Đồ án Môn học Thi công đập đất

ĐỒ ÁN MễN HỌC THI CễNG ĐẬP ĐẤT GVHD: TRẦN VĂN TOẢN SVTH: Lấ HUY THANH MỤC LỤC ĐỒ ÁN MễN HỌC THI CễNG THI CễNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM NẫN I. GIỚI THIỆU VỀ CễNG TRèNH 1.1. Vị trớ và nhiệm vụ cụng trỡnh 1.1.1. Vị trớ cụng trỡnh: Cụng trỡnh đầu mối hồ chứa nước IA-KO được xõy dựng trờn suối IA-Glỏe thuộc đất xó IA-KO, huyện Chư Sờ, tỉnh Gia Lai, cỏch thị xó Plõycu về phớa Tõy Nam khoảng 50 km. Khu hưởng lợi cú diện tớch đất tự nhiờn là 1200ha, nằm về phớa bắc xó IA-KO trải dài từ 13034’25” -13031’50” vĩ độ Bắc và từ 10705855” – 108002’15” kinh độ đụng. Khu tưới giới hạn bởi : - Phớa Bắc giỏp suối Ụa-Glỏe. - Phớa Nam giỏp suối Ụa –Lụ. - Phớa Đụng giỏp suối Ụa – Kụ. - Phớa Tõy giỏp chõn nỳi Chư Sờ. Nhỡn chung vựng trồng cõy cà phờ cú địa hỡnh dạng tương đối bằng phẳng, lượn súng nhẹ thấp về hai phớa Đụng và Tõy. Cao độ trung bỡnh là 460m, nơi cao nhất cú cao trỡnh 505m (khu tưới I), nơi thấp nhất cú cao trỡnh 404m (khu tưới II), độ dốc trung bỡnh của vựng từ 80 – 100, điều kiện khai thỏc thuận lợi cho cơ giới húa. 1.1.2. Nhiệm vụ cụng trỡnh: Cụng trỡnh thuỷ lợi IA-KO được xõy dựng trờn suối IA-Glỏe thuộc xó IA-KO, huyện Chư Sờ tỉnh Gia Lai, cỏch thị xó Plõy cu về phớa Tõy Nam khoảng 50 km. Cụng trỡnh thuỷ lợi IA- KO cú cỏc nhiệm vụ chớnh sau: + Cụng trỡnh cú nhiệm vụ cung cấp nươc tưới cho 800 ha cà phờ. + Tận dụng diện tớch mặt hồ tương đối rộng để nuụi trồng thuỷ sản. + Cải thiện điều kiện khớ hậu khắc nghiệt của khu vực xõy dựng cụng trỡnh và cỏc khu dõn cư lõn cận. 1.2. Kết cấu cụng trỡnh thủy cụng. 1.2.1. Dung tớch hồ chứa: Ứng với cao trỡnh mực nước hồ cú cỏc dung tớch sau: Mực nước dõng bỡnh thường : 31,6m ; W = 3,9.106 m3 Mực nước dõng gia cường : 34,2 m ; W = 4,884.106 m3 Mực nước chết : 23,8 m ; W = 0,994.106 m3 1.2.2. Đập đất: Đập đất được xõy dựng tại tuyến I, tại đầu khu tưới I (đó trồng cà phờ). Đõy là đập đồng chất đắp bằng đất được lấy từ cỏc bói vật liệu: bói I(thượng lưu bờ phải), bói II (thượng lưu bờ phải), bói III( hạ lưu bờ phải). Mỏi thượng lưu được lút lớp đỏ hộc dày 20cm tiếp theo là lớp đệm đỏ dăm và cỏt mỗi lớp cú bề dày 10cm cú cấu tạo như một tầng lọc ngược. Mỏi hạ lưu làm cỏc rónh tiờu nước bằng đỏ xõy dọc theo mỏi đập ở cao trỡnh cơ 457m. Nước mưa sẽ theo cỏc rónh chảy về chõn đập. Phần mỏi trờn cơ và dưới cơ (ngoài phạm vi lút đỏ ) làm cỏc rónh xiờn chứa cỏt sỏi, rónh chõn mỏi chia thành cỏc ụ vuụng cú kớch thước 4x4 m2, trog cỏc ụ trồng cỏ. Đỉnh đập được rải một lớp cấp phối, lởp trờn rải dăm sỏi dày 10cm, lớp dưới là cỏt dày 5cm. Phạm vi lũng suối từ cao trỡnh 452m đến chõn đập hạ lưu cú thiết bị thoỏt nước kiểu lăng trụ .Phạm vi hai bờn bờ dựng thiết bị thoỏt nước kiểu ỏp mỏi từ cao trỡnh 457m đến chõn đập. Thong qua tớnh toỏn ta xỏc định cỏc thụng số cơ bản của đập đất như sau: TT Thụng số Đơn vị Trị số 1 Cao trỡnh đỉnh đập m 464 2 Chiều rộng đỉnh đập m 5 3 Chiều cao đập lớn nhất m 15 4 Chiều dài đỉnh đập m 327 5 Cao trỡnh cơ thượng và hạ lưu Chiều rộng cơ m m 457 3 6 Mỏi đập thượng lưu mt Mỏi đập hạ lưu mh m m 3,5 3,75 7 Cao trỡnh đỉnh lăng trụ thoỏt nước m 452 8 Dung trọng đất đắp thiết kế T/m3 1,3 1.2.3. Cống lấy nước: Vị trớ cống được bố trớ ở bờ trỏi dưới đập chớnh. Dựa vào kết quả tớnh toỏn bồi lắng lũng hồ theo tuổi thọ cụng trỡnh xỏc định được MNC = 455,5m và chọn cao trỡnh đấy cống là 454,4m. Hỡnh thức cống : chọn hỡnh thức cống hộp được làm bằng BTCT M200, cú thỏp van đặt ở mỏi thượng lưu. Cỏc kớch thước của cống như sau: TT Thụng số Đơn vị Trị số Cao trỡnh đỏy cửa vào m 454,4 Chiều dài cống m 65 Mặt cắt ngang cống bxh m 0,9x1,2 Độ dốc cống i 0,003 Chiều dày thành cống m 0,4 Lưu lượng thỏo qua cống m3/s 1,4 Mỏy đống mở Bộ 1 Lưới chắn rỏc Chiếc 2 1.2.4.Tràn xả lũ: Tràn xả lũ bố trớ ở phần vai phải đập chớnh. Hỡnh thức tràn đỉnh rộng khụng cú van, nối tiếp với hạ lưu bằng dốc nước và tiờu năng bằng bể tiờu năng. Trờn tràn bố trớ cầu dõn dụng để tiện quản lý, vận hành và sửa chữa khi cần thiết. Cỏc thụng số cơ bản của tràn xả lũ: TT Thụng số Đơn vị Trị số Cao trỡnh ngưỡng tràn m 459,8 Bề rộng tràn(kể cả trụ bin) m 30,8 Lưu lượng thỏo qua tràn m3/s 175,55 Cột nước tràn m 2,56 Độ dốc tràn % 8 Chiều dài tràn m 149,6 Cỏc kớch thước cơ bản của cầu qua tràn và dốc nước: TT Thụng số Đơn vị Trị số Bbề rộng cầu m 5 Chiều dài cầu m 32,4 Cao trỡnh mặt cầu m 464 Chiều rộng dốc nước m 20 Chiều dài dốc nước m 137,1 1.2.6. Kờnh và cụng trỡnh trờn kờnh: Kờnh chớnh sau đoạn cống lấy nước đi qua vựng đồi và đầm, đỉnh bờ kờnh rộng 2m, cao 1,5m, đỏy kờnh trựng với đỏy cống lấy nước, rộng bằng bề rộng cống, cú độ dốc i=0,001. Kờnh nhỏnh và kờnh cấp I tiết diện nhỏ, khối lượng cụng tỏc lớn đi qua khu ruộng và bờ đờ, cụng trỡnh trờn kờnh cú khối lượng nhỏ và phõn tỏn. 1.2.7. Cấp cụng trỡnh: Dựa vào tớnh chất của đất nền và chiều cao đập, theo TCXDVN – 285 - 2002 ta xỏc định được cấp của cụng trỡnh là cấp IV. 1.2.8. Thời gian thi cụng: Cụng trỡnh được xõy dựng trong 3 năm kể từ ngày khởi cụng. 1.3. Điều kiện tự nhiờn khu vực xõy dựng cụng trỡnh 1.3.1 Điều kiện địa hỡnh: Cụng trỡnh đầu mối hồ chứa nước IA-KO được xõy dựng trờn suối IA-Glỏe thuộc đất xó IA-KO, huyện Chư Sờ, tỉnh Gia Lai, cỏch thị xó Plõycu về phớa Tõy Nam khoảng 50 km. Khu hưởng lợi cú diện tớch đất tự nhiờn là 1200ha, nằm về phớa bắc xó IA-KO trải dài từ 13034’25” -13031’50” vĩ độ Bắc và từ 107058’55” – 108002’15” kinh độ Đụng. Khu tưới giới hạn bởi : - Phớa Bắc giỏp suối Ụa-Glỏe. - Phớa Nam giỏp suối Ụa –Lụ. - Phớa Đụng giỏp suối Ụa – Kụ. - Phớa Tõy giỏp chõn nỳi Chư Sờ. Nhỡn chung vựng trồng cõy cà phờ cú địa hỡnh dạng tương đối bằng phẳng, lượn súng nhẹ thấp về hai phớa Đụng và Tõy. Cao độ trung bỡnh là 460m, nơi cao nhất cú cao trỡnh 505m (khu tưới I), nơi thấp nhất cú cao trỡnh 404m (khu tưới II), độ dốc trung bỡnh của vựng từ 80 – 100, điều kiện khai thỏc thuận lợi cho cơ giới húa. Trung tõm Khoa học & triển khai KTTL đó tiến hành đo đạc cỏc tài liệu sau: - Bỡnh đồ lũng tỷ lệ 1/2000. - Bỡnh đồ khu đầu mối tỷ lệ 1/500. - Bỡnh đồ khu tưới (đập, cống & tàn ) tỷ lệ 1/ 500. - Trắc dọc cỏc tuyến. 