Đồ án Công trình thuỷ lợi hồ chứa nước Cho Mo thuộc địa phận Thôn Tân Mỹ – Xã Mỹ Sơn – Huyện Ninh Sơn – Tỉnh Ninh Thuận

m s©u d­íi ®¸y ®Ëp mét ®é s©u b»ng H (chiÒu cao cña ®Ëp) vµ c¸ch ®iÓm A (®¸y cña m¸i dèc) mét ®o¹n th¼ng n»m ngang b»ng 4,5H vÒ phÝa th©n ®Ëp. §iÓm M lµ giao ®iÓm cña hai ®­êng th¼ng xuÊt ph¸t tõ ®iÓm A vµ ®iÓm B (®iÓm ®Ønh cña m¸i dèc), trong ®ã ®­êng AM lµm víi m¸i dèc 1 gãc b vµ ®­êng BM lµm víi ®­êng n»m ngang 1 gãc a. a, b = f(m) tra b¶ng 4-1 trang 79 GTTC ta cã : a = 350, b = 250. + Ph­¬ng ph¸p Fan®eep : Theo nghiªn cøu cña Fan®ªep t©m tr­ît nguy hiÓm cña m¸i dèc th­êng n»m trong giíi h¹n cña mét h×nh qu¹t t¹o bëi hai ®­êng th¼ng ®i qua trung ®iÓm cña m¸i dèc: Mét ®­êng th¼ng ®øng vµ mét ®­êng lµm víi ®o¹n d­íi cña m¸i dèc 1 gãc 850. Cung trong cña h×nh qu¹t nµy cã b¸n kÝnh r vµ cung ngoµi cã b¸n kÝnh R: r, R = f(H,m) tra b¶ng 4-2 trang 80 GTTC ta cã R = 57.73 (m); r = 25.1 (m). KÕt hîp hai ph­¬ng ph¸p trªn ta ®­îc ph¹m vi cã chøa t©m cung tr­ît nguy hiÓm nhÊt lµ l©n cËn ®o¹n AB (nh­ h×nh vÏ) b. X¸c ®Þnh hÖ sè an toµn K + C¸ch x¸c ®Þnh hÖ sè æn ®Þnh m¸i ®Ëp: - Trªn ®o¹n AB ta gi¶ ®Þnh c¸c t©m O1, O2, O3....V¹ch c¸c cung tr­ît ®i qua ®iÓm Q ®Çu cña vËt tho¸t n­íc sau ®ã tiÕn hµnh tÝnh hÖ sè æn ®Þnh K1, K2 , K3 cho c¸c cung t­¬ng øng, vÏ biÓu ®å quan hÖ gi÷a Ki vµ vi trÝ t©m Oi, ta x¸c ®Þnh ®­îc Kmin øng víi c¸c t©m O trªn ®­êng MM1 . Tõ vÞ trÝ cña t©m O øng víi Kmin ta kÎ ®­êng N-N vu«ng gãc víi MM1. Trªn ®­êng N-N ta l¹i lÊy c¸c t©m O kh¸c, v¹ch c¸c cung tr­ît vµ tÝnh hÖ sè K, x¸c ®Þnh ®­îc hÖ sè Kmin øng víi ®iÓm Q. - §Ó x¸c ®Þnh hÖ sè Kmin cho m¸i ®Ëp ta ph¶i tÝnh Kmin cho nhiÒu ®iÓm kh¸c, sau ®ã vÏ quan hÖ Kmin víi vÞ trÝ c¸c ®iÓm ta t×m ®­îc Kminmin. + X¸c ®Þnh hÖ sè an toµn K cho mét cung tr­ît bÊt k× : §Ó x¸c ®Þnh hÖ sè an toµn K, ta coi mÆt tr­ît lµ mÆt trô trßn, ¸p dông c«ng thøc GhÐcxªvanèp víi gi¶ thiÕt xem khèi tr­ît lµ vËt thÓ r¾n, ¸p lùc thÊm ®­îc chuyÓn ra ngoµi thµnh ¸p lùc thuû tÜnh t¸c dông lªn mÆt tr­ît vµ h­íng vµo t©m. Chia phÇn ®Êt tr­ît thµnh nhiÒu gi¶i ®Êt cã chiÒu réng b víi b = Trong ®ã: + R: b¸n kÝnh cung tr­ît. + m : sè nguyªn tuú chän , ta chän m = 10 Ta cã c«ng thøc tÝnh æn ®Þnh: K = Trong ®ã: + lµ gãc ma s¸t trong vµ lùc dÝnh ®¬n vÞ ë ®¸y gi¶i thø n. + Ln: chiÒu réng ®¸y thø n: ln = b/cosan. + Wn: ¸p lùc thuû tÜnh theo h­íng t©m ë gi¶i ®¸y thø n. Wn = gn.hn.ln. ( hn: chiÒu cao cét n­íc tõ ®­êng b·o hoµ ®Õn ®¸y gi¶i ®ang xÐt ) + Nn, Tn: lµ thµnh phÇn ph¸p tuyÕn vµ tiÕp tuyÕn cña träng l­îng d¶i Gn. Ta cã : Nn = Gn.cosan. Tn = Gn.sinan. Gn = b.( å gi.hi )n. hi : chiÒu cao phÇn gi¶i ®Êt t­¬ng øng cã dung träng lµ gi an : gãc hîp gi÷a ph­¬ng th¼ng ®øng vµ ®­êng th¼ng nèi t©m ®¸y d¶i thø n víi t©m cung tr­ît. sinan = vµ cosan = ( n: sè thø tù d¶i ) Víi c¸ch nh­ phÇn trªn ta lÊy 3 ®iÓm O1, O2, O3 vÏ c¸c cung tr­ît ®i qua ®iÓm Q vµ x¸c ®Þnh ®­îc c¸c hÖ sè K t­¬ng øng. LËp quan hÖ gi÷a K vµ c¸c vÞ trÝ t©m cung tr­ît ta x¸c ®Þnh ®­îc KmÞn trªn ®­êng MM1. LÊy thªm hai ®iÓm O4, O5, 06 trªn ®­êng N-N x¸c ®Þnh c¸c hÖ sè K t­¬ng øng. Cuèi cïng ta x¸c ®Þnh ®­îc hÖ sè æn ®Þnh m¸i ®Ëp Kmin. Ta lËp b¶ng tÝnh cho tõng cung tr­ît víi: h1: ChiÒu cao tõ ®Ønh ®Ëp ®Õn ®­êng b·o hßa h2: ChiÒu cao tõ ®­êng b·o hßa tíi ®¸y cung tr­ît t¹i vÞ trÝ gi÷a d¶i KÕt qu¶ tÝnh to¸n ®­îc thÓ hiÖn trong c¸c b¶ng : Tõ 3.3.1 ®Õn 3.3.5 Cuèi cïng ta tÝnh ®­îc hÖ sè æn ®Þnh m¸i ®Ëp lµ Kminmin = 1.37 c. §¸nh gi¸ sù hîp lÝ cña m¸i dèc ®· chän : §Ó ®¶m b¶o m¸i ®Ëp võa æn ®Þnh vÒ tr­ît vµ võa ®¶m b¶o tÝnh kinh tÕ th× hÖ sè Kmin ®­îc khèng chÕ: Kmin1,15 : HÖ sè an toµn æn ®Þnh cho phÐp cña m¸i ®Ëp Tra b¶ng 4-6 14 TCN 157 – 2005 ta ®­îc = 1.3 1,3 Kmin1,495 -Víi mét sè cung tr­ît ®· tÝnh ta t×m ®­îc hÖ sè Kminmin=1.37 th× m¸i ®Ëp thiÕt kÕ hîp lÝ. B¶ng 3.3.1 : TÝnh K cho cung tr­ît O1 ; víi R1 =47.6 (m) ; b = 4.76 (m) D¶i g1(T/m3) h1(m) g2(T/m3) h2(m) Gn(T/m) sinan cosan Nn Tn hn Wn Ln Cn jn tgjn Ln.Cn (Nn-Wn)tgjn -3 1.85 1.3 2.04 0 11.448 -0.30 0.95 10.92051 -3.434 0 0 4.99 2 18 0.325 9.98 3.549 -2 1.85 1.8 2.04 2.3 38.185 -0.20 0.98 37.41323 -7.637 2.3 11.174 4.86 2 18 0.325 9.72 8.528 -1 1.85 1.2 2.04 5.1 60.090 -0.10 0.99 59.78903 -6.009 5.1 24.398 4.78 2 18 0.325 9.57 11.502 0 1.85 1.1 2.04 7.1 78.630 0.00 1.00 78.63044 0.000 7.1 33.796 4.76 2 18 0.325 9.52 14.571 1 1.85 1.2 2.04 8.4 92.135 0.10 0.99 91.67273 9.213 8.4 40.185 4.78 2 18 0.325 9.57 16.733 2 1.85 0.5 2.04 9 91.797 0.20 0.98 89.94193 18.359 9 43.723 4.86 2 18 0.325 9.72 15.021 3 1.85 0.9 2.04 9 95.319 0.30 0.95 90.92853 28.596 9 44.909 4.99 2 18 0.325 9.98 14.957 4 1.85 1.5 2.04 8 90.892 0.40 0.92 83.30408 36.357 8 41.549 5.19 2 18 0.325 10.39 13.571 5 1.85 2.2 2.04 6.1 78.607 0.50 0.87 68.07535 39.303 6.1 33.528 5.50 2 18 0.325 10.99 11.228 6 1.85 2.9 2.04 3.2 56.611 0.60 0.80 45.28854 33.966 3.2 19.040 5.95 2 18 0.325 11.90 8.531 Tæng 148.715 101.33 118.190 K1 = 1.48 B¶ng 3.3.2 :TÝnh K cho cung tr­ît O2 ; víi R2 = 50.1 (m) ; b = 5.01 (m) D¶i g1(T/m3) h1(m) g2(T/m3) h2(m) Gn(T/m) sinan cosan Nn Tn hn Wn Ln Cn jn tgjn Ln.Cn (Nn-Wn)tgjn -2 1.85 1.4 2.04 0 12.976 -0.20 0.98 12.714 -2.595 0 0 5.11 2 18 0.325 10.23 4.132 -1 1.85 1.7 2.04 2.1 37.219 -0.10 0.99 37.033 -3.722 2.1 10.574 5.04 2 18 0.325 10.07 8.599 0 1.85 1.2 2.04 4.5 57.114 0.00 1.00 57.114 0.000 4.5 22.545 5.01 2 18 0.325 10.02 11.235 1 1.85 1.4 2.04 6 74.298 0.10 0.99 73.926 7.430 6 30.211 5.04 2 18 0.325 10.07 14.207 2 1.85 1.2 2.04 6.8 80.621 0.20 0.98 78.992 16.124 6.8 34.771 5.11 2 18 0.325 10.23 14.372 3 1.85 0.9 2.04 6.9 78.862 0.30 0.95 75.230 23.659 6.9 36.238 5.25 2 18 0.325 10.50 12.672 4 1.85 1.2 2.04 6.3 75.511 0.40 0.92 69.207 30.204 6.3 34.438 5.47 2 18 0.325 10.93 11.300 5 1.85 1.8 2.04 5 67.785 0.50 0.87 58.704 33.893 5 28.925 5.79 2 18 0.325 11.57 9.678 6 1.85 2.5 2.04 2.7 50.766 0.60 0.80 40.613 30.460 2.7 16.909 6.26 2 18 0.325 12.53 7.704 7 1.85 2.8 2.04 0 25.952 0.70 0.71 18.533 18.166 0 0 7.02 2 18 0.325 14.03 6.023 Tæng 153.619 110.18 99.923 K2 = 1.37 B¶ng 3.3.3 :TÝnh K cho cung tr­ît O3 ; víi R3 = 51.4(m) ; b = 5.14 (m) D¶i