MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN SƠN LA 5
1.1. Nhiệm vụ công trình 5
1.2. Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình 6
1.2.1. Cấp công trình 6
1.2.2. Các hạng mục công trình chính 6
1.2.2.1. Đập dâng 6
1.2.2.2. Công trình xả lũ 7
1.2.2.3. Tuyến năng lượng 7
1.3. Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình 8
1.3.1. Điều kiện địa hình 8
1.3.2. Điều kiện khí hậu, thủy văn và đặc trưng dòng chảy 8
1.3.2.1. Điều kiện khí hậu 8
1.3.2.2. Đặc trưng thủy văn sông Đà trong vùng xây dựng 9
1.3.3. Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn 14
1.3.3.1. Điều kiện địa chất 14
1.3.3.2. Địa chất thủy văn 14
1.3.4. Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực 14
1.4. Điều kiện giao thông 15
1.4.1. Giao thông ngoài công trường 15
1.3.3. Giao thông trong nội bộ công trường 15
1.5. Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước 16
1.5.1. Điều kiện vật liệu xây dựng công trình 16
1.5.1.1. Mỏ cát 16
1.5.1.2. Mỏ đá 16
1.5.1.3. Mỏ đất 16
1.5.2. Khả năng cung cấp điện thi công trong công trường 16
1.6. Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực 17
1.6.1. Điều kiện cung cấp vật tư 17
1.7. Thời gian thi công được phê duyệt 17
1.8. Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công 17
1.8.1. Thuận lợi 17
1.8.2. Khó khăn 18
CHƯƠNG 2: CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG 19
2.1. Dẫn dòng 19
2.1.1. Khái niệm 19
2.1.2. Mục đích của công tác dẫn dòng thi công 19
2.1.3. Ý nghĩa của công tác dẫn dòng thi công 19
2.1.4. Nhiệm vụ của công tác dẫn dòng thi công 19
2.1.5. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến công tác dẫn dòng 20
2.1.5.1. Điều kiện địa hình 20
2.1.5.2. Điều kiện thuỷ văn 20
2.1.5.3. Điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn 20
2.1.5.4. Các phương án dẫn dòng thi công 21
2.1.5.5. Phương án 1 21
2.1.5.6. Phương án 2 23
2.1.5.7. So sánh lựa chọn phương án dẫn dòng thi công 24
2.1.6. Xác định lưu lượng dẫn dòng thi công cho phương án 1 25
2.1.6.1. Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công 25
2.1.6.2. Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công 26
2.1.6.3. Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công 27
2.1.7. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng thi công 27
2.1.7.1. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng giai đoạn I: 27
2.1.7.2. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng giai đoạn II: 32
2.1.7.3. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng giai đoạn III: 49
2.1.7.4. Tính toán thuỷ lực giai đoạn IV: 52
2.1.8. Tính toán điều tiết lũ 55
2.1.8.1. Chọn điều tiết dẫn dòng qua cống dẫn dòng thi công và đập tràn xây dở tại cao trình 126 m 55
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH CHÍNH 61
3.1. Công tác hố móng và xử lý nền 61
3.1.1. Thiết kế tiêu nước hố móng 61
3.1.1.1. Đề xuất lựa chọn phương án 61
3.1.1.2. Xác định lưu lượng nước cần tiêu 62
3.2. Phân chia các giai đoạn thi công 67
3.3. Tính khối lượng đắp đê của từng giai đoạn 69
3.4. Tổ chức thi công cho đê quai hạ lưu 77
3.4.1. Cường độ đào đất của từng giai đoạn 77
3.4.2. Quy hoạch sử dụng bãi vật liệu 79
3.4.3. Chọn máy và thiết bị đắp đập cho từng giai đoạn 81
3.4.4. Tổ chức thi công trên mặt đập 90
3.4.5. Quản lý và kiểm tra chất lượng 91
CHƯƠNG 4: TIẾN ĐỘ THI CÔNG 92
4.1. Các hạng mục và khối lượng công việc trong thi công đê quai GĐ 2 92
4.2. Lập tiến độ thi công công trình đơn vị - Đê quai giai đoạn 2 92
4.3. Kiểm tra tính hợp lý của biểu đồ cung ứng nhân lực: 95
CHƯƠNG 5: BỐ TRÍ MẶT BẰNG CÔNG TRƯỜNG 96
5.1. Những vấn đề chung 96
5.1.1. Những nguyên tắc cơ bản 96
5.1.2. Trình tự thiết kế 97
5.2. Công tác kho bãi 98
5.2.1. Mục đích 98
5.2.2. Xác định lượng vật liệu dự trữ trong kho. 98
5.2.3. Xác định diện tích kho và đường bốc dỡ hàng hóa. 100
5.2.3.1. Tính toán diện tích kho. 100
5.2.3.2. Xác định đường bốc dỡ vật liệu. 101
5.3. Tổ chức cung cấp điện - nước trên công trường 102
5.3.1. Tổ chức cung cấp nước. 102
5.3.1.1. Xác định lượng nước cần dung. 102
5.3.1.2. Chọn nguồn nước. 105
5.3.2. Tổ chức cung cấp điện. 105
5.4. Bố trí quy hoạch nhà tạm thời trên công trường 105
5.4.1. Xác định số người trong khu nhà ở. 106
5.4.2. Xác định diện tích nhà ở và diện tích chiếm chỗ của khu vực xây nhà 107
5.4.3. Sắp xếp bố trí nhà ở và kho bãi. 107
CHƯƠNG 6: DỰ TOÁN 109
6.1. Căn cứ để lập dự toán 109
6.2. Lập dự toán xây dựng hạng mục công trình: Đê quai hạ lưu 109
110 trang |
Chia sẻ: lethao | Lượt xem: 6637 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thi công đê quai hạ lưu, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Ci + QKi.
Biểu đồ quan hệ giữa lưu lượng qua cống và kênh với mực nước thượng lưu:
Hình 2-6: Quan hệ Qc+k ~ Ztl
Khi xả nước kết hợp qua cống và kênh dẫn dòng dựa vào tàn suất thiết kế dẫn dòng, ta xác định được lưu lượng dẫn dòng theo tần suất thiết kế. Từ lưu lượng đó ta tra mối quan hệ giữa Q ~ ZTL ta tìm được mực nước thượng lưu tương ứng.
Bảng 2 – 9: Kết quả tính toán mực nước thượng hạ lưu năm 2006 – 2007:
Mùa
Tần suất P %
Lưu lượng Q (m3/s)
MNTL (m)
MNHL (m)
Mùa kiệt
5
5330
121.75
119.97
Mùa lũ
5
13646
135.31
125.74
Xác định cao trình đê quai giai đoạnII
Cao trình đê quai giai đoạn II theo TCXDVN 314 : 2004 được tính theo công thức sau:
(2 – 33)
Trong đó:
hS1% - Chiều cao sóng leo ứng với tần suất bảo đảm P = 1 %
- Độ dềnh do gió ứng với gió tính toán lớn nhất.
Mùa kiệt:
Tính toán độ dềnh : Xác định theo công thức sau:
(m) (2 – 34)
Trong đó:
V - Vận tốc gió tính toán lớn nhất: V = 43,2 m/s.
D – Đà sóng ứng với MNDBT: D = 800 m.
g – Gia tốc trọng trường: g = 9,81 m/s2.
- Góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hường gió bất lợi nhất:
H - Chiều sâu nước trước đập: H = 121,75 – 110 = 11,75 m.
= 0,026 (m).
Tính toán chiều cao sóng leo hS1% theo công thức sau:
hS1% = K1.K2.K3.K4.h1% (m) (2 – 35)
Trong đó:
K1, K2, K3, K4 - Hệ số tra bảng.
h1% - Được xác định theo QPTL C1 – 78.
Giả thiết sóng là sóng nước sâu: H >
Tính các đại lượng không thứ nguyên: Với t = 6h = 21600 s.
= 4905
= 4,21
Tra đồ thị P2 – 1 trong đồ án môn học thuỷ công ta có:
Với tra bảng có: và
Với tra bảng có: và
Chọn cặp có trị số nhỏ nhất trong 2 cặp số ở trên: (0,0038; 0,6)
Tính đợc các trị số sau:
= 0,723
= 2,642
= 10,90 m.
Kiểm tra lại điều kiện sóng nước sâu: H = 9,92 m > 0,5.. Vậy giả thiết là đúng.
Ta có: h1% = K1%.
Trong đó:
K1% được xác định theo đồ thị hình P2 – 2 trong đồ án môn học thuỷ công, với hay
h1% = 2,1.0,723 = 1,52 m.
Các hệ số K1, K2 tra ở bảng P2 – 3, với độ nhám tương đối ta được: K1 = 0,95 và K2 = 0,85.
Hệ số K3 tra ở bảng P2 – 4 với vận tốc gió V = 43,2 m/s và hệ số mái m = 1,5 ta được: K3 = 1,4.
Hệ số K4 tra ở hình P2 – 3, với và hệ số mái m = 1,5 ta được: K4 = 2,29
Vậy chiều cao sóng leo là:
hS1% = 0,95.0,85.1,4.2,29.1,52 = 3,94 m.
Cao trình đê quai thượng lưu là:
= 126,416 m.
Cao trình đê quai hạ lưu là:
= 125,572 m.
Mùa lũ:
Ta có: H = 135,31 – 110 = 25,31 m ;
Cao trình đê quai thượng lưu là:
= 139,62 m.
Cao trình đê quai hạ lưu là:
= 130,392 m.
Bảng 2 – 10: Cao trình đê quai thượng hạ lưu năm 2006 – 2007
Mùa
Tần suất
P %
Lưu lượng Q (m3/s)
MNTL
(m)
MNHL
(m)
Cao trình đê quai thượng lưu
Cao trình đê quai hạ lưu
Mùa kiệt
5
5330
121.75
119.97
126,416
125,572
Mùa lũ
5
13646
135.31
125.74
139,62
130,392
2.1.7.3. Tính toán thuỷ lực dẫn dòng giai đoạn III:
Xả lưu lượng đồng thời qua cống dẫn dòng vào mùa kiệt và mùa lũ năm 2008 xả đồng thời qua cống và đập xây dở trên kênh cao độ 126 m (năm 2008 & mùa kiệt 2009)
Thông số cơ bản
Mùa kiệt dẫn dòng qua 2 cống m ở cao trình 108,0 m.
Mùa lũ kết hợp dẫn dòng qua cống và đập xây dở tại cao trình 126,0 m.
Thông số cơ bản:
Cống dẫn dòng: Như mục 2.1.8.2.a
Đập xây dựng dở:
Mặt cắt tràn
Chữ nhật
Chiều rộng
B = 98 m
Cao trình ngưỡng tràn
ZN.tràn = 126 m
Độ nhám
n = 0,014
Độ dốc
i = 0
Tính toán thuỷ lực
Dẫn dòng thi công qua mùa lũ giai đoạn III với tần suất thiết kế P = 3 % tương ứng với lưu lượng dẫn dòng thiết kế Q = 15018 m3/s.
Tuỳ thuộc vào khả năng ngập mà ta chia ra làm 2 trạng thái chảy:
Đập tràn đỉnh rộng chảy ngập:
(m3/s) (2 – 36)
Đập tràn đỉnh rộng chảy không ngập:
(m3/s) (2 – 37)
Trong đó: m – lấy với cửa vào không thuận: m = 0,32.
Dòng chảy trong cống là dòng chảy có áp, lưu lượng được tính theo công thức (2 – 25) (tương tự như phần 2.1.8.2.c tính cống ở trên).
Lưu lượng qua tràn: Tính toán theo quy phạm thuỷ lực đập tràn QPTL. C – 8 – 76.
(m3/s) (2 – 38)
Trong đó:
QT – Lưu lượng dẫn dòng qua đập xây dở: (m3/s)
Qdd – Lưu lượng dẫn dòng mùa lũ theo tần suất thiết kế: (m3/s)
QC – Lưu lượng dẫn qua cống dẫn dòng thi công: (m3/s)
Sơ đồ tính toán:
Giả thiết các cấp lưu lượng Qi
Ứng với mỗi cấp lưu lượng chúng ta có ZHL tra từ mối quan hệ Q ~ ZHL
Giả thiết lưu lượng chảy qua cống: QCi
Tính được lưu lượng chảy qua tràn: QTi = Qdd - QCi
Tính thử dần cột nước thượng lưu sao cho ZT = ZC, tìm được lưu lượng qua cống và tràn ứng với mỗi cấp lưu lượng.
Công thức tính toán:
Tính cột nước trước cống: Theo công thức (2 – 26)
(m) (2 – 39)
(m)
ZC = Zdáy cống + H0 (m)
Tính cột nước trước tràn: (m) (2 – 40)
ZT = ZN.tràn + H0 (m)
Bảng tính toán ở phụ lục 2 – 3.
Do mực nước ở hạ lưu ứng với các cấp lưu lượng tính toán đều thấp hơn đỉnh đập nên dùng công thức (2 – 30). Kết quả tính toán luôn thoả mãn chỉ tiêu chảy ngập.
Bảng 2 – 11: Khả năng xả của cống và đập xây dở:
TT
Qdd
Qcống
Qtr
ZHL
ZTL
(m3/s )
(m3/s )
(m3/s )
( m )
( m )
2
15018
3937
11081
118.62
143.16
3
14790
4013
10777
118.7
144.2
4
13300
3897
9403
118.57
142.61
5
10000
3607
6393
118.26
138.85
6
8000
3399
4601
118.02
136.31
7
6000
3155
2845
117.73
133.49
8
4000
2841
1159
117.34
130.3
9
2500
2445
55
117.08
126.54
10
2000
2000
0
116.22
121.81
11
1500
1500
0
115.49
120.52
12
1000
1000
0
114.75
117.5
13
500
500
0
113.97
114.75
14
100
100
0
112.41
112.47
15
50
50
0
111.91
111.93
16
0
0
0
111.13
111.13
Biểu đồ quan hệ giữa lưu lượng dẫn dòng thi công qua cống và tràn với mực nước thượng lưu:
Hình 2-7: Đồ thị quan hệ Q cống + tràn ~ ZTL
Tính toán cao trình đê quai giai đoạn III: Theo công thức (2 – 33).
Bảng 2 – 12: Cao trình đê quai thượng hạ lưu năm 2008 – 7/2009 chọn.
Mùa
Tần suất
P %
Lưu lượng Q (m3/s)
MNTL
(m)
MNHL
(m)
Cao trình đê quai thượng lưu
Cao trình đê quai hạ lưu
Mùa kiệt
5
5330
132.42
117.60
136.80
121.50
Mùa lũ
3
15018
143.16
118.62
140.80
124.50
2.1.7.4. Tính toán thuỷ lực giai đoạn IV:
Dẫn dòng qua 12 lỗ xả vận hành của công trình xả lũ vận hành m, tại cao trình 145 m
Theo sơ đô dẫn dòng thi công, mùa lũ năm 2009 sau khi nút toàn bộ cống dẫn dòng do đập chính đã thi công đến cao trình 185 m, nên tiến hành tích nước hồ Sơn La đến cao độ 172 m. Khi lũ về với tần suất P = 0,5 % với Qmax = 19955 m3/s sẽ được xả qua các lỗ xả lũ vận hành tại cao độ 145 m.
