§å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ PhÇn i tæng quan c«ng tr×nh CH¦¥NG I më ®Çu C«ng tr×nh thuû lîi hå chøa níc §ång §ß thuéc x· Minh TrÝ, huyÖn Sãc S¬n, ngo¹i thµnh Hµ Néi, lu vùc §ång §ß c¸ch thµnh phè Hµ Néi kho¶ng 50km vÒ phÝa B¾c theo ®êng bé. Lu vùc hå ë vÞ trÝ 21o08’30’’ ®Õn 20o20’50’’ VÜ ®é B¾c. 105045’45’’ ®Õn 105048’00’’ kinh §«ng. C«ng tr×nh thuû lîi hå chøa níc §ång §ß ®îc x©y dùng nh»m cung cÊp níc tíi cho 592 ha ®Êt canh t¸c trong ®ã: 472 ha lóa vµ hoa mµu, 120 ha ®Êt trång c©y l©u n¨m, ®ång thêi cßn ph¶i cÊp níc cho 8710 ngêi d©n trong khu vùc cña x· ®Ó n©ng cao ®êi sèng ®ång bµo x· Minh TrÝ vµ c¸c x· l©n cËn trong vïng gãp phÇn xo¸ ®ãi gi¶m nghÌo thùc hiÖn chÝnh s¸ch c«ng nghiÖp ho¸ hiÖn ®¹i ho¸ n«ng th«n, c¶i t¹o vµ khèng chÕ thiªn nhiªn ®Ó phôc vô cho lîi Ých cña con ngêi vµ phßng chèng lò lôt thiªn tai b¶o vÖ tÝnh m¹ng còng nh vËt chÊt cña con ngêi, gi¶m n¹n chÆt ph¸ rõng gi÷ g×n nÒn sinh th¸i cña m«i trêng, phï hîp víi môc tiªu chÝnh s¸ch cña §¶ngvµ Nhµ níc ®· ®Ò ra. Do yªu cÇu nhiÖm vô trªn nªn viÖc ®Çu t x©y dùng c«ng tr×nh thuû lîi hå chøa níc §ång §ß lµ thËt sù cÇn thiÕt, quan träng vµ v« cïng cÊp b¸ch.Kú ®å ¸n tèt nghiÖp nµy em ®îc nhµ trêng giao cho ®Ò tµi “ThiÕt kÕ hå chøa níc §ång §ß – tuyÕn I”, thêi gian lµ 14 tuÇn cïng víi sù híng dÉn cña thÇy NguyÔn §øc Tè vµ c¸c thÇy c« gi¸o trong bé m«n, ®å ¸n tèt nghiÖp cña em cã néi dung sau: 1. TÝnh to¸n ®iÒu tiÕt hå, ®iÒu tiÕt lò. 2. TÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh: ThiÕt kÕ ®Ëp ®Êt, trµn x¶ lò, cèng díi ®Ëp. Ph¬ng ¸n trµn kh«ng cã cöa van, chiÒu réng trµn B =16m. 3. Nªu nh÷ng nÐt lín vÒ tæ chøc thi c«ng. 4. TÝnh to¸n mét chuyªn ®Ò kü thuËt. 5. B¶n vÏ c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh. ch¬ng II §IÒU KIÖN Tù NHI£N 1. VÞ trÝ ®Þa lý Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 1 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Hå chøa §ång §ß dù ®Þnh x©y dùng trªn suèi §ång §ß - mét nh¸nh thîng nguån cña lu vùc s«ng Cµ Lå. Lu vùc §ång §ß thuéc ®Þa phËn x· Minh TrÝ, huyÖn Sãc S¬n, thµnh phè Hµ Néi. §Çu mèi c«ng tr×nh c¸ch §a Phóc vÒ phÝa T©y - B¾c kho¶ng 9km vµ c¸ch Hµ Néi vÒ phÝa B¾c kho¶ng 50km. 2. §Æc ®iÓm tù nhiªn I - §Æc ®iÓm ®Þa h×nh 1). Lßng hå lµ mét thung lòng kÐo dµi kho¶ng 4km theo híng §«ng B¾c - T©y Nam, chiÒu réng trung b×nh kho¶ng 135m bao quanh lµ c¸c d·y nói cao, phÝa bê tr¸i cã ®é cao 150 ÷ 230m, bê ph¶i nói cao tíi 300m. Quanh lßng hå kh«ng cã eo nói thÊp, kh«ng cã vÞ trÝ nµo ph¶i lµm ®Ëp phô. Th¶m thùc vËt kh«ng ®¸ng kÓ, rõng cò hÇu nh bÞ tµn ph¸ hÕt, sên nói chñ yÐu lµ rõng b¹ch ®µn. Lßng hå cã hai d¹ng ®Þa h×nh chÝnh: - §Þa h×nh vïng x©m thùc ph©n bè chñ yÕu ë c¸c sên nói bao quanh lßng hå. - §Þa h×nh tÝch tô: TÇng sên tÝch thêng tÝch tô kÒ víi bê suèi, b·i båi vµ thÒm suèi n»m trong mét d¶i ®Êt thÊp ch¹y däc hai phÝa bê suèi,diÖn ph©n bè hÑp. 2) TuyÕn c¸c c«ng tr×nh ®Çu mèi: trªn lu vùc cã hai vÞ trÝ tuyÕn cã thÓ bè trÝ côm c«ng tr×nh ®Çu mèi: - TuyÕn ngoµi (tuyÕn II) n»m ë vÞ trÝ chuyÓn tiÕp cña lßng suèi, phÝa thîng lu lµ thung lòng hÑp, hai bªn lµ ®åi cao: phÝa h¹ lu ®Þa h×nh më réng thµnh khu tíi cña hå. §Þa h×nh vïng tuyÕn kh«ng c©n xøng, suèi ch¶y lÖch sang phÝa bê ph¶i. Vai ph¶i ®Ëp lµ sên nói dèc, phÝa tr¸i lßng suèi lµ b·i båi réng kh¸ b»ng ph¼ng, tiÕp len sên nói cã ®Þa h×nh dèc dÇn. TuyÕn trµn dù kiÕn bè trÝ ë bê ph¶i, tuyÕn cèng bè trÝ ë bê tr¸i. - TuyÕn trong (tuyÕn I) c¸ch tuyÕn II vÒ phÝa thîng lu kho¶ng 450m, tuyÕn ®Ëp dµi 300m, cã híng T©y B¾c - §«ng Nam, t¹o víi ph¬ng B¾c mét gãc kho¶ng 300. Vai tr¸i ®Ëp n»m trªn sên ®åi dèc gãc dèc kho¶ng 500 ÷ 600, ®Þa h×nh uèn nÕp nhiÒu, phÝa bê ph¶i cã ®Þa h×nh tho¶i h¬n, kho¶ng 30m gÇn suèi lµ b·i båi t¬ng ®èi b»ng ph¼ng, ®o¹n tiÕp lªn tõ b·i båi ®Õn ®êng vµo khu kinh tÕ míi dµi kho¶ng 175m, ®Þa h×nh t¬ng ®èi tho¶i gãc dèc kho¶ng 5o- 10o tiÕp lªn lµ Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 2 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ sên ®åi gãc dèc kho¶ng 20o. TuyÕn trµn dù kiÕn bè trÝ ë vai ph¶i, tuyÕn cèng bè trÝ ë vai tr¸i ®Ëp. 3) TuyÕn kªnh: toµn bé khu tíi n»m phÝa bê tr¸i suèi §ång §ß, ®é dèc däc khu tíi tho¶i dÇn theo chiÒu dßng suèi, ®é dèc ngang tho¶i dÇn tõ ch©n ®åi bê tr¸i xuèng lßng suèi. §Þa h×nh tuyÕn kªnh t¬ng ®èi ®¬n gi¶n Ýt chia c¾t chñ yÕu lµ ®åi träc, chØ cã ®o¹n kªnh tõ tuyÕn I ®Õn tuyÕn II dµi kho¶ng 600m lµ rõng b¹ch ®µn t¬ng ®èi rËm r¹p. TuyÕn kªnh chÝnh ®îc bè trÝ men theo ch©n ®åi bê tr¸i vµ r×a lµng ®Õn kªnh II thuéc hÖ thèng §aÞ L¶i. Khu tíi t¬ng ®èi b»ng ph¼ng cao ®é tho¶i dÇn theo híng §«ng B¾c - T©y Nam §é cao vïng tíi ph©n bè nh sau: Cao ®é 18,3 ÷ 19,7 DiÖn tÝch (ha) 195,2 14,1 ÷ 15 43,3 13,5 261,6 II - §Æc ®iÓm thuû v¨n khÝ tîng 1. §Æc trng lu vùc: - Lu vùc hå tÝnh ®Õn tuyÕn I lµ 9,43km2 : ®Õn tuyÕn II lµ 9,77km2 - ChiÒu dµi suèi chÝnh L = 6km. - §é dèc b×nh qu©n lu vùc i = 35,2% - §é dèc b×nh qu©n lßng suèi i = 20/0 0 2. M¹ng líi tr¹m thuû v¨n khÝ tîng Trªn lu vùc kh«ng cã tr¹m ®o khÝ tîng thuû v¨n. Trong tÝnh to¸n thuû v¨n sö dông tµi liÖu ncña tr¹m VÜnh Yªn; tµi liÖu ma cña tr¹m §a Phóc (tr¹m §a Phóc c¸ch c«ng tr×nh kho¶ng 10km vÒ phÝa §«ng Nam). Tr¹m ®o lu lîng Ngäc Thanh c¸ch tuyÕn c«ng tr×nh 9km vÒ phÝa T©y B¾c, cã ®iÒu kiÖn h×nh thµnh dßng ch¶y t¬ng tù ®îc sö dông lµ tr¹m tham kh¶o. 3. §Æc trng khÝ hËu - NhiÖt ®é: NhiÖt ®é trung b×nh 23,7oC NhiÖt ®é cao nhÊt vµo th¸ng VI; VII vµ VIII trung b×nh xÊp xØ 29 0C; lín nhÊt tíi 40,20C NhiÖt ®é thÊp nhÊt vµo th¸ng XII vµ th¸ng I trung b×nh 16,30 18,00C - §é Èm t¬ng ®èi b×nh qu©n nhiÒu n¨m 81% - Giã: tèc ®é giã b×nh qu©n lín nhÊt 18,1 m/s. - Bèc h¬i: trung b×nh nhiÒu n¨m t¹i VÜnh Yªn lµ 968,2mm( ®o b»ng èng Piche). Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 3 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ - Ma: lîng ma n¨m trung b×nh 1402,5 mm; lîng ma trung b×nh thÊp nhÊt vµo th¸ng VIII lµ 684,5 mm. 4. ChÕ ®é dßng ch¶y Lu vùc n»m trong vïng chÞu ¶nh hëng trùc tiÕp cña giã mïa. Mïa lò b¾t ®Çu tõ th¸ng VI kÕt thóc vµo th¸ng X chiÕm kho¶ng 74,1% dßng ch¶y n¨m, mïa kiÖt b¾t ®Çu tõ th¸ng XI vµ kÕt thóc vµo th¸ng V n¨m sau. Lîng dßng ch¶y trung b×nh nhiÒu n¨m 21,70 l/s-km2. III - §iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh 1. Lßng hå lµ mét thung lòng dµi theo híng T©y T©y Nam - B¾c §«ng B¾c. §Þa h×nh cã d¹ng kh«ng c©n xøng, suèi ch¶y uèn khóc. Bê hå lµ c¸c d·y nói cao liªn tôc cã chiÒu dµy lín, ®îc bao phñ bëi líp sên tÝch, tµn tÝch Ýt thÊm níc, ®¸ gèc lµ bét kÕt, c¸t kÕt vµ sÐt kÕt Ýt nøt nÎ. Lßng hå kh«ng cã ®øt g·y nªn hå kh«ng bÞ thÊm mÊt níc. 2. TuyÕn c«ng tr×nh ®Çu mèi: Vïng tuyÕn I: TuyÕn ®Ëp vµ tuyÕn trµn: c¸c líp ®Êt ®¸ ph©n bè nh sau: - Líp 1: gåm líp båi tÝch ph©n bè chñ yÕu ë lßng suèi vµ b·i båi, chiÒu réng kho¶ng 30 m, chiÒu s©u chç lín nhÊt 3m vµ líp thæ nhìng ë 2 phÝa sên ®åi dµy trung b×nh 0,5m. - Líp 2: Lµ líp sÐt pha chøa nhiÒu d¨m s¹n th¹ch anh, tr¹ng th¸i dÎo cøng ®Õn nöa cøng, kÕt cÊu chÆt , nguån gèc pha tÝch, ph©n bè 2 phÝa sên ®åi díi líp thæ nhìng, chiÒu dµy cã chç ®Õn 6m, hÖ sè thÊm t¬ng ®èi lín k = 0,75.10-4. - Líp 3: §¸ bét kÕt phong ho¸ m¹nh thµnh sÐt mµu n©u, tr¹ng th¸i nöa cøng, kÕt cÊu chÆt, nguån gèc tµn tÝch. Líp nµy n»m díi líp 2, ph©n bè trªn toµn khu vùc c«ng tr×nh. ChiÒu dµy phÝa vai tr¸i kho¶ng 3m, vai ph¶i khoan ®Õn ®é s©u 10m vÉn cha hÕt líp nµy. C¸c chØ tiªu c¬ lý cña líp 3 t¬ng ®èi tèt (xem b¶ng), hÖ sè thÊm t¬ng ®èi nhá k = 0,62.10-5 cm/s. - Líp 4: §¸ bét kÕt kiÕn tróc h¹t phong ho¸ nøt nÎ m¹nh ®«i chç phong ho¸ hoµn toµn thµnh sÐt. - Líp 5: §¸ c¸t kÕt xen kÏ bét kÕt, kiÕn tróc h¹t, nøt nÎ võa. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 4 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ TuyÕn cèng: CÊu t¹o ®Þa tÇng còng t¬ng tù nh tuyÕn ®Ëp nhng ë cao trªn sên ®åi nªn kh«ng cã líp båi tÝch, cßn líp 2 cã chiÒu dµy máng chØ kho¶ng 0,8m. B¶ng chØ tiªu c¬ lý ®Êt nÒn tuyÕn I Líp 1a Líp 1b Líp 2 Líp 3 ChØ tiªu §é Èm tù nhiªn w% 11,0 28,9 29,2 30,9 1,80 1,81 1,87 Dung träng tù nhiªn γw 1,39 1,40 1,43 Dung träng kh« γc (G/cm2) 2,70 2,71 2,72 Tû träng ∆ 0,97 0,93 0,90 HÖ sè rçng ε §é rçng n% 48,4 48,3 47,50 0 0 0 26 10' 10 30’ 12 30' 14000 Gãc ma s¸t ϕ0 Lùc dÝnh C (KG/cm2) 0,237 0,251 0,369 HÖ sè nÐn lón a1-2 (cm2/KG) 0,030 0,021 0,017 -3 -5 -4 HÖ sè thÊm K(cm/s) 4,91.10 2,50.10 0,75.10 6,20.10-6 IV - §éng ®Êt Theo tµi liÖu ph©n vïng ®éng ®Êt cña ViÖn Khoa häc ViÖt Nam hå chøa níc §ång §ß n»m trong khu vùc ®éng ®Êt cÊp 7. V - VËt liÖu x©y dùng 1. §Êt ®¾p: §· tiÕn hµnh kh¶o s¸t 6 b·i vËt liÖu víi tæng khèi lîng cã thÓ khai th¸c 746,000 m3. ChØ tiªu c¬ lý vµ tr÷ lîng ®Êt ®¾p B·i 1 B·i 2 B·i 3 B·i 4 B·i 5 B·i 6 ChØ tiªu §é Èm tù nhiªn w% 20,12 18,92 16,72 18,17 22,88 23,14 2,01 1,97 1,98 1,93 1,94 1,89 Dung träng tù nhiªn γw 1,67 1,65 1,69 1,63 1,67 1,62 Dung träng kh« γc (G/cm2) 2,71 2,70 2,73 2,76 2,76 2,76 Tû träng ∆ §é Èm tèt nhÊt wTN% 18,8 18,45 16,80 21,80 18,95 19,42 1,76 1,75 1,75 1,69 1,77 1,71 Dung träng kh« γc Max 0,641 0,56 0,71 0,86 0,53 0,59 HÖ sè rçng ε §é rçng n% 39,08 39,45 41,46 46,3 34,64 37,10 0 16030' 21030' 2000 23000 21030' 23000 Gãc ma s¸t ϕ Lùc dÝnh C (KG/cm2) 0,24 0,21 0,20 0,20 0,29 0,31 2 HÖ sè nÐn lón a1-2 (cm /KG) 0,009 0,0045 0,0055 0,014 0,020 0,021 Tr÷ lîng (m3) 120.000 78.000 312.000 86.000 90.000 60.000 HÖ sè thÊm cña ®Êt ®¾p ®Ëp K = 2,5.10-6 cm Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 5 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ 2. VËt liÖu ®¸ c¸t sái. §¸: LÊy t¹i c«ng trêng khai th¸c Xu©n Hoµ, cù ly vËn chuyÓn kho¶ng 10km. C¸t sái: Sö dông c¸t sái khai th¸c ë §a Phóc trªn s«ng Cµ Lå, cù ly vËn chuyÓn kho¶ng 25km. CH¦¥NG II T×nh h×nh d©n sinh kinh tÕ 1. D©n sinh kinh tÕ Khu vùc hëng lîi thuéc x· Minh TrÝ huyÖn Sãc S¬n thµnh phè Hµ Néi. Toµn x· cã 8.710 ngêi, h¬n 90% d©n sè lµ lao ®éng n«ng nghiÖp. §êi sèng kinh tÕ cßn thÊp, tr×nh ®é d©n trÝ cßn h¹n chÕ, nghÒ phô hÇu nh cha ph¸t triÓn. B×nh qu©n l¬ng thùc ®Çu ngêi quy thãc díi 300kg/ngêi/n¨m. Trong vµi n¨m gÇn ®©y vïng dù ¸n ®· b¾t ®Çu chuyÓn ®æi c¬ cÊu c©y trång, mét sè diÖn tÝch vên ®åi ®· ®îc trång c©y ¨n qu¶ nhng do míi trång nªn cha ph¸t huy ®îc hiÖu qu¶. 2. HiÖn tr¹ng thuû lîi DiÖn tÝch canh t¸c cña vïng dù ¸n phÝa Nam kªnh II §¹i L¶i chñ yÕu dùa vµo nguån níc cña hå §¹i L¶i, cßn phÝa B¾c kªnh II §¹i L¶i dùa vµo nguån níc suèi §ång §ß tõ ®Ëp d©ng §ång §ß, nhng lu vùc suèi §ång §ß nhá (cha ®Õn 10km2) rõng ®Çu nguån bÞ tµn ph¸ nªn nguån sinh thuû nghÌo nµn v× vËy diÖn tÝch canh t¸c phÝa B¾c kªnh II §¹i L¶i hoµn toµn phô thuéc vµo thiªn nhiªn. §èi víi diÖn tÝch canh t¸c phÝa Nam kªnh II §¹i L¶i ®ang ®îc tíi tõ nguån níc hå §¹i L¶i trong t¬ng lai gÇn hå §¹i L¶i chuyÓn nhiÖm vô tõ tíi sang du lÞch th× cÇn thiÕt ph¶i cã nguån níc míi thay thÕ. Víi ®iÒu kiÖn tù nhiªn cña vïng dù ¸n th× gi¶i ph¸p duy nhÊt lµ ph¶i x©y dùng hå §ång §ß ®Ó tíi chñ ®éng cho diÖn tÝch ®ang canh t¸c phÝa B¾c kªnh II §¹i L¶i vµ tíi bæ sung mét phÇn diÖn tÝch phÝa Nam kªnh II §¹i L¶i khi hå §¹i L¶i thay ®æi nhiÖm vô. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 6 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ 3. t×nh h×nh sö dông ®Êt ®ai Vïng dù ¸n cã tæng diÖn tÝch tù nhiªn 2.435 ha. Quü ®Êt sö dông nh sau: 1. §Êt n«ng nghiÖp 684 ha. 2. §Êt l©m nghiÖp 1.338 ha. 3. §Êt ë 100 ha. 4. §Êt chuyªn dïng 212 ha. 5. §Êt cha ®îc sö dông 101 ha. HiÖn nay do cha chñ ®éng vÒ tíi nªn hÖ sè sö dông ®Êt cßn thÊp( kho¶ng 2 lÇn) . 4. KÕ ho¹ch ph¸t triÓn n«ng nghiÖp §a gièng míi cã n¨ng suÊt cao, cã kh¶ n¨ng chÞu s©u bÖnh vµ chÞu h¹n tèt thay thÕ c¸c gièng cò. Ph¸t triÓn c©y rau mµu vµ c©y thùc phÈm Ph¸t triÓn trång c©y ¨n qu¶, c©y c«ng nghiÖp vµ c©y dîc liÖu. §Çu t ph¸t triÓn n«ng nghiÖp lµ híng chÝnh ®Ó xo¸ ®ãi gi¶m nghÌo cña khu vùc dù ¸n. CH¦¥NG III Gi¶i ph¸p c«ng tr×nh vµ nhiÖm vô c«ng tr×nh 1. NhiÖm vô c«ng tr×nh Hå chøa níc §ång §ß tuy lµ c«ng tr×nh Thuû lîi lín nhÊt trong khu vùc dù ¸n nhng lu vùc bÐ kh¶ n¨ng nguån níc kh«ng thÓ ®¸p øng tíi cho toµn bé diÖn tÝch canh t¸c cña khu vùc dù ¸n ®ang thiªó níc. Trªn c¬ së tËn dông tèi ®a nguån níc cña lu vùc suèi §ång §ß, sau khi x©y dùng hå chØ ®¶m b¶o cung cÊp ®ñ níc tíi cho diÖn tÝch canh t¸c cña x· Minh TrÝ phÝa B¾c kªnh II §¹i L¶i. Lîng níc cßn l¹i ®îc dÉn vµo kªnh N3 hå §¹i L¶i bæ sung cho khu tíi hå §¹i L¶i. NhiÖm vô cña hå §ång §ß: • Tíi 592 ha ®Êt canh t¸c, trong ®ã: Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 7 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ 472 ha lóa vµ hoa mµu. 120 ha ®Êt trång c©y l©u n¨m. • KÕt hîp du lÞch. 2. TuyÕn c«ng tr×nh. 1. TuyÕn ®Ëp. Nh ®· tr×nh bµy ë môc ®Æc ®iÓm ®Þa h×nh tuyÕn ®Ëp cã thÓ bè trÝ ë 2 vÞ trÝ: tuyÕn I vµ II. TuyÕn I c¸ch tuyÕn II kho¶ng 450 m vÒ phÝa thîng lu. 2. TuyÕn cèng. Toµn bé khu tíi n»m phÝa tr¸i suèi §ång §ß v× vËy ë vïng tuyÕn I vµ c¶ vïng tuyÕn II cèng ®Òu ®îc bè trÝ phÝa vai tr¸i ®Ëp. 3. TuyÕn trµn x¶ lò. C¶ 2 vïng tuyÕn do ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh hai phÝa lßng hå lµ nói cao, kh«ng cã eo nói phï hîp ®Æt tuyÕn trµn vµ ®Ó tr¸nh c«ng tr×nh giao nhau gi÷a tuyÕn trµn vµ tuyÕn cèng, tuyÕn trµn ®îc bè trÝ phÝa vai ph¶i ®Ëp. 3. C¸c h¹ng môc vµ h×nh thøc c¸c c«ng tr×nh ®Çu mèi I - C¸c h¹ng môc c«ng tr×nh. Côm c«ng tr×nh ®Çu mèi gåm 3 h¹ng môc: ®Ëp d©ng níc, trµn x¶ lò vµ cèng lÊy níc. II - H×nh thøc c«ng tr×nh. 1. §Ëp: VËt liÖu ®Êt ®¾p t¹i chç tr÷ lîng nhiÒu Ýt thÊm níc,nªn ta chän h×nh thøc ®Ëp lµ ®Ëp ®ång chÊt cã ch©n r¨ng c¾m xuyªn qua tÇng båi tÝch thÊm. 2. Trµn x¶ lò: Do ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh nh ®· ®Ò cËp ë trªn vÞ trÝ trµn ®¹t ë sên ®åi vai ph¶i cña ®Ëp qui m« nhá do vËy ta chän h×nh thøc trµn lµ dèc níc 3. Cèng lÊy níc: Chän h×nh thøc cèng hép b»ng bª t«ng cèt thÐp cã th¸p ®iÒu tiÕt lu lîng. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 8 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ 4. C¸c chØ tiªu tÝnh to¸n 1. 2. 3. 4. CÊp c«ng tr×nh : C«ng tr×nh thuéc cÊp 3 TÇn suÊt chèng lò : P = 1% TÇn suÊt ®¶m b¶o tíi : P = 75% TÇn suÊt giã tÝnh to¸n : P = 4% CH¦¥NG IV Tµi liÖu tÝnh to¸n 1. Tµi liÖu khÝ tîng thuû v¨n 1. Dßng ch¶y n¨m. §Æc trng TuyÕn I Mo(l/s-km2) Qo(m3/s) Q25%(m3/s) Q50%(m3/s) Q75%(m3/s) 21,70 0,205 0,256 0,190 0,139 2. Ph©n phèi dßng ch¶y n¨m thiÕt kÕ p= 75% TuyÕn 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 N¨m 0,04 0,02 0,8 0,31 0,20 0,02 0,01 0,00 0,00 0,01 0,04 0,07 0,13 I 5 9 9 2 8 6 4 8 7 2 5 4 9 3. Dßng ch¶y lò C¸c ®Æc trng lò chÝnh vô C¸c ®Æc trng Qmax(m /s) Wp(106m3) Tl(phót) Tx(phót) 3 TuyÕn I TuyÕn I I vµ II I vµ II 1 138,5 2,12 170 340 TÇn suÊt P% 1,5 2 5 128,7 121,7 100,8 2,00 1,92 1,66 173 175 183 346 350 366 10 83,0 1,43 191 382 4. Bèc h¬i Lîng bèc h¬i trung b×nh nhiÒu n¨m ®o b»ng èng Piche 968,2 mm Lîng bèc h¬i mÆt níc trung b×nh nhiÒu n¨m 1278 mm. Lîng bèc h¬i mÆt ®Êt trung b×nh nhiÒu n¨m 719,5 mm. Tæn th¸t do bèc h¬i 558,5 mm. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 9 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Ph©n phèi lîng tæn thÊt do bèc h¬i Th¸ng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 N¨m ∆Ζ(mm) 39,2 35,6 38,5 42,5 61,3 58,5 56,9 45,5 44,9 47,6 43,8 44,0 558,5 5. Bïn c¸t Hµm lîng bïn c¸t ρ = 150g/m3. Lîng bïn c¸t l¾ng ®äng hµng n¨m trong hå: TuyÕn I: 1.807 m3/n¨m. 6. Giã Tèc ®é giã b×nh qu©n lín nhÊt VTBMax= 18,1 m/s TÇn suÊt P% 2 4 5 V m/s 29 27,2 26,5 10 24,3 50 17,7 2. ®êng quan hÖ lu lîng mùc níc t¹i tuyÕn ®Ëp 1. TuyÕn I Z Q(m3/s) 21,5 0 22,3 1,45 22,8 7,02 23,3 18,18 23,8 40,20 24,3 72,69 3. Tµi liÖu tÝnh to¸n thuû n«ng Tµi liÖu níc dïng N¨ m W106 0,40 0,20 0,42 0,29 0,18 0,39 0,43 0,36 0,24 0,16 0,09 0,08 3,28 m3 2 8 0 2 5 8 2 6 0 2 7 6 8 Th¸ng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Lu lîng lÊy lín nhÊt c¸c th¸ng trong n¨m Th¸ng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Ql/s 176 176 176 176 176 352 357 326 308 188 188 188 4. ®êng ®Æc tÝnh lßng hå TuyÕn I Z F (10 m ) W(106m3) Z 0 35 23 0 0,015 37 25 2,17 0,097 39 27 6,41 0,280 40 29 12,25 0,414 42 30 14,51 Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng 4 2 F (104m2) W(106m3) 30,41 1,473 39,50 2,170 48,75 3,051 53,50 3,562 59,00 4,687 Trang 10 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi 32 34 18,75 26,00 ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ 0,746 1,191 44 45 67,25 75,02 5,948 6,659 BiÓu ®å quan hÖ 5. ®µ giã Mùc níc b×nh thêng 1.900 Gãc t¹o gi÷a trôc hè vµ tim ®Ëp β = 0 TuyÕn I Mùc níc lò 1.950 6. Tæn thÊt thÊm Tæn thÊt thÊm qua lßng hå, bê hå vµ qua c¸c c«ng tr×nh ®Ëu mèi b»ng 2% dung tÝch b×nh qu©n th¸ng. PhÇn ii thiÕt kÕ c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh Trong tÝnh to¸n ta ph¶i lùa chän ph¬ng ¸n tèi u nghÜa lµ chän ra chiÒu réng trµn hîp lý. §Ó chän ®îc chiÒu réng trµn hîp lý ta ph¶i tÝnh to¸n thiÕt kÕ víi nhiÒu B trµn. Víi mçi bÒ réng trµn ta tÝnh ®îc mét cét níc trµn vµ cao tr×nh ®Ønh ®Ëp tõ ®ã ta t×m ®îc khèi lîng trµn vµ khèi lîng ®Ëp. • Nguyªn t¾c chän Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 11 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Gi¶ thiÕt nhiÒu bÒ réng trµn B ta tÝnh ®îc khèi lîng trµn vµ ®Ëp tõ ®ã tÝnh ®îc gi¸ tiÒn K. Tõ c¸c B trµn vµ K ta vÏ ®îc ®êng quan hÖ gi÷a B~K cña trµn vµ B~K cña ®Ëp. Sau ®ã céng tung ®é cña hai ®êng l¹i. (a) :B~K cña trµn (b) : B~K cña ®Ëp (c) : B~K sau khi céng tung ®é (a) vµ (b). Tõ ®êng (c) ta x¸c ®Þnh ®iÓm cùc trÞ lµ ®iÓm cã K nhá nhÊt suy ra bÒ réng trµn lµ kinh tÕ nhÊt Trong ®å ¸n nµy em ®îc ph©n c«ng víi ph¬ng ¸n Btr= 16m. ch¬ng i: tÝnh to¸n ®iÒu tiÕt 1-1.tÝnh to¸n ®iÒu tiÕt hå I.TÝnh to¸n mùc níc chÕt 1. Môc ®Ých, ý nghÜa. a) Môc ®Ých Nh ta ®· biÕt mùc níc chÕt (MNC) lµ mùc níc thÊp nhÊt cho phÐp trong hå chøa vÉn lµm viÖc b×nh thêng. ChÝnh v× vËy ®Ó tiÕn hµnh thiÕt kÕ tÝnh to¸n hå chøa th× viÖc ®Çu tiªn chóng ta cÇn lµm lµ ph¶i x¸c ®Þnh ®îc MNC, tõ ®ã x¸c ®Þnh ®îc dung tÝch chÕt (Vc ) phÇn dung tÝch kh«ng tham gia vµo qu¸ tr×nh ®iÒu tiÕt dßng ch¶y. b) ý nghÜa. Tõ MNC ®· biÕt ta míi cã thÓ tiÕn hµnh tÝnh to¸n ®iÒu tiÕt c©n b»ng hå chøa ®Ó x¸c ®Þnh mùc níc d©ng b×nh thêng (MNDBT), tõ MNDBT ®i tÝnh to¸n ®iÒu tiÕt lò x¸c ®Þnh ®îc mùc níc d©ng gia cêng (MNDGC) –mùc níc lín nhÊt trong hå chøa khi lò vÒ. c) NhiÖm vô. Ngoµi nh÷ng ý nghÜa trªn, MNC cßn ph¶i ®¶m nhËn hai nhiÖm vô sau: Cao tr×nh MNC(∇MNC) ph¶i ®¶m b¶o cho cèng lÊy níc vµ chøa ®îc lîng bïn c¸t båi l¾ng trong lßng hå. ∇MNC ph¶i ®ñ cao ®Ó ®¶m b¶o yªu cÇu tíi tù ch¶y, ®èi víi hå chøa níc §ång §ß ®iÒu kiÖn nµy lu«n ®¶m b¶o. 2. X¸c ®Þnh MNC MNC = Zbc+a+h (1.1-1) Trong ®ã: Zbc- cao tr×nh bïn c¸t Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 12 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ a- §é vît cao an toµn tõ cao tr×nh bïn c¸t ®Õn ®¸y cöa lÊy níc sao cho bïn c¸t kh«ng lät vµo cöa lÊy níc: a = 0,5 ÷ 1 m. Chän a =0,6m h – chiÒu cao mùc níc trong cèng h = 0,8÷1. S¬ bé chän h =1m. ThÓ tÝch bïn c¸t trong hå ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc Vbc= Vbc.T (1.1-2) Trong ®ã: Vbc- dßng ch¶y bïn c¸t ®Õn trong n¨m T- Tuæi thä c«ng tr×nh, víi c«ng tr×nh cÊp III T=150 n¨m( theo TCVN 5060-90) Vbc =1870.150 =271050 m3 =0,271.106 m3 Tra ®êng ®Æc tÝnh quan hÖ Z~V ta ®îc : víi Vbc=0,271.106 m3 ⇒Zbc=28,9 m VËy ta cã: MNC = 28,9 + 0,6 +1 = 30,5m. Tra ®êng ®Æc tÝnh quan hÖ Z~V ta ®îc dung tÝch chÕt: Vc =0,497.106m3. §1-2. tÝnh to¸n ®iÒu tiÕt c©n b»ng hå chøa I. Môc ®Ých ý nghÜa Dßng ch¶y thiªn nhiªn ph©n bè kh«ng ®Òu theo kh«ng gian vµ thêi gian, lîng níc trong c¶ n¨m chØ tËp trung chñ yÕu vµo mét sè th¸ng mïa lò. Ngîc l¹i, vµo mïa kh« mùc níc trong c¸c s«ng h¹ xuèng rÊt thÊp, lu lîng níc nhá khiÕn cho viÖc lîi dông s«ng ngßi cña c¸c ngµnh kinh tÕ quèc d©n bÞ h¹n chÕ. Muèn tËn dông triÖt ®Ó lîi Ých cña nguån níc ph¶i cã biÖn ph¸p ®iÒu tiÕt dßng ch¶y thiªn nhiªn thÝch hîp. Nãi mét c¸ch kh¸c lµ ph¶i sö dông c¸c biÖn ph¸p c«ng tr×nh thuû, chñ yÕu lµ biÖn ph¸p kho níc ®Ó khèng chÕ sù thay ®æi tù nhiªn cña dßng ch¶y, ph©n bè l¹i dßng ch¶y theo thêi gian cho phï hîp víi yªu cÇu dïng níc. Môc ®Ých chÝnh cña ®iÒu tiÕt n¨m lµ tr÷ l¹i lîng níc thõa trong thêi gian mïa lò ®Ó sö dông cho thêi gian Ýt níc ë mïa kiÖt. II. trêng hîp ®iÒu tiÕt Theo tµi liÖu thuû v¨n vÒ ph©n phèi dßng ch¶y n¨m thiÕt kÕ vµ lîng níc dïng trong n¨m ®èi víi hå §ång §ß ta thÊy trong mét n¨m: V®Õn 75% = 4.383.504m3 >Vdïng= 3.288.000m3 Tõ ®ã cho ta thÊy lîng níc ®Õn trong n¨m lu«n ®ñ ®¸p øng ®îc yªu cÇu dïng níc. V× vËy ta chØ cÇn tÝnh to¸n ®iÒu tiÕt n¨m ®èi víi hå §ång §ß. III .c¸c thµnh phÇn dung tÝch vµ c¸c mùc níc ®Æc trng Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 13 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi - ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Dung tÝch chÕt Vc Dung tÝch c«ng t¸c Vhd: Toµn bé phÇn dung tÝch tham gia vµo qu¸ tr×nh ®iÒu tiÕt dßng ch¶y. - Dung tÝch siªu cao Vsc: N»m trªn dung tÝch hiÖu dông cã t¸c dông phßng lò cho h¹ lu. - - MNC: Giíi h¹n trªn cña dung tÝch chÕt. - MNDBT: Giíi h¹n trªn cña dung tÝch c«ng t¸c. MNDGC: Giíi h¹n trªn cña dung tÝch siªu cao. IV . ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n TiÕn hµnh tÝnh to¸n ®iÒu tiÕt c©n b»ng hå chøa theo ph¬ng ph¸p lËp b¶ng, tøc dïng b¶ng ®Ó so s¸nh lîng níc dïng vµ lîng níc ®Õn. Nguyªn lý c¬ b¶n cña ph¬ng ph¸p nµy lµ tiÕn hµnh c©n b»ng lîng níc trong kho, ®em chia toµn bé thêi kú tÝnh to¸n ra mét sè thêi ®o¹n tÝnh to¸n, ë ®©y lµ 12 thêi ®o¹n øng víi 12 th¸ng cña n¨m thiÕt kÕ. TÝnh to¸n c©n b»ng lîng níc trong kho lÇn lît theo tõng thêi ®o¹n sÏ biÕt ®îc qu¸ tr×nh thay ®æi møc níc, lîng níc tr÷, x¶ trong kho. BiÓu thÞ ph¬ng tr×nh c©n b»ng lîng níc trong kho b»ng c«ng thøc sau: - ∆V =(Q® - Qd). ∆t (1.2-1) Trong ®ã: ∆t – thêi ®o¹n tÝnh to¸n. ∆V – lîng níc chøa trong kho t¨ng lªn hoÆc gi¶m ®i trong thêi ®o¹n ∆t. Q® - lu lîng níc ®Õn trong thêi ®o¹n tÝnh to¸n. Qd – lu lîng níc dïng trong thêi ®o¹n tÝnh to¸n Lîng níc chøa trong kho cuèi mçi thêi ®o¹n: Vki = Vki-1+ ∆V (1.2-2) BiÕt ®îc lîng níc chøa trong kho cuèi mçi thêi ®o¹n, dùa vµo ®êng ®Æc tÝnh kho níc V~Z~F ta x¸c ®Þnh ®îc diÖn tÝch mÆt níc F vµ cao tr×nh møc níc Z cña kho cuèi mçi thêi ®o¹n. • ) LËp b¶ng tÝnh to¸n víi gi¸ trÞ c¸c cét nh sau: B¶ng 1 TÝnh dung tÝch hiÖu dông khi cha kÓ ®Õn tæn thÊt: Cét (1): Thø tù c¸c th¸ng xÕp theo n¨m thuû lîi: Q®Õn> Qdïng Cét (2): Sè ngµy trong tõng th¸ng. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 14 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Cét (3): Lîng níc ®Õn tõng th¸ng Qi øng víi P = 75% Cét (4): Tæng lîng níc ®Õn trong tõng th¸ng: WQ = Qi. ∆ti =(3).(2) ∆ti- tÝnh theo gi©y(s). Cét (5): Tæng lîng níc dïng trong tõng th¸ng Wqi. Cét (6): Lîng níc thõa l¹i trong kho khi: WQ> Wq: (6) = (4) - (5) Cét (7): Lîng níc thiÕu khi WQ> Wq : (7) = (5) - (4) Cét (8): Luü tÝch cét (6) nhng kh«ng vît qu¸ dung tÝch c«ng t¸c : Vh = V1 - + V2 - - V2+ +Vc: (Vc = 0,497.106m3) Cét (9): Ghi lîng x¶ thõa khi trÞ sè luü tÝch lín h¬n Vh B¶ng 2 TÝnh dung tÝch hiÖu dông cã kÓ ®Õn tæn thÊt (lÇn 1) Cét (1): Thø tù c¸c th¸ng xÕp theo n¨m thuû lîi: Q®Õn> Qdïng Cét (2): Sè ngµy trong tõng th¸ng. Cét (3): Lîng níc ®Õn tõng th¸ng Qi øng víi P = 75% Cét (4): Tæng lîng níc ®Õn trong tõng th¸ng: WQ = Qi. ∆ti =(3).(2) ∆ti- tÝnh theo gi©y(s). Cét (5): Tæng lîng níc dïng trong tõng th¸ng Wqi. Cét (6): Dung tÝch chøa trong hå(cét (8) ë b¶ng 1) cuèi mçi thêi ®o¹n Cét (7): Dung tÝch trung b×nh Vi −1 + Vi Vtb= 2 Cét (8): DiÖn tÝch trung b×nh hå chøa: tõ V tb tra quan hÖ V~Z~F ta ®îc Ftb t¬ng øng. Cét (9): Lîng níc thÊm , tæn thÊt thÊm qua lßng hå, bê hå vµ qua c¸c c«ng tr×nh ®Çu mèi b»ng 2% dung tÝch b×nh qu©n th¸ng. Wt = 0,02.Vtb :(9) = 0,02.(7). Cét (10): Lîng níc bèc h¬i tõng th¸ng (mm/th¸ng). Cét (11): Tæn thÊt do bèc h¬i: Wbh = ∆Zi.Fitb = (8).(10). Cét (12): Tæng lîng níc tæn thÊt: Wtt = Wt + Wbh = (9) + (11). Cét (13): Lîng níc thõa : (13) =(4) – (5) – (12). Cét (14): Lîng níc thiÕu: (14) = (5) – (4) – (12). Cét (15): Dung tÝch hå chøa Vc + (13) – (14) Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 15 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Cét (16): Lîng x¶ thõa khi luü tÝch lín h¬n dung tÝch hå Vh B¶ng 3 TÝnh dung tÝch hiÖu dông khi cã kÓ ®Õn tæn thÊt (lÇn 2 ). C¸c cét t¬ng tù nh ë b¶ng 2 B¶ng 1 tÝnh dung tÝch hiÖu dông khi cha kÓ ®Õn tæn thÊt Th¸n Sè ngµy Q m3/s W®.106 Wd.106 W+ WVi Wthõa g m3 m3 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 0.4970 8 31 0,890 2,3838 0,366 2,0178 2,3325 0,1823 9 30 0,312 0,8087 0,24 0,5687 2,3325 0,5687 10 31 0,208 0,5571 0,162 0,3951 2,3325 0,3951 11 30 0,026 0,0674 0,097 2,9816 0,0296 2,3029 12 31 0,014 0,0375 0,086 0,0485 2,2544 1 31 0,008 0,0214 0,402 0,3806 1,8738 2 28 0,007 0,0169 0,208 0,1911 1,6828 3 31 0,012 0,0321 0,42 0,3879 1,2949 4 30 0,045 0,1166 0,292 0,1754 1,1195 1,213 5 31 0,074 0,1982 0,185 0,0132 1,1327 0 6 30 0,045 0,1166 0,398 0,2814 0,8514 7 31 0,029 0,0777 0,432 0,3543 0,4970 tæng 4,4341 3,288 5,9764 0,6357 VËy dung tÝch hiÖu dông cha kÓ tæn thÊt lµ: Vhd=V1- + V2— V2+=(1,213 + 0,6357 – 0,0132).106 =1,835.106(m3) Vi= Vhd + Vc= 1,835.106 + 0,497.106=2,3325.106(m3). Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 16 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ B¶ng 2: TÝnh dung tÝch hiÖu dông khi cã tæn thÊt (lÇn 1) Vhd=2.2388.106m3; V hå =Vc + Vhd = (0,497+2,2388).106=2,7358.106(m3) Tra ®êng ®Æc tÝnh lßng hå V~Z ta ®îc ZMNDBT = 38,28 m. B¶ng 3: TÝnh dung tÝch hiÖu dông khi cã tæn thÊt (lÇn 2) Vhd = 2,2975.106 m3; V hå =Vc + Vhd = (0,497+2,2975).106=2,7945106(m3) Tra ®êng ®Æc tÝnh lßng hå V~Z ta ®îc ZMNDBT = 38,43 m. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 17 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ §1-3: tÝnh to¸n ®iÒu tiÕt lò I.môc ®Ých vµ nhiÖm vô: 1.Môc ®Ých : Môc ®Ých cña viÖc tÝnh to¸n ®iÒu tiÕt lò lµ th«ng qua qu¸ tr×nh tÝnh to¸n t×m c¸ch h¹ thÊp lu lîng lò lµm tho¶ m·n yªu cÇu phßng lò ®· ®Ò ra. X¸c ®Þnh ®îc quy m« vµ kÝch thíc cña ®êng trµn x¶ lò sao cho cã lîi vÒ mÆt kinh tÕ vµ ®¶m b¶o yªu cÇu kü thuËt. T×m ra ph¬ng ¸n vËn hµnh kho níc hîp lý nhÊt, t×m ra ®îc lu lîng x¶ lín nhÊt xuèng h¹ lu (qx¶ max), x¸c ®Þnh ®îc dung tÝch siªu cao (Vsc), cét níc siªu cao (Hsc) vµ MNDGC. Tõ ®ã quyÕt ®Þnh kÝch thíc c¸c c«ng tr×nh ®Çu mèi, c¸c c«ng tr×nh nèi tiÕp thÝch hîp. 2. NhiÖm vô : Trong hÖ thèng c«ng tr×nh ®Çu mèi cña c«ng tr×nh Thuû Lîi, c«ng tr×nh trµn gi÷ mét vÞ trÝ quan träng. KÝch thíc, h×nh thøc c«ng tr×nh trµn cã ¶nh hëng trùc tiÕp ®Õn quy m«, kÝch thíc cña c¶ hÖ thèng c«ng tr×nh ®Çu mèi nh: ®Ëp d©ng níc... quyÕt ®Þnh møc ®é ngËp lôt ë thîng h¹ lu c«ng tr×nh. §Ó ®¸p øng ®îc c¶ ®iÒu kiÖn kü thuËt vµ kinh tÕ cña toµn bé hÖ thèng c«ng tr×nh ta ph¶i tÝnh to¸n ®iÒu tiÕt lò, tõ ®ã x¸c ®Þnh ®îc ®êng qu¸ tr×nh x¶ lò (q~t) cho c¸c ph¬ng ¸n chiÒu réng trµn kh¸c nhau, so s¸nh vµ t×m ra ®îc ph¬ng ¸n tèi u nhÊt lµ ph¬ng ¸n võa ®¶m b¶o ®îc kü thuËt, võa cho gi¸ thµnh rÎ nhÊt. 3.Néi dung tÝnh to¸n (a) Chän tuyÕn vµ kiÓu ngìng trµn C¨n cø vµo b¶n ®å ®Þa h×nh, ®Þa chÊt khu vùc x©y dùng c«ng tr×nh, ®Æc trng vÒ hå chøa, chän tuyÕn trµn lµ ®êng trµn däc n» bªn bê ph¶i tuyÕn ®Ëp. Ngìng trµn: S¬ bé, ta chän ®Ëp trµn ®Ønh réng kh«ng co hÑp bªn. §êng trµn th¸o lò cã thÓ cã cöa van khèng chÕ hoÆc kh«ng. Khi kh«ng cã cöa van cao tr×nh ngìng lÊy b»ng cao tr×nh MNDBT. Lóc mùc níc trong hå b¾t ®µu d©ng lªn vµ cao h¬n ngìng trµn th× níc trong hå tù ®éng ch¶y xuèng h¹ lu. Khi ®êng trµn cã cöa van khèng chÕ, cao tr×nh ngìng trµn thÊp h¬n mùc níc d©ng b×nh thêng. Khi ®ã cÇn ph¶i cã dù b¸o lò, quan s¸t vµ kiÓm tra mùc níc trong hå chøa ®Ó x¸c ®Þnh thêi ®iÓm më cöa van vµ ®iÒu chØnh lu lîng th¸o. Lo¹i kh«ng cöa van viÖc khai th¸c vµ qu¶n lý ®¬n gi¶n h¬n nhiÒu. Nhng khi th¸o cïng mét lu lîng ph¶i cÇn mét mùc níc trong hå cao h¬n. NÕu muèn gi¶m thÊp mùc níc trong hå ph¶i t¨ng chiÒu réng trµn. Nh vËy lµm t¨ng khèi lîng ®µo dÉn ®Õn gi¸ thµnh c«ng tr×nh t¨ng. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 18 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Tõ ph©n tÝch u nhîc ®iÓm ë trªn víi c«ng tr×nh lµ c«ng tr×nh lo¹i võa (cÊp III), tæn thÊt ngËp lôt kh«ng lín nªn ta chän ®êng trµn kh«ng cã cöa van. Cao tr×nh ngìng trµn: ∇ngìng = ∇MNDBT = +38.43 m V× thêi gian h¹n chÕ, cïng víi kÕt hîp nghiªn cøu thùc ®Þa c«ng tr×nh vµ ®îc sù cho phÐp cña thÇy gi¸o nªn ë ®©y ta quyÕt ®Þnh chän ph¬ng ¸n chiÒu réng ngìng trµn Bt = 16m. (b) Ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n C¨n cø vµo tµi liÖu thuû v¨n ®· cung cÊp víi c«ng tr×nh cÊp III, tra theo TCVN 5060-90 trang 12 ta tÝnh to¸n lò víi tÇn suÊt P = 1%. Chän ph¬ng ph¸p tÝnh lµ ph¬ng ph¸p cña K«trªrin. Qu¸ tr×nh lò ®Õn d¹ng tam gi¸c: Tl =170 phót Tx = 340 phót Qmax = 138.5 m3/s Wp = 2,12.106 m3 KÕt qu¶ tÝnh to¸n thu ®îc ë b¶ng 4. Cét (1)- Zgt cao tr×nh mùc níc gi¶ thiÕt Cét (2)- cét níc gi¶ thiÕt Cét (3)- ChiÒu réng trµn Cét (4)- Lu lîng x¶ max tÝnh theo c«ng thøc cña ®Ëp trµn ®Ønh réng kh«ng 3 cã co hÑp bªn : q x1 = m.b.2.g. H 2 Cét (5)- Dung tÝch hå khi cã lò ®Õn tra ®êng ®Æc tÝnh Z~V: tõ Zgt tra ra Vlò Cét (6)- Dung tÝch siªu cao Vsc = Vlò –VMNDBT Cét (7)- Lu lîng x¶ max tÝnh theo c«ng thøc cña Kotrerin  V q max = Qmax .1 − m  W p      Víi Vm :dung tÝch phßng lò cña kho níc hay dung tÝch siªu cao WL: tæng lîng lò ®Õn Qmax: lu lîng ®Ønh lò ®Õn B¶ng 4 TÝnh to¸n ®iÒu tiÕt lò trêng hîp kh«ng cã cöa van Zgt H B qx¶1 Vlò Vsc qx¶2 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 19 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi 38,43 38,83 39,03 39,23 39,43 39,63 39,83 40,03 40,23 40,43 40,46 0,00 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,600 1,80 2,00 2,03 16,00 16,00 16,00 16,00 16,00 16,00 16,00 16,00 16,00 16,00 16,00 ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ 0,0000 6,2760 11,5297 17,7512 24,8080 32,6110 41,0945 50,2079 59,9102 70,1676 71,7523 2,7999 2,9321 3,0663 3,1685 3,2707 3,3729 3,4751 3,5789 3,6914 3,8039 3,8208 0,0000 0,1322 0,2664 0,3686 0,4708 0,5730 0,6752 0,7790 0,8915 1,0040 1,0209 138,5000 129,8633 121,0960 114,4193 107,7425 101,0658 94,3891 87,6078 80,2581 72,9085 71,8044 Nh×n vµo b¶ng trªn ta thÊy víi H =2,03 m cho ta qx1=qx2 VËy cét níc siªu cao lµ: Hsc = Ht =2,03 m; qx¶ max =71,8 m3/s; MNDGC = + 40,46 m; Bt = 16 m; Vsc = 1,0209.106m3 ch¬ng II : thiÕt kÕ ®Ëp ®Êt §2-1. cÊp c«ng tr×nh vµ c¸c chØ tiªu thiÕt kÕ I.h×nh thøc ®Ëp Qua kh¶o s¸t khu vùc §ång §ß ®· x¸c ®Þnh ®îc 06 b·i VËt liÖu víi tr÷ lîng kho¶ng 746.000 m3. Cã chÊt lîng tèt. C¸c lo¹i nµy ®îc ph©n bè gÇn tuyÕn c«ng tr×nh, rÊt thuËn lîi cho viÖc khai th¸c ®¾p ®Ëp. Do ®ã chän h×nh thøc ®Ëp d©ng níc lµ ®Ëp ®Êt ®ång chÊt lµ hîp lý nhÊt, v× tËn dông ®îc vËt liÖu ®Þa ph¬ng. BiÖn ph¸p thi c«ng sÏ gi¶m, gi¸ thµnh x©y dùng sÏ h¹. Khi ®¾p ®Ëp cÇn ph¶i bãc bá líp ®Êt thæ nhìng trªn mÆt dÇy 0,5 m. MÆt c¾t lßng suèi ta bãc hÕt líp 1a.Khi ®ã ®Ëp ®Êt ®íc ®Æt trªn nÒn ®Êt ¸ sÐt. Cã c¸c chØ tiªu c¬ lý gÇn gièng víi ®Êt dïng ®Ó ®¾p ®Ëp. Díi líp ®Êt nµy lµ nÒn ®¸ gèc cã cêng ®é lín nªn ®Ëp cã ®iