Đồ án Thi công đê quai hạ lưu

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