BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG TRÌNH Bộ môn công nghệ và quản lý xây dựng ĐỒ ÁN Môn DẪN DÒNG THI CÔNG VÀ CÔNG TÁC HỐ MÓNG Giảng viên hướng dẫn Ths Ngô Thị Thù.
CHƯƠNG 1: GiỚI THIỆU CHUNG
Tên công trình
Vị trí công trình
- rình đầu mối hồ chứa nước Đaou2, nằm trên sông Đaou2 thuộc địa phận xãNghĩa Bình - Huyện Bù Đăng - Tỉnh Bình Phước.
Nhiệm vụ công trình
- Tưới tạo nguồn nước tưới cho 129,5ha trong đó 20ha lúa, 8ha màu, 50ha tiêu, 51,5ha cà phê.
- Nâng cao mực nước ngầm, giảm lũ cho hạ lưu, tạo cảnh quan môi trường Kết hợp giao thông nông thôn, nuôi trồng thủy sản
Quy mô kết cấu các hạng mục công trình
Công trình đầu mối Hồ chứa nước Đaou2 thuộc công trình cấp III; Tần suất bảo đảm tưới 85%; tần suất đản bảo cấp nước 90%; Tần suất thiết kế 1,5%; Tần suất kiểm tra 0,5%; hệ thống kênh dẫn thuộc cấp IV Bao gồm các hạng mục công trình chính sau: Đập đất, tràn xã lũ, tràn dự phòng, cống lấy nước, hệ thống kênh và hồ chứa nước.
- Thông số kỹ thuật của hồ chứa Bảng 1-1
TT Các thông số Đơn vị Giá trị
2 Các chỉ tiêu thiết kế
Tần suất đảm bảo tưới % 85
Tần suất đảm bảo cấp nước % 90
Diện tích lưu vực Km 2 5,3
Tổng lượng dòng chảy đến thiết kế 10 6 m 3 4,44
Tổng lượng dòng chảy lũ thiết kế
Lưu lượng lũ thiết kế M 3 /s 46,83
Lưu lượng lũ kiểm tra M 3 /s 55,21
Lưu lượng cấp nước M 3 /ngày đêm
5 Hồ chứa a Mực nước chết-MNC M 242 b Mực nước dâng bình thường M 247,74 c Mực nước lũ thiết kế M 249,56 d Mực nước lũ kiểm tra M 249,82 e Diện tích mặt hồ-F
Tại cao trình MNC – Fc Ha 6,58
Tại cao trình MNDBT - Fbt Ha 24,23
Tại cao trình MNLTK - Ftk Ha 34,06 f Dung tích hồ V
Dung tích hồ tại MNC - Vc 10 6 m 3 0,098 Dung tích hữu ích - Vi 10 6 m 3 0,733 Dung tích tại cao trình
6 Các hạng mục công trình chính
Hình thức đập Đồng chất
Cao trình tường chắn sóng M 250,8
Hệ số mái đống đá 2
6.2 Hạng mục tràn xả lũ
Hình thức tràn Tràn đỉnh rộng
Lưu lượng xả lũ thiết kế M 3 /s 37,56
Lưu lượng xả lũ kiểm tra M 3 /s 45,99
Tổng chiều dài dốc nước M 96
Chiều dài bể + Bậc nước M 18
Hình thức cống Cống tròn Đường kính ống cống Mm D800
Lưu lượng xả qua cống M 3 /s 0,23
Kết cấu BT và gạch xây
6.5 Đường thi công két hợp quản lý
Cấp đường giao thông VI
Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình
- Công trình Hồ chứa nước Đaou2 nằm từ chân phía đông dãy trường sơn lan ra sát biển, nên địa hình tương đối phức tạp Nhìn chung thấp dần từ Nam ra Bắc, từ Tây sang Đông vào khu giữa, Đaou2 chảy theo hướng Tây Nam Đông Bắc và Bắc Nam.
- Đoạn sông thượng lưu của Đaou2, bắt nguồn từ dãy núi Falo cao 775m, chảy giữa hai hẻm núi hẹp trên chiều dài khoảng 17km mới được mở rộng ra thành một thung lũng sông rộng vài trăm mét đến hàng nghìn mét xen giữa các dãy đồi thấp.
- Lưu vực hồ chứa Đaou2 có độ cao tăng dần từ tây sang đông và từ bắc đến nam nên rất thuận lợi đón gió mùa đông bắc và việc phân bố lượng mưa tăng dần theo độ cao địa hình thể hiện rất rõ rệt vùng này
- Về giao thông , liên lạc rất thuận lợi để phục vụ cho công tác xây dựng hệ thống thoát nước cũng như trong việc quản lý khai thác sau này, vì gần thành phố nha trang có mạng lưới giao thông, liên lạc dày đặc và hiện đại.
- Tuy nhiên vùng hưởng lợi kéo dài (theo hướng nam– bắc) có nhiều địa vật chia cắt công trình, mật độ dân cư dày đặc nên công trình dẫn nước sẽ phức tạm và tốn kém.
1.5.2 Đều kiện khí hậu, thủy văn và đặc trưng dòng chảy.
1.5.2.1 Điều kiện khí hậu a) Nhiệt độ
Bình phước nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình hằng năm là 25,8 o c
Nhiệt độ cao nhất là 36,5 o c Nhiệt độ thấp nhất là 15,9 o c / (tháng 1) b) Độ ẩm không khí Độ ẩm không khí trung bình hàng năm là: 80%, cao nhất là: 89%, thấp nhất là: 32% c) Nắng
Thời gian nắng nhiều từ tháng 11 đến tháng 5 năm sau, số giờ nắng trung bình từ 220 đến 275 giờ/tháng Thời kỳ từ tháng 6 đến tháng 10 số giờ nắng trung bình từ 150 đến 190 giờ/tháng d) Bốc hơi
Lượng bốc hơi hàng tháng mặt hồ theo bảng
Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
+ Mùa khô kéo dài 6 tháng: từ tháng 11 đến tháng 4 + Mùa mưa: từ tháng 5 đến tháng 10, tập trung nhiều nhất từ đầu tháng
7 đến tháng 8 + Kết hợp phân tích và tham khảo tổng hợp các kết quả xây dựng bản đồ đẳng trị lượng mưa năm của các đài khí hậu thủy văn đã xác định lượng mưa bình quân nhiều năm của lưu vực là X = 1880(mm)+ Lượng mưa ngày thấp nhất theo các tần suất sau.
- Khu vực xây dựng công trình chịu ảnh hưởng của gió mùa đông và mùa hạ
Vận tốc gió trung bình hàng tháng dao động từ 1,1m/s đến 1,6m/s
- Bảng 1 - 4: Thể hiện vận tốc gió trung bình các tháng trong năm
1.5.2.2 Đặc trưng thuỷ văn dòng chảy
Phân phối dòng chảy năm ứng với tần suất P = 10% được thể hiện ở bảng 1 -5:
Lưu lượng lớn nhất của trận lũ ứng với tần suất P% là QđlW,8 m3/s
1.5.2.3 Đường quan hệ Q~Z hạ lưu
- Đường quan hệ giữa Q~Zhạ lưu được thể hiện ở bảng 1-6
1.5.3 Điều kiện địa chất thuỷ văn
Qua kết quả khoan thăm dò và thí nghiệm các mẫu đất, địa tầng khu vực hồ Đaou2 được chia ra như sau:
- Lớp 1: Bụi dẻo cao – Bụi ít dẻo lẫn dăm sạn, trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng. (MH)/(ML)
- Lớp 2: Bụi ít dẻo – Sét ít dẻo lẫn dăm sạn, trạng thái nửa cứng (ML)/(CL)
- Lớp 3a: Đá Bazan phong hóa nứt nẻ rất mạnh, thành dăm cục, xám nâu, xám xanh.
- Lớp3b: Đá Bazan phong hóa nứt nẻ nhẹ, màu xám xanh
- Trong vùng nghiên cứu có 2 nguồn nước chính là nước mặt và nước ngầm: + Nước mặt chủ yếu ở các khe suối Về mùa khô các khe suối thường khô cạn, về mùa mưa các khe suối có nước chảy qua, lưu lượng lớn chảy mạnh quét theo đất đá vụn rời.
+ Nước ngầm trong khu vực nghiên cứu chủ yếu là nước trong các khe nứt của đá và các tầng phủ do nguồn nước cung cấp chủ yếu là nước mưa và nước mặt, nên về mùa khô nước ngầm thường cạn kiệt, mực nước hạ thấp trên các hố khoan không thấy xuất hiện nước ngầm.
1.5.4 Điều kiện dân sinh kinh tế tn
- Tiềm năng lao động ở địa phương khá dồi dào, nhất là ở nông thôn chiếm 60- 80% trong đó sống về nông nghiệp chiếm đến 60-70%, khả năng huy động nhân lực tốt.
- Vùng công trình, ảnh hưởng tới các xã phía Nam và Đông Nam huyện Diên Khánh, như Suối Tân, Suối Cát, Suối Tiên, Suối Hiệp…Các xã phía Tây ThànhPhố Nha Trang: Vĩnh Thanh Vĩnh Hiệp, Vĩnh Trung
Điều kiện giao thông
- Khu vực xây dựng công trình có hệ thống giao thông đường giao thông thuận lợi, tuyến đầu mối hồ chứa cách quốc lộ 1A 5km Hệ thống đường giao thông liên xã, liên thôn vào tới chân công trường.
- Đường ngoài công trường: nâng cấp đoạn đường liên xã bờ Nam và bờ Bắc Đaou2 thành đường thi công kết hợp quản lý dài khoảng 7 km.
- Đường trong công trường và đường thi công nối hai bờ suối cần mở thêm với tổng chiều dài 13,8 km Hệ thống đường tới các mỏ vật liệu nói chung đã có sẵn chỉ cần nâng cấp, sửa chữa là có thể sử dụng được Đường vào bãi vật liệu
D và mỏ đá thượng lưu đập phải vượt qua Đaou2, do đó phải bố trí ngầm vượt qua suối.
Điều kiện cung cấp vật liệu, vật tư, thiết bị, nguồn nhân lực
1.7.1 Điều kiện cung cấp vật liệu
- Tại khu vực dự án đã có các mỏ đất, mỏ đá Có thể khai thác sử dụng trong quá trình thi công Các mỏ đất có dung trọng tự nhiên = 1.43 t/m3
Cự ly vận chuyển đến chân đập (m)
1.7.2 Điều kiện cung cấp vật tư
- Về vật tư và thiết bị phục vụ thi công được vận chuyển từ cảng Nha Trang cự ly 20km, đường vận chuyển tương đối tốt rất thuận lợi cho công tác xây lắp công trình.
- Tiềm năng lao động ở địa phương khá dồi dào, nhất là ở nông thôn chiếm 62% toàn tỉnh, chiếm 86% huyện Diên Khánh, nên việc huy động nhân lực vào công trường là rất thuận lợi.
Nguồn cung cấp điện nước
Nước: Dùng cho sinh hoạt và thi công lấy từ suối thượng và các giếng đào Điện: Khu vực công trình có đường điện 35KV chạy qua, thuận tiện cho việc cấp điện để vận hành cửa van đường tràn và cống lấy nước sau này, Trong giai đoạn thi công, cũng có thể xây trước trạm hạ thế để cấp điện cho công trường, Ở các điểm thi công lẻ, có thể dùng điện từ máy nổ.
Thời gian thi công được phê duyệt
- Dựa vào các điều kiện thực tế trên, thời gian thi công công trình hồ chứa nước Đaou2 là 3 năm :
+ Cống thi công xong mua khô năm thứ nhất: (6 tháng)
+ Tràn xả lũ thi công 2,5 năm.
+ Đập đất thi công trong 3 năm.
Những khó khăn và thuận lợi trong thi công
Nhìn chung địa hình công trình đầu mối bằng phẳng, giao thông khá thuận lợi, vật liệu đắp đập rất gần tuyến đập, mặt bằng rộng nên bố trí công trình tạm rất thuận lợi cho công tác thi công.
Những khó khăn trong quá trình thi công như không được làm gián đoạn việc cấp nước ở hạ lưu của hai Suối Lâu, Suối Chì và khai thác vật liệu đất cũng như làm bãi thải đất ở hạ lưu bờ phải đập vì đây là khu công nghiệp Đaou2 đang được xây dựng.
CHƯƠNG 2: CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG
Phương án dẫn dòng thi công
Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công:
Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công theo QCVN 04-05/2012,
→ Công trình cấp III nên tần suất thiết kế dẫn dòng là P = 10%
Thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công:
Thời gian thi công 2 năm nên chia ra 4 thời đoạn để thi công tương ứng với các mùa khô và mùa mưa của các năm
Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công:
Mùa kiệt 14,4 m 3 /s Mùa lũ 57,8 m 3 /s Nội dung của từng phương án dẫn dòng thi công:
Thời gian thi công: 2 năm, bắt đầu từ tháng 11 năm 2021 đến tháng 10 năm 2023
Mùa lũ thời đoạn dẫn dòng từ tháng 5 đến tháng 10, thi công 20 ngày/tháng Mùa kiệt thời đoạn dẫn dòng từ tháng 11 đến tháng 4, thi công 26 ngày/tháng
Nội dung phương án được tóm tắt trong bảng sau:
Thời gian Công trình dẫn dòng Lưu lượng dẫn dòng (m3/s)
Các công việc phải làm và các mốc khống chế
Lòng sông tự nhiên 14,4 - Chuẩn bị mặt bằng thi công
- Đào kênh, đặt cống, lấp đất
- Thi công đập cả 2 bên bờ đến cao trình vượt lũ +241m
- Đào móng tràn Mùa lũ từ tháng 5 Lòng sông thu hẹp 57,8 - Thi công đập cả 2 bên đến cao trình +245m đến tháng
II Mùa khô từ tháng
Cống dẫn 14,4 - Ngăn dòng thi công đập đến cao trình +247m
- Thi công và hoàn thiện tràn
Mùa lũ từ tháng 5 đến tháng
Tràn xả lũ 57,8 - Thi công phần còn lại đến cao trình thiết kế +250m và hoàn thiện đập
- Nghiệm thu và đưa công trình vào khai thác
Thời gian thi công: 2 năm, bắt đầu từ tháng 11 năm 2021 đến tháng 10 năm 2023
Mùa lũ thời đoạn dẫn dòng từ tháng 5 đến tháng 10, thi công 20 ngày/tháng Mùa kiệt thời đoạn dẫn dòng từ tháng 11 đến tháng 4, thi công 26 ngày/tháng
Nội dung phương án được tóm tắt trong bảng sau:
Thời gian Công trình dẫn dòng Lưu lượng dẫn dòng (m3/s)
Các công việc phải làm và các mốc khống chế
Lòng sông thu hẹp 14,4 - Chuẩn bị mặt bằng thi công
- Đào kênh dẫn nước bên bờ trái khu vực thi công
- Thi công và hoàn thành cống
- Đắp đê quai thượng lưu, hạ lưu, đê quai dọc bờ trái
- Thi công phần đập bên trái đến cao trình thiết kế
- Đào móng tràn Mùa lũ từ tháng 5 đến tháng
Lòng sông thu hẹp 57,8 - Thi công tràn
II Mùa khô từ tháng
Kênh và cống ngầm dẫn nước 14,4 - Ngăn dòng thi công đập phần bên phải đến cao trình thiết kế
- Thi công và hoàn thiện tràn Mùa lũ từ tháng 5 Tràn xả lũ 57,8 - Hoàn thiện đập đến tháng
10 - Nghiệm thu và đưa công trình vào khai thác
2.1.3 Lựa chọn phương án dẫn dòng
- Phương Án 1 không cần xây dựng công trình tạm : kênh dẫn nước và đê quai thu hẹp lòng sông nên khối lượng công trình tạm nhỏ hơn, chi phí cho công trình tạm ít hơn Phương án 2. Địa hình 2 bên bờ dòng chảy tương đối thẳng nên nếu áp dụng Phương án 2 thì kênh phải đào vòng cung, khối lượng đào lớn, ngăn cả giao thông ra vào công trình Do vậy tốn kém và phức tạp hơn Phương án 1
- Cường độ thi công Phương án 1 dải tương đối đều qua các giai đoạn; Phương án
2 thì cường độ thi công dồn dập vào mùa kiệt còn mùa lũ lại ít công việc trong khi thời gian thi công mùa kiệt và mùa lũ là như nhau (6 tháng)
- Thời gian hoàn thành dự án cảu cả 2 phương án là giống nhau (2 năm)
- Kỹ thuật thi công công trình tạm phương án 1 đơn giản hơn phương án 2
Kết luận: Phương án 1 là phương án dẫn dòng tối ưu hơn, đảm bảo đúng yêu cầu kinh tế - kỹ thuật
Tính toán thủy lực dẫn dòng
2.2.1 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông tự nhiên (mùa khô 1)
- Căn cứ vào lưu lượng dẫn dòng về mùa khô và quan hệ Q~Z HL , ứng với Qtkdd 14,4m3/s , ta xác định được cao trình mực nước ZHL = +239,067m
- Nhận thấy với lưu lượng thiết kế nhỏ, mực nước thấp, có thể thi công công trình mà không tác động vào dòng chảy, dòng chảy ổn định nên vào thời đoạn đầu ta dẫn dòng qua lòng sông tự nhiên
2.2.2 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp (mùa lũ I)
- Xác định quan hệ Q~Z TL khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp;
- Xác định cao trình đắp đập chống lũ cuối mùa khô
- Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy.