Các thông số cơ bản của công trình dẫn dòng:
Tiết diện ngang cống
Hình chữ nhật
Số lượng cống & Kích thước cống
m
Chiều dài cống
L = 55 m
Cao trình đáy cửa vào cống
Zcửa vào = 145 m
Cao trình đáy cửa ra cống
Zcửa ra = 144 m
Độ nhám
n = 0,016
Độ dốc
i = 0,018
Tính toán thuỷ lực:
Dẫn dòng thi công mùa lũ giai đoạn IV với tần suất thiết kế P = 0,5% ứng với lưu lượng dẫn dòng thiết kế Q = 19955 m3/s. Từ đường quan hệ Q ~ ZHL ta có ZHL = 129,1(m) .
Mực nước thượng lưu ứng với các cấp lưu lượng tính toán đều thấp hơn cao trình đáy cửa ra, do đó chúng ta tính toán với cống ngắn theo công thức của đập tràn đỉnh rộng chảy không ngập: Theo công thức (2 – 35).
Sơ đồ tính toán:
Giả thiết các cấp lưu lượng Qdd.
Ứng với mỗi cấp lưu lượgn ta tìm được ZHL từ đường quan hệ Q ~ ZHL.
Tính thử dần cột nước thượng lưu.
Tính cột nước trước cống vận hành: Theo công thức (2 – 40), với m= 0,34 và b = 6 m.
Bảng 2 – 13: Khả năng xả của 12 lỗ xả sâu của công trình xả lũ vận hành:
Q 12lỗ
Q 1 lỗ
Zhl
Ho
Ztl
0
0
111.13
0
145
500
41.67
113.97
2.77
147.77
1000
83.33
114.75
4.4
149.4
1500
125
115.49
5.76
150.76
2000
166.67
116.22
6.98
151.98
2500
208.33
116.9
8.1
153.1
3000
250
117.54
9.15
154.15
3500
291.67
118.14
10.14
155.14
4000
333.33
118.69
11.08
156.08
4500
375
119.21
11.99
156.99
5000
416.67
119.68
12.86
157.86
5500
458.33
120.12
13.7
158.7
6000
500
120.53
14.52
159.52
6500
541.67
120.94
15.32
160.32
7000
583.33
121.33
16.09
161.09
7500
625
121.71
16.85
161.85
8000
666.67
122.08
17.59
162.59
8500
708.33
122.44
18.32
163.32
9000
750
122.78
19.03
164.03
10030
835.83
123.49
20.45
165.45
11270
939.17
124.31
22.11
167.11
12600
1050
125.14
23.81
168.81
13000
1083.3
125.55
24.31
169.31
14790
1232.5
126.37
26.5
171.5
15620
1301.7
126.79
27.48
172.48
16116
1343
127.12
28.06
173.06
17041
1420.1
127.61
29.12
174.12
17988
1499
128.1
30.19
175.19
19120
1593.3
128.68
31.44
176.44
19955
1662.9
129.18
32.35
177.35
Hình 2-8: Biểu đồ quan hệ giữa lưu lượng dẫn dòng và mực nước thượng lưu
2.1.8. Tính toán điều tiết lũ
2.1.8.1. Chọn điều tiết dẫn dòng qua cống dẫn dòng thi công và đập tràn xây dở tại cao trình 126 m
Mục đích tính toán điều tiết lũ
Quá trình điều tiết lũ nhằm xác định lưu lượng lớn nhất qua công trình dẫn dòng để từ đó xác định được cao trình đắp đất vượt lũ chính vụ trong năm 2008.
Tài liệu tính toán
Đường quá trình lũ chính vụ với tần suất lũ P = 1 % ứng với lưu lượng đỉnh lũ Q = 21903 m3/s.
Đường quan hệ giữa Z ~ W của hồ chứa:
Bảng 2 – 14: Quan hệ Z ~ W
TT
Z(m)
W(106m3)
STT
Z(m)
W(106m3)
0
111,3
0.00
9
200
6264,68
1
120,0
18,81
10
210
8192,73
2
130,0
112,50
11
220
10458,75
3
140,0
292,99
12
230
13087,10
4
150,0
670,75
13
240
16094,12
5
160,0
1319,25
14
250
19519,81
6
170,0
2193,70
15
260
23380,86
7
180,0
3288,40
16
270
27687,80
8
190,0
4637,01
17
280
32475,80
Tính toán điều tiết theo phương pháp Potapop
Từ đường quá trình lũ đến tại thời điểm T = 0 ứng với lưu lượng lũ đến Q = 2500 m3/s, tại thời điểm đó mực nước thượng lưu là 126,539 m lúc này tràn bắt đầu làm việc. Do đó ta cần phải tính toán điều tiết lưu lượng để xác định đường quá trình xả lũ qxả ~ t sau khi đã qua kho nước điều tiết.
Theo tài liệu thuỷ văn thi đường quá trình lũ đến có nhiều đỉnh lũ phức tạp nên ta sử dụng phương pháp Pôtapốp để tính toán điều tiết. Xác định được đường qxả ~ t, ta sẽ xác định được lưu lượng xả lớn nhất và xác định được cao trình đắp đập vượt lũ:
Xác định được lưu lượng xả max của công trình xả nước.
Xác định được cao trình đắp đập vượt lũ:
Z Dap = ZTL + (m) (2 – 41)
Trong đó:
ZDap – Cao trình đắp đập vượt lũ: (m)
ZTL – Mực nước thượng lưu: (m)
- Độ cao an toàn: m.
Công thức tính toán:
(2 – 42)
(2 – 43)
Trong đó:
(2 – 44)
(2 – 45)
Q1, q1, V1 – Lưu lượng nước đến, lưu lượng nước xả, dung tích hồ tại thời điểm đầu tính toán.
Q2, q2, V2 – Lưu lượng nước đến, lưu lượng nước xả, dung tích hồ tại thời điểm cuối tính toán.
- Thời đoạn tính toán.
(2 – 46)
Trình tự tính toán:
Chọn thời đoạn ính toán h.
Xây dựng đường quan hệ phụ trợ f1, f2 bằng cách lập bảng tính như sau:
Giả thiết cột nước thượng lưu: ZTL
Từ đường quan hệ Q ~ ZTL, ta tìm được lưu lượng xả q (q là tổng lưu lượng xả qua cồng và tràn xây dở).
Từ đường quan hệ giữa Z ~ W, ta tính được Vhồ.
Dụng tích tăng thêm khi có lũ về:
V = Vhồ - VTL (m3) (2 – 47)
Trong đó:
Vhồ - Dung tích hồ ứng với ZTL
VTL – Dung tích hồ ứng với mực nước khi lũ đến.
Lập tỷ số: và
Hàm phụ trợ và
Sử dụng biểu đồ quan hệ q ~ f1 và q ~ f2 để tính toán:
Với mỗi thời đoan tính
Từ q1 đã biết , tra biểu đồ quan hệ q ~ f1 và tính được f2 = + f1
Từ f2 ta tra ngược lại trên biểu đồ q ~ f2.
q2 là lưu lượng xả cuối thời đoạn trước và đầu thời đoạn tiếp theo.
Lặp lại quá trình tính toán như trên cho các thời đoạn sau cho đến khi kết thúc chúng ta tìm được đường quá trình xả lũ của công trình xả
Chúng ta tính toán điều tiết lũ bắt đầu từ ngưỡng tràn của đập đập xây dở.
Bảng 2 – 15: Tính toán biểu đồ phụ trợ f1 & f2
TT
Z (m)
q xả
V (106.m3 )
V / ∆t
0.5q
f1
f2
1
111.13
0
0
0.0000
0
0.0000
0.000
2
111.93
50
1.362
31.5278
25
6.5278
56.528
3
112.47
100
2.5296
58.5556
50
8.5556
108.556
4
114.75
500
7.4591
172.6644
250
-77.3356
422.664
5
117.5
1000
13.4048
310.2963
500
-189.7037
810.296
6
120.52
1500
23.6818
548.1898
750
-201.8102
1298.190
7
121.81
2000
35.76789
827.9604
1000
-172.0396
1827.960
8
126.539
2500
80.0739
1853.5625
1250
603.5625
3103.563
9
130.303
4000
117.96885
2730.7604
2000
730.7604
4730.760
10
133.485
6000
175.4007
4060.2014
3000
1060.2014
7060.201
11
136.311
8000
226.4072
5240.9074
4000
1240.9074
9240.907
12
138.845
10000
272.1434
6299.6157
5000
1299.6157
11299.616
13
142.614
13300
391.7364
9067.9722
6650
2417.9722
15717.972
14
143.16
14790
412.3621
9545.4190
7395
2150.4190
16940.419
15
144.196
15018
451.4981
10451.3449
7509
2942.3449
17960.345
Hình 2-9: Biểu đồ quan hệ giữa q ~ f1 và q ~ f2
Bảng 2 – 16: Kết quả tính toán điều tiết lũ qua cống và tràn xây dở
T(h)
Q3% (m3/s)
Qtb
qxả
f1
f2
0
2080.52
0
0
0
2038.908
12
1997.2958
2038.908
2082.686
-43.7767
1911.909
24
1914.0751
1955.685
2032.906
-120.996
1834.689
36
1997.2958
1955.685
2002.638
-167.948
1995.789
48
2330.1784
2163.737
2065.784
-69.9952
2796.956
60
3403.7249
2866.952
2379.819
417.1372
3841.667
72
3445.3353
3424.53
3180.407
661.2601
4302.164
84
3836.4723
3640.904
3604.907
697.2571
4696.01
96
4161.0329
3998.753
3967.966
728.044
5026.391
108
4435.6611
4298.347
4253.821
772.5699
5424.605
120
4868.4085
4652.035
4595.718
828.8874
5847.093
132
5168.0029
5018.206
4958.456
888.6378
5819.462
144
4693.6451
4930.824
4934.732
884.7299
5312.069
156
4161.0329
4427.339
4499.097
812.9719
4932.394
168
4077.8123
4119.423
4173.118
759.2765
4795.478
180
3994.5916
4036.202
4055.565
739.9131
4692.894
192
3911.3709
3952.981
3965.094
727.8004
4722.392
204
4077.8123
3994.592
3992.286
730.1063
4828.724
216
4119.4226
4098.617
4084.109
744.6149
4884.843
228
4161.0329
4140.228
4132.292
752.5516
4934.39
240
4202.6432
4181.838
4174.832
759.5588
4983.007
252
4244.2536
4223.448
4216.573
766.4344
5593.233
264
5409.3428
4826.798
4740.498
852.7356
7094.285
276
7073.756
6241.549
6031.26
1063.026
8760.937
288
8322.0658
7697.911
7559.803
1201.134
9564.81
300
8405.2865
8363.676
8314.666
1250.144
9613.82
312
8322.0658
8363.676
8362.278
1251.542
9365.556
324
7905.9625
8114.014
8121.094
1244.462
9358.476
336
8322.0658
8114.014
8114.216
1244.26
9982.429
348
9154.2724
8738.169
8720.374
1262.053
10832.43
360
9986.479
9570.376
9546.134
1286.293
12521.08
372
12483.1
11234.79
10912.29
1608.787
15359.34
384
15018
13750.55
13032.14
2327.148
16909.9
396
14147.5
14582.76
14752.8
2157.099
15888.51
408
13315.3
13731.41
13507.87
2380.646
15487.9
420
12899.2
13107.25
13128.16
2359.736
14926.06
432
12233.4
12566.32
12708.53
2217.525
14575.79
444
12483.1
12358.27
12446.92
2128.867
15028.07
456
13315.3
12899.2
12784.72
2243.46
15974.87
468
14147.5
13731.41
13613.13
2361.745
15818.53
480
12766
13456.78
13422.57
2395.963
14604.43
492
11650.9
12208.47
12468.31
2136.116
13370.9
504
10818.7
11234.79
11547.01
1823.891
12226.47
516
9986.48
10402.58
10692.25
1534.216
11312.64
528
9570.38
9778.427
10009.72
1302.91
10665.23
540
9154.27
9362.324
9383.702
1281.525
10019.69
552
8322.07
8738.169
8756.573
1263.116
9377.13
564
7905.96
8114.014
8132.338
1244.792
8942.703
576
7489.86
7697.911
7726.507
1216.196
8289.952
588
6657.65
7073.756
7127.847
1162.106
6987.552
600
4993.24
5825.446
5937.625
1049.927
5835.115
612
4577.14
4785.188
4948.172
886.9438
5256.028
624
4161.03
4369.085
4450.982
805.0464
4924.469
636
4077.81
4119.423
4166.314
758.1557
4794.358
648
3994.59
4036.202
4054.604
739.7548
4692.736
660
3911.37
3952.981
3964.948
727.788
4347.887
672
3328.83
3620.099
3647.056
700.8312
3613.554
684
2496.62
2912.723
2970.125
643.4284
3056.827
696
2330.18
2413.399
2481.681
575.1416
2863.71
708
2246.96
2288.568
2405.984
457.725
457.725
Hình 2-10: Biểu đồ quan hệ điều tiết lũ
Từ đường quá trình xả lũ qua cống và kênh ta xác định được lưu lượng lớn nhất là qmax = 15940,11 m3/s. Tra đồ thị quan hệ Qxả ~ ZTL ta tìm được cao trình mực nước thượng lưu tương ứng là.
Vậy cao đỉnh đập cần thi công vượt lũ năm 2008 là:
= 145,04 + 0,7 = 145,74 m. Chọn Dỉnh đập = 145,80 m.
CHƯƠNG 3:
THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH CHÍNH
(Thiết kế và tổ chức thi công đê quai các giai đoạn)
3.1. Công tác hố móng và xử lý nền
3.1.1. Thiết kế tiêu nước hố móng
Trong quá trình thi công thuỷ lợi việc tiêu nước hố móng là công việc quan trọng. Hố móng thường ở dưới sâu mặt đất, có tiêu nước tốt, đảm bảo hố móng khô ráo thì các công tác khác mới tiến hành thuận lợi. Khi sử dụng các phương pháp thi công đặc biệt như: dọn nền dưới nước bằng phương pháp tàu quốc, tàu hút bùn, đổ bê tông trong nước, đắp đất đá đổ trong nước, nổ mìn định hướng đắp đập v.v.v. thì không cần tiêu nước hố móng.
Nhiệm vụ của tiêu nước hố móng:
Chọn phương pháp tiêu nước thích hợp với từng thời kỳ thi công.
Xác định lượng nước , cột nước cần tiêu từ đó chọn các thiết bị.
Bố trí hệ thống tiêu nước và thiết bị thích hợp với từng thời kỳ thi công
Nhiệm vụ của đê quai: giữ cho hố móng luôn khô ráo và thuận lợi cho việc thi công công trình chính.
3.1.1.1. Đề xuất lựa chọn phương án
Đối với công trình thuỷ điện Sơn La ta chọn phương pháp tiêu nước mặt bởi vì tiêu nước mặt là một phương án đơn giản, dễ làm và dẻ tiền. Phương pháp này thường được dùng trong các trường hợp sau đây:
Hố móng ở vào tầng hạt thô, hệ số thấm tương đối lớn, trường hợp tầng đất có hạt nhỏ. Hệ số thấm nhỏ không dùng vì dễ sinh áp lực thuỷ động, gây tình trạng cát chảy sạt mái.
Đáy hố móng ở trên tầng tương đối dày, hoặc không có tầng nước ngầm áp lực. Nếu không khi đào móng sẽ sinh ra hiện tượng đùn ngược phá huỷ nền.
Tiêu nước trên mặt thích hợp với phương pháp đào móng từng lớp một (như đào móng bằng thủ công , bằng máy cạp máy ủi ,...). Vì tiêu nước trên mặt không thể hạ mực nước ngầm quá sâu được.
Tiêu nước mặt thường được thi công trong mùa khô để giảm bớt khối lượng công việc do mưa gây ra.
3.1.1.2. Xác định lưu lượng nước cần tiêu
Theo phương pháp này tiêu nước hố móng được chia làm thời kỳ:
Thời kỳ đầu (thời kỳ tháo cạn)
Thời kỳ đào móng
Thời kỳ tiêu nước thuờng xuyên ( thời kỳ thi công công trình chính )
a) Thời kỳ đầu
Đây là thời kỳ sau khi đã ngăn dòng và trước khi đào móng. Thời kỳ này thường có các loại nước : nước đọng , nước mưa và nước thấm.
(3-1)
Trong đó:
Q - Lưu lượng cần tiêu (m3/h)
W - Thể tích nước đọng trong hố móng (m3)
T - Thời gian đã định để hút cạn hố móng (h)
Qt - Lưu lượng nước thấm (m3/h).
Qm - Lưu lượng nước mưa (m3/h).
Thời kỳ đầu được thi công trong mùa khô có thể coi lưu lượng nước mưa Qm = 0. Theo tiến độ thi công ta tiến hành ngăn dòng vào mùa kiệt nên có thể coi (Qm = 0), lưu lượng thiết kế ngăn dòng là 2143 m3/s .Ta tính toán lưu lượng thiết kế ngăn dòng lớn nhất trong 1 ngày là Q = 2143 m3/s ,tra quan hệ Q ~ Zhl ta có mực nước hạ lưu Zhl = 113 (m), giả sử coi mực nước đọng trong hố móng có cao trình bằng cao trình mực nước hạ lưu khi ngăn dòng.
Sử dụng phương pháp đo diện tích giữa các đường đồng mức, chia nhỏ khối nước đọng thành các khối nước nhỏ giới hạn giữa các đường đồng mức ta được thể tích khối nước đọng là W = 250000 m3/h.
Tính toán == 1488,1 (m3/h)
Do lượng nước thấm không đáng kể và lượng nước mưa trong mùa kiệt coi bằng 0 nên ta coi lượng nước cần tiêu trong thời kỳ đầu là Q = 1500 (m3/s).
b) Thời kỳ đào móng
Thời kỳ này thường có các loại nước mưa nước , nước thấm , nước thoát ra từ trong khối đất đã đào:
Q = Qm + Qt + Qd
Trong đó:
Q - Lưu lượng cần tiêu (m3/h).
Qt - Tổng lưu lượng thấm (m3/h).
Các hàng khoan có vai trò như tường lõi và chân răng, ta có sơ đồ tính thấm như sau:
Các hàng khoan có vai trò như tường lõi và chân răng, ta có sơ đồ tính thấm như sau:
Hình 3.1: Sơ đồ tính thấm qua đê quai
Lớp aluvi lòng sông có chiều dày từ 8 đến 12m, lấy giá trị trung bình T = 10m để đưa vào bài toán. Hố móng phải đảm bảo khô ráo để thi công đập chính, do đó mực nước hạ lưu bằng 0.
Hệ số thấm của đất đắp kiến nghị là 5.10-4 cm/s = 0,432 m/ngđ. Hệ số thấm qua tầng aluvi là 100 m/ngđ. Hệ số thấm qua lớp khoan phụt lấy theo giá trị kiến nghị ở trên.
100 m/ngđ
Dùng phương pháp phân đoạn để tính, lưu lượng thấm và các độ sâu h3, h4 trước và sau tường lõi tại 1 mặt cắt được xác định từ hệ phương trình sau:
Trong đó h1 là cột nước thượng lưu, k là hệ số thấm kiến nghị tương đương của đê quai.
DL được xác định:
DL=lH
l =
Để xác định lưu lượng thấm vào hố móng đập chính cần phải phân đoạn đê quai bằng các mặt cắt và tính lưu lượng thấm trên mỗi mặt cắt đó sau đó tổng hợp lại, tuy nhiên để giảm khối lượng tính toán, coi lưu lượng thấm trên các mặt cắt biến đổi tuyến tính dọc theo tim đê quai từ giá trị q tại mặt cắt điển hình đến giá trị bằng 0 tại 2 bờ. Vậy lưu lượng thấm qua đê quai có thể xác định sơ bộ như sau:
Q = qB
q là lưu lượng thấm tại mặt cắt điển hình, B là chiều rộng đê quai tại mực nước đang xét.
Tính thấm cho mặt cắt điển hình ở giữa lòng sông, kết quả sẽ thay đổi theo các thời đoạn như sau:
Tính thấm qua đê quai trong mùa kiệt
Tần suất tính tóan trong dẫn dòng giai đoạn 2 là 5%, ta đã xác định được vào mùa kiệt:
Qkiệt 5% = 1290 m3/s, ZTl = 115,36, ZHL = 115,18
Kết quả tính toán thấm qua đê quai trong mùa kiệt như sau:
Đê quai thượng lưu
Các thông số đã biết:
m1 = 1,5; L1 = 56,9m;
L2 = 83,65 m; L = 17,55 m; h1 = 9,7m;
Các kết quả: h3 = 3,81 m; h4 = 1,64 m; q = 74,9 m3/ngđ;
Đê quai hạ lưu
Các thông số đã biết:
m1 = 1,75; L1 = 39,7 m; L2 = 59,6m;
L = 15,2m; h1 = 8,94m;
Các kết quả:
h3 = 6,05 m ; h4 = 0,96 m; q = 48,86 m3/ngđ
Bề rộng mép nước mùa kiệt trên đê quai thượng lưu là 165,5 m, trên đê quai hạ lưu là 209,66 m. Vậy lưu lượng thấm vào hố móng đập chính là:
Q = (0,5.74,9.165,5 + 0,5.48,86.209,66)/24 = 471,77 m3/s
Tính thấm qua đê quai trong mùa lũ
Tần suất tính tóan trong dẫn dòng giai đoạn 2 là 5%, ta đã xác định được vào mùa lũ:
Q xả max = 12714,26 m3/s; Ztl max = 131,24; ZHL max = 125,21
Kết quả tính thấm đê quai mùa lũ như sau:
Đê quai thượng lưu
Các thông số đã biết:
m1 = 2,5; L1 = 12,4 m; L2 = 83,65 m; L = 59,2m; h1 = 25,5m;
Các kết quả:
h3 = 13,3 m; h4 = 10,49 m; q = 165,3 m3/ngđ.
Đê quai hạ lưu
Các thông số đã biết:
m1 = 1,75; L1 = 13,3 m; L2 = 59,6 m ; L= 49,9m;
h1 = 18,73 m;
Các kết quả:
h3 = 12,4 m; h4 = 5,2 m; q = 95,85 m3/ngđ.
Bề rộng mép nước mùa lũ trên đê quai thượng lưu là 215,7 m, trên đê quai hạ lưu là 250,6 m. Lưu lượng thấm vào hố móng đập chính trong mùa lũ là:
Q = (0,5.165,3.215,7 + 0,5.95,85.250,6) /24 = 1243,1 m3/h
Các lưu lượng này hoàn toàn có thể kiểm soát được bằng các máy bơm tiêu nước hố móng.
Qđ : lưu lượng róc từ khối đất đào ra (m3/h) . Khối đất sau khi được đào ra thì được xe tải chở đi ngay nên Qđ = 0.
Qm : lưu lượng nước mưa đổ vảo hố móng :
Qm = h = 0.019 m
F – diện tích hứng nước mưa của hố móng. Tính toán F dựa vào mặt cắt hố móng đo vẽ trên autocad ta có F = 6958 m2.
Qm = = 5,5(m3 /h)
Vậy lượng nước cần tiêu trong thời kỳ đào móng là :
Q = 1500 + 471 +5,5 = 1976,5 (m3/h).
c ) Thời kỳ thi công công trình chính :
Thời kỳ này lượng nước cần tiêu gồm: nước mưa, nước thấm và nước thi công.
Q = Qm + Qt + Qtc (3-5)
Trong đó:
Qm - Lưu lượng nước mưa tính toán như trên ta có Qm = 1500 (m3/h).
Qtc - Lưu lượng nước thi công (m3/h) (là lượng nước dùng để nuôi dưỡng bê tông, khoan phun xử lý nền, bảo đảm cọ rửa vật liệu và thiết bị…) xác định dựa theo thực tế. Dựa vào các tài liệu của công trình thuỷ điện Sơn La Qtc = 10 (m3/h).
Qt - Tổng lưu lượng nước thấm = 471 (m3/h)
Vậy lượng nước thi công cho công trình chính là :
Q = 1500 + 471 + 10 = 1986,5 (m3/h).
Lưu lượng nước cần tiêu trong cả ba thời kỷ là :
Qtt = 1986,5 + 1500 + 1976,5 = 5463 (m3/h)
3.2. Phân chia các giai đoạn thi công
Do đặc điểm kết cấu của đê quai chia làm 2 phần, phần đắp trên khô và phần đắp dưới nước, vậy phân chia các giai đoạn thi công thành 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Thi công phần đắp dưới nước theo trình tự sau:
Thi công khối 1:
Ngăn sông bằng 2 lăng trụ đá hạ lưu ở trên cả 2 tuyến đê quai thượng và hạ lưu.
Thi công các lăng trụ đá thượng lưu trên 2 tuyến.
Tốc độ thi công khối 1 trên cả 2 tuyến thượng và hạ lưu phải được không chế đồng bộ với nhau.
Đợi mực nước giữa 2 lăng trụ đá trên mỗi tuyến ổn định thì tiến hành đắp phần lõi. Từ công việc này trở đi tốc độ thi công trên 2 tuyến đê quai là độc lập với nhau nhưng vẫn phải đảm bảo tổng tiến độ của công trình. Trình tự thi công lõi đập như sau:
Đổ đá dăm (khối 2B) vào cạnh lăng trụ đá, vừa đổ vừa gạt xuống từ từ.
Đổ lớp cát lọc (khối 2A) .
Đợi mực nước ổn định thì đắp đất khối 3A: đổ đất vào cạnh bờ, vừa đổ vừa san bằng.
Khi đắp đất phải giữ tốc độ đều và liên tục, không được đắp nhanh quá vì đất sẽ không kịp tan, nhưng cũng không được đắp chậm quá vì sẽ dễ sinh bùn. Sau đó để một thời gian chờ cố kết. Sau đó tiến hà