt c¾t kªnh h×nh ch÷ nhËt(m = 0), chiÒu réng Bk =8m. -§é dèc d¸y kªnh i = 0.001. -®é nh¸m lßng kªnh n = 0.014. -l­u l­îng tÝnh to¸n Q = 9.48m3/s. 2.X¸c ®Þnh ®­êng mÆt n­íc trong kªnh. §Ó x¸c ®Þnh ®­êng mÆt n­íc trong kªnh ta phØa tÝnh to¸n ®é s©u ch¶y ®Òu ho, ®é s©u ph©n giíi hk,®é dèc ph©n giíi ik trong kªnh. a. tÝnh ®é s©u dßng ch¶y ®Òu trong kªnh. ®é s©u dßng ®Òu ho ®­îc x¸c ®Þnh theo ph­¬ng ph¸p ®èi chiÕu mÆt c¾t lîi nhÊt vÒ thuû lùc (agrotskin). -Tr×nh tù tÝnh to¸n nh­ sau: +tÝnh f(Rln) = . Trong ®ã: 4mo = 8.0. (tra phô luc 8.1 b¶ng tra thuû lùc). i = ®é dèc (i = 0.001). Q: L­u l­îng x¶ lò lín nhÊt qua trµn t­¬ng øng víi tõng ph­¬ng ¸n trong ®å ¸n nµy theo chØ ®Þnh cña gi¸o viªn h­íng dÉn chän B =8m,tÝnh Q = 9.48m3/s. -tra phô luc 8.1 b¶ng tra thuû lùc ® Rln -øng víi hÖ sè nh¸m n =0.014(b¶ng tra thuû lùc phô lôc 4.3). -lËp tû sè b/Rln10.26 -Tra phô lôc 8.3 b¶ng tra thuû lùc ® h/Rln=0.926. -TÝnh ho =(h/Rln).Rln. =0.722m b. TÝnh ®é s©u ph©n giíi. ®é s©u ph©n giíi hk xavs ®Þnh theo c«ng thøc: hk = . Trong ®ã: a: HÖ sè cét n­íc l­u tèc (lÊy a =1.0). q: L­u l­îng ®¬n vÞ (q = ). B¶ng 3.6 Tr×nh tù vµ kÕt qu¶ tÝnh ®é s©u ph©n giíi hk BT (m) Bk (m) Qmax M3/s Q M3/s hk (m) 8 8 9.48 1.185 0.523 c.TÝnh ®é déc ph©n giíi ik ®é dèc ph©n giíi ik x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: ik = Trong ®ã : Wk = b.hk XK = b + 2hk Rk = TÝnh Ck theo c«ng thøc : Ck = R1/6 B¶ng 3.7 Tr×nh tù vµ kÕt qu¶ tÝnh to¸n ik cho c¸c ph­¬ng ¸n Btrµn bkªnh Hk vk ck Rk Ck ik 8 8 0,523 4,184 9,046 0,462 62,8 0,0028 §é s©u cña dßng ch¶y cuèi kªnh . §é s©u cña dßng ch¶y cuèi kªnh chÝnh lµ ®é s©u ph©n giíi hk. 5.2.3.§Þnh d¹ng ®­êng mÆt n­íc . Víi mçi ph­¬ng ¸n Btrµn (trong ®å ¸n nµy theo chØ ®Þnh cña gi¸o viªn h­íng dÉn ) Btrµn =8m Ta cã : i hk §­êng mÆt n­íc trong kªnh lµ lµ §­êng n­íc h¹ b1 cã ®é s©u cuèi kªnh h = hk =0.523m 5.2.4.VÏ ®­êng mÆt n­íc cña kªnh . ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n . Sö dông ph­¬ng ph¸p céng trùc tiÕp : chia chiÒu dµi cña kªnh ra tõng ®o¹n ng¾n , §èi víi mçi ®o¹n ¸p dông c«ng thøc DL = víi tr×nh tù tÝnh to¸n ®· neu trong phÇn thiÕt kÕ tÝnh to¸n s¬ bé ta cã kÕt qu¶ tÝnh to¸n cho tõng tr­êng hîp thÓ hiÖn ë b¶ng 6.1 (b¶ng tÝnh exell) dùa vµo kÕt qu¶ tÝnh to¸n ®­êng mÆt n­íoc ta x¸c ®Þnh ®­îc ®é s©u dßng ch¶y ®Òu ®Çu kªnh lµ h = 0.688m h.KiÓm tra l¹i chÕ ®é ch¶y qua ng­ìng. Tiªu chuÈn ch¶y kh«ng ngËp (hn/Ho) < (hn/Ho)pg. hn: chiÒu s©u mùc n­íc h¹ l­u so víi mÆt n­íc trªn cña ng­ìng. Hn = 0.688 - 0.4 = 0.288m. Ho : cét n­íc trµn Ho = 0.876m. ⇒hn/Ho = 0.329 ⇒hn/Ho = 0.329 < (hn/Ho)Pg. VËy chÕ ®é ch¶y qua ng­ìng lµ ch¶y ngËp nh­ trªn lµ ®óng. 5.2.3. Dèc n­íc. 1).C¸c sè liÖu tÝnh to¸n. ChiÒu dµi ®o¹n dèc L = 300m. -MÆt c¾t h×nh ch÷ nhËt, chiÒu réng mÆt c¾t B = (8¸6)m. -®é nh¸m n = 0.014. -§é dèc i = 0.03. -l­u l­îng tÝnh to¸n: TÝnh víi c¸c cÊp l­u l­îng kh¸c nhau Qtk = 9.48m3/s, 3/4Qtk =5.617m3/s, 3/4Qtk = 4.74m3/s 3/4Qtk = 2.37m3/s. 2.X¸c ®Þnh ®­êng mÆt n­íc trong dèccho c¸c cÊp l­u l­îng ta ph¶i tÝnh to¸n ®é s©u ch¶y ®Òu ho, ®é s©u ph©n giíi hk, ®é dèc ph©n giíi ik trong dèc cho tõng cÊp l­u l­îng. a.TÝnh ®é s©u dßng ch¶y ®Òu ho, ®é s©u ph©n giíi hk, ®é dèc ph©n giíi ik trong dèc. Víi tr×nh tù tÝnh to¸n nh­ trªn ta x¸c ®Þnh ®­îc c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n cho c¸c cÊp l­u l­îng cho nh­ ë b¶ng sau: B¶ng 6.2 tr×nh tù vµ kÕt qu¶ tÝnh to¸n ®é s©u ph©n giíi dßnh ch¶y ®Òu trong dèc n­íc víi c¸c cÊp l­u l­îng. Q(m3/s) f(Rln) Rln B/Rln h/Rln ho 9.48 0.0146 0.408 14.706 0.725 0.296 5.617 0.246 0.335 17.91 0.689 0.231 4.74 0.292 0.313 19.169 0.671 0.21 2.37 0.585 0.238 25.210 0.571 0.136 B¶ng 6.3: tr×nh tù vµ kÕt qu¶ tÝnh ®é s©u dßng ch¶y ph©n giíi hk trong dèc n­íc øng víi c¸c cÊp l­u l­îng Q(m3/s) q(m3/s) hk 9.48 1.185 0.523 5.617 0.702 0.369 4.74 0.593 0.329 2.37 0.296 0.207 Tr×nh tù vµ tÝnh to¸n kÕt qu¶ tÝnh ®é dèc ph©n giíi ik trong dèc n­íc øng víi c¸c cÊp l­u l­îng Q(m3/s) hk ik 9.48 0.523 0.0029 5.617 0.369 0.003 4.74 0.329 0.0031 2.37 0.207 0.0034 Tõ kÕt qu¶ trªn ta thÊy i >ik ⇒ ho < hk. ®­êng mÆt n­íc trong dèc lµ ®­êng n­íc h¹ bII cã ®é s©u dÇu dèc h = hk ®æ xuèc tiÖm cËn víi ®­êng N-N. c.VÏ ®­êng mÆt n­íc cña dèc. -ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n: Sö dông ph­¬ng ph¸p céng trùc tiÕp chia chiÒu dµi dèc ra thµnh tõng ®o¹n ng¾n, ®èi víi mçi ®o¹n ¸p dông c«ng thøc: DL = víi tr×nh tù tÝnh to¸n nh­ ®· nªu trong phone thiÕt kÕ s¬ bé ta cã kÕt qu¶ tÝnh to¸n ®­êng mÆt n­¬cs trong dèc cho c¸c cÊp l­u l­îng kh¸c nhau nh­ sau: kÕt qu¶ tÝnh to¸n ®­êng mÆt n­íc trong dèc cho c¸c cÊp l­u l­îng ghi ë b¶ng 5.5a,5.5b,5.5c, 5.5d. (c¸c b¶ng tÝnh exell) 5.2.4 Kªnh h¹ l­u: 1. C¸c sè liÖu tÝnh to¸n: -Kªnh cã mÆt c¾t h×nh thang chiÒu réng ®¸y kªnh b = 8m. -HÖ sè m¸i dèc m = 1.5. -®é nh¸m lßng kªnh n = 0.025. -l­u l­îng tÝnh to¸n: tÝnh víi c¸c cÊp l­u l­îng kh¸c nhau: Qtk = 9.48m3/s, 3/4Qtk =5.617m3/s, 3/4Qtk = 4.74m3/s 3/4Qtk = 2.37m3/s. 2.tÝnh to¸n ®é s©u dßng ch¶y ®Òu trong kªnh h¹ l­u. §é s©u dßng ch¶y ®Òu trong kªnh h¹ l­u ®­îc x¸c ®Þnh theo ph­¬ng ph¸p ®èi chiÕu víi mÆt c¾t lîi nhÊt vÒ mÆt thuû lùc Agrotskin. Tr×nh tù tÝnh to¸n nh­ ®· tr×nh bµy trong phÇn thiÕt kÕ s¬ bé kÕt qu¶ tÝnh to¸n tõng cÊp l­u l­îng cho d­íi ®©y Qtk = 9.48m3/s. ⇒ ho = 1.176m. Qtk =5.617m3/s ⇒ ho = 1.176m. Qtk = 4.74m3/s ⇒ ho = 1.176m. Qtk = 2.37m3/s. ⇒ ho = 1.176m. KiÓm tra kh¶ n¨ng sãi cña lßng kªnh dÉn khi kªnh dÉn l­u l­îng lín nhÊt Qmax trong tr­êng hîp nµy ta cã ®é s©u dßng ch¶y ®Òu trong kªnh h = 1.176m. ⇒Vmax = = 0.83m/s <[V]kx = 1.74m/s. 5.2.5TÝnh to¸n tiªu n¨ng: 1. X¸c ®Þnh l­u l­îng tÝnh to¸n tiªu n¨ng: C«ng tr×nh lµm viÖc víi l­u l­îng biÕn ®æi tõ 0 ¸ Qmax = 9.48m3/s.thiÕt bÞ tiªu n¨ng ph¶i gi¶i quyÕt vÊn ®Ò tiªu n¨ng cho mäi cÊp l­u l­îng cã thÓ trong ph¹m vi Êy. Do ®ã trong tÝnh to¸n tiªu n¨ng ta ph¶i tÝnh to¸n l­u l­îng g©y ra sù nèi tiÕp bÊt lîi nhÊt vµ l­u l­îng ®è gäi lµ l­u l­îng tÝnh to¸n tiªu n¨ng (Qtt).Tr­êng hîp bÊt lîi nhÊt lµ tr­êng hîp nèi tiÕp b»ng n­íc nh¶y xa cã hiÖu sè (hc’’-hh) lín nhÊt lóc ®ã chiÒu dµi ®o¹n ch¶y xiÕt lín nhÊt vµ cÇn méy chiÒu s©u vµ chiÒu dµi bÓ lín nhÊt. Tr×nh t­ x¸c ®Þnh l­u l­îng tÝnh to¸n tiªu n¨ng nh­ sau: Gi¶ thiÕt mét sè gi¸ trÞ Q tõ lín dÕn nhá trong ph¹m vi biÕn ®æi cña l­u l­îng th¸o qua c«ng tr×nh (Qmax,3/4Qtk, 3/4Qtk, 4.3/4Qtk ). -TÝnh hc’’ øng víi tõng cÊp l­u l­îng theo tr×nh tù sau: TÝnh f(tc) = . Trong ®ã: q: L­u l­îng ®¬n vÞ q = =1.185m.(víi bk = 8m lµ bÒ réng kªnh dÉn). j: HÖ sè l­u tèc (j =0.95). Eo = n¨ng l­îng ®¬n vÞ cña dßng ch¶y. Eo =hcd + + p2. Víi : hcd: ®é s©u dßng ch¶y cuèi dèc. Vcd: tèc ®é dßng ch¶y cuèi dèc. P2: ®é chªnh gi÷a cao ®é cuèi dèc vµ ®¸y kªnh h¹ l­u. +Tra phô lôc b¶ng 5.1 b¶ng tra thuû lùc ta cã tcvµ tc’’. +TÝnh hc vµ hc’’: hc = tc Eo, hc’’ = tc’’ Eo. -TÝnh ®é s©u dßng ch¶y ë h¹ l­u. ®é s©u dßng ch¶y ë h¹ l­u ®· ®­îc x¸c ®Þnh ë phÇn tÝnh to¸n thuû lùc kªnh h¹ l­u. -TÝnh hiÖu sè (hc’’- hh) . -VÏ ®å thÞ Q ~ (hc’’- hh) ta t×m trÞ sè Q øng víi hiÖu sè (hc’’- hh) lín nhÊt. Víi tr×nh tù tÝnh nh­ trªn ta cã kÕt qu¶ b¶ng 6.7. (B¶ng tÝnh exell) (h×nh vÏ quan hÖ Q ~ (hc’’- hh) Dùa vµo quan hÖ Q ~ (hc’’- hh) ta thÊy Q = Qmax th× (hc’’- hh)max vËy chän l­u l­îng tÝnh to¸n tiªu n¨ng lµ Qmax = 9.48m3/s 2.BiÖn ph¸p tiªu n¨ng. Dïng biÖn ph¸p ®µo bÓ ®Ó dÓ t¹o n­íc nh¶y ngËp ë cuèi dèc. kX¸c ®Þnh kÝch th­íc bÓ tiªu n¨ng -X¸c ®Þnh chiÒu s©u bÓ: chiÒu s©u bÓ ®­îc x¸c ®Þnh b»ng ph­¬ng ph¸p thö dÇn víi tr×nh tù tÝnh to¸n nh­ sau: Gi¶ thiÕt d = 0,8m ⇒ Eo =hcd + + p2 + d = 5,51m Víi : Hcd: ®é s©u dßng ch¶y cuèi dèc. Vcd: tèc ®é dßng ch¶y cuèi dèc. P2: ®é chªnh gi÷a cao ®é cuèi dèc vµ ®¸y kªnh h¹ l­u. TÝnh f(tc) = . Trong ®ã: q: L­u l­îng ®¬n vÞ : q = =1.185m.(víi bk = 8m lµ bÒ réng kªnh dÉn). j: HÖ sè l­u tèc (j =0.95). ⇒F(tc) = 0,0977 +Tra phô lôc b¶ng 15.1 b¶ng tra thuû lùc ta cã tc = 0,0223 tc’’.= 0,2844 +TÝnh hc vµ hc’’: hc = tc Eo= 0,1228 hc’’ = tc’’ Eo=1,567 +§Þnh chiÒu s©u n­íc trong bÓ: hb=d hc’’= 1,645(víid =1.05). +TÝnh ®é s©u h¹ thÊp mùc n­íctõ bÓ vµo kªnh: DZ = + . Víi: j’ lµ hÖ sè l­u tèc ë cöa ra cña bÓ j’ = 0.95. Hh = 0,594m ⇒DZ = 0,195 TÝnh l¹i ®é s©u cña bÓ d’ = hb – (hh + DZ)=0,849m Ta cã : (d-d’)/d =0,049=4.9% .vËy chän d = 0.8m KiÓm tra l¹i ®iÒu kiÖn ch¶y ngËp trong bÓ Trong bÓ cã n­íc nh¶y ngËp khi: hb= hh + DZ +d >dhc’’ Tõ c¸c th«ng sè trªn ta cã: hh = 0.594m DZ = 0.195m d = 0.8m hb =1.589m >dhc’’=1.565m. vËy ®¶m b¶o n­íc nh¶y ngËp trong bÓ, chän chiÒu cao t­êng HT =2.3m. -X¸c ®Þnh chiÒu dµi bÓ tiªu n¨ng: chiÒu dµi bÓ tiªu n¨ng ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Lb =3.6 hc’’ =5.64m lÊy Lb =5.7m. -X¸c ®Þnh chiÒu dµi s©n sau: chiÒu dµi s©n sau ®­îc x¸c ®iÞnh theo c«ng thøc: Ls =2.5Lb. ⇒Ls=14.1m.lÊy Ls= 15m -X¸c ®Þnh chiÒu dµy ®¸y bÓ: +chiÒu dµy ®¸y bÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:tb =0.25. ⇒ tb =0.4m. ß6.3 Chän cÊu t¹o chi tiÕt. 6.3.1.Kªnh dÉn. Kªnh dÉn cã mÆt c¾t ngang h×nh thang: m = 1.5, ®é dèc dÊy kªnh i = 0.0,chiÒu réng kªnh dÉn Bk = 11m, ®o¹n nèi tiÕp víi ng­ìng cã chiÒu dµi L = 10m, ®­îc gia cè b»ng ®¸ x©y víi chiÒu dµy l¸t ®¸ lµ 0.3m, cao tr×nh ®¸y kªnh +74.07m. 6.3.2.Cña vµo. Cöa vµo cã mÆt c¾t h×nh chö nhËt tiÕt diÖn thu hÑp dÇn vÒ phÝa ng­ìng trµn cã B = (11¸8)m, ®é dèc ®¸y i = 0.0, cao tr×nh ®¸y cöa vµo +74.07m, chiÒu dµi ®o¹n cöa vµo L = 8m, chiÒu dµy b¶n ®¸y t = 0.5m,hai bªn lµ t­êng c¸nh h­íng dßng cã kÝch th­íc nh­ sau: +ChiÒu cao t­êng biÕn ®æi dÇn tõ 2.95m¸2.6m. +BÒ réng ®Ønh t­êng t = 0.4m. +bÒ dµy ®¸y t­êng biÕn ®æi tõ t1 = 0.6m ¸0.8m theo chiÒu cao t­êng. Dïng bª t«ng M200®Ó lµm b¶n ®¸y vµ c¸nh cöa vµo. 6.3.3.Ng­ìng trµn. Ng­ìng trµn ®Ønh réng cã mÆt c¾t ngang h×nh ch÷ nhËt lµm b»ng bª t«ng cèt thÐp M200, cao tr×nh ®¸y ng­ìng b»ng cao tr×nh ®Êy kªnh th­îng l­u, chiÒu réng ng­ìng B = 8m, chiÒu dµi L = 6m, chiÒu dµy b¶n ®¸y t = 1.0m, hai bªn lµ t­êng bª t«ng träng lùc cã kÝch th­íc nh­ sau: +ChiÒu cao t­êng h = 2.6m. +BÒ dµy ®Ønh t­êng t = 1.0m. +BÒ dµy ®¸y t­êng t = 1.2m. +sau ng­ìng cã bè trÝ bËc thôt0.4m. 6.3.4.§o¹n kªnh chuyÓn tiÕp gi÷a ng­ìng trµn vµ dèc n­íc. §o¹n kªnh chuyÔn tiÕp lµm b»ng BTCT M200, cã mÆt c¾t ngang h×nh ch÷ nhËt, chiÒu dµi L = 119m, ®é dèc ®¸y i = 0.002, chiÒu réng kªnh bk = 8m,chiÒu dµy b¶n ®¸y t = 0.4m,hai bªn lµ t­êng bª t«ng träng lùc cã kÝch th­íc nh­ sau: +chiÒu cao t­êng biÕn ®æi tõ h1 = 2.6m ®Õn h2 = 1.2m. +BÒ dµy ®Ønh t­êng t = 0.4m. +BÒ dµy ®¸y t­êng biÕn ®æi tõ (0.8¸0.6)m theo chiÒu cao t­êng. 6.3.5.Dèc n­íc. Dèc n­íc lµm b»ng BTCTM200, cã mÆt c¾t ngang h×nh ch÷ nhËt chiÒu dµi L = 300m, ®é dèc ®¸y i =0.03, chiÒu réng dècbiÕn ®æi B = (8¸6)m,chiÒu dµy b¶n ®Êy t = 0.4m, hai bªn lµ bª t«ng träng lùc cã kÝch th­íc nh­ sau: k§o¹n dèc thu hÑp L = 16m,bÒ réng b = 6m. -ChiÒu cao t­êng h = 1.3m. -bÒ dµy ®Ønh t­êng t = 0.4m. -BÒ dµy ®¸y t­êng t = 0.6m. k§o¹n cßn l¹i L = 285m, bÒ réng B = 8m. -ChiÒu cao t­êng h = 1m. -bÒ dµy ®Ønh t­êng t = 0.4m. -BÒ dµy ®¸y t­êng t = 0.5m. 6.3.6.§o¹n n­íc ®æ. §o¹n n­íc ®æ lµm b»ng BTCTM200 cã mÆt c¾t h×nh ch÷ nhËt tiÕt diÖn më réng vÒ phÝa bÓ tiªu n¨ng cã B = (6¸8)m, chiÒu dµi L = 40m,xhiÒu dµy b¶n ®¸y t = 0.8m, hai bªn lµ t­êng c¸nh h­íng dßng cã kÝch th­íc nh­ sau: +chiÒu cao t­êng biÕn ®æi tõ 1m ®Õn 2.3m +BÒ dµy ®Ønh t­êng t = 0.4m. +BÒ dµy ®¸y t­êng biÕn ®æi tõ t1 = 0.5¸1.0m theo chiÒu cao t­êng. 6.7.3.BÓ tiªu n¨ng. BÓ tiªu n¨ng lµm b»ng BTCT M200, cã mÆt c¾t h×nh ch÷ nhËt, chiÒu dµi Lb = 5.8m, hciÒu réng bÓ B = 10m, chiÒu dµy b¶n ®¸y t = 0.8m, hai bªn lµ t­êng bª t«ng träng lùc cã kÝch th­íc nh­ sau: +ChiÒu cao t­êng h = 2.3m. +bÒ dµy ®Ønh t­êng t = 0.4m. +BÒ dµy ®¸y t­êng t = 1.0m. 6.7.4.Kªnh h¹ l­u. kªnh h¹ l­u cã mÆt c¾t ngang h×nh thang: m = 1.5m,®é dèc ®¸y kªnh i = 0.005, chiÒu réng kªnh dÉn Bk = 8m,®o¹n ngay sau bÓ tiªu n¨ng cã chiÒu dµi L = 40m gia cè b»ng ®¸ x©y víi chiÒu dµy l¸t ®¸ lµ 0.3m víi chiÒu cao lµ 1.1m, ®o¹n cßn l¹i la kªnh ®Êt. Ch­¬ng VII: thiÕt kÕ cèng lÊy n­íc ß7.1 Chän tuyÕn vµ h×nh thøc cèng. 7.1.1.TuyÕn cèng. Cèng lÊy n­íc n»m ë phÝa bê tr¸i ®Ëp, trôc cèng ®Æt trªn líp ®Êt 2 lµ ®¸t bét bazan pha Ýt s¹n sái mïa n©u, n©u sÉm tr¹ng th¸i kh« cøng, kÕt cÊu chÆt. V× xèng ®Æt d­íi ®Ëp ®Êt mùc n­¬c th­îng l­u khi lÊy n­íc thay ®æi nhiÒu tõ MNC ®Õn MNDBT nªn hîp lý nhÊt lµ chän cèng ngÇm lÊy n­íc kh«ng ¸p, vËt liÖu lµm cèng lµ BTCT mÆt c¾t cèng h×nh ch÷ nhËt, dïng th¸pa van ®Ó khèng chÕ l­u l­îng, trong th¸p van cã bè trÝ van c«ng t¸c vµ van söa ch÷a. VÞ trÝ ®Æt th¸p van s¬ bé ®Æt ë kho¶ng gi­u· m¸i ®Ëp th­îng l­u t¹i vÞ trÝ ®Æt cèng. 7.1.2.S¬ bé bè trÝ cèng. + Chän cao tr×nh ®¸y cèng ë cöa vµo lµ +67m. + S¬ bé x¸c ®Þnh chiÒu dµi cèng: L = 56.9m. + §o¹n tr­íc cöa van: L1 = 13m. +§o¹n sau cöa van L2 = 43.9m. (h×nh vÏ minh ho¹) 7.2.ThiÕt kÕ kªnh h¹ l­u. -L­u l­îng thiÕt kÕ kªnh lµ l­u l­îng lín nhÊt yªu cÇu lÊy Q = Do thêi tiÕt cã h¹n vµ tµi liÖu ch­a ®­îc ®Çy ®ñ vµ ®­îc sù chØ ®Þnh cña gi¸o viªn h­íng dÉn lÊy Qtk= 0.72m3/s S¬ bé chän chØ tiªu thiÕt kÕ nh­ sau : - §é dèc ®¸y kªnh lÊy tõ (1/300 ®Õn 1/500) theo nh­ TAMHT c«ng lÊy i = 2.10-4 - §é nh¸m lßng kªnh (tõ 0.0225 ®Õn 0.025) theo tiªu chuÈn VN (4118-85) lÊy n=0.025 HÖ sè m¸i kªnh ;m=1.5 Ta cÇn x¸c ®Þnh chiÒu réng ®¸y kªnh b vµ chiÒu s©u dßng ch¶y h S¬ bé chän dßng ch¶y trong kªnh theo c«ng thøc : h0=0,5(1+Vkx) (Theo §AMH thuû c«ng) Trong ®ã : Vkx lµ vËn tèc cho phÐp kh«ng xãi mßn (x¸c ®Þnh theo TCVN411885) Vkx= KQ0,1 K: hÖ sè phô thuéc vµo ®Êt lßng kªnh , ë ®©y lµ ®Êt sÐt pha võa ⇒k =0.62(tµi liÖu )vµ Qtk= 0,7m3/s Thay sè ⇒Vkx = 0,599m3/s Thay sè vµo c«ng thøc tÝnh h0 ⇒h0 = 0,716m X¸c ®Þnh bÒ réng b theo ph­¬ng ph¸p ®èi chiÕu mÆt c¾t lîi nhÊt thuû lùc TÝnh f(Rln) = Víi 4m0 = 8,424(tra b¶ng thuû lùc víi m=1.5) I=2.10-4, Q = 0,7m3/s thay sè vµo ta ®­îc: ⇒f(rln) =0.165 + Tra phôlôc 8.1 b¶ng tra thuû lùc víi n= 0.025 ⇒ Rln = 0,496 lËp tû sè ; = 1.44m + tra phô lôc 8.3 b¶ng tra thuû lùc ta cã = 1.937m ⇒b = 0.961m chän b = 1.0m tÝnh t¹i h ta ®­îc h = 0,74m. KiÓm tra tû sè , th­êng khèng chÕ trong kho¶ng 2 ®Õn 5 . Tuy nhiªn víi trong ®å ¸n víi kªnh cã l­u l­îng nhá nªn kªnh kh«ng cÇn kiÓm tra tû sè Chän mÆt c¾t kªnh cã b = 1m ,h = 1,2m( ®Èm b¶o ®iÒu kiÖn kiÓm tra trong cèng ) 7.2.3 KiÓm tra ®iÒu kiÖn kh«ng xãi kh«ng l¾ng V× kªnh daanx n­íc tõ hå chøa nªn lµm l­îng bïn c¸t trong n­íc nhá kh«ng cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn båi l¾ng , chØ cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn kh«ng xãi §iÒu kiÖn ®Ó lßng s«ng kh«ng bÞ xãi lë : Vmax <Vkx Trong ®ã : Vkx VËn tèc cho phÐp kh«ng xãi trong kªnh Vkx = 0,599m/s Vmax :VËn tèc lín nhÊt tÝnh l­u l­îng theo Qmax víi Qmax = K.qkt Víi Qtk =0,72m3/s K: hÖ sè ,phô thuéc Q ,cã thÓ l¸y k = 1.2 VËy Qmax = 0.864m3/s §Ó x¸c ®Þnh ®­îc Vmax khi ®· biÕt Qmax vµ mÆt c¾t kªnh ta ph¶i x¸c ®Þng ®é s©u h t­¬ng øng trong kªnh (b»ng ph­¬ng ph¸p ®èi chiÕu víi mÆt c¾t lîi nhÊt vÒ thuû lùc ) tõ ®ã Vmax = Qmax/w tr«ng ®ã tÝnh víi ®é kªnh Vmax = TÝnh to¸n nh­ trªn ta x¸c ®Þnh ®­îc hmax = 0 987m ⇒ Vmax = 0,353m/s vËy Vmax = 0,353m/s< Vkx = 0,599m/s ⇒MÆt c¾t kªnh ®· thiÕt kÕ lµ hîp lý vËy ta cã c¸c th«ng sè cña kªnh h¹ l­u nh­ sau bÒ réng ®¸y kªnh bk = 1,0m chiÒu cao cña bê kªnh h = 1,2m ®é dèc ®¸y kªnh i = 0,0002 hÖ sè m¸i m = 1,5 hÖ sè nh¸m n = 0,025. ß7.3.TÝnh to¸n khÈu diÖn cèng. 7.3.1.tr­êng hîp tÝnh to¸n. khÈu diÖn cèng ®­îc tÝnh víi tr­êng hîp chªnh lÖch mùc n­íc th­îng hj l­u nhá vµ l­u l­îng t­¬ng ®èi lín. Ë ®©y tÝnh víi tr­¬nngf hîp lµ MNC = 68.0m, h¹ l­u lµ mùc n­íc khèng chÕ ®Çu kªnh Zkc = 67.4m (tµi liÖu ®· cho trang 19). Chªnh lÖch mùc n­íc th­îng h¹ l­u khi ®è lµ: [DZ] = MNC-Zkc = 0.6m. lóc nµy ®Ó l¸y ®ñu l­u l­îng thiÕt kÕ cÇn më hÕt cöa van. (S¬ ®å tÝnh to¸n) Trong ®ã: Z1:Tæn thÊt cét n­íc ë cöa vµo. Zp:Tæn thÊt cét n­íc do khe phai. Zl:Tæn thÊt cét n­íc qua l­íi ch¾n r¸c. Zv:Tæn thÊt cét n­íc qua khe van. Z2:Tæn thÊt cét n­íc ë cöa ra. 7.3.2tÝnh bÒ réng cèng. BÒ réng cèng ph¶i ®ñ lín ®Ó lÊy ®­îc l­u l­îng cÇn thiÕt Q khi chªnh lÖch mùc n­íc th­îng h¹ l­u [DZ] ®· khèng chÕ tøc ph¶i ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn: SZi ≤ [DZ] . trong ®ã SZi lµ tæng cét n­íc tæn thÊt trong cèng. SZi= Z1 + Zp + Zl + Zv + Z2 + iL. Víi i lµ ®é dèc cèng L lµ chiÒu dµi cèng. ®Ó võa ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ lÊy n­íc, võa ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ kinh tÕ ta x¸c ®Þnh bÒ réng bc sao cho: SZi » [DZ]. tÝnh bc theo ph­¬ng ph¸p thö dÇn.Chän tÝnh to¸n víi 3 gi¸ trÞ bc = 0.8m, bc = 0.9m, bc = 1.0m. víi mçi gi¸ trÞ bc gi¸ trÞ tæn thÊt ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: 1.Tæn thÊt t¹i cöa ra. Dßng ch¶y tõ bÓ tiªu n¨ng ra kªnh h¹ l­u coi nh­ s« ®å ®Ëp trµn ®Ønh réng ch¶y ngËp. Z2 = . Trong ®ã: B: bÒ réng ë cuèi bÓ tiªu n¨ng b = bk =1m. Q: l­u l­îng tÝnh to¸n Q = 0.72m3/s. Hh: chiÒu s©u n­íc h¹ l­u øng víi l­u l­îng tÝnh to¸n Q,hh=0.74. jn:hÖ sè l­u tèc khi ch¶y ngËp, jn =0.96. Vb: l­u tèc bÝnh qu©n trong bÓ tiªu n¨ng. Gi¶ thiÕt chiÒu s©u bÓ d = 0.5m ⇒Vb = Víi: btb = (bc+ bk).0.5. 2.tÝnh tæn thÊt däc ®­êng Coi dßng ch¶y trong cèng lµ ®Òu víi ®é s©u hh = hh + Z2 khi ®ã tæn thÊt däc ®­êng chiÒu dµi cèng iL víi i lµ ®é dèc cèng x¸c ®Þnh nh­ sau: I = Trong ®ã: v,C itnhs víi bÒ réng cèng bc vµ chiÒu s©u h1. 3.tæn thÊt qua khe phai. Zp= 2xp Bè trÝ 2 phai cã kÝch th­íc 0.2.0.2m. xp:hÖ sè tæn thÊt qua khe phai theo quy phamj tÝnh to¸n to¸n thuû lùc cèng d­íi s©u xp = 0.10. V:VËn tèc dßng ch¶y sau khe phai. 4.Tæn thÊt qua l­íi ch¾n r¸c Zl= 2xl xl:hÖ sè tæn thÊt qua l­íi ch¾n r¸c, theo cÈm nang thuû lùc ta cã: xl = b d,b lµ chiÒu réng thanh l­íi vµ kho¶ng c¸ch gi÷a hai thanh chän d = 10mm,b = 80mm. a:gãc nghiªng cña l­íi lùa chän a = 80o . b:hÖ sè phô thuéc vµo tiÕt diÖn thanh l­íi, víi thanh b = 1.79. ⇒ji =0.11. V: vËn tèc dßng ch¶y sau l­íi ch¾n r¸c. 5.tæn thÊt côc bé t¹i khe van. T¹i th¸p van bè trÝ khe van réng 0.3m Zv= 2xv xv:hÖ sè tæn thÊt qua khe van,xv = f = 0.10. (tra theo quy ph¹m cèng d­íi s©u). V: VËn tèc dßng ch¶y sau cöa van. 6.tæn thÊt cöa vµo. tæn thÊt cöa vµo x¸c ®Þnh theo c«ng thøc cña ®Ëp trµn ®Ønh réng ch¶y ngËp: Z1 = . Trong ®ã: jn:hÖ sè l­u tèc khi ch¶y ngËp jn = 0.96. e:hÖ sè c«ng tr×nh hÑp bªn ë cöa vµo e = 0.98. w:DiÖn tÝch mÆt c¾t ­ít sau cöa vµo w= bch. Vo:l­u tèc tíi gÇn (bá qua l­u tèc tíi gÇn ⇒Vo = 0. KÕt qu¶ tÝnh to¸n tæn thÊt ®­îc tr×nh bµy ë b¶ng 7.1. (B¶ng tÝnh exell) gi¶i thÝc c¸c ®¹i l­îng tÝnh to¸n b¶ng 7.1. Hµng1: L­u l­îng tÝnh to¸n . Hµng2:ChiÒu réng kªnh h¹ l­u. Hµng3:Cét n­íc h¹ l­u. Hµng4:HÖ sè l­u tèc khi ch¶y ngËp. Hµng5:ChiÒu s©u bÓ gi¶ thiÕt. Hµng6:VËn tèc b×nh qu©n trong bÓ tiªu n¨ng. Hµng7:Tæn thÊt cét n­íc t¹i cöa vµo. Hµng8:ChiÒu s©u dßng ch¶y ®Òu trong kªnh h1 = hh + Z2. Hµng9:DiÖn tÝch mÆt c¾t ­ít t­¬ng óng víi chiÒu s©u h1 Hµng10:B¸n kÝnh thuû lùc Hµng11:TrÞ sè C tÝnh theo c«ng thøc ma ninh C = .R1/6 Hµng12: §é dèc cèng Hµng13: ChiÒu dµi cèng L = 56,9m Hµng14: Tæn thÊt däc ®­êng Hµng15: HÖ sè tæn thÊt sau cöa van Hµng16: Cét n­íc sau cöa van h2 = h1+ i.L Hµng17: DiÖn tÝch mÆt c¾t cãt sau cña van Hµng18: Tæn thÊt sau cöa van Hµng19: HÖ sè tæn thÊt sau qua l­íi ch¾n n­íc Hµng20: Cét n­íc sau l­íi ch¾n r¸c h3 = h2 +Zv Hµng21: DiÖn TÝch mÆt ­ít sau l­íi Hµng22: Tæn thÊt cét l­íi qua l­íi Hµng23: HÖ sè tæn thÊt qua khe phai Hµng24: Cét n­íc sau khe phai h4 = h3+Z1 Hµng25: DiÖn tÝch mÆt c¾t ­ít sau khe phai Hµng26: Tæn thÊt qua khe phai Hµng27: HÖ sè c«ng tr×nh hÑp bªn e Hµng28: Cét n­íc sau cöa vµo h5 = h4+Zp Hµng29: DiÖn tÝch mÆt c¾t ­ít sau cöa vµo Hµng30: Tæn thÊt t¹i cöa vµo Hµng31: Tæn thÊt tõ cöa vµo ®Õn cöa ra Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n ë trªn hîp lý nhÊt lµ chän bc 0.8m nh­ng theo ®iÒu kiÖn cÊu t¹o ®Ó tiÖn cho viÖc kiÓm tra , s÷a ch÷a ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn thi c«ng th× b>= 1¸1,2m. vËy chän bc = 1.0m vµ i = 0.0045 tiÕn hµnh tÝnh l¹i DZ theo tr×nh tù ®· nªu trªn ta cã SDZ = 0,332 < (DZ) = 0,6m 7.3.3X¸c ®Þnh chiÒu cao cèng vµ cao tr×nh ®Æt cèng 1.ChiÒu cao cèng . ChiÒu cao cèng ph¶i ®ñ ®Ó kh«ng cho n­íc tr¹m vµo trÇn cèng trong qu¸ tr×nh lµm viÖc vµ kiÓm tra s÷a ch÷a . Hc = h1 + D Trong ®ã h1 §é s©u dßng ch¶y trong cèng h1 = 0.774m D: §é l­u kh«ng D = 0.5¸1.0m chän D = 0.826m Theo ®iÒu kiÖn cÊu t¹o , th­êng khèng chÕ Hc >= 1.6m ®Ó tiÖn kiÓm tra s÷a ch÷a ⇒ Hc = 1,6m 2.Cao tr×nh ®Æt cèng . Cao tr×nh ®¸y cèng ë cöa vµo : Zc = MNC - h -SZi Trong ®ã : h lµ ®é s©u cña dßng ch¶y ®Òu trong cèng khio th¸o l­u l­îng thiÕt kÕ Qtk , h= 1.029m (gi¸ trÞ h2 ë b¶ng tÝnh khi thay b =1 vµ i = 0.0045) SZi : Tæn thÊt côc bé cöa vµo ,khe van , khe phai ,l­íi ch¾n r¸c ,khi th¸o l­u ­îng thiÕt kÕ Qtk SZi = 0.0425m ⇒Zv = 66,93m Cao tr×nh ®¸y cèng ë cöa ra ; Zr = Zv- iL Víi ;Zv = 66,96m iL = 0,256m ⇒ Zr = 66.67m Cao tr×nh ®¸y cèng cao h¬n cao tr×nh ®¸y kªnh h¹ l­u Dh = 66.67-66,65 = 0.02m ß 6.4 KiÓm tra tr¹ng th¸i ch¶y vµ tÝnh tiªu n¨ng 6.4.1 ; Môc ®Ých. khi mùc n­íc th­îng l­u cao chØ më mét phÇn cöa van ®Ó khèng chÕ l­u l­îng . do n¨ng l­îng cña dßng ch¶y lín ,dßng ch¶y ngang sau cöa van th­êng lµ dßng ch¶y xiÕt ,nèi víi dßng ch¶y ªm ë h¹ l­u qua n­íc ch¶y cÇn tÝnh to¸n ®Ó KiÓm tra xem cã n­íc ch¶y x¶y ra trong cèng kh«ng X¸c ®Þnh chiÒu s©u bÓ cÇn thiÕt ®Ó giíi h¹n n­íc ch¶y ngang sau cöa ra cña cèng ®Ó tr¸nh xãi lë keenh h¹ l­u. 6.4.2 Tr­êng hîp tÝnh to¸n. TÝnh víi tr­êng hîp th­îng l­u lµ MNDBT, l­u l­îng th¸o lµ l­u l­îng lín nhÊt Qmax = 1,2Qtk = 0,864m3/s 6.4.3 X¸c ®Þnh ®é më cèng : TÝnh theo s¬ ®å ch¶y qua lç cèng Q =ja.a.bc Trong ®ã : j : HÖ sè l­u tèc t¹i mÆt c¾t co hÑp j = 0.95 a :HÖ sè c«ng tr×nh hÑp ®øng H0’ :Cét n­íc tÝnh to¸n tr­íc cöa van A: §é më cöa van H0’ = H0 -hw H0 = H+ , Do l­u tèc tíi gÇn nhá nªn coi nh­ = 0 H : Cét n­íc tr­íc cèng H = MNDBT-Zc Víi MNDBT = 74,07m Zc = 66,93 ⇒ H = 7,14m ⇒ H0 = H= 7,14m hw : Tæn thÊt cét n­íc tõ cöa vµo cho ®Õn cöa van D­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : hw =Z1 +hd Trong ®ã : Z1 : Tæn thÊt cét n­íc t¹i cöa vµo Z1 = x1. Víi V1 : lµ vËn tèc dßng ch¶y ngang t¹i mÆt c¾t cöa vµo V1 = víi Q = 0,64m3/s w = b.h = 1.1,6 ⇒ V1 =0,54m/s x1 : HÖ sè tæn thÊt ë cöa vµo , víi cöa vµo thuËn (theo b¶ng tra thuû lùc $1 =0,2,tr­êng hîpmÐp trÇn ,thuËn) ⇒ Z1 = 0,0029m hd =: Tæn thÊt däc ®­êng ; hd = l. Trong ®ã ; l HÖ sè ma s¸t däc ®­êng tÝnh theo c«ng thøc l = Víi C = .R1/6 R = . w = 1,6 m2 c = b+2h = 4,2m ⇒ R = 0,381m⇒ C= 33,05(m0,5/s) ⇒ l = 0,072 ⇒ hd =0,009m vËy hw =0,0119m H0 = H0 -hw =7,13m HÖ sè co hÑp ®øng a phô thuéc vµo tØ sè . X¸c ®Þnh a theo ph­¬ng ph¸p thö dÇn cña Jucoxki - TÝnh F(tc) = Víi Q = 0,864m3/s j = 0,95 bc = 1m H0’ = 7,13m ⇒ F(tc) = 0,0477 Tõ F(tc) = 0,0477 ⇒t = 0,611(theo phô lôc 16.1 b¶ng tra thuû lùc) ⇒tc=0,0108(theo phô lôc 15.1b¶ng tra thuû lùc) ⇒ hc =tc.H0’ VíiHHH tc = 0,0108 Hc’ = 7,13 ⇒ hc = 0,077m MÆt kh¸c hc = a.a⇒ a=(víi a=0,611) ⇒a =0,126m 7.4.3. KiÓm tra tr¹ng ht¸i ch¶y trong cèng . N­íc ch¶y sÏ kh«ng s¶y ra khi hai ®iÒu kiÖn sau ®­îc tho¶ m·n : hr <hk hr,hh’ Trong ®ã : hr : §é s©u dßng ch¶y ë cuèi dèc hh’ : §é s©u liªn hîp cña dßng ch¶y ë h¹ l­u tÝnh to¸n 1.VÏ ®­êng mÆt n­íc t×m ®é s©u cuèi cèng hr . §Þnh tÝnh : cÇn x¸c ®Þnh hc , h0,hk. §é s©u c«ng tr×nh hÑp sau van hc = 0,077m §é s©u phÇn d­íi hk: tÝnh víi kªnh ch÷ nhËt hk = víi : q = = 0,864m3 /s a = 0,611 g = 9,81m2/s ⇒ hk = 0,3584m/s §é s©u dßng ch¶y h0 . BiÕt Q,bc,i t×m h0 ph­¬ng ph¸p ®èi chiÕu víi mÆt c¾t lîi nhÊt vÒ mÆt thuû lùc + TÝnh f(Rln) = Víi 4m0 =8,0( b¶ng tra thuû lùc khi m=0) I = 0,0045 Q =0,864m3/s ⇒ f(Rln) = 0,621 Tra phô lôc 8.1 b¶ng tra thuû lùc ta cã Rln = 0,306m + LËp tû sè: =3,268m⇒ tra phô lôc 8.3 ta cã = 2,472m ⇒ h0 = Rln() = 0,741m Víi hc= 0,077m hk= 0,3584m h0=0,74m vËy ta cã hc <hk<h0 do ®ã d¹ng ®­êng mÆt n­íc trong èng lµ ®­êng n­íc dßng Ci b. §Þnh l­îng : XuÊt hiÖn tõ mÆt C-C vÏ vÒ cuèi cèng . MÆt c¾t C-C c¸ch cöa van mét ®o¹n l = 1,4a = 0,18m Dïng ph­¬ng ph¸p céng trùc tiÕp ®Ó x¸c ®Þnh ®­êng mÆt n­íc víi chiÒu dµi tÝnh to¸n ®­êng mÆt n­íc trong dèc n­íc ®· tr×nh bÇy ë phÇn thiÕt kÕ trµn (kÕt qu¶ tinhds to¸n thÓ hiÖn ë b¶ng 6.2) B¶ng tÝnh to¸n 6.2 kÕt qu¶ tÝnh to¸n ®­êng mÆt n­íc trong cèng (C1) Tõ kÕt qu¶ nh­ b¶ng tÝnh trªn ta nhËn thÊy ta nhËn thÊy hh<hk kh«ng tho¶ m·n ⇒ x¶y ra n­íc ch¶y trong cèng. 1.X¸c ®Þnh vÞ trÝ n­íc ch¶y trong cèng vµ chiÒu dßng ch¶y sau n­íc ch¶y . VËn dông vÒ sù nèi tiÕp xÐt mét ®o¹n cèng cã n­íc ch¶y trong cèng .Tr­íc n­íc ch¶y lµ mét ®o¹n kªnh ch¶y xiÕt theo ®­êng C1 b¾t ®Çu tõ mÆt c¾t c«ng tr×nh hÑp cã ®é s©u h0 ®Õn mÆt c¾t 1.1 cã ®é s©u hc’ , sau n­íc ch¶y lµ n­íc ch¶y ªm theo ®­êng b1 b¾t ®Çu mÆt c¾t 2-2 cã ®é s©u h”’r vµ tËn cïng cña cöa ra cã ®é s©u hr=hh=1,03m C¸c x¸c ®Þnh vÞ trÝ n­íc ch¶y nh­ sau: VÏ ®­êng mÆt c¾t C1 b¾t ®Çu tõ mÆt c¾t C-C cã ®é s©u co hÑp hc (b¶ng 6.2). VÏ ®­êng C1’’ liªn hiÖp víi C1 (b»ng c¸hc lÊy mét sè ®iÓm trªn ®­êng C1 vµ tÝnh ra ®é s©u liªn hiÖp t­¬ng øng ). -Lïi ®­êng C1’’ vÒ phÝa h¹ l­u mét ®o¹n b»ng chiÒu dµi n­íc ch¶y (Ln) t­¬ng øng víi ®é s©u h0’’ ®­îc ®­êng C1’’’ . Chi tiÕt tÝnh to¸n ghi ë b¶ng 6.3. -Trong ®ã : h0 = -ChiÒu dµi n­íc ch¶y tÝnh theo cong thøc kinh nghiÖm cña Saphosant ln = 4,5.h’’0 l : lµ kho¶ng c¸ch tõ mÆt c¾t c«ng tr×nh hÑp C-C ®Õn mÆt c¾t 1-1 cã ®é s©u h tr­íc n­íc ch¶y t­¬ng øng . B¶ng 6.3 b¶ng tÝnh vµ vÏ ®­êng C’’1vµ C’’’1 (b¶ng excell) VÏ ®­êng b1 b¾t ®Çu tõ cöa ra cã ®é s©u hr vÏ ng­îc vÒ ph¸i thuû l­u. §­êng b1 c¾t ®­êng C’’’1 t¹i ®iÓm S cã ®é s©u h’. §è chÝnh lµ ®é s©u sau n­íc ch¶y cã thÓ s¶y ra trong cèng . KÕt qu¶ tÝnh to¸n ®­êng b1 theo ph­¬ng ph¸p céng trùc tiÕp , §­îc tr×nh bÇy ë b¶ng 6.4 Ban B¶ng 6.4 kÕt qu¶ tÝnh to¸n ®­êng n­íc h¹ b1. (b¶ng excell) 7.5.Chän cÊu t¹o chi tiÕt. 7.5.1.Cöa vµo, cöa ra. Yªu cÇu cña cöa vµo vµ cöa ra lµ sù nèi tiÕp thuËn víi kªnh th­îng vµ h¹ l­u Cèng . T­êng h­íng dßng ®­îc bè trÝ thoe h×nh thøc më réng dÇn . Gãc chôm cña hai t­êng h­íng dßng ë cöa vµo lµ 20; vµ cöa ra cã bÒ réng cèng b»ng bÒ réng ®¸y cèng , c¸c t­êng c¸hc ®­îc lµm theo h×nh thøc h¹ thÊp dÇn theo m¸i . §Ó tiªu n¨ng cÊu t¹o bè trÝ ë cöa ra cña cèng cã chiÒu dµi L = 7,0m chiÒu s©u d = 1,0m, lµm b»ng bª t«ng cèt thÐp m¸c 200 chiÒu dµy b¶n ®¸y t=40cm, ®¸y cã lç tho¸t n­íc , sau bÓ bè trÝ mét ®o¹n kªnh b¶o vÖ h¹ l­u cã chiÒu dµi . Lss = 2,5.Lb =17,5m b»ng ®¸ x©y cã chiÒu dµy b¶n ®¸y t = 30cm 7.5.2 . Th©n cèng . 1.MÆt c¾t. Cèng hép lµm b»ng bª t«ng cèt thÐp m¸c 200 ®Ó t¹i chç , mÆt c¾t ngang cã kÕt cÊu khung cøng c¸c gãc ®­îc v¸t kÝch th­íc 20.20cm ®Ó tr¸nh øng xuÊt tËp trung , chiÒu dµy thµnh cèng chän theo ®iÒu kiÖn chÞu lùc , ®iÒu kiÖn chèng thÊm vµ yªu cÇu cÊu t¹o , kÝch th­íc nh­ h×nh vÏ (H×nh vÏ) H×nh 6.3 MÆt c¾t ngang cèng. 1.Ph©n ®o¹n cèng . Do cèng dµi ®Ó tr¸nh r¹n nøt kh«ng ®Òu ta bè trÝ c¸c khe ,nèi chia cèng thµnh tõng ®o¹n , chiÒu dµi mçi ®o¹n la l= 15m t¹i khe nèi ®Æt thiÕt bÞ chèng rß rØn­íc ®­îc lµm b»ng H×nh vÏ : Khíp nèi ngang ,khíp nèi ®øng (§AmÉu) 2.Nèi tiÕp th©n cèng víi nÒn. Cèng ®­îc ®æ trùc tiÕp lªn mét líp bª t«ng dµy 10cm. 3.Nèi tiÕp th©n cèng víi ®Ëp. Dïng ®Êt xÐt ®Ëp kü nÖn chÆt thµnh mét líp bao quanh th©n cèng dµi 0,8m cho ®Ønh ®Ëp vµ 0,6m cho ®¸y cèng vµ xung quanh chç nèi cèng vµ xung quanh t¹i chç nèi tiÕp c¸c ®o¹n cèng ®­îc lµm gê ®Ó nèi tiÕp víi ®Êt tèt h¬n. (H×nh vÏ 6.5 §AmmÉu) . 7.5.1Th¸p van . Th¸p van ®­îc bè trÝ ë kho¶ng gi÷a m¸i ®Ëp th­îng l­u t¹i th¸p van bè trÝ c¸c van c«ng t¸c vµ van s÷a ch÷a , phÝa trªn th¸p cã bè trÝ nhµ ®Ó m¸y ®ãng më vµ thao t¸c van . Ch­¬ng VII: Chuyªn ®Ò kü thuËt tÝnh to¸n kÕt cÊu bÓ tiªu n¨ng trµn ß8.1. Môc ®Ých : X¸c ®Þnh néi lùc trong c¸c bé phËn cña bÓ tiªu n¨ng trµn trong c¸c tr­êng hîp lµm viÖc kh¸c nhau , ®Ó tõ ®ã bè trÝ cèt thÐp vµ kiÓm tra tÝnh hîp lý cña kÝch th­íc cña bÓ tiªu n¨ng ®Ó chän . ß8.2. Tr­êng hîp tÝnh to¸n. Khi tÝnh to¸n kÕt cÊu bÓ tiªu n¨ng cÇn tÝnh to¸n c¸c tr­êng hîp sau : -Tr­êng hîp 1: C«ng tr×nh mèi thi c«ng xong, trªn bè trÝ t¶i träng xe m¸y . -Tr­êng hîp 2: c«ng tr×nh mèi x· lò xong , ®Êt sung quanh cãn b·o hoµ n­íc . -Tr­êng hîp 3:Hå chøa n­íc ë MNDBT. - Tr­êng hîp 4:Khi hå x· lò víi l­u l­îng thiÕt kÕ - Tr­êng hîp 5: Hå x· nhanh suèng h¹ l­u . Tronh ®å ¸n nµy tÝnh víi tr­êng hîp1 víi tr­êng hîp 2 ß8.3 C¸c tµi liÖu c¬ b¶n . 7.3.1 VËt liÖu lµm bÓ tiªu n¨ng lµ BTCT M200 1.Bª t«ng. Rn = 90kg/cm2. Rn = 11.5kg/cm2. Rk = 7.5kg/cm2. Eb = 240.10-2 kg/cm. 2.Cèt thÐp chÞu lùc: thÐp CT5 cã: Ra =2700kg/cm2, Rkc = 2.1.106kg/cm2 N = = 8.75. 7.3.2. §Êt ®¾p t­êng. §Êt ®¾p l­ng t­êng lµ ®Êt cã c¸c chØ tiªu c¬ lý nh­ sau: gk = 1.49(T/m3), W = 23%. gw = gk (1+W) = 1.833(T/m3), jw = 19o, CW = 0.28kg/cm2 = 2.8T/m2) n = 0.45, gbh = gk + ngn = 1.94(T/m2). g®n = gbh - gn = 0.94(T/m2). jbh = 17o, Cbh = 2.24(T/m2). Ka = tg2(45o - ) = 0.509, Ka’ = tg2(45o - ) = 0.548. 7.3.3 CÊp c«ng tr×nh vµ c¸c chØ tiªu tÝnh to¸n: c«ng tr×nh cÊp 4 víi: -HÖ sè tin cËy Kn = 1.1. -HÖ sè tæ hîp t¶i träng: +Tæ hîp c¬ b¶n: nc = 1.0. +Tæ hîp ®Æc biÖt: nc = 1.0. +tæ hîp t¶i träng trong thêi kú thi c«ng: nc = 0.95. -HÖ sè v­ît t¶i. +Träng l­îng b¶n th©n c«ng tr×nh: 1.05(0.95). +¸p lùc bªn cña ®Êt:1.2. +¸p lùc th¼ng ®øng do träng l­îng cña ®Êt: 1.1(0.9). +¸p lùc thuû tÜnh, thÊm:1.0 +Ho¹t t¶i:1.1. -hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc: +KÕt cÊu cã chiÒu dÇy t = 60cm, mb3 = 1.15. +KÕt cÊu bª t«ng mb4 = 0.9. +Cèt thÐp( khi tÝnh theo tr¹ng th¸i giíi h¹n 1), ma = 1.1. ß7.4.tÝnh to¸n kÕt cÊu bÓ tiªu n¨ng. CÊu t¹o: mÆt c¾t ngang t¹i bÓ cã chiÒu réng ®¸y b =8m (trong lßng) chiÒu cao h = 2.3m, chiÒu dµy t­êng t®Ønh = 1.0m, t®¸y = 1.0, chiÒu dµy b¶n ®¸y: 0.8m 7.4.1tÝnh to¸n néi lùc. 1.tr­êng hîp míi thi c«ng xong trªn bê cã ¸p lùc xe m¸y. a.Lùc t¸c dông cho)1m dµi). k¸p lùc ®Êt: Zo = . Trong ®ã: C = 2.8T/m2. gw = 1.833T/m2. Ka = 0.509. Thay sè⇒Zo = 4.28m. vËy Zo >H do ®ã kh«ng cÇn xÐt ¸p lùc ®Êt. k¸p lùc ngang do t¶i träng xe(qx = 3T/m2)víi ch©n t­êng: E2 = qx.Ka.H.n Víi: Ka = 0.509 H = 2.3m n = 1.1 ⇒E2 = 4.215(T). k¸p lùc ®Èy tõ nÒn do träng l­îng t­êng. Qn = . Trong ®ã: H = 2.3m. ttb = 0.7m. gbt = 2.5(T/m3). nt:HÖ sè v­ît t¶i träng l­îng b¶n th©n c«ng tr×nh nt = 1.05 ⇒ qn = 0.97T/m. b.Néi lùc: kmÆt c¾t ch©n t­êng: M = E2 ⇒M = 4.847(T). Q = E2 = 4.215(T). kMÆt c¾t b¶n ®¸y: M = 4.847(T) Q = qn = 3.88(T). kMÆt c¾t gi÷a b¶n ®¸y: M = 2.4.847 + qn = 1.934(Tm).(c¨ng d­íi). 2.Tr­êng hîp míi x¶ lò xong ®Êt l­ng t­êng b¶o hoµ n­íc. a.lùc t¸c dông cho 1m dµi. -¸p lùc ®Êt. Zo = . Trong ®ã: C = 2.24T/m2. gdn = 0.94T/m2. K’a = 0.548. Thay sè⇒Zo = 6.438m. vËy Zo >H do ®ã kh«ng cÇn xÐt ¸p lùc ®Êt. k¸p lùc ngang do t¶i träng xe(qx = 1.2(T/m2)víi ch©n t­êng: E2 = qx.K’a.H.n Víi: K’a = 0.509 H = 2.3m n = 1.2 ⇒E2 = 1.815(T). k¸p lùc n­íc khi ®Êt b¶o hoµ n­íc. E3 = gnH2n víi gn = 1(T/m3). E3 = 2.645(T). k¸p lùc ®¶y tõ nÒn do träng l­îng t­êng. qn = 0.97 + gn(H + t). víi t = 0.8m ⇒ qn = 4.07(T/m). b.néi lùc: kMÆt c¾t ch©n t­êng: M = E2 + E3 ⇒M = 4.115(T). Q = E2 + E3= 4.46(T). kMÆt c¾t b¶n ®¸y: M = 4.115(T/m) Q = qn = 16.28(T). kMÆt c¾t gi÷a b¶n ®¸y: M = 2.4.115 + qn = -24.33(Tm).(c¨ng trªn). 3.BiÓu ®å bao néi lùc: kMÆt c¾t ch©n t­êng. M = 4.847(Tm). Q = 4.46(T). kMÆt c¸t ®Çu b¶n ®Êy. M = 4.847(Tm). Q = 16.28(T). kMÆt c¸t gi÷a b¶n ®Êy. M- = -24.33(Tm).c¨ng trªn M+ = 1.934(Tm).c¨ng d­íi. Q = 16.28(T). 7.4.2 TÝnh to¸n cèt thÐp. 1.MÆt c¾t ch©n t­êng: -h = 100cm, a = a’ = 5cm, ⇒ho = 95cm (chiÒu dµy líp b¶o vÖ),b = 100cm. TÝnh to¸n cèt thÐp theo cÊu kiÖn chÞu uèn víi s¬ ®å tÝnh to¸n nh­ sau: (H×nh vÏ s¬ ®å) theo c«ng thøc: A= . Trong ®ã: Kn = 1.1 Nc = 1.0. Mb = 1.15. Ho = 95cm. Mtt = 4847T/m = 4847000kg/cm ⇒ A= 0.057. ta cã a = 1 - = 0.058 < ao = 0.65(tra phô lôc 11gi¸o tr×nh BTCT). Tõ ®ã ta tÝnh ®­îc: Fa = b hoa = 19.20cm chän Fa = 8f18 = 20.36cm2. TÝnh to¸n cèt xiªn. ChØ tÝnh to¸n khi tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: k1mb4Rkbho < knncQ (k1 = 0.6 lÊy ®èi víi tr­êng hîp ®èi víi dÇm) thay sè vµo ta ®­îc: k1mb4Rkbho = 38.47. knncQ = 4.906 Nh­ vËy k1mb4Rkbho > knncQ cho nªn kh«ng cÇn ®Æt cèt xiªn. ThÐp líp trong (CÊu t¹o). Chän Fa’= 8f16 = 16.08 cm2. kKiÓm tra nøt: §iÒu kiÖn kh«ng bÞ nøt lµ: ncMtc [ Mn = g1Rkc Wq®. trong ®è : Wq® = :Momen chèng uèn cña tiÕt diÖn quy ®æi. xn: chiÒu cao vïng nÐn. Xn = Thay sè vµo ta ®­îc: xn = 48.61cm. Jq® = + nFa(ho - xn)2 + nFa’(xn- a’)2. Jq®: M« men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t. Thay sè vµo ta ®­îc:Jq® = 9003626.63cm4. ⇒Wq® = 175201.92cm3. g1 = mhg mh = 0.9 + = 0.083 ⇒g1 = 1.72 Mn = 178091734(kg.cm) NcMc = 4.847(Tm). VËy ncMc<Mn⇒kÕt cÊu kh«ng bÞ nøt. 2.mÆt c¾t ®Çu b¶n ®¸y.