g1(T/m3) h1(m) g2(T/m3) h2(m) Gn(T/m) sinan cosan Nn Tn hn Wn Ln Cn jn tgjn Ln.Cn (Nn-Wn)tgjn -2 1.85 0.2 2.04 0 1.902 -0.20 0.98 1.863 -0.380 0 0 5.25 2 18 0.325 10.49 0.606 -1 1.85 1.9 2.04 0.7 25.407 -0.10 0.99 25.280 -2.541 0.7 3.616 5.17 2 18 0.325 10.33 7.041 0 1.85 1.3 2.04 3.3 46.964 0.00 1.00 46.964 0.000 3.3 16.962 5.14 2 18 0.325 10.28 9.751 1 1.85 1.1 2.04 5 62.888 0.10 0.99 62.573 6.289 5 25.829 5.17 2 18 0.325 10.33 11.942 2 1.85 1.2 2.04 5.9 73.276 0.20 0.98 71.795 14.655 5.9 30.951 5.25 2 18 0.325 10.49 13.274 3 1.85 0.5 2.04 6 67.668 0.30 0.95 64.551 20.300 6 32.329 5.39 2 18 0.325 10.78 10.472 4 1.85 1 2.04 5.4 66.131 0.40 0.92 60.610 26.452 5.4 30.284 5.61 2 18 0.325 11.22 9.856 5 1.85 1.7 2.04 4.1 59.156 0.50 0.87 51.231 29.578 4.1 24.334 5.94 2 18 0.325 11.87 8.741 6 1.85 2.4 2.04 1.8 41.696 0.60 0.80 33.357 25.017 1.8 11.565 6.43 2 18 0.325 12.85 7.082 7 1.85 1.6 2.04 0 15.214 0.70 0.71 10.865 10.650 0 0 7.20 2 18 0.325 14.39 3.531 Tæng 130.021 113.04 82.296 K3 = 1.5 B¶ng 3.3.4 : TÝnh K cho cung tr­ît O4 ; víi R4 = 47.8 (m) ; b = 4.78 (m) D¶i g1(T/m3) h1(m) g2(T/m3) h2(m) Gn(T/m) sinan cosan Nn Tn hn Wn Ln Cn jn tgjn Ln.Cn (Nn-Wn)tgjn -2 1.85 0.6 2.04 0 5.306 -0.20 0.98 5.199 -1.061 0 0 4.88 2 18 0.325 9.76 1.690 -1 1.85 1.9 2.04 1 26.553 -0.10 0.99 26.420 -2.655 1 4.804 4.80 2 18 0.325 9.61 7.025 0 1.85 1.3 2.04 3.4 44.650 0.00 1.00 44.650 0.000 3.4 16.252 4.78 2 18 0.325 9.56 9.229 1 1.85 1.1 2.04 4.8 56.533 0.10 0.99 56.250 5.653 4.8 23.060 4.80 2 18 0.325 9.61 10.787 2 1.85 1.2 2.04 5.8 67.169 0.20 0.98 65.811 13.434 5.8 28.296 4.88 2 18 0.325 9.76 12.193 3 1.85 0.4 2.04 5.9 61.069 0.30 0.95 58.256 18.321 5.9 29.564 5.01 2 18 0.325 10.02 9.325 4 1.85 0.9 2.04 5.4 60.615 0.40 0.92 55.555 24.246 5.4 28.163 5.22 2 18 0.325 10.43 8.902 5 1.85 1.4 2.04 4.2 53.335 0.50 0.87 46.190 26.668 4.2 23.182 5.52 2 18 0.325 11.04 7.478 6 1.85 2.1 2.04 2.1 39.048 0.60 0.80 31.238 23.429 2.1 12.548 5.98 2 18 0.325 11.95 6.074 7 1.85 1.8 2.04 0 15.9174 0.70 0.71 11.3673 11.142 0 0 6.6933 2 18 0.325 13.39 3.694 Tæng 119.176 105.12 76.397 K4 = 1.52 B¶ng 3.3.5 : TÝnh K cho cung tr­ît O5 ; víi R5 = 60 (m) ; b = 6 (m) D¶i g1(T/m3) h1(m) g2(T/m3) h2(m) Gn(T/m) sinan cosan Nn Tn hn Wn Ln Cn jn tgjn Ln.Cn (Nn-Wn)tgjn -3 1.85 1.7 2.04 0 18.87 -0.30 0.95 18.001 -5.661 0 0 6.29 2 18 0.325 12.58 5.850 -2 1.85 1.5 2.04 3.7 61.938 -0.20 0.98 60.687 -12.388 3.7 22.658 6.12 2 18 0.325 12.25 12.359 1 1.85 1.1 2.04 7 97.89 0.10 0.99 97.399 9.789 7 42.212 6.03 2 18 0.325 12.06 17.936 0 1.85 1.2 2.04 9.3 127.152 0.00 1.00 127.152 0.000 9.3 55.800 6.00 2 18 0.325 12.00 23.189 1 1.85 0.6 2.04 10.7 137.628 0.10 0.99 136.938 13.763 10.7 64.523 6.03 2 18 0.325 12.06 23.535 2 1.85 1.2 2.04 11.3 151.632 0.20 0.98 148.568 30.326 11.3 69.198 6.12 2 18 0.325 12.25 25.795 3 1.85 2 2.04 11.2 159.288 0.30 0.95 151.951 47.786 11.2 70.445 6.29 2 18 0.325 12.58 26.490 4 1.85 2.8 2.04 10.3 157.152 0.40 0.92 144.032 62.861 10.3 67.429 6.55 2 18 0.325 13.09 24.896 5 1.85 3.8 2.04 8.5 146.22 0.50 0.87 126.630 73.110 8.5 58.890 6.93 2 18 0.325 13.86 22.016 6 1.85 3.1 2.04 5.7 104.178 0.60 0.80 83.342 62.507 5.7 42.750 7.50 2 18 0.325 15.00 13.193 Tæng 219.587 127.72 195.259 K5 = 1.47 3.4 Chän cÊu t¹o ®Ëp 1. §Ønh ®Ëp - Cao tr×nh ®Ønh ®Ëp : Z®Ønh®Ëp = 121.6 m. - BÒ réng ®Ønh ®Ëp : B = 5 m. Trªn ®Ønh ®Ëp r¶i líp sái dµy trung b×nh 30 cm ®Ó tho¸t n­íc, ®Ønh ®Ëp cã ®é dèc vÒ hai phÝa (i = 3 %). PhÝa th­îng vµ h¹ l­u n­íc ®­îc tho¸t ra tõ r·nh tho¸t n­íc trªn thµnh ®¸ x©y VM100. 2. HÖ sè m¸i a. M¸i th­îng l­u: - PhÇn trªn c¬: m1 = 3,0 - PhÇn d­íi c¬: m2 = 3,5 b. M¸i h¹ l­u: - PhÇn trªn c¬ : m3 = 2,75 - PhÇn d­íi c¬ : m4 = 3 c. §èng ®¸ tho¸t n­íc tho¸t n­íc h¹ l­u: - M¸i tr­íc: mt = 1,5 - M¸i sau: ms = 2,0 3. C¬ ®Ëp - PhÝa th­îng l­u bè trÝ mét c¬ t¹i cao tr×nh +108.6 m víi chiÒu réng b = 3 m . C¬ h¹ l­u bè trÝ ë cao tr×nh + 111.6 m , víi chiÒu réng 3 m 4. B¶o vÖ m¸i th­îng l­u - L¸t ®¸ héc trªn líp d¨m ®Öm dµy 0,15 m vµ líp c¸t mÞn dµy 0,15 m, chiÒu dµy líp l¸t ®¸ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc Sakin t = 0,3 m. - Ph¹m vi b¶o vÖ: + PhÝa trªn : ®Õn ®Ønh ®Ëp. + PhÝa d­íi : ®Õn +Ñ107 m (thÊp h¬n MNC mét kho¶ng b»ng 1,5hs). 5. B¶o vÖ m¸i h¹ l­u - Trªn m¸i h¹ l­u trång cá sau khi ®· r¶i líp ®Êt mµu dµy10cm, kÝch th­íc c¸c « cá lµ 5x5 m ; ®Ó ®Ò phßng hiÖn t­îng m­a lµm xãi lë m¸i h¹ l­u lµm hÖ thèng r·nh tho¸t n­íc trªn m¸i dèc, c¸c r·nh chÐo nhau vµ n»m xiªn víi m¸i dèc mét gãc 450, kÝch th­íc r·nh tho¸t n­íc b = 0,2 m ; h = 0,3m . 6. ThiÕt bÞ chèng thÊm - Do vËt liÖu ®Êt ®¾p ®Ëp lµ lo¹i ®Êt ¸ sÐt cã hÖ sè thÊm nhá nªn ë ®©y kh«ng sö dông biÖn ph¸p chèng thÊm. 7. Tho¸t n­íc th©n ®Ëp a. PhÇn lßng s«ng: §Ó ®­a dßng thÊm tho¸t ra h¹ l­u ®­îc dÔ dµng vµ an toµn, h¹ thÊp ®­êng b·o hßa kh«ng cho dßng thÊm tho¸t ra ë m¸i h¹ l­u g©y s¹t lë m¸i dèc lµm l¨ng trô tho¸t n­íc b»ng ®¸ xÕp. V× khèi l­îng ®¸ ®µo ®Ó x©y dùng trµn x¶ lò rÊt lín nªn ®Ó tËn dông l­îng ®¸ nµy ta sÏ lµm l¨ng trô tho¸t n­íc cã kÝch th­íc nh­ sau: + Cao tr×nh ®Ønh: ÑVTN = 104.5 (m) + M¸i tr­íc: mt = 1,5 + M¸i sau: ms = 2,0 + BÒ réng ®Ønh: b = 2 m b. PhÇn vai ®Ëp: Lµm vËt tho¸t n­íc ¸p m¸i kÕt hîp b¶o vÖ ch©n m¸i. ThiÕt bÞ tho¸t n­íc kiÓu ¸p m¸i ë s­ên ®Ëp cã cao tr×nh cao h¬n ch©n m¸i h¹ l­u mét kho¶ng 2.5 m. PhÇn r·nh tho¸t n­íc ch©n m¸i cã kÝch th­íc: b = 0,9 m ; h = 0,3 m ; vËt liÖu ®¸ x©y v÷a M100, dµy 0,25m. 8. Xö lý nÒn ®Ëp : - Toµn bé líp c¸t h¹t th«, chøa nhiÒu sái nhá ®Õn cuéi mµu x¸m vµng thuéc líp 1 tËp trung chñ yÕu ë khu vùc lßng s«ng ®­îc bãc bá hÕt vµ mang ra khái ph¹m vi ®Ëp. - Toµn bé líp ®Êt c¸t pha vµ cuéi sái trßn c¹nh, kÕt cÊu rêi r¹c, Ýt Èm mµu n©u xÉm thuéc líp 2 ®­îc bãc bá hÕt vµ mang ra khái ph¹m vi ®Ëp. - Xö lý líp ®Êt bÒ mÆt: ®Êt bÒ mÆt chñ yÕu lµ d¨m, s¹n, t¶ng vµ ®Êt sÐt pha mµu n©u ®en, n©u ®á thuéc líp 3. Bãc hÕt líp mÆt dµy cã nhiÒu rÔ c©y cá. T¹i vÞ trÝ cã pha ®¸ m¹ch, phong hãa nhÑ bãc bá 0,3 m. Ch­¬ng IV : ThiÕt KÕ ®­êng trµn 4.1 bè trÝ chung ®­êng trµn I . VÞ trÝ vµ nhiÖm vô cña trµn1. VÞ trÝ Dù vµo ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh , ®Þa chÊt n¬i x©y dùng c«ng tr×nh ®Ó lùa chän tuyÕn trµn sao cho khèi l­îng ®µo la nhá nhÊt vµ vÞ trÝ c¸c bé phËn cña trµn ph¶i hîp lý , ®¶m b¶o an toµn cho c¶ hÖ thèng . V× qua nghiªn cøu thùc ®Þa ta chän tuyÕn trµn bªn bê tr¸i ®Ëp . Toµn bé ®­êng trµn thiÕt kÕ ®­îc n»m trªn nÒn ®¸ gèc 2. NhiÖm vô Th¸o lò víi l­u l­îng x¶ thiÕt kÕ QTK = 563.46 (m3/s) II : H×nh thøc , qui m« trµn Do t¹i vÞ trÝ trµn ®Þa h×nh t­¬ng ®èi b»ng ph¼ng, nói ®¸ .Khèi luîng ®µo ®Êt vµ ®¸ lín . Ng­ìng trµn bè trÝ theo kiÓu thùc dông . Trµn n»m ë bê tr¸i ®Ëp Cao tr×nh ng­ìng: Ñng­ìngtrµn = MNDBT – 6 = 112.6 (m). ChiÒu réng ng­ìng trµn lµ BT = 14 (m) . 1.Bè trÝ chung c¸c bé phËn theo mÆt c¾t däc trµn: - Kªnh dÉn vµo ng­ìng : Kªnh ®Êt mÆt c¾t h×nh thang , m¸i m = 1 , ®¸y më réng vÒ phÝa lßng hå . - S©n tr­íc ng­ìng : §¸y vµ ®­êng bªn b»ng bª t«ng cèt thÐp - Ng­ìng trµn : D¹ng thùc dông h×nh cong , kh«ng ch©n kh«ng cao tr×nh ng­ìng =MNDBT – 6 (m); t¹i cöa trµn ®Æt cöa van khèng chÕ l­u l­îng. - §o¹n chuyÓn tiÕp sau nguìng bao gåm : + BÓ tiªu n¨ng + §oµn lßng dÉn uèn cong trªn mÆt b»ng cã L = 60 (m) , i = 0.001 - §o¹n dèc n­íc : §Æt sau ®o¹n chuyÓn tiÕp , cã L = 40 (m) , i = 0.15 - Tiªu n¨ng cuèi dèc b»ng mòi phun nh»m ®­a n­íc vÒ h¹ l­u . 2.Bè trÝ khe lón: §Ó tr¸nh cho trµn khái nøt do hiÖn t­îng lón kh«ng ®Òu , ng­êi ta bè trÝ c¸c khe lón ngang vµ däc Khe lón ngang ®­îc bè trÝ däc tuyÕn trµn víi kho¶ng c¸ch gi÷a chóng lµ 20( m) Khe lón däc ®­îc bè trÝ hai bªn ®­êng trµn t¹i chç tiÕp gi¸p gi÷a ®¸y vµ t­êng 4.2 TÝnh to¸n thuû lùc ®­êng trµn I. Kh¶ n¨ng th¸o qua ng­ìng : 1. Sè liÖu ban ®Çu : - BÒ réng trµn : BT = 2x7 (m) - Cao tr×nh ng­ìng : Ñng­ìng = 112.6 (m) - D¹ng ng­ìng : Thuéc d¹ng h×nh cong kh«ng ch©n kh«ng - ChiÒu cao ng­ìng : P = 3 (m) - ChiÒu dµy trô pin : d = 1.8 (m) - Th¸o lò thiÕt kÕ : QTK = 563.46 (m3/s) - Th¸o lò kiÓm tra : QKT =645.6 (m3/s) 2. KiÓm tra kh¶ n¨ng th¸o lò thiÕt kÕ : §­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Q = e.m.B..Ho - e : HÖ sè co hÑp bªn ; Ta cã : ; ; n = 2 ; b = 7 (m) ; Ho= 8.02 (m) Thay vµo ta ®­îc : - m : HÖ sè l­u l­îng , m = mtc.shd.sH Víi mtc = 0,504 , sH = 1 , shd = 0,956 ® m = 0,504.1.0,956 = 0,482 ; BT = 14 (m) ® Q = 0,86.0,482.14..(8,02) =583,82 (m3/s) Sai sè DQ = 3,43 % < 5% , vËy trµn ®ñ kh¶ n¨ng th¸o l­u l­îng lò thiÕt kÕ. Q> Qmax (sai sè kh«ng qu¸ 5%) ® VËy trµn ®ñ khñ n¨ng th¸o l­u l­îng thiÕt kÕ 3. KiÓm tra kh¶ n¨ng th¸o lò kiÓm tra : Ta cã , do ®ã sH = 1,007 ; m = 0,485 Q = 672,91 (m3/s) Sai sè DQ = 4,23% < 5% , vËy trµn ®ñ kh¶ n¨ng th¸o l­u l­îng lò kiÓm tra . II : ThiÕt kÕ bÓ tiªu n¨ng sau ng­ìng 1.Sè liÖu : - QTK = 563,46 (m3/s) ; HTK = 8,02 (m) - QKT = 645,6 (m3/s) ; HKT = 8.78 (m) - Lßng dÉn sau ng­ìng : B = 15,8 (m) 2. TÝnh víi QTK: - Ta cã : q = ( m2/s) ; Eo = P + H = 8.02 + 3 =11,02 (m), hh=4,75(m) F(tc) = , j = 0.95 ® F(tc) = 1,02 ® tc = 0,27 , t’’c = 0,72 ® h’’c =t’’c .Eo = 0,72.11,02 = 7,9 (m) ; (s = 1,05 ) - Gi¶ thiÕt chiÒu s©u ®µo bÓ lµ : db = 2,3 (m) , E’o = 13,32 (m) F(tc) = 0,772 ; ta cã t’’c = 0,66 ; h’’c =t’’c.E’o = 8,79 (m) ; sh’’c = 9,23 (m) DZ = = 2,42 (m) hb = hh + DZ + db = 4,75 + 2,42 + 2,3 = 9,47 (m) > sh’’c = 9,23 (m) VËy chän db = 2,3 (m) , Z®¸ybÓ = - ChiÒu cao t­êng bÓ : Hb = hb + d = 10.25 (m) - ChiÒu dµi bÓ : Lb = 3,6h’’c = 31,64 (m) , chän L = 32 (m) 3. KiÓm tra khi th¸o : QKT = 645,6 (m3/s) , HKT = 8,78 (m) Ta cã : ; Eo = Ho + P + db = 14,08 (m) , hh = 7,6 (m) F(tC) = 0,814 ® t’’c = 0,67 ; h’’c = 9,43 (m) ; sh’’c = 9,9 (m) ; DZ = 0,76 (m) Hb = hh + DZ + db = 10,66 (m) > sh’’c = 9,9 (m) iii : ®o¹n chuyÓn tiÕp sau bÓ 1. KÝch th­íc : §o¹n chuyÓn tiÕp uèn cong cã L = 46 (m) ; i = 0,001; b¸n kÝnh trung b×nh R =63.66 (m) ; gãc ë t©m 42o. . MÆt c¾t ngang : B = 15,8 (m) . 2. §­êng mÆt n­íc : Víi QTK = 563,46 (m3/s) ® §é s©u ph©n giíi hk x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : VÏ ®­êng mÆt n­íc tõ cuèi lªn theo ph­¬ng ph¸p céng trùc tiÕp ta ®­îc ®é s©u ®Çu đoạn : hđầu = 5,45 (m). KÕt qu¶ tÝnh to¸n ghi ë b¶ng : Bảng 4.2.1 IV : Dèc n­íc 1. Sè liÖu : L = 40 (m) ; i = 0,15 ; B = 15,8 (m) VËt liÖu : Bª t«ng cèt thÐp M200, n = 0,014 2. §­êng mÆt n­íc trªn dèc : a. §Þnh tÝnh ®­êng mÆt n­íc : - ho x¸c ®Þnh theo ph­¬ng ph¸p lîi nhÊt vÒ thuû lùc , i= 0,15 ; n = 0,014, = Tra b¶ng 8-1 ( B¶ng tra thuû lùc) ®Rln = 1.43(m) Ta cã , tra b¶ng 8-3 Ta ®­îc ® ho= - §é s©u ph©n giíi hk x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : - TÝnh ®é s©u co hÑp sau ng­ìng : hc F(tc) = , j = 0.95 ; B = 15,8 (m) ® E0= P + H = 8,02 + 3 = 11,02 (m) ® F(tc) = ® tc = 0.27 ® hc = tc.E0 = 0,27.11,02 = 2.97 (m) ® ho < hc < hk ® §­êng mÆt n­íc trong dèc lµ ®­êng n­íc ®æ b2 b. §Þnh l­îng ®­êng mÆt n­íc trªn dèc: Sö dông ph­¬ng ph¸p céng trùc tiÕp ®Ó vÏ ®­êng mÆt n­íc .Theo ph­¬ng ph¸p nµy kho¶ng c¸ch gi÷a hai mÆt c¾t cã ®é s©u h1, h2 sÏ lµ: Trong ®ã : D' lµ chªnh lÖch tû n¨ng gi÷a hai mÆt c¾t Jbq lµ ®é dèc thuû lùc b×nh qu©n gi÷a hai mÆt c¾t Víi , §é s©u hµm khÝ t¹i mçi mÆt c¾t : ThiÕt lËp b¶ng tÝnh ®­êng mÆt n­íc trªn dèc ta ®­îc b¶ng kÕt qu¶ : B¶ng 4.2.2 B¶ng 4.2.1 : §­êng mÆt n­íc trªn ®o¹n chuyÓn tiÕp ( øng víi Qmax=563,46 m3/s) h (m) hhk(m) c(m) w(m2) R(m) CR1/2 V(m/s) J JTB i - JTB '(m) D'(m) DL(m) L(m) 5.03 5.39 25.86 79.47 3.07 150.99 7.090 0.0022050 7.592 0 5.2 5.56 26.20 82.16 3.14 153.03 6.858 0.0020084 0.00211 -0.0011 7.597 -0.005 4.72 4.7 5.21 5.57 26.22 82.32 3.14 153.15 6.845 0.0019976 0.00200 -0.0010 7.598 -0.001 0.80 5.5 5.28 5.64 26.36 83.42 3.16 153.97 6.754 0.0019243 0.00196 -0.0010 7.605 -0.007 7.39 12.9 5.3 5.66 26.40 83.74 3.17 154.20 6.729 0.0019040 0.00191 -0.0009 7.608 -0.002 2.72 15.6 5.38 5.74 26.56 85.00 3.20 155.12 6.629 0.0018259 0.00186 -0.0009 7.619 -0.012 13.74 29.4 5.45 5.81 26.70 86.14 3.23 155.94 6.541 0.0017594 0.00179 -0.0008 7.633 -0.013 16.70 46.1 B¶ng 4.2.2 : §­êng mÆt n­íc trªn dèc (øng víi Q = 563,46 m3/s) h (m) hhk(m) c(m) w(m2) R(m) CR1/2 V(m/s) J JTB i - JTB '(m) D'(m) DL(m) L(m) 5.03 5.4 25.86 79.47 3.07 150.986 7.09 0.00220 7.59 0 4.83 5.2 25.46 76.31 3.00 148.492 7.38 0.00247 0.00234 0.1477 7.61 0.017 0.11 0.1 4.63 5.0 25.06 73.15 2.92 145.896 7.70 0.00279 0.00263 0.1474 7.65 0.045 0.31 0.4 4.43 4.8 24.66 69.99 2.84 143.191 8.05 0.00316 0.00297 0.147 7.73 0.079 0.54 1.0 4.23 4.6 24.26 66.83 2.75 140.371 8.43 0.00361 0.00338 0.1466 7.85 0.120 0.82 1.8 4.03 4.4 23.86 63.67 2.67 137.425 8.85 0.00415 0.00388 0.1461 8.02 0.168 1.15 2.9 3.83 4.2 23.46 60.51 2.58 134.346 9.31 0.00480 0.00447 0.1455 8.25 0.228 1.56 4.5 3.63 4.0 23.06 57.35 2.49 131.122 9.82 0.00561 0.00521 0.1448 8.55 0.300 2.07 6.6 3.43 3.8 22.66 54.19 2.39 127.742 10.40 0.00662 0.00612 0.1439 8.94 0.390 2.71 9.3 3.23 3.6 22.26 51.03 2.29 124.192 11.04 0.00790 0.00726 0.1427 9.44 0.503 3.53 12.8 3.03 3.4 21.86 47.87 2.19 120.459 11.77 0.00955 0.00873 0.1413 10.09 0.647 4.58 17.4 2.83 3.2 21.46 44.71 2.08 116.524 12.60 0.01170 0.01062 0.1394 10.92 0.833 5.98 23.4 2.65 3.0 21.1 41.87 1.98 112.794 13.46 0.01423 0.01296 0.137 11.88 0.957 6.98 30.3 2.45 2.8 20.7 38.71 1.87 108.419 14.56 0.01802 0.01613 0.1339 13.25 1.369 10.22 40.6 c. KiÓm tra kh¶ n¨ng x©m thùc : Víi mÆt c¾t cuèi dèc ta cã h = 2,45 (m) ; Vmax = 14,56 (m/s) VËt liÖu bª t«ng M200 cã Vcp = 18,6 (m/s) . VËy ®¶m b¶o kh«ng bÞ x©m thùc IV : Kªnh th¸o h¹ l­u Kªnh th¸o h¹ l­u cã c¸c th«ng sè sau : i = 0.0005 ; mÆt c¾t h×nh thang B = 22 (m) ; m = 1.5 ; n = 0.03 ; cao tr×nh ®¸y kªnh b»ng 97.5 . VI : TÝnh to¸n tiªu n¨ng 1. Môc ®Ých: §Ó tr¸nh tr­êng hîp l­îng n­íc x¶ qua trµn lín , ®æ vÒ h¹ l­u cã thÓ g©y xãi lë , cuèn tr«i ch©n c«ng tr×nh dÉn ®Õn h­ háng c«ng tr×nh . Ta ph¶i ¸p dông biÖn ph¸p tiªu n¨ng dßng ch¶y ®Ó ®¶m b¶o cho h¹ l­u c«ng tr×nh ®­îc an toµn 2. Ph­¬ng ph¸p tÝnh : Do ®Þa chÊt tuyÕn trµn vµ h¹ l­u lµ ®¸ gèc nªn c«ng tr×nh ph­¬ng ph¸p tiªu n¨ng thÝch hîp lµ tiªu n¨ng b»ng mòi phun . Chän ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n mòi phun theo “ Quy tr×nh tÝnh to¸n thuû lùc c«ng tr×nh x¶ kiÓu hë vµ xãi lßng dÉn b»ng ®¸ do dßng phun ” (14TCN 81- 90) 3.Tr­êng hîp vµ néi dung tÝnh to¸n : a. TÝnh víi l­u l­îng thiÕt kÕ : Qmax = 563.46 (m3/s) Mòi phun tiªu n¨ng víi ®é dèc ng­îc cã t¸c dông phãng dßng n­íc lªn cao, lµm tiªu hao bít n¨ng l­îng dßng ch¶y trong kh«ng khÝ tr­íc khi ®æ xuèng h¹ l­u. V× vËy cÇn t×m gãc a hîp lý , gãc a th­êng chän theo kinh nghiÖm a = (10¸15)0 - Chän ®é dèc mòi phun : im = - 0.2 ® a = 110 - Chän chiÒu dµi mòi phun : Lm = 3 (m) - LÊy gÇn ®óng ®é s©u dßng ch¶y trªn mòi phun b»ng ®é s©u cuèi dèc: hH= hcd =2.45 (m) . T­¬ng øng ta cã VH = 14,56 (m/s) - Kªnh h¹ l­u cã c¸c th«ng sè sau: + Cao tr×nh ®¸y : Z® = 97.5 (m) + ChiÒu réng : Bk = 22 (m) + M¸i dèc : m = 1.5 + §é nh¸m lßng s«ng : n = 0.03 + §é dèc lßng kªnh : i = 0.0005 - Cao tr×nh mùc n­íc h¹ l­u : Zh= 102.25 (m) - ChiÒu dµi phãng xa cña luång ch¶y khi ra khái mòi phun ®Õn mùc n­íc h¹ l­u Trong ®ã : Ka : HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng hµm khÝ vµ t¸ch dßng khÝ phãng xa Zo : Chªnh lÖch mùc n­íc th­îng h¹ l­u cã xÐt tíi l­u tèc tíi gÇn Zo = MNLTK – Zh = 120.62 – 102.25 =18.37 (m) ZH : Chªnh lÖch mùc n­íc th­îng l­u víi ®Çu mòi phun j : HÖ sè l­u tèc cã kÓ ®Õn tæn thÊt cét n­íc trªn toµn tuyÕn - Ta cã Ñcuèi dèc = Ñ®Çu dèc – iL = Ñng­ìng – P – iL = 112.6 - 3 – 0.15*40 = 103.6 (m) - Ñmòiphun= Ñcuèi dèc+ imLm = 103.6 + 0.2*3 = 104.2 (m) VËy cao tr×nh phun : Zm =104.2 (m) ® ZH = 118.6 – 104.2 = 14.4 (m) ® - Ta cã: < (30¸35) nªn lÊy Ka =1 a : Gãc hîp bëi ph­¬ng n»m ngang víi chiÒu vÐc t¬ vËn tèc trung b×nh ë mÆt c¾t ra mòi phun - i = 0.2 = tga ® sina = 0.19 ® sin2a = 0.38 L = = 17,66 (m) VËy ta cã L = 17.66 (m) - §­êng kÝnh t­¬ng øng cña khèi ®¸ nÒn lÊy b»ng ®­êng kÝnh trung b×nh t¶ng ®¸ trªn lßng suèi : d = 1 (m) - Víi Q = 523.97(m3/s) ® ® ® Víi T lµ chªnh lÖch mùc n­íc th­îng vµ ®¸y h¹ l­u , T =118.6 – 97,5 = 21,1 m T = 21,1 (m) , FrH = 8,82 FrH lµ hÖ sè Frót t¹i mÆt c¾t dßng ch¶y ra khái mòi phun ® Ta thÊy c¸c ®iÒu kiÖn nµy ®Òu tho· m·n ®iÒu kiÖn nªu trong ®iÒu 4.2 cña 14TCN81-90 lµ: 0.05 £ £ 0.75 ; 5 £ £ 30; FrH < 200 VËy chiÒu s©u xãi lßng dÉn d»ng ®¸ ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : ® Víi h lµ ®é s©u n­íc trung b×nh ë h¹ l­u , h = 4,75 (m) - Cao tr×nh ®¸y hè xãi : Zx = Zh- t = 102.25 - 9,4 = 92,85 (m) - Kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm cuèi cña mòi phun ®Õn hâm xãi s©u nhÊt ë lßng dÉn h¹ l­u ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : Trong ®ã : a1 : Gãc ®æ cña luång ch¶y vµo mÆt n­íc h¹ l­u. Theo 14TCN81-90 tga1= a – ChiÒu cao mòi phun so víi ®¸y lßng dÉn h¹ l­u : a = Zm - Z® = 104,2 - 97,5 = 6,7 (m) hH lµ ®é s©u dßng ch¶y trung b×nh trªm mòi phun: hH =2,45 (m) VH lµ vËn tèc dßng ch¶y ë ®Çu mòi phun : VH = 14,56 (m/s) a Lµ gãc nghiªng ®­îc chän nh­ trªn , a = 110 ® cosa = 0.98 tga = i = - 0.2® ® L1 =17,66 + 33,32 (m) VËy L1 = 33,32 (m) - chiÒu s©u dx = Z® - Zx = 97,5 - 92,85 = 4,65 (m) b. VÏ ®­êng bao hè xãi : Môc ®Ých cña viÖc vÏ ®­êng bao hè xãi lµ ®Ó x¸c ®Þnh møc ®é hè xãi lan vµo ch©n dèc ®Ó cã biÖn ph¸p xö lý thÝch ®¸ng. C¸ch x¸c ®Þnh : øng víi mçi cÊp l­u l­îng x¶ qua trµn biÕn ®æi tõ 0 ¸ Qmax cho ta mét cÆp gi¸ trÞ L1 vµ t kh¸c nhau. Tõ c¸c gi¸ trÞ L1 vµ t kh¸c nhau ta vÏ ®­îc c¸c ®iÓm ngoµi cïng cña c¸c hè xãi, nèi c¸c ®iÓm ®ã ta ®­îc ®­êng bao hè xãi víi ®é dèc m¸i : mt = 3 ; mh = 2. 4.3 CÊu t¹o ®­êng trµn I : Kªnh dÉn vµo : - Chän cao tr×nh ®¸y kªnh cöa vµo : + 109.6 m - §é dèc ®¸y kªnh : i = 0.001 - ChiÒu réngkªnh : B = 30 (m) - Bè trÝ ®o¹n s©n tr­íc ng­ìng dµi 30 m II : Ng­ìng trµn - Cao tr×nh ng­ìng : +112.6 - ChiÒu réng ng­ìng : B = 14 m - ChiÒu réng b¶n ®¸y : B = 19 m - Chän ch©n khay ngang ®ì ng­ìng: + Cao : 0.8 m + BÒ dµy ®Ønh : 1 m + BÒ dµy ®¸y : 0.5 m III : §o¹n chuyÓn tiÕp sau ng­ìng - BÓ tiªu n¨ng : + Cã chiÒu dµi L = 32 (m) ; réng B = 15,8 (m) + ChiÒu dµy b¶n ®¸y lµ 1 (m) lµm b»ng BTCT M200 ; phÝa d­íi cã c¸c lç tho¸t n­íc víi kÝch th­íc lç tho¸t n­íc D4cm - 2m / lç + ChiÒu cao bÓ Hb = 10,25 m - §o¹n lßng dÉn uèn cong trªn mÆt b»ng : + Cã chiÒu dµi L = 46 (m) ; ®é dèc ®¸y i = 0,001 + ChiÒu dµy b¶n ®¸y 1 m , lµm b»ng BTCT M200 + BÒ réng B = 15,8 m + Líp lãt lµm b¨ng bª t«ng M100 dµy 0.1 m IV : Dèc n­íc - Dèc n­íc cã ®é dèc ®¸y i = 0,15 . ChiÒu cao t­êng trªn dèc gi¶m dÇn do ®­êng mÆt n­íc trong kªnh lµ ®­êng n­íc ®æ bII - ChiÒu dµy b¶n ®¸y 1 m , lµm b»ng BTCT M200 - Líp lãt lµm b»ng bª t«ng M100 dµy 0.1 m - ChiÒu dµy t­êng bªn 0,8 m V : mòi phun Lµ mét dÇm c«ng x«n dµi 3 m , víi gãc nghÞch a = 110 , mòi phun cã chiÒu réng lµm loe so víi bÒ réng cña dèc n­íc . T­êng bªn cã chiÒu cao b»ng víi chiÒu cao cuèi dèc . Mòi phun ®­îc ®ì b»ng c¸c trô chèng h×nh trßn lµm b»ng BTCT M200 VI : LÒ ng­êi ®i LÒ ng­êi ®i ë hai ªn thµnh trµn cã t¸c dông ®i l¹i , kiÓm tra qu¶n lý trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña trµn . LÒ ng­êi ®i ®­îc thiÕt kÕ däc theo tuyÕn trµn , chiÒu dµy 0,4m , chiÒu dµy 0,4 m b»ng BTCT M200. Mäi chi tiÕt trµn ®­îc thÓ hiÖn trªn b¶n vÏ mÆt b»ng vµ c¸c mÆt c¾t trµn . 4.4 TÝnh to¸n æn ®Þnh c¸c bé phËn trµn I : sè liÖu tÝnh to¸n §¸nh gi¸ sù lµm viÖc cña t­êng øng víi c¸c kÝch th­íc ®· chän nh»m ®¶m b¶o c¸c ®iÒu kiÖn kinh tÕ , kü thuËt - CÊp c«ng tr×nh lµ cÊp III - Ng­ìng trµn lµm b»ng BTCT M200 , g = 2,5 (T/m3) - ChØ tiªu c¬ lý cña ®Êt ®¾p hai bªn : + Dung träng tù nhiªn : gTN = 1,85 (T/m3) + Dung träng b·o hµo : gbh = 2,1 (T/m3) + Dung träng ®Èy næi : g®n = gbh - gn = 1,1 (T/m3) + Gãc ma s¸t trong tù nhiªn : j = 220 + Gãc ma s¸t trong b·o hoµ : jbh = 180 + Lùc dÝnh ®¬n vÞ tù nhiªn : CTN = 2 (T/m2) + Lùc dÝnh ®¬n vÞ b·o hoµ : Cbh = 18 (T/m2) - HÖ sè ma s¸t gi÷a nÒn vµ ®¸y : f = 0,65 - HÖ sè æn ®Þnh cho phÐp : [K] = 1,15 - ChiÒu dµi ng­ìng ( theo chiÒu dßng ch¶y) : 18 m - ChiÒu réng ng­ìng ( h­íng trôc ®Ëp ) : 19 m - Van cung cã kÝch th­íc B x H = 6 x 6 (m) - MÆt tr­ît ( mÆt ph¼ng nèi qua ®¸y cña hai ch©n khay) cã h­íng ngiªng vÒ h¹ l­u víi gãc ngiªng b = 5043’ (cosb = 0,995 ; sinb = 0,09) II : TÝnh to¸n æn ®Þnh ng­ìng trµn 1. C¸c tr­êng hîp tÝnh to¸n : - Tr­êng hîp 1 : Khi hå chøa n­íc ë MNDBT , sãng giã lín nhÊt (tæ hîp lùc c¬ b¶n ) - Tr­êng hîp 2 : Khi trµn x¶ lò víi l­u l­îng thiÕt kÕ (tæ hîp lùc c¬ b¶n ) - Tr­êng hîp 3 : Khi hå chøa n­íc ë MNBT , cã ®éng ®Êt cÊp 7 (tè hîp lùc ®Æc biÖt ) Trong ®å ¸n nµy chØ tÝnh to¸n víi tr­êng hîp 1 2. C¸c lùc t¸c dông : a. C¸c lùc theo ph­¬ng ®øng : - Träng l­îng b¶n ®¸y : G1= gbt.F.B gbt : träng l­îng riªng cña bª t«ng ; gbt = 2,5 ( T/m3 ) F : DiÖn tÝch b¶n ®¸y; F = 46 ( m2 ) B : ChiÒu réng b¶n ®¸y ; B = 19 ( m ) G1 = 2,5.46.19 = 2185 ( T ) - Träng l­îng trô pin : G2 = gbt.F.H F : DiÖn tÝch trô pin ; F = 22 ( m2 ) H : ChiÒu cao trô pin ; H = 12 ( m ) G2 = 2,5.22.12 = 660 ( T ) - Träng l­îng t­êng bªn : G3 = 2. gbt .F.H H : ChiÒu cao t­êng bªn ; H = 9,15 m F : diÖn tÝch mÆt c¾t ngang t­êng bªn ; F = 1,6.9,15 = 14,64 ( m2 ) G3 = 2.2,5.14,64.9,15 = 669,8 ( T ) - CÇu giao th«ng : G4 = gbt.F.L F : DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang cÇu giao th«ng; F = 2 ( m2) L : ChiÒu dµi cÇu ; L = 19 ( m ) G4 = 2.2,5.19 = 95 ( T ) - CÇu th¶ phai: G5 = gbt.F.L F : DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang th¶ phai ; F = 0,6 ( m2 ) L : ChiÒu dµi cÇu ; L = 15 m G5 = 2,5.0,6.15 = 22,5 ( T ) - Träng l­îng phai : Ta coi nh­ van ph¼ng do vËy tÝnh träng l­îng phai theo c«ng thøc : g = 0,6( ( KN ) G6 = 30 ( T ) - Träng l­îng cÇu c«ng t¸c : CÇu c«ng t¸c gåm c¸c trun chèng , cÇu ®Æt c¸c thiÕt bÞ n©ng h¹ cöa van vµ c¸c b¶n mÆt G7 = 179,5 ( T ) - Träng l­îng cöa van : Cöa van b»ng thÐp , träng l­îng mét cöa van tÝnh theo c«ng thøc : G = . ( KN ) F : DiÖn tÝch b¶n ch¾n n­íc (m2) ; F = 49 ( m2 ) G = 132,27 ( KN ) G8 = 2.G = 264,5 ( KN ) = 26,45 ( T ) - Träng l­îng thiÕt bÞ n©ng h¹ van , phai : G9 = 30%( G7 + G8 ) G9 = 61,8 ( T ) - Träng l­îng khèi n­íc ®Ì lªn ng­ìng : G10 =2.gn.F.b F : DiÖn tÝch giíi h¹n bëi mÆt ch¾n vµ c¸c phÇn cßn l¹i cña ng­ìng b : BÒ réng mét khoang trµn G10 = 2.1.6.41,5 = 198 ( T ) - ¸p lùc n­íc th¼ng ®øng lªn cöa van : G11 = 2. gn.F.b G11 = 2.1.36.6 = 432 ( T ) - ¸p lùc thuû tÜnh ®Èy ng­îc : G12 = gn.B.L.H = 1168,6 ( T ) - ¸p lùc thÊm ®Èy ng­îc : G13 = 0,5(h® + hc).Lng.B. gn = 1456,7 (T) b. C¸c lùc theo ph­¬ng ngang : - ¸p lùc n­íc th­îng l­u : G14 = 0,5.gn.H12.15,8 H1 = 6 m G14 = 0,5.1.36.15,8 = 284,4 ( T ) - ¸p lùc n­íc h¹ l­u : G15 = 50 (T) - ¸p lùc sãng th­îng l­u : G16 = Pmax.L Pmax : ¸p lùc sãng lín nhÊt tÝnh cho 1m dµi Pmax = K®.gn`h(H + ) Trong ®ã : h : ChiÒu cao sãng 1% , h = 0,638 ( m ) H : Cét n­íc tr­íc ng­ìng ; H = 8,02 ( m ) K® : HÖ sè ®iÒu chØnh ¸p lùc ngang lín nhÊt Víi vµ Tra ®å thÞ P2- 4 ta ®­îc K® = 0,15 Pmax = 0,15.1.0,638() = 2,66 ( T/m ) G16 = 2,66.15,8 = 42,1 ( T ) TT Tªn Lùc Ký hiÖu Lùc ®øng ¯ + Lùc ngang ® + Lùc ®Èy ng­îc 1 Träng l­îng b¶n ®¸y G1 2185 2 Träng l­îng trô pin G2 660 3 Träng l­îng t­êng bªn G3 669,8 4 CÇu giao th«ng G4 95 5 CÇu th¶ phai G5 22,5 6 Träng l­îng phai G6 30 7 CÇu c«ng t¸c G7 179,5 8 Träng l­îng cöa van G8 26,75 9 ThiÕt bÞ n©ng h¹ van ,phai G9 61,8 10 Träng l­îng n­íc ®Ì trªn ng­ìng G10 198 11 ¸p lùc n­íc th¼ng ®øng G11 432 12 ¸p lùc thuû tÜnh ®Èy ng­îc G12 1168,6 13 ¸p lùc thÊm ®Èy ng­îc G13 1457,7 14 ¸p lùc n­íc th­îng l­u G14 284,4 15 ¸p lùc n­íc h¹ l­u G15 - 50 16 ¸p lùc sãng th­îng l­u G16 42,1 Céng 4560,35 276,5 2626,3 Ký hiÖu tæng hîp lùc G T W HÖ sè an toµn æn ®Þnh tr­ît : K= = 1,8 > [ K] = 1,15 VËy ng­ìng trµn ®¶m b¶o b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh Ch­¬ng V : thiÕt kÕ cèng lÊy n­íc 5.1 Bè trÝ cèng lÊy n­íc I. NhiÖm vô c«ng tr×nh vµ c¸c tµi liÖu thiÕt kÕ 1.NhiÖm vô c«ng tr×nh. Cèng cã nhiÖm vô lÊy n­íc t­íi ®Êt n«ng nghiÖp vµ cÊp n­íc sinh ho¹t cho c¸c hé quanh vïng. 2 .C¸c sè liÖu tÝnh to¸n: + Cao tr×nh MNC : +108 + Cao tr×nh MNDBT : +118.6 + Cao tr×nh MNLTK : + 120.62 + L­u l­îng thiÕt kÕ Q = 2 (m3/s) + CÊp c«ng tr×nh lµ cÊp III II.TuyÕn cèng vµ h×nh thøc cèng 1.TuyÕn cèng : §Ó thuËn tiÖn cho viÖc thiÕt kÕ, thi c«ng vµ phôc vô s¶n xuÊt, ®Ó ®¶m b¶o an toµn vÒ æn ®Þnh tuyÕn cèng, qua nghiªn cøu tµi liÖu thùc ®Þa chän tuyÕn cèng th¼ng gãc so víi trôc ®Ëp vµ n»m bªn vai ph¶i ®Ëp. 2. H×nh thøc cèng: Cèng ngÇm ®Æt d­íi ®Ëp ®Êt, mùc n­íc th­îng l­u thay ®æi nhiÒu nªn h×nh thøc cèng hîp lý nhÊt lµ cèng ngÇm kh«ng ¸p. Cèng cã mÆt c¾t h×nh ch÷ nhËt, vËt liÖu lµm cèng BTCT M200. Sö dông th¸p van ®Ó khèng chÕ l­u l­îng qua cèng. Trong th¸p van cã bè trÝ van c«ng t¸c vµ van söa ch÷a. VÞ trÝ ®Æt th¸p chän ë kho¶ng gi÷a m¸i th­îng l­u t¹i vÞ trÝ ®Æt cèng. Chän mÆt c¾t ngang cña cèng lµ mÆt c¾t ch÷ nhËt, vËt liÖu lµm cèng lµ bª t«ng cèt thÐp M200. Ta s¬ bé bè trÝ cèng nh­ sau: + Cao tr×nh ®¸y cèng ë cöa vµo thÊp h¬n MNC 1 m : Zcv= +107 m + Chän cao tr×nh cöa ra s¬ bé thÊp h¬n cao tr×nh cöa vµo 0,1 m ta tÝnh ®­îc chiÒu dµi cèng nh­ sau: - §o¹n tõ cöa vµo ®Õn th¸p van: L1 = 25,25 m. - §o¹n tõ th¸p van ®Õn cöa ra: L2 = 63,8 m. III. thiÕt kÕ kªnh h¹ l­u cèng Kªnh h¹ l­u cèng cã nhiÖm vô dÉn n­íc tõ h¹ l­u cèng trë l¹i s«ng cò. MÆt c¾t ngang kªnh ph¶i dÉn ®­îc l­u l­îng dïng n­íc lín nhÊt mµ vÉn kh«ng bÞ xãi. Kªnh h¹ l­u cèng ®­îc thiÕt kÕ tr­íc ®Ó lµm c¨n cø cho tÝnh to¸n thuû lùc cèng. 1. ThiÕt kÕ mÆt c¾t kªnh. MÆt c¾t kªnh h¹ l­u cèng ®­îc tÝnh to¸n víi l­u l­îng thiÕt kÕ tøc l­u l­îng dïng n­íc lín nhÊt : QTK = 2 ( m3/ s). C¨n cø vµo ®Þa chÊt n¬i tuyÕn c«ng tr×nh ®i qua ta s¬ bé chän c¸c chØ tiªu thiÕt kÕ nh­ sau: - Kªnh mÆt c¾t ch÷ nhËt, lµm b»ng bª t«ng - §é dèc ®¸y kªnh i = 0,001. - §é nh¸m lßng kªnh n = 0,014 X¸c ®Þnh ®é s©u dßng ®Òu trong kªnh theo ph­¬ng ph¸p mÆt c¾t lîi nhÊt vÒ thuû lùc: + TÝnh f(RLN) = = + Tõ f(RLN) vµ n = 0,014 tra phô lôc 8-1 b¶ng tra thñy lùc ta cã RLN = 0,43 m; + LËp tû sè tra phô lôc 8-3 b¶ng tra thñy lùc víi m = 0 ta cã = 2,5 ® h0 = = 2,5.0,43 = 1,075 (m) 5.2. tÝnh khÈu diÖn cèng I. Tr­êng hîp tÝnh to¸n: KhÈu diÖn cèng ph¶i tháa m·n ®iÒu kiÖn víi tr­êng hîp chªnh lÖch mùc n­íc th­îng h¹ l­u nhá nh­ng ph¶i ®¶m b¶o lÊy víi l­u l­îng qua cèng lµ l­u l­îng thiÕt kÕ trong mäi tr­êng hîp. Nh­ vËy tr­êng hîp tÝnh to¸n khÈu diÖn cèng lµ: - Mùc n­íc trong hå lµ MNC: 108 m - L­u l­îng thiÕt kÕ: Q = 2 (m3/s) - Cöa van më hoµn toµn II. S¬ ®å tÝnh: H×nh 5.2.1: S¬ ®å tÝnh to¸n thñy lùc x¸c ®Þnh khÈu diÖn cèng A. TÝnh bÒ réng cèng BÒ réng cèng ph¶i ®ñ lín ®Ó lÊy ®­îc l­u l­îng cÇn thiÕt Q khi chªch lÖch mùc n­íc th­îng h¹ l­u [] ®· khèng chÕ, tøc lµ ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn: Trong ®ã: Z = Z1 + Zp + ZL + Zv + Z2 +iL Z1 - Tæn thÊt cöa vµo Zp - Tæn thÊt do khe phai Zv - Tæn thÊt qua th¸p van ZL - Tæn thÊt qua l­íi ch¾n r¸c Z2 - Tæn thÊt ë cöa ra i - §é dèc trong cèng L - Tæng chiÒu dµi cèng - S¬ bé chän chiÒu réng cèng: bc = 1,4 m. - X¸c ®Þnh ®é s©u ph©n giíi hk trong cèng: = 0,6 m. - X¸c ®Þnh ®é dèc ph©n giíi trong cèng: ik = . Trong ®ã: wk - DiÖn tÝch ­ít: wk = bc.hk= 1,4.0,6 = 0,84 ( m2 ) ck - Chu vi ­ít : ck = bk + 2hk = 2,6 m . Rk - B¸n kÝnh thuû lùc : Rk = = 0,323 m Tõ Rk vµ ®é nh¸m n = 0,014 tra b¶ng thuû lùc ta cã = 35,44 Cã ik = 0,0045 1. Tæn thÊt cöa ra: Dßng ch¶y tõ bÓ tiªu n¨ng ra kªnh h¹ l­u coi nh­ mét s¬ ®å ®Ëp trµn ®Ønh réng ch¶y ngËp lóc ®ã: Z2 = Trong ®ã: b - BÒ réng cuèi bÓ tiªu n¨ng: b = 1,4 m. hh - ChiÒu s©u h¹ l­u øng víi l­u l­îng thiÕt kÕ: hh = 1,075 m. - HÖ sè l­u tèc tra phô lôc 14.13 b¶ng tra Thuû Lùc ® = 0,96 Vb - VËn tèc b×nh qu©n trong bÓ tiªu n¨ng. S¬ bé chän chiÒu s©u bÓ d = 0,8 m. Vb = = = 0,76 (m/s). Z2 = (m) 2. Tæn thÊt däc ®­êng: Tæn thÊt däc ®­êng trªn toµn bé chiÒu dµi cèng: i.L Trong ®ã : i - lµ ®é dèc däc cèng L - ChiÒu dµi cèng tõ cöa vµo ®Õn cöa ra Ta coi dßng ch¶y trong cèng lµ dßng ®Òu víi ®é s©u h1 = hh + Z2 = 1,075 + 0,068 = 1,143 (m) Khi ®ã ®é dèc trong cèng ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : i = Trong ®ã : Q : l­u l­îng thiÕt kÕ ; Q = 2 (m3/s) w : DiÖn tÝch mÆt c¾t ­ít : w = bc.h1 = 1,4.1,143 = 1,6002 9 (m2) c : Cu vi ­ít ; c = bc + 2h1 = 1,4 + 2.1,143 = 3,686 (m) B¸n kÝnh thuû lùc : R = = 0,434 (m) Tra phô lôc 8-2 b¶ng tÝnh thuû lùc víi n = 0,014 ta ®­îc = 42,59 ® i = 0,0009 VËy tæn thÊt däc ®­êng lµ : i.L = 0,0009.89,05 = 0,08 (m) 3. Tæn thÊt qua th¸p van: T¹i th¸p van cã bè trÝ hai van 1 van c«ng t¸c, 1 van söa ch÷a víi kÝch th­íc chiÒu réng mçi khe bv = 0,25 m, chiÒu s©u mçi khe hv = 0,25 m. Zv = = 0,0036 (m) ` Trong ®ã: - HÖ sè tæn thÊt qua van tÝnh theo theo QP tÝnh to¸n thuû lùc cèng d­íi s©u ta cã: = = 0,178 < 0,2 nªn = 0,05 Vv - VËn tèc dßng ch¶y t¹i vÞ trÝ khe van: Vv = = = 1,19 (m/s) LV - ChiÒu dµi cuèi cèng ®Õn th¸p van. h1 - ChiÒu s©u dßng ch¶y coi dßng ®Òu trong cèng sau van: h1 = hh + Z2 = 1,143 ( m). 4. Tæn thÊt l­íi ch¾n r¸c: L­íi ch¾n r¸c ®­îc lµm b»ng c¸c thanh dÑt: - ChiÒu dÇy mét thanh l­íi: S =10 mm. - Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c thanh l­íi: d = 50 mm - Gãc nghiªng cña mÆt l­íi so víi ph­¬ng ngang: a = 750 Tæn thÊt t¹i l­íi ch¾n r¸c ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: = 0,02 (m) Trong ®ã: VL - VËn tèc trung b×nh tr­íc l­íi: VL = = = 1,22 (m/s) xL - HÖ sè søc c¶n cña l­íi : = 0,273 b - HÖ sè phô thuéc vµo thanh lµm l­íi ch¾n r¸c, tra sæ tay kü thuËt thñy lîi : b = 2,42. a - Gãc nghiªng cña l­íi ch¾n r¸c so víi ®­êng n»m ngang; chän a = 75o S - ChiÒu dµy thanh thÐp: S = 10 mm d - Kho¶ng c¸ch gi÷a hai thanh thÐp kÒ nhau: d = 50 mm. 5. Tæn thÊt khe phai: T¹i cöa vµo cã bè trÝ hai khe phai víi kÝch th­íc chiÒu réng mçi khe bp = 0,25 m ; chiÒu s©u mçi khe hp = 0,25 m. Tæn thÊt khe phai ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Zp = = 0,0038 (m) Trong ®ã: - HÖ sè tæn thÊt qua van tÝnh theo theo QP tÝnh to¸n thuû lùc cèng d­íi s©u ta cã: = < 0,2 nªn = 0,05 Vp - VËn tèc dßng ch¶y t¹i vÞ trÝ khe phai: Vp= = = 1,224 (m/s) 6. Tæn thÊt cöa vµo: X¸c ®Þnh theo c«ng thøc ®Ëp trµn ch¶y ngËp: Z1 = = 0,145 (m ) Trong ®ã: e - HÖ sè co hÑp bªn cöa vµo: e = 0,9 jn - HÖ sè l­u tèc : jn = 0,95 Vo - L­u tèc tiÕn gÇn, coi gÇn ®óng Vo » 0. hcv- Cét n­íc sau cöa vµo: hcv = hp + Zp = 1,1704 (m) Tæng tæn thÊt tõ cöa vµo ®Õn cöa ra cèng: SZi = 0,145 + 0,0038 + 0,02 + 0,0036 + 0,08 + 0,068 = 0,32 (m) Chªnh lÖch mùc th­îng h¹ l­u cèng: [DZ] = MNC – Z®k- hh = 108 - 91,17 – 1,075 = 15,755 (m) VËy chän bÒ réng cèng bc = 1,4 (m) . III. TÝnh chiÒu cao cèng vµ cao tr×nh ®Æt cèng 1. ChiÒu cao mÆt cèng: ChiÒu cao mÆt c¾t cèng ®­îc x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn: Trong ®ã: h1 - ChiÒu s©u dßng ®Òu trong cèng: h1 = 1,143 (m) a - §é l­u kh«ng: a = ( 0,5 ¸ 1) m ; chän a = 0,7(m). => Hc = 1,143 + 0,65 = 1,793 (m) §Ó tiÖn cho viÖc kiÓm tra , söa ch÷a ta chän Hc = 1,8 ( m) 2. Cao tr×nh ®Æt cèng: - Cao tr×nh ®¸y cèng cöa vµo: Zv = 107 (m). - Cao tr×nh ®¸y cèng cöa ra: Zr = 106.9 (m) 5.3 . KiÓm tra tr¹ng th¸i ch¶y vµ tÝnh to¸n tiªu n¨ng I. Môc ®Ých tÝnh to¸n Khi mùc n­íc th­îng l­u cao chØ cÇn më mét phÇn cöa van ®Ó lÊy ®­îc l­u l­îng cÇn thiÕt. Do n¨ng l­îng cña dßng ch¶y qu¸ lín, dßng ch¶y ë ngay sau cöa van th­êng lµ dßng xiÕt. Dßng xiÕt nµy nèi tiÕp víi dßng ªm ë kªnh h¹ l­u qua n­íc nh¶y. Do ®ã cÇn tiÕn hµnh tÝnh to¸n ®Ó: - KiÓm tra n­íc nh¶y cã x¶y ra trong cèng kh«ng. - X¸c ®Þnh chiÒu s©u bÓ cÇn thiÕt ®Ó giíi h¹n n­íc nh¶y ngay sau cöa ra cña cèng, tr¸nh xãi lë kªnh h¹ l­u. II. Tr­êng hîp tÝnh to¸n Tr­êng hîp tÝnh to¸n tiªu n¨ng lµ: - Th­îng l­u lµ MNDBT - Cèng x¶ víi l­u l­îng thiÕt kÕ : Q = 2 (m3/s) III. x¸c ®Þnh ®é më cèng Cöa van më mét phÇn víi ®é më a, tÝnh theo s¬ ®å ch¶y tù do qua lç: Q = j.e.a.bc Trong ®ã: Q - L­u l­îng qua cèng Q = 2 (m3/s). j - HÖ sè l­u tèc, lÊy j = 0,95. e - HÖ sè co hÑp ®øng phô thuéc tû sè a/H a: §é më cöa van. bc: §é réng cña cèng( bc = 1,4 m). - Cét n­íc tÝnh to¸n tr­íc cöa van ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: = H0 - hW ; H0 = H + hW: Tæn thÊt cét n­íc tõ cöa vµo cho ®Õn cöa van v× cét n­íc H lín, cöa vµo thuËn, ta bá qua hW vµ ® = H = MNDBT - Ñ®¸y cöa vµo = 118,6 – 107 = 11,6 (m). X¸c ®Þnh ®é më cèng (a) theo ph­¬ng ph¸p tra b¶ng Giuc«pski TÝnh: F(tc) = ` Trong ®ã: Q - L­u l­îng qua cèng: Q = 2 (m3/s) j - HÖ sè l­u tèc j = 0,95 H'0- Cét n­íc tÝnh to¸n tr­íc cöa van: H'0 = 11,6 m. Þ F(tc) = = 0,038 Tra phô lôc 15 - 1 b¶ng tra thñy lùc ta ®­îc: tc = 0,009 vµ t"c = 0,175 F(tc) = 0,038 Tra phô lôc 16 - 1 b¶ng tra thñy lùc ta cã e = 0,611 ® a = = 0,17 (m ) ® hc = tc.H'0 = 0,1 (m). ® h"c = t"c.H0 = 2,03 (m). LÊy a = 0,2 (m) ; thay vµo kiÓm tra l­u l­îng qua cèng: Q = 0,95.0,611.0,2.1,4 = 2,4 (m3/s) VËy víi ®é më cèng a = 0,2 (m) ®¶m b¶o lÊy ®­îc l­u l­îng thiÕt kÕ. IV. kiÓm tra tr¹ng th¸i ch¶y trong cèng 1. X¸c ®Þnh ®­êng mÆt n­íc trong cèng sau th¸p van: a. §Þnh tÝnh ®­êng mÆt n­íc: - §é s©u co hÑp sau van: hc = e.a = 0,611.0,2 = 0,12 (m). - X¸c ®Þnh ®é s©u dßng ®Òu trong ®o¹n cèng sau th¸p van theo ph­¬ng ph¸p mÆt c¾t lîi nhÊt vÒ thuû lùc: + TÝnh f(RLN) = = 0,12 + Tõ f(RLN) vµ n = 0,014 tra phô lôc 8-1 b¶ng tra thñy lùc ta cã RLN = 0,44 (m) + LËp tû sè : ; Tra phô lôc 8-3 b¶ng tra thñy lùc víi m = 0 ta cã = 2,5 ® h0 = = 2,5.0,44 = 1,1 (m) `. - X¸c ®Þnh ®é s©u ph©n giíi hk trong ®o¹n cèng sau th¸p van: = = 0,6 (m). So s¸nh ta thÊy hc < hk < ho.VËy ®­êng mÆt n­íc trong cèng sau van lµ ®­êng n­íc d©ng C1. b. §Þnh l­îng ®­êng mÆt n­íc: Sö dông ph­¬ng ph¸p céng trùc tiÕp ®Ó vÏ ®­êng mÆt n­íc xuÊt ph¸t tõ mÆt c¾t co hÑp c-c ®Õn cuèi cèng. MÆt c¾t c-c th­êng lÊy c¸ch cöa van mét kho¶ng L = 1,4.a = 0,266 m. ChiÒu dµi tõ mÆt c¾t c-c ®Õn cuèi cèng lµ: 63,8 - 0,266 = 63,5 (m). Theo ph­¬ng ph¸p nµy kho¶ng c¸ch gi÷a 2 mÆt c¾t cã ®é s©u h1, h2 lµ: Trong ®ã: DL - Kho¶ng c¸ch gi÷a hai mÆt c¾t ; i - §é dèc cña dèc n­íc ; - §é dèc thñy lùc b×nh qu©n gi÷a 2 mÆt c¾t: = Víi J1 = ; J2 = D' - Chªnh lÖch tØ n¨ng gi÷a 2 mÆt c¾t: D' = '2 - '1 = - KÕt qu¶ tÝnh to¸n thÓ hiÖn trong b¶ng tÝnh 5.3.1 Qua b¶ng tÝnh to¸n ®­êng mÆt n­íc trong cèng ta thÊy cã xuÊt hiÖn n­íc nh¶y trong cèng . HiÖn t­îng nµy ¶nh h­ëng lín tíi an toµn cña cèng v× vËy ta cÇn ph¶i t×m c¸c biÖn ph¸p xö lý . 2. C¸c biÖn ph¸p xö lý : - Thay ®æi ®é dèc ®¸y cèng - Thay ®æi vÞ trÝ ®Æt th¸p van , cÇn dÞch chuyÓn th¸p van vÒ phÝa h¹ l­u - ChÊp nhËn cã n­íc nh¶y trong cèng , ph¶i tÝnh to¸n ®Ó x¸c ®Þnh ®é s©u sau n­íc nh¶y ®Ó ®¶m b¶o cho kh«ng ch¹m trÇn cèng . B¶ng 5.3.1: TÝnh to¸n ®­êng mÆt n­íc trONG CèNG SAU TH¸P VAN bc =1,4m i = 0,0009 L = 63.5m n = 0,014 h w v c R c j jbq i-jbq ' D' DL SDL (m) (m2) (m/s) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) 0.12 0.17 11.90 1.64 0.10 15.64 0.5795 7.3434 0.0 0.14 0.20 10.20 1.68 0.12 17.05 0.3580 0.4688 -0.4679 5.4470 -1.8964 4.05 4.1 0.16 0.22 8.93 1.72 0.13 18.35 0.2367 0.2973 -0.2964 4.2232 -1.2238 4.13 8.2 0.18 0.25 7.94 1.76 0.14 19.55 0.1648 0.2008 -0.1999 3.3904 -0.8328 4.17 12.3 0.2 0.28 7.14 1.80 0.16 20.66 0.1195 0.1422 -0.1413 2.8004 -0.5900 4.18 16.5 0.22 0.31 6.49 1.84 0.17 21.70 0.0896 0.1046 -0.1037 2.3691 -0.4313 4.16 20.7 0.24 0.34 5.95 1.88 0.18 22.66 0.0690 0.0793 -0.0784 2.0459 -0.3233 4.12 24.8 0.26 0.36 5.49 1.92 0.19 23.57 0.0543 0.0617 -0.0608 1.7987 -0.2471 4.07 28.9 0.28 0.39 5.10 1.96 0.20 24.43 0.0436 0.0490 -0.0481 1.6067 -0.1920 3.99 32.9 0.3 0.42 4.76 2.00 0.21 25.24 0.0356 0.0396 -0.0387 1.4557 -0.1510 3.90 36.8 0.32 0.45 4.46 2.04 0.22 26.00 0.0295 0.0325 -0.0316 1.3358 -0.1200 3.79 40.6 0.34 0.48 4.20 2.08 0.23 26.72 0.0247 0.0271 -0.0262 1.2398 -0.0960 3.66 44.2 0.36 0.50 3.97 2.12 0.24 27.41 0.0210 0.0228 -0.0219 1.1626 -0.0772 3.52 47.7 0.38 0.53 3.76 2.16 0.25 28.07 0.0179 0.0194 -0.0185 1.1003 -0.0623 3.36 51.1 0.4 0.56 3.57 2.20 0.25 28.69 0.0155 0.0167 -0.0158 1.0501 -0.0502 3.18 54.3 0.42 0.59 3.40 2.24 0.26 29.28 0.0135 0.0145 -0.0136 1.0097 -0.0404 2.97 57.3 0.44 0.62 3.25 2.28 0.27 29.85 0.0118 0.0127 -0.0118 0.9773 -0.0324 2.75 60.0 0.47 0.66 3.04 2.34 0.28 30.66 0.0098 0.0108 -0.0099 0.9409 -0.0364 3.67 63.7 3. X¸c ®Þnh vÞ trÝ n­íc nh¶y : VËn dông lý thuyÕt vÒ sù nèi tiÕp, tr­íc n­íc nh¶y lµ ®o¹n ch¶y xiÕt theo ®­êng n­íc d©ng CI b¾t ®Çu tõ mÆt c¾t co hÑp cã ®é s©u hc ®Õn mÆt c¾t I - I cã ®é s©u h'. Sau n­íc nh¶y lµ ®o¹n ch¶y ªm theo ®­êng n­íc h¹ BI b¾t ®Çu tõ mÆt c¾t II - II cã ®é s©u h'' ®Õn mÆt c¾t cöa ra cã ®é s©u hr . ë ®©y ta cã : hh = 1,075 (m) > hk v× vËy ta chän hr = 1,075 (m) - C¸ch x¸c ®Þnh vÞ trÝ n­íc nh¶y : + VÏ ®­êng mÆt n­íc CI b¾t ®Çu tõ mÆt c¾t C – C cã ®é s©u hc trë xuèng + VÏ ®­êng CI’ cã ®é s©u liªn hiÖp víi ®­êng CI b»ng c¸ch lÊy mét sè ®iÓm trªn ®­êng CI vµ tÝnh ra ®é s©u liªn hiÖp t­¬ng øng + Lïi ®­êng CI’ vÒ h¹ l­u mét ®o¹n b»ng chiÒu dµi n­íc nh¶y t­¬ng øng víi tõng ®é s©u h’’ ®­îc ®­êng CI” . VÏ ®­êng bI b¾t ®Çu tõ cöa cuèi cã ®é s©u hr vµ vÏ ng­îc trë lªn. + §­êng bI c¾t ®­êng CI’ t¹i mét ®iÓm cã ®é s©u h’’ . §ã chÝnh lµ ®é s©u sau n­íc nh¶y cã thÓ x¶y ra trong cèng Ta cã b¶ng tÝnh to¸n n­íc nh¶y trong cèng : l (m) h’(m) h’’(m) ln(m) l + ln(m) 0 0,12 1,8 8,1 8,1 4 0,14 1,65 7,425 11,425 6 0,15 1,6 7,2 13,2 8.5 0,16 1,5 6,75 15,25 10 0,17 1,48 6,66 16,66 Trong ®ã: h'' = vµ ln = 4,5 h''. l : kho¶ng c¸ch tõ mÆt c¾t co hÑp C - C ®Õn mÆt c¾t I - I cã ®é s©u tr­íc n­íc nh¶y t­¬ng øng. l + ln : kho¶ng c¸ch tõ mÆt c¾t C - C ®Õn mÆt c¾t II - II sau n­íc nh¶y. H×nh 5.2 : S¬ ®å tÝnh to¸n n­íc nh¶y trong cèng Ta ®­îc kÕt qu¶ sau tÝnh to¸n : + ChiÒu dµi n­íc nh¶y : ln = 6,66 (m) + §é s©u tr­íc n­íc nh¶y: h' = 0,17 ( m) + §é s©u sau n­íc nh¶y : h'' = 1,48 (m) + VÞ trÝ tr­íc n­íc nh¶y : l = 10 (m) + VÞ trÝ sau n­íc nh¶y : l + ln = 16,66 (m) Ta thÊy cèng cã chiÒu cao Hc = 1,8 ( m ),trong khi h'' = 1,48 ( m ) nªn n­íc nh¶y kh«ng ch¹m trÇn cèng . Do ®ã ta cã thÓ gia cè khíp nèi thi c«ng cèng trong ®o¹n cã n­íc nh¶y ®¶m b¶o cho cèng vÉn lµm viÖc b×nh th­êng khi cã n­íc nh¶y trong cèng. V. TÝnh to¸n tiªu n¨ng BÓ tiªu n¨ng cÇn ®¶m b¶o : hb ³ s.hc’’ Trong ®ã : hb lµ ®é s©u n­íc trong bÓ hb = hh + d + Z2 hh : Mùc n­íc h¹ l­u ; hh = 1,075 (m) d : ChiÒu s©u ®µo bÓ ; gi¶ thiÕt d = 0,8 (m) Z2 : Tæn thÊt t¹i cöa ra ; Z2 = 0,068 m s : ChØ sè ngËp ; s = 1,05 hc’’: §é s©u liªn hiÖp víi ®é s©u hc t¹i mÆt c¾t co hÑp C – C tÝnh víi n¨ng l­îng toµn phÇn Eo Ta cã : hb = 1,075 + 0,8 + 0,068 = 1,943 m - Eo = hr + + d hr : §é s©u cña dßng ch¶y t¹i mÆt c¾t cuèi cèng hr = hh = 1,075 m wr = hr.bc = 1,075.1,4 = 1,505 ( m2) = 1,328 (m/s) ® Eo = 1,96 (m) ® Tra b¶ng tÝnh thuû lùc ( b¶ng 15-1) ta ®­îc t"c = 0,57 h"c = t"c.E0 = 0,57.1,96 = 1,12 (m) ® s.h"c = 1,05.1,12 = 1,176 (m) Nh­ vËy hb ³ s.hc’’ ; ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn . Trong ®å ¸n nµy em kiÓm tra thÊy cã n­íc nh¶y trong cèng nh­ng ®¶m b¶o : h’’ < Hc , v× phÇn lín n¨ng l­îng tiªu hao ë ®o¹n n­íc nh¶y nªn ë h¹ l­u cèng chØ chän bÓ theo cÊu t¹o. ChiÒu dµi bÓ tiªu n¨ng : Lb = 6 (m) ChiÒu s©u bÓ tiªu n¨ng : db = 0,8 (m) 5.4 chän cÊu t¹o cèng I. Bé phËn cöa vµo vµ cöa ra : Cöa vµo vµ cöa ra ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn nèi tiÕp thuËn víi kªnh th­îng h¹ l­u cèng. - Cöa vµo bè trÝ t­êng h­íng dßng víi h×nh thøc më réng dÇn. Gãc chôm cña 2 r­êng h­íng dßng lÊy b»ng 180 , t­êng c¸nh vµ ®¸y lµm BTCT M200, chiÒu cao t­êng c¸nh h¹ thÊp dÇn theo m¸i. - Cöa ra lµm bÓ tiªu n¨ng BTCT M200, víi chiÒu réng b»ng chiÒu réng kªnh h¹ l­u, ®¸y bÓ cã lç tho¸t n­íc. II. th©n cèng 1. MÆt c¾t: - MÆt c¾t ngang cèng cã d¹ng mÆt c¾t ch÷ nhËt kÝch th­íc b x h = (1,4x 1,8) m. - Cèng hép ®­îc lµm b»ng BTCT M200 ®æ t¹i chç, c¸c gãc ®­îc lµm v¸t ®Ó tr¸nh øng suÊt tËp trung. - ChiÒu dµy thµnh cèng ®­îc x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn chÞu lùc, chèng thÊm vµ yªu cÇu cÊu t¹o. Theo ®iÒu kiÖn chèng thÊm cÇn ®¶m b¶o: t ³ = 0,45 m Trong ®ã: H - Cét n­íc lín nhÊt th­îng l­u: H = 13,62 (m) [J] - Gradien cho phÐp vÒ thÊm cña vËt liÖu bª t«ng, víi BTCT M200 cã trén phô gia chèng thÊm lÊy [J] = 30. S¬ bé chän chiÒu dµy cèng t = 0,5 m. 2. Ph©n ®o¹n cèng: Do cèng cã chiÒu dµi lín nªn ta ph©n cèng lµm nhiÒu ®o¹n ®­îc nèi víi nhau bëi khíp nèi. ChiÒu dµi mçi ®o¹n kho¶ng 10 (m). T¹i khe nèi cã ®Æt thiÕt bÞ chèng rß n­íc b»ng kim lo¹i, trong khe ®Æt bao t¶i tÈm nhùa ®­êng. 3. Nèi tiÕp th©n cèng víi nÒn: Cèng hép ®­îc ®æ trªn mét líp bªt«ng lãt M100 dµy 10cm réng thªm 20cm vÒ mçi thµnh cèng. 4. Nèi tiÕp th©n cèng víi ®Ëp: Dïng líp ®Êt sÐt luyÖn bao quanh cèng dµy 1 m . T¹i chç nèi tiÕp c¸c ®o¹n cèng lµm thµnh c¸c gê ®Ó nèi tiÕp víi cèng víi ®Êt ®­îc tèt , ngoµi ra cßn cã t¸c dông kÐo dµi ®­êng viÒn thÊm däc theo chiÒu dµi cèng. H×nh 5.3 : CÊu t¹o khíp nèi ®øng H×nh 5.4 : CÊu t¹o khíp nèi ngang III. Th¸p van Th¸p van ®­îc bè trÝ c¸ch ë gi÷a m¸i th­îng l­u. Trong th¸p van bè trÝ mét van söa ch÷a vµ mét van c«ng t¸c, bè trÝ lç th«ng h¬i sau th¸p van ®Ó tr¸nh hiÖn t­îng ch©n kh«ng trong cèng cã thÓ x¶y ra do n­íc nh¶y. MÆt c¾t th¸p van cã d¹ng h×nh ch÷ nhËt lµm b»ng BTCT M200, phÝa trong th¸p cã cÇu thang lªn xuèng, phÝa trªn th¸p cã bè trÝ nhµ qu¶n lý vµ ®Æt m¸y ®ãng më van. Nèi th¸p van vµ ®Ønh ®Ëp lµ cÇu c«ng t¸c réng 1,6 m; lan can cÇu cao 1m b»ng thÐp. Cao tr×nh sµn th¸p b»ng cao tr×nh ®Ønh ®Ëp. KÕt luËn Víi ®Ò tµi : “ ThiÕt kÕ hå chøa Cho Mo – Ph­¬ng ¸n 1’’ . Sau 10 tuÇn lµm ®å ¸n tèt ngiÖp , víi sù phÊn ®Êu nç lùc cña b¶n th©n vµ sù h­íng dÉn tØ mØ , tËn t×nh cña thÇy gi¸o PGS.TS NguyÔn ChiÕn vµ c¸c thÇy c« trong bé m«n thuû c«ng , em ®· hoµn thµnh ®å ¸n tèt nghiÖp ®óng thêi gian quy ®Þnh . Néi dông cña ®å ¸n bao gåm : Ch­¬ng I : Tæng quan vÒ c«ng tr×nh Ch­¬ng II : TÝnh to¸n thuû lîi Ch­¬ng III : ThiÕt kÕ ®Ëp chÝnh Ch­¬ng IV : ThiÕt kÕ ®­êng trµn Ch­¬ng V : ThiÕt kÕ cèng lÊy n­íc Trong qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n em ®· hiÓu ®­îc ®©y lµ mét phÇn c«ng viÖc cña m×nh ra tr­êng sau nµy vµ còng lµ dÞp ®Ó cñng cè kiÕn thøc cho b¶n th©n . Em còng tù hiÓu r»ng b¶n th©n cÇn cè g¾ng häc hái nhiÒu h¬n n÷a ®Ó cã thÓ trë thµnh ng­êi c¸n bé thiÕt kÕ thùc thô . Do thêi gian lµm ®å ¸n kh«ng nhiÒu , kiÕn thøc thùc tÕ ch­a cã nªn b¶n thiÕt kÕ cña em cã nhiÒu thiÕu sãt . Em rÊt mong nhËn ®­îc chØ b¶o , h­íng dÉn , s÷a ch÷a cña c¸c thÇy c« gi¸o ®Ó em cã thªm kiÕn thøc phôc vô cho c«ng c«ng viÖc sau nµy . Em xin ch©n thµnh c¸m ¬n c¸c thÇy gi¸o , c« gi¸o ®· tËn t©m gi¶ng d¹y , trau dåi kiÕn thøc, ®¹o ®øc cho em trong thêi gian häc tËp ë tr­êng , gióp em cã nh÷ng hµnh trang míi v÷ng tin b­íc tiÕp trªn con ®­êng em ®· lùa chän . Mét lÇn n÷a em xin ch©n thµnh c¸m ¬n thÇy gi¸o PGS.TS NguyÔn ChiÕn ®· tËn t©m chØ b¶o cho em hoµn thµnh ®å ¸n nµy . Em xin ch©n thµnh c¸m ¬n ! Hµ Néi , ngµy 10 th¸ng 5 n¨m 2006 Sinh viªn Lª Xu©n Huúnh Môc Lôc