1.3.2. Điờu kiện địa chất: Qua xem xột lại thực địa, phõn tớch một số mẫu đất xột về nguyờn nhõn thành tạo, địa chất vuựng được phõn ra thành cỏc lớp theo thứ tự từ trờn xuống dưới như sau: - Lớp 1 :bựn sột hữu cơ, màu xỏm đen , xỏm xanh. Trạng thỏi dẻo chảy, đất yếu, nguồn gốc aluvi. Bề dày lớp này khoảng hơn 1m phõn bố dọc lũng suối. - Lớp 2: ỏ sột màu nõu nhạt, tạng thỏi bở lẫn rễ cõy đang phõn hủy, kết cấu xốp, bề dày từ 0,5 -1,5m. Diện tớch phõn bố hẹp ở vai đập. - Lớp 3: đất sột màu nõu sẫm, trạng thỏi nử cứng, đất sượng đồi đồng nhất, bề dày từ 4,5 -6m. Diện phõn bố rộng ở vai đập. - Lớp 4: đõy là sản phẩm phong húa gần hoàn toàn của đỏ Riolit thành sột cú lẫn dăm mềm, phần cũn lại vẫn giữ ffược kiến trỳc lỗ rỗng của đỏ, đất hạt. 1.3.3. Đặc điểm khớ hậu: Địa bàn dự ỏn nằm trong vựng khớ hậu nhiệt đới giú mựa cao nguyờn, trong năm cú 2 mựa , nhiệt độ trung bỡnh năm là 21,80 C; nhiệt độ cao vào cỏc thỏng 4,5,6. Nhiệt độ cao nhất đo dược vào thỏng 4 là 360 C. Nhiệt độ thấp nhất đo được vào cỏc thỏng 12 và thỏng 1, nhiệt độ thấp nhất đo được là 5,70 C. Mựa mưa tại vựng xõy dựng cụng trỡnh bắt đầu từ rất sớm, kộo dài từ thỏng 5 tới thỏng 10. Độ ẩm khụng khớ tương đối cao, nhất là vào cỏc thỏng mựa mưa, dao động từ 80-90%. Lượng mưa trung bỡnh nhiều năm là khoảng 1664mm, lượng mưa mựa mưa chiếm tới 90% lượng mưa cả năm.Mự khụ bắt đầu từ thỏng 11 đến thỏng 5 năm sau, lượng mưa mựa khụ chỉ chiếm 10% lượng mưa cả năm. Trung bỡnh một năm cú 154 ngày mưa, trong đú cú 40 ngày dụng. Trung bỡnh một năm cú 2377 giờ nắng, nắng nhiều nhất vào cỏc thỏng mựa khụ, từ thỏng 12 đến thỏng 4. Trung bỡnh một thỏng cú trờn 230 giờ nắng. Lượng bốc hơi bỡnh quõn nhiều năm tại Plõy cu là 914mm (đo bằng ống Piche). Lượng bốc hơi lớn nhất vào cỏc thỏng 2 đến thỏng 5 là cỏc thỏng mưa ớt, nhỏ nhất là vào thỏng 11 lạnh ẩm. Lượng mưa lớn nhất vào thỏng 3, thỏng 4 khi nhiệt độ khụng khớ bắt đầu tăng, cỏc thỏng mựa mưa lượng bốc hơi giảm, lượng bốc hơi nhỏ nhất vào cỏc thỏng mự đụng. Tốc độ giú trung binh năm là 3m/s, tốc độ cao nhất cố thể đạt đến 28m/s. Hướng giú thịnh hành về mựa khụ là Đụng Bắc, hướng giú về mựa mưa là Tõy nam. 2. Cỏc đặc trưng khớ tượng khu vực - Nhiệt độ khụng khớ Nhiệt độ cao nhất : 41,2o C Nhiệt độ thấp nhất : 19,0o C Nhiệt độ trung bỡnh nhiều năm : 23,2o C - Độ ẩm tương đối Trung bỡnh nhiều năm : 84% Thấp nhất trong năm : 13% - Số giờ nắng trung bỡnh trong nhiều năm : 1620,9 giờ - Tốc độ giú: Tốc độ giú lớn nhất trong năm : 28m/s Tốc độ giú lớn nhất bỡnh quõn : 17,7m/s - Bốc hơi trung bỡnh thỏng và năm: Bốc hơi trung bỡnh thỏng : 63,55mm Bốc hơi trung bỡnh năm : 76,26mm 3. Cỏc đặc trưng về mưa Khu vực xõy dựng nằm trong vựng nhiệt đới giú mựa. Mựa mưa từ thỏng 5 đến thỏng 10, mựa khụ từ thỏng 11 đến thỏng 4. - Lượng mưa theo bỡnh quõn nhiều năm : x = 1772mm - Lượng mưa theo tần suất P = 50 % : x = 1736,6mm - Lượng mưa theo tần suất P = 75 % : x = 1470,8mm - Lượng mưa theo tần suất P = 80 % : x = 1417,6mm 4. Tỡnh hỡnh sụng suối trong khu vực Vựng Phỳ Cường cú cỏc suối nội địa như: suối Nhạ, suối Bằng, suối Quốc, suối Mon. Cỏc suối này cú độ dốc lớn bắt nguồn từ dốc nỳi tạo nờn lũ tập trung nhanh gõy tỡnh trạng ỳng ngập khu sản xuất, phỏ hoại hoa màu và xúi mũn đất canh tỏc. Cỏc suối này chạy theo hướng từ Đụng sang Tõy đều đổ ra sụng Đà. Do độ dốc lớn và rừng đầu nguồn bị phỏ hoại do khai thỏc khụng hợp lý, vỡ vậy mựa mưa sinh lũ lớn, mựa khụ dũng chảy kiệt nhỏ. Ngoài cỏc sụng suối nội địa trờn, khu Phỳ Cường cũn chịu ảnh hưởng của sụng Đà. 1.3.3. Cỏc đặc trưng thủy văn và cỏc yếu tố dũng chảy vựng cụng trỡnh đầu mối: Hồ Đầm Bài dự kiến xõy dựng trờn Suối Bằng. Diện tớch lưu vực tớnh đến tuyến đập đo được 16,6 km2. Lưu lượng dũng chảy ứng với tần suất 10 % của cỏc thỏng mựa khụ như sau: Nhúm Thời gian thi cụng Lưu lượng dũng chảy theo thỏng mựa khụ Q(m3/s) 11 12 1 2 3 4 I 2 1,6 0,5 0,55 0,4 0,5 1,6 II 3 1,7 0,6 0,65 0,5 0,6 1,7 III 2 1,8 0,7 0,75 0,6 0,7 1,8 IV 3 1,9 0,8 0,85 0,7 0,8 1,9 V 2 2,0 0,9 0,95 0,8 0,9 2,0 VI 3 2,1 1,0 1,1 0,9 1,0 2,1 VII 2 2,2 1,1 1,2 1,0 1,1 2,2 VIII 3 2,3 1,2 1,3 1,1 1,2 2,3 IX 2 2,4 1,3 1,4 1,2 1,3 2,4 X 3 2,5 1,4 1,5 1,3 1,4 2,5  Quan hệ Q~Z ở hạ lưu tuyến đập: Q(m3/s) 0 13 68 190 333 539 Zhạ(m) 17,6 18 18,5 19 19,5 20 Dũng chảy lũ thiết kế: Ứng với tần suất 10 % ta cú lưu lượng đỉnh lũ Qmax theo nhúm: Nhúm I II III IV V VI VII VIII IX X Qlũ(m3/s) 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 Tổng lượng lũ thiết kế W = 7,5.106 m3 Quan hệ dung tớch hồ và cao trỡnh mực nước ngầm như sau: Zhồ(m) 24,6 25,5 28,9 31,6 32,6 34,6 Vhồ(103 m3) 700 905 2113 2747 3406 3900 1.3.4. Động đất: Khu vực xõy dựng cụng trỡnh cú động đất cấp 7. 1. 