Quan hệ Q ~ ZHL hồ Đaou2 :
- Từ Q TKDD = 57,8 m3/s, tra quan hệ Q ~ ZHL ta được ZHL = +239,6086 m
- Giả thiết: ∆Zgt ta có công thức: Z TL = ZHL + ∆Zgt
- Dựa vào mặt cắt dọc đập ta xác định được ω 2 : ω2 : Phần tiết diện ướt của lòng sông tự nhiên ứng với ZHL , ω2 = 30 m2
- Dựa vào khả năng đắp đập thu hẹp lòng sông ta xác định được ω 1 và mực nước mùa kiệt ω1 : Phần tiết diện ướt của lòng sông bị đê quai và hố móng chiếm chỗ ứng với ZHL , ω1 = 2 m2
- Mức độ thu hẹp của lòng sông: Theo TCVN 9160:2012 ta có công thức
Như vậy việc thu hẹp lòng sông là không đáng kể
- Xác định lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp V C :
Qtkdd : lưu lượng thiết kế dẫn dòng mùa khô, Qtkdd = 57,8 m3/s
: hệ số co hẹp bên, co hẹp 2 bên → = 0,9 ω1 : Phần tiết diện ướt của lòng sông bị đê quai và hố móng chiếm chỗ ứng với ZHL , ω1 = 2 m2 ω2 : Phần tiết diện ướt của lòng sông tự nhiên ứng với ZHL , ω2 = 30 m2
- Xác định lưu tốc tới gần Vo:
Trong đó: ωo : phần tiết diện ướt của lòng sông tự nhiên ứng với ZTL , ωo = ω2 + ∆Zgt.Bs
∆Z gt : độ cao nước dâng giả thiết
Bs : Chiều rộng trung bình của lòng sông chưa thu hẹp tại vị trí xác định lưu tốc Vo , lấy bằng bề rộng của lòng sông tự nhiên ứng với ZHL, Bs = 61,77m tt 1 V 2 V 2
- Xác định độ cao nước dâng ∆Z tt : Z
∆Z tt : Độ cao nước dâng tính toán φ : Hệ số lưu tốc, chọn φ=0,85 V c : Lưu tốc tại mặt cắt co hẹp Vo : Lưu tốc tới gần g : Gia tốc trọng trường, lấy g=9,81m/s 2
- Ta thấy có 2 ẩn ∆Z gt và ∆Z tt , nên ta sẽ sử dụng phương pháp thử dần từ giá trị ∆Z gt
→ ωo → Vo → ∆Ztt đến khi được giá trị ∆Zgt ≈ ∆Ztt
- Dữ liệu tính toán được thể hiện ở Bảng 2.1:
Bảng 2.1 Tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp mùa lũ I
- Ta thấy, giá trị ∆Z tt ≈ ∆Z gt = 0,3 m
- Ứng dụng kết quả tính toán:
Cao trình đê quai thượng lưu: ZdqTL = ZTL + δ = 239,91 + 0,6 = 240,51 m Cao trình đê quai hạ lưu: ZdqHL = ZHL + δ = 239,61 + 0,6 = 240,21 m
(δ: độ cao vượt lũ an toàn, δ = (0,5÷0,7)m → chọn δ=0.6m)
- Kiểm tra điều kiện chống xói:
Giả thiết đất nền đáy sông là nền cuội sỏi: [V]kx = (2,84÷3,3) m/s (tra phụ lục 1 Tiêu chuẩn ngành 14TCN 57:88) suy ra Vc = 2,173 m/s < [V]kx
Lòng sông không bị xói ứng với lưu lượng dẫn dòng thiết kế, thỏa mãn điều kiện chống xói lòng sông thu hẹp
2.2.3 Tính toán thủy lực dẫn dòng qua cống ngầm (mùa khô II)
- Thiết kế cóng dẫn dòng hợp lý về kinh tế và kỹ thuật;
- Xác định mực nước đầu cống, từ đó xác định cao trình đỉnh đê quai
- Kiểm tra sự an toàn của cống khi dẫn dòng
- Lợi dụng công trình lâu dài để dẫn dòng
(m 3 /s) Độ dốc đáy cống Chiều dài cống (m) Đường kính cống (m)
Cao trình ngưỡng (m) Chiều dài ống thép (m)
- Từ Q tkdd = 14,4 m3/s tra quan hệ Q~ZHL ta được ZHL = +239,067m
Dòng chảy trong cống xảy ra ở một trong ba trạng thái: Có áp, bán áp và không có áp Muốn xác định lưu lượng trong cống trước hết phải xác định trạng thái chảy của cống Theo Hứa Hạnh Đào hay Van Te Chow:
+ H≤(1,2÷1,4)D và hn(1,2÷1,4)D có thể xảy ra có áp hoặc bán áp còn tùy thuộc vào độ dài của cống và mực nước hạ lưu cống.
H: cột nước trước cống tính từ cao trình đáy cống
D: Chiều cao cống ngay sau cửa vào
Giả thiết mực nước thượng lưu ngập cống, nước chảy qua cống đổ thẳng vào hạ lưu, ta có: hn = ZHL – Zcc = ZHL – (Zdc – S.L) = 239,067 – (240,3 – 0.58,7) = -1,233 m Trong đó: hn : cột nước sau cống
ZHL : Cao trình nước hạ lưu
Zcc : Cao trình cống ở hạ lưu
Zdc : Cao trình cống ở thượng lưu
Mực nước cuối cống cao hơn mực nước hạ lưu, vì vậy cần thiết kế kênh dẫn dòng sau cống.
- Tính toán thủy lực qua kênh sau cống
Mục đích: Xác định mực nước đầu kênh
Thông số thiết kế kênh:
+ Chọn cao trình đáy ở đầu kênh chính là cao trình đáy ở cuối cống
Zcc = Zdc = +240,3m + Chọn kênh có mặt cắt hình thang:
Hệ số mái mk = 2 Độ nhám n=0,025 Độ dốc i=0,02 Phương pháp tính toán: Vẽ đường mặt nước theo phương pháp công trực tiếp Nội dung tính toán a) Sơ đồ tính toán: b) Trình tự tính toán:
Xác định độ sâu phân giới: h h (1 cn
: độ sâu phân giới tính theo kênh có bề rộng đáy b k
: hệ số Coriolis ( hệ số sửa chữa động năng ), (1, 05 1,1) , chọn 1,1 g : gia tốc trọng trường, g 9,82(m / s 2 )
Q : lưu lượng thiết kế dẫn dòng, Q 19, 2(m 3 / s) b k : bề rộng đáy kênh, b k 5, 0(m) m k : hệ số mái kênh, m k 2, 0
Xác định độ sâu dòng đều: f (R ln ) 4m o
Với n 0,025; f (R ln ) 0, 097 , tra phụ lục 8-1 bảng tra thủy lực :
, mk = 2, tra phụ lục 8-3 bẳng tra thủy lực ta có h 0
Xuất phát từ hạ lưu ta vẽ đường mặt nước xác định được cột nước đầu kênh
Diện tích mặt cắt ướt:
Vận tốc dòng chảy tại mặt cắt tính toán: V Q
1 1 Theo công thức Manning, hệ số Chezy: C R 6 Độ dốc thủy n lực:
2 với n là hệ số nhám trong lòng kênh
Chênh lệch khoảng cách giữa hai mặt cắt:
Tính toán mặt nước trong kênh với Q = 14,4 m 3 /s
Với Lk = 61,65m , ta nội suy từ bảng trên : hdk = 2,276 m Đoạn đầu kênh tính như đập tràn đỉnh rộng hn = hdk = 2,276 m ; hk = 0,865 m
, giá trị Z 2 thường khá nhỏ, nên trong tính toán sơ bộ thường bỏ qua, coi
n :hệ số lưu tốc mái khi chảy ngập được lấy theo m , giả sử hệ số lưu lượng m 0, 35 ( cửa vào tương đối thuận, ngưỡng tròn, có tường cánh thu hẹp dần) => n 0,93
: diện tích ướt ứng với độ sâu h , (b m.h).h (5, 0 2, 0.2, 276).2, 276 21, 74(m 2 ) g : gia tốc trọng trường, g 9,81(m / s 2 )
H o 2,302(m) c) Kiểm tra điều kiện chống xói Tra bảng ta có C = 38,297 (m) ; R = 0,773 (m) ; I = 0,02
Giả sử khả năng chống xói của kênh là [V] = 0,4 m/s tra TCVN 9160:2012 ứng với lớp đất kém chặt.
Lòng sông bị xói, cần gia cố 2 bên bờ kênh dẫn
- Mực nước đầu kênh chính là mực nước cuối cống, tức là h cc = hdk = 2,276(m)
Vậy cửa ra của cống bị ngập
Cống chảy có áp nên mực nước thượng lưu trước cống sẽ là:
ZTL = Zcc + H0 = 240,3 + 2,302 = 242,602 m Cao trình đê quai thượng lưu: ZdqTL = ZTL + δ = 242,602 + 0,6 = 243,202 m Cao trình đê quai hạ lưu: ZdqHL = ZHL + δ = 239,067 + 0,6 = 239,676 m ( : đô cao an toàn, (0, 5 0, 7) m => chọn 0, 6m )
Chọn cao trình đắp đê quai ngăn dòng ở thượng lưu vào mùa khô năm II là 245m
2.2.4 Tính toán thủy lực qua tràn bê tông (mùa lũ II)
- Xác định quan hệ Q~ZHL
- Xác định cao trình đắp đập vượt lũ
- Tính toán điều tiết lũ chính xác
Bảng thông số tràn xả lũ
Loại tràn Bề rộng ngưỡng Cao trình ngưỡng
Từ lưu lượng thiết kế dẫn dòng vào mùa lũ : Qtkdd = 57,8 m3/s, tra bảng quan hệ Q~ZHL , ta có ZHL = +239,6086 m Độ sâu phân giới: h k 1, 05m
Đập tràn đỉnh rộng chảy tự do
Trong đó: m: Hệ số lưu lượng tra bảng 6.3 giáo trình dẫn dòng thi công với của vào thuận, m = 0,36 o
Q: Lưu lượng thiết kế, QW,8 m 3 /s
(Coi như lưu lượng chảy qua cống không đáng kể hoặc cửa cống đóng)
Tính toán với các cấp lưu lượng khác nhau ta có bảng sau:
2.2.4.3 Tính toán điều tiết lũ
Xác định nước lũ trong hồ ZTlmax khi lũ tràn về và lưu lượng xả qxảmax của tràn Xác định cao trình thi công đập vượt lũ Zvl
- Tài liệu tính toán Đường quá trình lũ tần suất 10% Đường quan hệ Z~W Đường quan hệ Q~ZTL
Lưu lượng đỉnh lũ tần suất 10%: Q10% = 57,8 m3/s Tổng lượng lũ thiết kế Wlũ10% = 10,383 x
- Nội dung tính toán điều tiết lũ
Vì lũ có dạng tam giác nên ta tính toán điều tiết lũ theo phương pháp Kotrerin Quá trình lũ đến được tính theo sơ đồ như sau:
+ Wm: Là tổng dung tích phòng lũ thiết kế (103 m3)
+ WL : Tổng lượng lũ đến, WL = 10,383 (103 m3)
+ qmax: Lưu lượng xả max qua tràn (m3/s)
+ Qmax: Lưu lượng đỉnh lũ đến, Qmax = 57,8 (m3/s)
Do qmax và Vm chưa biết nên ta tính thử dần để tìm ra qmax và Vm
+ Giả thiết các giá trị gt max