4. Nguồn vật liệu xõy dựng. 1.4.1. Vật liệu đất: - Mỏ A nằm phớa vị trớ đập tràn, cỏch tuyến đập 400m, gồm chủ yếu là lớp đất sột và cú lớp ỏ sột từ trung đến nặng cú lẫn dăm sạn xen kẹp, lớp này cú lỳc ở dưới, ở giữa và ở trờn lớp đất sột. Bề dày khai thỏc tương đối đồng đều 2á2,5m. Trữ lượng 134.103m3. - Mỏ B nằm ở thượng lưu tuyến đập, tại cao trỡnh 21m, cỏch tuyến đập 500m gồm cỏc loại đất: ỏ sột, sột, bề dày trung bỡnh 2,8m. Trữ lượng 115.103m3. - Mỏ D nằm ở sau vai trỏi tuyến đập. Mỏ này chủ yếu là đất sột, bề dày trung bỡnh 2,5m cỏch tuyến đập 800m, trữ lượng 123.103m3. - Mỏ E nằm phớa thượng lưu tuyến đập, cỏch tuyến đập khoảng 1500m, bề dày khoảng 2,4m, gồm đất sột, ỏ sột. Bốn mỏ đất gồm hai loại nguồn gốc chớnh là Eluvi và Deluvi. Đất ở bốn mỏ này đều dựng để đắp đập được. 1.42. Cỏt, đỏ, sỏi Dựng đỏ vụi ở mỏ Bache, đỏ ở đú rất tốt dựng trong cỏc cụng trường xõy dựng. Mỏ này cỏch tuyến đập 6 á7km. Vỡ sỏi ớt nờn dựng đỏ dăm ở mỏ Bache để đổ bờ tụng, cỏt phõn bố dọc sụng Đà dựng làm cốt liệu rất tốt, cự ly vận chuyển khoảng 5 á10km. 1.5. Giao thụng vận tải Cụng trỡnh nằm ở huyện Kỳ Sơn cỏch quốc lộ 6 khoảng 12km. Đường đến cụng trỡnh chủ yếu sử dụng bờ đờ sụng Đà. Đoạn từ xúm Tõn Lập đến quốc lộ 6, đoạn này chủ động để cho xe mỏy qua lại chở vật liệu vào thi cụng. Đoạn qua Ngũi Mai cần làm ngầm tạm cho xe mỏy vào thi cụng. Tất cả cỏc con đường trờn cụng trường là đường cấp 3, chiều rộng đường 6 m, lợi dụng đường đồng mức và đường mũn cũ, kết hợp mở rộng thờm cho đạt yờu cầu đi lại. 1.6. Điều kiện dõn sinh kinh tế Dõn sống trong vựng xõy dựng cụng trỡnh gồm dõn tộc Kinh và Mường, trong đú dõn tộc Mường chiếm 80 %. Nghề chớnh là làm ruộng và đi rừng, điều kiện sinh hoạt thấp kộm. 1.7. Khả năng cung cấp điện nước 1.7.1. Cung cấp điện Cỏch cụng trỡnh cú đường dõy cao thế 35KV chạy qua. Cú hai phương ỏn cung cấp điện: Sử dụng điện lưới. Sử dụng điện mỏy phỏt. 1.7.2. Cung cấp nước Gần khu vực xõy dựng cú nước suối Bằng và hồ Đầm Bài, cú đủ chất lượng và số lượng theo yờu cầu, nờn sử dụng nguồn nước này để cung cấp nước cho xõy dựng và thi cụng. 1. 8. Điều kiện thi cụng + Khởi cụng ngày 01/10/2006. + Cụng trỡnh đầu mối thủy lợi do Cụng ty Dịch vụ và Hợp tỏc Nước ngoài thuộc Bộ Nụng nghiệp và Phỏt triển Nụng thụn đảm nhận thi cụng. + Vật tư thiết bị cung cấp đến chõn cụng trỡnh theo đỳng tiến độ. + Mỏy múc đảm bảo cho việc thi cụng. + Nhà thầu cú khả năng tự huy động vốn đỏp ứng nhu cầu thi cụng. + Thời gian thi cụng 2-3 năm. Chương 2. Công tác dẫn dòng thi công 2.1 Mục đích ,ý nghĩa ,nhiệm vụ và các nhân tố ảnh hưởng tới dẫn dòng thi công 2.1.1.Mục đích ,ý nghĩa : +Công trình thuỷ lợi xây dựng trên các lòng sông suối kênh rạch nên trong quá trình thi công không tránh khỏi những ảnh hưởng bất lợi của dòng nước mặt ,nước ngầm ,nước mưa …;Khối lượng công trình thường lớn điều kiện thi công ,địa hình ,địa chất thường không thuận lợi ;trong quá trình thi công một mặt phảI đảm bảo hố móng được khô ráo ,một mặt phảI đảm bảo các yêu cầu đùng nước hạ lưu tới mức tối đa . Do vậy khi thi công công trình thuỷ lợi phải tiến hành dẫn dòng thi công để dẫn nước từ thượng lưu về hạ lưu ,đảm bảo cho hố móng được khô ráo mà vẫn đảm bảo được yêu cầu lợi dụng dòng nước trong quá trình thi công . +Biện pháp dẫn dòng ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch và tiến dộ thi công của toàn bộ công trình ,ảnh hưởng đến hình thức kết cấu ,chọn và bố trí công trình thuỷ lợi đầu mối ,chọn phương pháp thi công và bố trí công trường và ảnh hưởng đến giá thành công trình . 2.1.2.Nhiệm vụ : Công tác dẫn dòng thi công có nhiệm vụ sau : +Đắp đê quai bao quanh hố móng ,bơm cạn nước và tiến hành và tiến hành công tác nạo vét ,xử lý nền và xây móng công trình . +dẫn nước sông từ thượng lưu về hạ lưu qua các công trình dẫn dòng đã được xây dựng xong trước khi ngăn dòng . 2.1.3.các nhân tố ảnh hưởng tới dẫn dòng thi công a ,Điều kiện thuỷ văn : Người ta dựa vào đièu kiện thuỷ văn của dòng sông để chọn phương án dẫn dòng ;vì rằng lưu lượng ,lưu tốc ,mực nước lớn hay nhỏ,biến đổi nhiều hay ít ,mùa lũ hay mùa khô dài hay ngắn đều trực tiếp ảnh hưởng đến việc chọn phương án dẫn dòng. b. Điều kiện địa hình . cấu tạo địa hình của lòng sông và hai bờ tại khu vực công trình đầu mối thuỷ lợi có ảnh hưởng trực tiếp đến việc bố trí các công trình ngăn nước và dẫn dòng thi công . c.Điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn Điều kiện địa chất ảnh hưởng đến mức độ thu hẹp của lòng sông ,kết cấu công trình dẫn nước ,hình thức cấu tạo và phương pháp thi công đê quai . đ. Điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy Trong thời gian thi công vẫn phảI đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng chảy tới mức cao nhất như tưới ruộng ,phát điện ,vận tảI thuỷ nuôI cá ,nước cho sinh hoạt và công nghiệp … e.Cấu tạo và sự bố trí công trinh thuỷ lợi Giữa công trình thuỷ lợi đầu mối và phương án dẫn dòng thi công có mối liên hệ trực tiếp với nhau .Khi thiết kế công trình thuỷ lợi đầu tiên phảI chọn phương án dẫn dòng .Ngược lại khi thiết kế tổ chức thi công phảI thấy rõ ,nắm chắc đặc điểm cấu tạo và sự bố trí công trình để có kế hoạch khai thác và lợi dụng chúng vào việc dẫn dòng .Chỉ có như vậy thì bản thiết kế mới có khả năng hiện thực và có giá trị cao về kinh tế . f.Điều kiện và khả năng thi công. Bao gồm : thời gian thi công ,khả năng cung cấp thiết bị ,nhân lực ,vật liệu,trình độ tổ chức và quản lý thi công . Tóm lại ,có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến việc chọn phương án dẫn dòng .Do đó khi thiết kế dẫn dòng cần phảI điều tra cụ thể ,nghiên cứu kỹ càng và phân tích toàn diện đẻ chọn phương án dẫn dòng hợp lý ,có lợi cả về kinh tế và ký thuật. 2.2.Nêu phương án dẫn dòng và chọn phương án dẫn dòng thi công . 2.2.1.Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công 2.2.1.1.chọn tần suất dẫn dòng thiết kế . Chọn theo TCVN: Bảng 4.6 trang 16 TCVN 285-2002 theo cấp công trình .Với công trình cấp IV thì tần suất dẫn dòng thiết kế là 10%. 2.2.1.2.Chọn thời đoạn dẫn dòng thiết kế +Thời gian thi công : 2 năm +Đặc điểm thuỷ văn: Thời gian thi công lớn hơn 1 mùa khô 2.2.1.3.Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công -Vì thời gian thi công lớn hơn 1 mùa khô nên lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công là lưu lượng lớn nhất trong năm ứng với tần suất dẫn dòng thiết kế. Vậy ta chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công mùa khô là 5,3 m3/s.Lưu lượng thiết kế dẫn dòng mùa lũ là 275 m3/s . 2.3.3 Đề xuất phương án dẫn dòng thi công Năm XD Thời gian Lưu lượng dẫn dòng (m3/s) Hình thức dẫn dòng Các công việc cần làm (1) (2) (3) (4) (5) I Mùa kiệt 1/11-30/5 5,3 -Dẫn dòng qua lòng sông tự nhiên -Đào kênh dẫn của cống lây nước. -Thi công cống lấy nước -Thi công một phần đập chính bờ phảI đến cao trình 457 m - Mở móng tràn. Mùa lũ 1/6-30/10 275 -Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp -Tiếp tục thi công phần đập chính bừ phải đến cao trình 464m. -Thi công tràn xả lũ. II Mùa kiệt 1/11-30/5 5,3 -Dẫn dòng qua cống ngầm -Ngăn dòng -Thi công đập phần lòng sông đến cao trình vượt lũ Mùa lũ 1/6-30/10 275 -Dẫn dòng qua tran xả lũ -hoàn thiện đập chính. 2.4.Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp. 2.4.1 .Mục đích -Xác định quan hệ Q~Ztl khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp -Xác định cao trình đỉnh đập chống lũ cuối mùa khô. -Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy . 2.4.2.Nội dung tính toán -Sơ đồ tính toán : - Căn cứ vào lưu lượng dẫn dòng về mùa lũ và quan hệ Q~Zhl ta xác định được Zhl=450,88 m -Giả thiết DZgt= 0,14 m ịZtl=Zhl+DZgt =450,88+ 0,14=451,02(m) Đo diện tích trên mặt cắt ngang được : +Diện tích ướt của lòng sông w1= 449,4(m2) + Diện tích ướt của hố móng w2=262(m2) Tính lại DZtt=-;với Vc===1,54 (m3/s) Vo===0,61(m3/s) DZtt=-=0,14(m) Vậy DZtt ằ DZgt ,điều giả sử là đúng -Xác định mực nước sông thượng lưu về mùa khô và mùa lũ : +Mùa khô +Mùa lũ Ztl=Zhl+DZgt =450,88+0,14+ 0,482 =451,02 (m) -Xác định phạm vi hố móng cho giai đoạn đầu : giới hạn từ AB về bên phải (thể hiện trên mặt cắt dọc đập ) -Xác định mức độ thu hẹp lòng sông: K=.100%==58,3 % Vậy 30%<K<60% vậy phương án trên là hợp lí. 2.4.4.ứng dụng kết quả tính toán -Xác định cao trình đắp đập vượt lũ Zvl=ZTL+d = 451,02+0,6 = 451,62(m) (d là độ vượt cao đảm bảo an toàn ) -Kiểm tra khả năng xói nền : Đất nền đáy sông là bùn á sét đến bùn sét chứa nhiều hữu cơ ở trạng thái chảy dẻo kém chặt [V]kxnền=0,5(m/s) ; vậy Vc>[Vc]kxnền ,vậy lòng sông bị xói -Kiểm tra khả năng xói đầu đập [V]kxđập=2,5(m/s)>Vc nên đầu đập cũng bị xói ,vì vậy phải gia cố lòng sông và đầu đập -Biện pháp gia cố :vì lớp bùn đáy sông là đất yếu sẽ phải bóc bỏ khi thi công đập nên ta tiến hành bóc bỏ nó để mở rộng lòng sông,tăng tiết diện ,tức là giảm nhỏ Vc.Mặt khác đất lòng sông mới cũng có khả năng chống xói tốt hơn ta bóc bỏ lớp bùn sét đi khoảng 1 m. 2.5.Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua cống ngầm . Khi thi công vào mùa kiệt năm thứ 2 thì tiến hành dẫn dòng qua cống ngầm ,đây là cống lấy nước lâu dài ,vì sau cống chưa có sẵn kênh lấy nước do vậy ta tiến hành làm 1 kênh tạm dẫn nước từ cống về hạ lưu . Chọn kích thước của kênh như sau : +Cao trình đầu kênh bằng cao trình đáy cống ngầm Hđk=454,21 m +Bề rộng đáy kênh B=1,5 m +Hệ số mái m=1,5 +Độ dốc của kênh i=0,001 +chiều dài kênh Lkênh=146 m - Cống ngầm được xây dựng phía bờ trái dưới chân đập chính có các thông số kỹ thuật sau: Cống ngầm có dạng hộp làm bằng bê tông cốt thép với dạng mặt cắt hình chữ nhật bxh= 0,9x1,2 (m). Cao trình đáy cửa vào: +454,4 m. Cao trình đáy cửa ra: +454,21 m. Chiều dài của cống ngầm: L = 65 m. Độ dốc đáy cống: i = 0,003. Độ nhám lòng cống: n = 0,017. 2.5.1.Mục đích của tính toán thuỷ lực dẫn dòng -Lợi dụng công trình lâu dài dể dẫn dòng -Xác định mực nước trước cống để xác định cao trình đỉnh đê quai thượng lưu -Kiểm tra sự an toàn của cống khi dẫn dòng. 2.5.2.Nội dung tính toán Ta chỉ cần tính toán thuỷ lực qua cống ngầm ứng với cấp lưu lượng thiết kế dẫn dòng từ đó xác định cao trình đỉnh đê quai thiết kế .Tuy nhiên lưu lượng thiết kế là lưu lượng lớn nhất trong thời đoạn dẫn dòng ,do vậy có thể chưa cần đắp đê quai ngay đến cao trình thiết kế ,ta cần tính với các cấp lưu lượng khác nhau để xác định cao trình mực nước thượng lưu tương ứng vẽ quan hệ Q~Ztl.Từ đó xác định cao trình đê quai cần đắp trong các thời đoạn khác nhau dựa vào lưu lượng trong thời gian đó .ở đây do thời gian hạn chế chỉ tính với cấp lưu lượng thiết kế. -Trình tự tính toán : Giả thiết Qi=5,3(m3/s) : Dùng phương pháp cộng trực tiếp xác định được độ sâu nước đầu kênh sau cống hđk Với: . . Vởy: . f(Rln)= . f(Rln)= . Tra bảng (8-1)_BTTL ta được: Rln= 0,71 (m). ị Tra bảng (8-3)_BTTL với m= 1,5 ị Vậy độ sâu dòng đều của kênh là: (m). Ta thấy hk <ho - Xuất phát từ hạ lưu ta vẽ đwngf mặt nước với : =146-10=136m-Từ các số liệu trên ta có bảng tính đường mựt nước trong kênh như sau: Từ kết quả tính ta có: hn =hđk =1,146m Giả thiết trạng thái chảy qua cống là chảy có áp Áp dụng cụng thức tớnh thủy lực qua vũi hoặc ống ngắn: -Vì hn=1,146m>d/2=0,6m nên ta có công thức tính lưu lượng qua cống như sau : Với ; Tổn thất cục bộ gồm tổn thất cửa vào và tổn thất do mở rộng sau mặt cắt co hẹp xvào=0,15 xmở rộng=(1-)2=(-1)2=0,5 R=0.257 (m); C=46.88 ;C2.R=564,875 jc==0,505 Thay vào ta có H0=2.953 m. Bỏ qua Vo thì H=Ho=2,953 m;Vì H=2,953>1,4d=1,68 m nên theo Hứa Anh Đào thì trạng thái chảy của cống là chảy có áp .Vậy điều giả sử là đúng . 2.5.3.ứng dụng kết quả tính toán -Xác định cao trình đắp đập : Zđ đ = Ztl +d Ztl =Zđc +H=22,54+2,953=25,493(m) ;d=0,6 m Vậy Zđ đ =25,493+0,6=26.093 ằ26,1 m -Xác định cao trình đê quai thượng lưu Zđ q = Ztl +d=25,493+0,5=26 m -Kiểm tra khả năng xói nền Vmax=1,758 m/s >[V]kx= k.Q0,1 =0,57.2,50,1 = 0,625(m/s).Vậy kênh bị xói phảI tiến hành gia cố lòng kênh . -Biện pháp bảo vệ:Vì kênh ko dài lắm nên ta bảo vệ chống xói bằng cách rảI đá 2.7.Tính toán thuỷ lực dẫn dòng qua tràn tạm . 2.7.1.Mục đích Tràn tạm dùng để dẫn dòng vào mùa lũ năm thứ 2 .Mục đích tính toán thuỷ lực dẫn dòng nhằm : -Xác định quan hệ Qxả ~ZTL- -Dùng để tính toán điều tiết lũ qua tràn tạm và xác định cao trình đắp đập vượt lũ 2.7.2.Nội dung tính toán -Sơ bộ xác định thông số của tràn tạm : +Chiều rộng tràn tạm Btt =40m +Cao trình ngưỡng tràn tạm đầu kênh ẹtt =30,5 m +Cao trình cuối kênh là 22.5 m +Độ dốc i=0.06% + Chiều dài dốc nước L=120 m -ứng với Q=200(m3/s) tra quan hệ Q~Ztlta được Zhl từ đó xác định được độ sâu dòng chảy cuối kênh là 1,3m .Dùng phương pháp cộng trực tiếp ta tinh được dộ sâu đầu kênh là hh=1,9m.Giả sử tràn tạm chảy ngập ta tính được Ho=2,3m Kiểm tra ta thấy thoả mãn điều kiện chảy ngập Vậy với Q=200(m3/s)thì Ztl=32,8m -Tương tự với Q=180m3/s ta được cao trình mực nước thượng lưu là Ztl =32.2m -Với Q=160(m3/s )ta được cao trình mực nước thượng lưu là Ztl=31.8m -Từ đó vẽ được quan hệ Q~Ztl 2.8.Tính toán điều tiết 2.8.1.Tính toán điều tiết thường xuyên 2.8.1.1.Mục đích -Xác định thời gian từ lúc ngăn dòng đến khi nước chảy ổn định qua công trình dẫn dòng t1 -Xác định thời gian từ khi ngăn dòng đến khi nước dâng đến tràn tạm t2 -Quyết định cường độ thi công ngăn dòng và đắp đập -Xác định mực nước lũ trong hồ và lưu lượng xả của tràn lớn nhất khi lũ về . 2.8.1.2.Nội dung tính toán . -Tính t1 : ứng với Ztl =25.493m đã tính ở phần tính thuỷ lực qua công trình dẫn dòng cống ngầm ,tra quan hệ Z~W được W1 =903.4 (103m3) t1= =361360 (s) -Tinh t2 :Có cao trình đáy tràn tạm Zdt =30,5 tra quan hệ Z~W ta được W2=2465.22(103m3) .Vậy t2=12388 (s) 2.9.Tính toán điều tiết lũ 2.9.1.Mục đích -Xác định mực nước lũ trong hồ Zmaxvà lưu lượng xả qxarmaxcủa tràn lớn nhất khi lũ về -Xác định cao trình đắp đập chống lũ 2.9.2.Nội dung tính toán Tính theo phương pháp Kotrerin,mực nước trước lũ cao bằng ngưỡng trànvà quá trình lũ dạng tam giác nên sơ đồ tính toán như sau : Ta có ; ị Ta tính đúng dần :Giả sử qmax=145(m3/s) tính được Wm =3,734.106m3 -Tra quan hệ Ztl~Q vừa vẽ ta được Ztl= 461,93m -Từ Wtr+Wm=22,034m3 tra quan hệ Z~W ta được Ztl=461.93 m Vậy điều giả sử đúng . qxả=145(m3/s) 2.9.3.Sử dụng kết quả tính toán -Xác định cao trình đắp đập vượt lũ Zvl=Ztl max+d=461.93+0,5=462,43m 2.10.Thiết kế công trình dẫn dòng 2.10.1.Thiết kế công trình dẫn nước -Tuyến công trình : +Với công trình dẫn dòng là cống ngầm thì ta lợi dụng cống lấy nước lâu dài đã được xác định .Kênh sau cống là kênh tạm để dẫn nước từ cống về hạ lưu dài 250m có tuyến xác định như trên hình vẽ +Với công trình dẫn nước là tràn tạm thì tuyến công trình dẫn dòng trùng với của tràn chính . -Các thông số của cống và của tràn tạm đã xác định ở trên 2.10.2.Thiết kế công trình ngăn nước -Tuyến đê quai bao quanh hố móng tuỳ theo đợt ngăn dòng được thể hiện trên bản vẽ -Kích thước mặt cắt đê quai tuỳ thuộc vào đặc điểm vật liệu ,kết cấu đê quai ,điều kiện chống thấm ,thiết bị thi công….ở đây ta chọn đê quai bằng đất có kích thước đỉnh đê quai là 4m ,mái ngoài hố móng m=1,4., máI trong hố móng m=1.8 -Cao trình đỉnh đê quai Cao trình đỉnh đê quai hạ lưu Zđqhl=Zhl+a=19.03+0,5=19,53 (m) Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu ngăn dòng đợt 1 Zđqtl=Ztl+a’=19,512+0,5ằ20 m Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu ngăn dòng đợt 2 Zđqtl=Ztl+a’=26 m Chương 3 .Thi công đập đất đầm nén 3.1.Phân chia các đợt đắp đập và xác định cường độ đắp đập 3.1.1.Phân chia các đợt đắp đập -Căn cứ theo yêu cầu các mốc cao trình khống chế đã chỉ ra trong phần tính toán dẫn dòng 3.1.1.Tính khối lượng cho các đợt đắp đập Trong từng giai đoạn đắp đập chia thành các dảI có chiều dày h=1 m.Thể tích của dảI đó tính như thể tích hình hộp có đáy là Ftb chiều cao là h Ftb= (m2) Vtb=Ftb.h (m3) BảNG TíNH cường độ đắp đập giai đoạn I STT Cao trình Diện tích(Fi)(m2) Ftb (m2) Chiều dày (m) Khối lượng (m3) 1 16,5 0 1303,8 1 1303,8 2 17,5 2607,6 3770,88 1 3770,88 3 18,5 4934,16 6046,06 1 6046,06 4 19,5 7157,96 7655,08 1 7655,08 5 20,5 8152,2 8240,995 1 8240,995 6 21,5 8329,79 7883,395 1 7883,395 7 22,5 7437 7290,9 1 7290,9 8 23,5 7144,8 6986,8 1 6986,8 9 24,5 6828,8 4678,2 0,5 2339,1 10 25 2527,6 Tổng khối lượng 51517,01 BảNG TíNH cường độ đắp đập giai đoạn II STT Cao trình Diện tích(Fi)(m2) Ftb (m2) Chiều dày (m) Khối lượng (m3) 1 25 6657,2 6571,3 0,5 3285,7 2 25,5 6485,4 6303,325 1 6303,3 3 26,5 6121,25 5663,305 1 5663,3 4 27,5 5205,36 5075,3375 1 5075,3 5 28,5 4945,315 4797,2575 1 4797,3 6 29,5 4649,2 4512,68 1 4512,7 7 30,5 4376,16 4244,365 1 4244,4 8 31,5 4112,57 3966,325 1 3966,3 9 32,5 3820,08 3637,74 1 3637,7 10 33,5 3455,4 3264,67 1 3264,7 11 34,5 3073,94 2974,945 0,5 1487,5 12 35 2875,95 Tổng khối lượng 46238,1 STT Cao trình Diện tích(Fi)(m2) Ftb (m2) Chiều dày (m) Khối lượng (m3) 1 17,5 2426,34 3908,17 1 3908,2 2 18,5 5390 6811 1 6811,0 3 19,5 8232 7992,95 1 7993,0 4 20,5 7753,9 7643,5 1 7643,5 5 21,5 7533,1 7389 1 7389,0 6 22,5 7244,9 7040,32 1 7040,3 7 23,5 6835,74 6605,025 1 6605,0 8 24,5 6374,31 6112,905 1 6112,9 9 25,5 5851,5 5562,05 1 5562,1 10 26,5 5272,6 4792,675 1 4792,7 11 27,5 4312,75 4040,125 1 4040,1 12 28,5 3767,5 3473,375 1 3473,4 13 29,5 3179,25 2864,5 1 2864,5 14 30,5 2549,75 2213 1 2213,0 15 31,5 1876,25 1517,5 1 1517,5 16 32,5 1158,75 971,875 0,5 485,9 17 33 785 Tổng khối lượng 78452 BảNG TíNH cường độ đắp đập giai đoạn IV STT Cao trình Diện tích(Fi)(m2) Ftb (m2) Chiều dày (m) Khối lượng (m3) 1 20 4254,5 5299,3 0,5 2649,65 2 20,5 6344,1 6461,15 1 6461,15 3 21,5 6578,2 5853,6 1 5853,6 4 22,5 5129 5171,575 1 5171,575 5 23,5 5214,15 5253,675 1 5253,675 6 24,5 5293,2 5323,35 1 5323,35 7 25,5 5353,5 5377,35 1 5377,35 8 26,5 5401,2 5122,375 1 5122,375 9 27,5 4843,55 4922,025 1 4922,025 10 28,5 5000,5 5078,975 1 5078,975 11 29,5 5157,45 5237,75 1 5237,75 12 30,5 5318,05 5396,525 1 5396,525 13 31,5 5475 5557,125 1 5557,125 14 32,5 5639,25 5681,225 1 5681,225 15 33 5723,2 73086,4 Tổng khối lượng 73086,35 BảNG TíNH cường độ đắp đập giai đoạn V STT Cao trình Diện tích(Fi)(m2) Ftb (m2) Chiều dày (m) Khối lượng (m3) 1 33 6507,2 6358 0,5 3179 2 33,5 6208,8 5889,85 1 5889,85 3 34,5 5570,9 6561,25 1 6561,25 4 35,5 7551,6 6969 1 6969 5 36,5 6386,4 5776,25 1 5776,25 6 37,5 5166,1 4536,33 1 4536,33 7 38,5 3906,56 3241,18 1 3241,18 8 39,5 2575,8 2012,9 0,8 1610,32 9 40,3 1450 Tổng khối lượng 37763,18 3.1.3.Tính toán cường độ đắp đập cho các giai đoạn -Căn cứ vào các giai đoạn đắp đập dự kiến theo tiến độ ta tính toán được cường độ đắp cho từng đợt .Cường độ đắp đập được tính toán theo công thức sau Qđắp=(m3/ca) Trong đó : + Vi là khối lượng đắp trong giai đoạn thứ i + Ti là số ca thi công trong giai đoạn thứ i Ti=m.n.t m là số tháng của giai đoạn n là số ngày thi công trong 1 tháng,mùa khô thi công 28 ngày một tháng,mùa mưa thi công 20 ngày 1 tháng t là số ca trong 1 ngày ,t=2 hoặc 3 -Lập bảng theo dõi cường độ đắp đập như sau Tt Giai đoạn đắp đập Khối lượng đắp (m3) Thời gian (ca) Cường độ (m3/ca) Ghi chú 1 I 51517 260 198.2 -1tháng thi công cống 2 II 46238 200 231 -1 tháng thicông kênh sau cống 3 III 78452 390 201 -1 tháng đào móng và thi công tràntạm - t=3 4 IV 73086.4 360 203 -t=3 5 V 37763.2 208 181 -2 tháng thi công hoàn chỉnh tràn chính 3.2.Quy hoạch bãI vật liệu 3.2.1.Quy hoạch bãI vật liệu cho toàn bộ đập 3.2.1.1.Khối lượng cần đào để bảo đảm đủ khối lượng đắp Vcần=Vđắp ..K1 .K2 .K3 .K4 Trong đó +Vđắp là khối lượng đắp theo yêu cầu theo thiết kế của toàn bộ đập + Vcần là khối lượng cần đào để đảm bảo đủ đắp toàn bộ đập + gtk là dung trọng khô thiết kế của đất đắp + gtn là dung trọng khô tốt nhất của đất ,lấy =0,95 + K1 là hệ số kể đến lún,K1=1,1 + K2 là hệ số tổn thất mặt đập,K2=1,08 + K3là hệ số tổn thất do vận chuyển,K3=1,04 + K4 là hệ số tổn thất ở bãi do sót lại, K4=1,2 Vcần=287056,7.0,95.1,1.1,08.1,04.1,2=404317 (m3) 3.2.1.2.Khối lượng của bãi vật liệu chủ yếu Khối lượng của bãi vật liệu chủ yếu là Vchủ yếu=1,8Vcần=727771 (m3) 3.2.1.3.Khối lượng của bãI vật liệu dự trữ Khối lượng của bãI vật liệu dự trữ Vdự trữ= 0,2Vchủ yếu =145554 (m3) Lập bảng quy hoạch các bãi vật liệu chủ yếu và bãi vật liệu dự trữ TT Tên bãI vật lệu Trữ lượng (m3) Vị trí Khoảngcách đến đập (m) BãI vậtliệu chủ yếu (m3) BãI vậtliệu dự trữ (m3) 1 A 134000 Gần đập tràn 400 Chủ yếu 2 B 115000 Thượng lưu tuyến đập tại cao trình 21 500 Chủ yếu 3 D 123000 Vai trái tuyến đập 800 Chủ yếu 4 E 800000 Thượng lưu tuyến đập 1500 Dự trữ 3.2.2.Kế hoạch sử dụng bãi vật liệu cho từng đợt 3.2.2.1.Khối lượng cần đào để bảo đảm đủ khối lượng đắp Sử dụng công thức Vcần=Vđắp ..K1 .K2 .K3 .K4 Trong đó +Vđắp là khối lượng đắp theo yêu cầu theo thiết kế của từng đợt đã tinh ở phần trên + Vcần là khối lượng cần đào để đảm bảo đủ khối lượng đắp của từng đợi Vậy ta tính được VIcần =72561 (m3) QIcần= 279 (m3/ca) VIIcần =65126 (m3) QIIcần =325.6 (m3/ca) VIIIcần =110499 (m3) QIIIcần= 283 (m3/ca) VIVcần =102941 (m3) QIVcần= 286 (m3/ca) VVcần = 53189 (m3) QVcần= 255.7 (m3/ca) 3.2.2.2.Khối lượng của bãI vật liệu chủ yếu Sử dụng công thức Vchủ yếu =1,8 Vcần ta có khối lượng của bãI vật liệu chủ yếu cho từng đợt như sau : VIchủ yếu =130610 (m3) VIIchủ yếu =117227 (m3) VIVchủ yếu =185294 (m3) VIIIchủ yếu =198898 (m3) VVchủ yếu = 92500 (m3) 3.2.2.3.Khối lượng của bãi vật liệu dự trữ Sử dụng công thức :Vdt =0,2Vchủ yếu ta có khối lượng của bãI vật liệu dự trữ cho từng đợt như sau: VIdt = 26122 (m3) VIVdt = 37059 (m3) VVdt = 18500 (m3) VIIdt = 23445 (m3) VIIIdt = 39779 (m3) Lập bảng kế hoạch sử dụng bãI vật liệu cho từng đợt TT Tên bãI vật liệu Trữ lượng (m3) Vị trí Khoảng cách đến đập (m) Đợt I Đợt II Đợt III Đợt IV Đợt V 1 A 134000 Gần đập tràn 400 DT CY 2 B 115000 TL tuyến đập 500 CY CY 3 D 123000 Vai trái tyến đập 800 CY CY 4 E TL tuyến đập 1500 CY DT 3.3.Tính toán số xe máy và thiết bị phục vụ đắp đập 3.3.1.Chọn tổ hợp xe máy để đào và vận chuyển đất đắp đập Để đào đất và vận chuyển đất đắp đập đến vị trí thi công, ta có các phương án sau: - Sử dụng máy đào và ô tô vận chuyển. - Sử dụng máy cạp. Căn cứ vào điều kiện địa hình ta thấy rằng nếu sử dụng máy cạp để đào và vận chuyển đất thì tốc độ thi công sẽ bị chậm và thi công gặp nhiều khó khăn do quãng đường vận chuyển đất từ các bãi vật liệu đến công trình khá xa, địa hình tương đối phức tạp. Hơn nữa, máy cạp lại cồng kềnh và tính cơ động không cao. Do đó ta chọn phương án sử dụng máy đào và ôtô để đào và vận chuyển đất đắp đập là hợp lí nhất. Vậy tổ hợp xe máy để đào và vận chuyển đất là : Máy đào +ô tô +máy san +máy đầm 3.3.2.Chọn loại thiết bị thi công 3.3.2.1.Chọn loại máy đào Theo định mức dự toán cơ bản và cường độ thi công cũng như thời gian thi công ta chọn máy đào một gầu thuận (dẫn động cơ khí ) mã hiệu E-651 .Máy có các thông số sau : Dung tích gầu :0.65 m3 Chiều dài cần chính :5.5 m Chiều dài tay gầu : 4.5 m Góc nghiêng cần chống :600 Bán kính đào lớn nhất :7.2m Chiều cao đổ lớn nhất :5,6 m Chiều cao đào lớn nhất :7,9 m Chiều sâu đào thấp hơn máy :1,1 m Trọng lượng máy : 21,7 Tấn Bán kính quay của bệ : 2,9 m Loại xe bánh xích Năng suất máy (ứng với đất cấp 4) : 155 m3/ca 3.3.2.2Chọn loại máy vận chuyển : Theo định mức cơ bản và cường độ thi công cũng như thời gian thi công ta chọn loại ô tô I FA W50 Với các thông số sau : Dung tích gầu :4,95 m3 Bán kính lái vòng :9,0 m Kích thước xe : 6.53G2.5G2.43 Năng suất xe :60m3/ca Trọng tải :5,0 Tấn Tốc độ lớn nhất : 90 km/h Tốc độ trung bình : 35 km/h Trọng lượng xe :4,6 Tấn 3.3.2.3Chọn loại đầm và tính toán công cụ đầm nén : 3.3.2.3.1Chọn loại máy đầm Theo định mức dự toán cơ bản ở trên ,cường đọ thi công và thời gian thi công ta chọn máy đầm chân dê mã hiệu A130-A có các thông số : Đường kính qủa đầm :1,25 m Chiều dài chân dê :0,175 m Số chân dê trên một hàng :8 Chiều rộng qủa lăn :1,3 m Số hàng chân dê :16 hàng Diện tích đáy chân dê :22 cm2 áp suất đè lên đất khi có gia tải : 60 kg/cm2 áp suất đè lên đất không có gia tải: 40 kg/cm2 Tốc độ vận hành : 4km/h Trọng lượng qủa lăn : khi có gia tải 5 Tấn Trọng lượng qủa lăn : không có gia tải 3 Tấn Năng suất của máy đầm : 244 m3/ca Dùng loại máy kéo một qủa đầm AT- 54 3.3.2.3.2. Tính toán thông số đầm nén của đầm chân dê: Xác định khối lượng tổng cộng và áp lực đơn vị ở đáy chân dê: Q= P. Trong đó: Q : Khối lượng tổng cộng của đàm chân dê (Tấn) P : áp lực đơn vị ở đáy chân dê, tra bảng 8-5 Quan hệ giữa loại đất và áp lực đơn vị ở đáy chân dê ” - trang 165 - Giáo trình Thi công các công trình thủy lợi – Tập I ta có : P = 36,0 (Kg/cm2) F : Diện tích đáy của một chân dê : F = 22,0 (cm2) N : Số chân dê trong một hàng : N = 8,0 ( cái ) g : Gia tốc trọng trường : g = 981 ( cm/s2 ) Vậy Q= 6.5 (tấn) Xác định độ dày dải đất: n = K . S F . m Theo như kết luận của giáo trình thi công các công trình thủy lợi tập I thì độ sâu đầm tốt nhất bằng 1,5 lần chiều dài L của núm chân dê, cho nên chiều dày lớp đất rải nên lấy bằng 1,5.L, tức là: hr = 1,5 . 0,175 = 0,2625 (m). để tiện tính toán ta chọn chiều dày dải đất cần rải là: hr = 0,25 (m) = 25 (cm). Số lần đầm nén, được xác định theo công thức : Trong đó: n : Số lần đầm K : Hệ số xét đến sự phân bố không đều của chân dê : K = 1,3 S : Diện tích đáy bề mặt của đầm khi lăn một vòng S = 3,14 . 125 . 130 = 51025 (cm2) F : Diện tích đáy chân dê: F = 22,0(cm2) m : Tổng số chân dê : m = 128 (cái) n=1,3.= 23,6 Vậy ta chọn số lần đầm nén là: n = 24 (lần) 3.3.2.4.Chọn loại máy san Theo định mức dự toán cơ bản ,cường độ thi công và thời gian thi công ta chọn loại máy san có mã hiệu A265 có các thông số kỹ thuật sau: Chiều dài lưỡi san :3,04 m Chiều cao lưỡi san :0,5 m Chiều dài lưỡi san tăng cường : 4,5 m Góc cắt đất : 300 I750. Trọng lượng máy :9,45 tấn Năng suất máy : 200 m3/ca Tốc độ san đất : 7,7I11,6 km/h Tốc độ di chuyển :11,6I37,5 km/h Kích thước máy san : 7,55G2,3G2,75 Nhiên liệu :dầu Mazut. 3.3.3.Tính toán số lượng xe máy phục vụ thi công 3.3.3.1.Số lượng máy đào Ta có : nđào = . Trong đó : Qđào :Cường độ đào đất từng đợt (m3/ca) Nđào =155 (m3/ca) :Năng suất máy đào nđào :Số lượng máy đào Đợt I II III IV V Qcần 279 325,6 283 286 255,7 Số máy 2 3 2 2 2 3.3.3.2.Số lượng ô tô Trường hợp máy đào làm việc 3 ca ,ô tô làm việc 2 ca thì số ô tô cần để phối hợp với máy đào tính theo công thức sau : nô tô=1,5. Trong đó + nđào là số lượng máy đào + Nđào và Nô tô là năng suất thực tế của 1 máy đào và của 1 ô tô + nô tô là số ô tô phối hợp với máy đào trong dây chuyền thi công + Kt là hệ số đảm bảo kỹ thuật của trạm sửa chữa ô tô , Kt =0,67á0,7 Đợt I II III IV V Số ô tô nô tô 11 17 11 11 11 Kiểm tra điều kiện bảo đảm ưu tiên máy chủ đạo nđào. NđàoÊ nô tô.Nô tô 3.155=465 <17.60=1020 2.155=310 < 11.60=660 3.3.3.3.số lượng máy đầm Số lượng máy đầm, được xác định theo công thức: nđầm= Trong đó: nđầm : Số lượng máy đầm (chiếc) nđào: số lượng máy đào – theo các giai đoạn đã tính ( máy) Nđào : Năng suất máy đào, đã tính : Nđào = 155 (m3/ca) Nđầm : Năng suất máy đầm : Nđầm = 244 (m3/ca) K2 : Hệ số tổn thất măt đập : K2 = 1,08 Với ta có số lượng máy đầm cần cho các giai đoạn Đợt I II III IV V Số máy đầm 2 2 2 2 2 b) Số lượng máy san : nui = Trong đó : nđào :số lượng máy đào . Nđào :năng suất máy đào ,Nđào=155(m3/ca) Nsan :năng suất máy san K :Hệ số tổn thất, K = 1,3 Khi đó: Đợt I II III IV V Số máy san 2 2 2 2 2 3.3.4. Kiểm tra sự phối hợp giữa máy đào và ô tô 3.3.4.1.Số gầu xúc đầy 1 ô tô Ta có công thức : m = Trong đó: Q :Trọng tải ô tô (tấn) Kp :Hệ số tơi xốp của đất ,tra bảng 6-1 giáo trình ta có Kp=1,2 q :Dung tích gầu (m3) gtn :Dung trọng tự nhiên của bãi vật liệu KH :Hệ số đầy gầu Từ đó m = = 6,3 (Chọn m = 6 là hợp lý vì điều kiện cho m là 4 < m < 7 ) 3.3.4.2.Điều kiện phối hợp nhịp nhàng (nôtô-1).tp > + tp + tz +td Trong đó : nô tô : Số ô tô kết hợp với máy xúc tp : Thời gian để một máy đào xúc đầy cho ô tô tp = m.tck tck : thời gian một chu kỳ làm việc của máy xúc (khoảng 30s) Từ đó : tp = 6.30 =180 giây L :khoảng cách bãi vật liệu (ta tính cho bãi xa nhất) V :vận tốc trung bình của ô tô khoảng 35 km/h=9,72m/s tp :thời gian đổ đất của ô tô , khoảng 60 giây td :thời gian chờ đợi để ô tô vào bãi vật liệu (khoảng 40 giây) tz là thời gian trở ngại của xe trên đường vận chuyển lấy 300 giây kiểm tra: () .180 > Vậy ô tô và máy xúc làm việc với nhau nhịp nhàng 3.4.Tính toán và bố trí thi công trên mặt đập Công tác mặt đập là khâu chủ yếu của thi công đập đất đầm nén .Nội dung của công tác thi công mặt đập gồm các phần việc sau: Dọn nền và xử lý nền Vận chuyển và rảI đất trên mặt đập thành từng lớp Xử lý độ ẩm trước hoặc sau khi rảI đất Đầm đất Sửa máI và làm bảo vệ máI Dùng phương pháp thi công dây chuyền trên mặt đập cho các công việc rảI đất ,san ,đầm .Diện tích mỗi đoạn được xác định bởi cường độ thi công và chiều dài rảI đất . 3.4.1.Chọn cao trình điển hình Cao trình điển hình lấy là cao trình cách đáy sông một đoạn 0,8H=19,04 m ,tức là ở cao trình 35.54 3.4.2.Tính toán bố trí thi công trên mặt đập tại cao trình điển hình Việc tính toán bố trí thi công trên mặt đập tại cao trình là hợp lý khi thoả mãn điều kiện cường độ : Qkc<Qtt<Qm Trong đó : + Qkc là cường độ khống chế đắp đập của giai đoạn đắp đập Qkc= Qđắplà cường độ đắp của giai đoạn n là số ca làm việc trong ngày K3 là tổn thất do vận chuyển, K3=1,04 Qkc==87,02 (m3/ca) + Qm là cường độ thi công của máy đào Qm===298(m3/ca) +Qtt là cường độ đắp thực tế Qtt=Frtt .hc hc là chiều dày lớp đất sau khi đầm chặt ,hc=0,7hr=0,7.0,25=0,175 (m) Frtt là diện tích rảI thực tế :Frtt= F là diện tích mặt đập tại cao trình thi công của giai đoạn đang thi công (m2) ,F=7505,6 (m2) mtt là số đoạn công tác thực tế ,là số nguyên của số đoạn công tác: m=F/Fr Fr là diện tích rảI đất trong 1 ca của máy (m2): Fr===1702,9(m2) ị m ==4,4 ị mtt=5 ị Frtt =1501,1 (m2) Vậy Qtt=1501,1.0,175=262,7 (m3/ca) Ta có Qkc=87,02 <Qtt=262,7<Qm=298 (m3/ca) Vậy ta chọn số đoạn công tác mtt=5 là hợp lý Lập bảng bố trí thi công trên mặt đập theo phương pháp dây chuyền m ca 1 2 3 4 5 6 7 1 R S Đ R S Đ 2 R S Đ R S 3 R S Đ R 4 R S Đ 5 R S Đ 3.4.3.Khống chế và kiểm tra chất lượng - Xử lý nền trước khi đắp -Xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất đắp ở bãi vật liệu,thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn xác dịnh gkmax và độ ẩm tốt nhất -Kiểm tra độ chặt sau mỗi lớp đất -Xử lý mặt nối tiếp 3.4.4.Thi công trong mùa mưa -Ca thi công : Tuỳ theo tiến độ ,nếu chậm phảI thi công 3 ca - Biện pháp tiêu nước trên mặt đập và bãI vật liệu : Với mặt đập làm các rãnh tập trung nước và dẫn xuống hạ lưu.Với bãI vật liệu thì khi khai thác phảI chú ý đến việc thoát nước ,làm các mương dẫn nước ra khỏi bãI vật liệu 3.5.Thi công các công tác khác 3.5.1.Thi công chân khay Sau khi ngăn dòng tiến hành nạo vét hố móng , đào móng chân khay và thi công chân khay 3.5.2.Lát mái thượng lưu trông cỏ mái hạ lưu Sau khi đắp đập tiến hành sửa máI và làm lớp bảo vệ.Với mái thượng lưu thì làm lớp bảo vệ bằng đá lát ,giữa lớp đá và thân đập phảI làm lớp đệm có cấu tạo như tầng lọc ngược , nó được thi công trước ,khối lượng khoảng 9366m3 .Với máI hạ lưu sau khi sửa máI thì làm rảI 1 lớp đất màu ,đào các rãnh đổ đổ cát sỏi để tập trung nước .Giữa các rãnh sẽ được trồng cỏ 3.5.3.Thi công vật thoát nước Vật thoát nước thi công trước khi đắp đập ,làm bằng đá đổ .Giữa vật thoát nước với đập và nền là tầng lọc ngược .Khối lượng vật thoát nước khoảng 3208 m3 3.5.4.Thi công rãnh thoát nước máI đập và vai đập Rãnh thoát nước được làm cùng với tiến độ đắp đập để phục vụ việc thoát nước trong quá trình thi công,khối lượng vật thoát nước khoảng 297 m3 kết luận Thông qua đồ án thi công đập đất đầm nén em đã hiểu rõ hơn công việc của người kỹ sư thiết kế thi công các công trình thuỷ nói chung và đập đất đầm nén nói riêng Cụ thể: Khi thiết kế thi công đập đất đầm nén ta phải tính toán khối lượng đào đắp của từng đợt thi công ,tính được cường độ đào và đắp ,chọn các loại máy thi công cho từng đợt ,sao cho phù hợp với các điều kiện thi công .Sau đó ta tính toán cụ thể một đợt tại cao trình 24 m Với đồ án thiết kế thi công đầu tay em phần nào hiểu được tính logic của công tác thiết kế thi công .Đây là những điều kiện cần thiết cho một kỹ sư có thể hoàn thành tốt công tác thiết kế và là điều kiện cho sinh viên củng cố kiến thức môn học Thi Công tạo điều kiện cho việc nghiên cứu và học tập của sinh viên ,giúp sinh viên khi ra trường bớt bỡ ngỡ . Với thời gian ngắn ,tài liệu tham khảo còn thiếu thốn ,kinh nghiệm thi công thực tế ngoài không có .Mặc dù được sự hướng dẫn tạn tình của thầy giáo nhưng trong đồ án đầu tay này vẫn còn nhiều thiếu sót ,em mong thày giáo trong bộ môn chỉ dạy thêm cho em . Em xin trân thành cảm ơn các thầy giáo đẫ giúp đỡ em hoàn thành đồ án này . Hà Nội ngày 26/02/2006 Sinh viên thực hiện ĐOàN Tất VINH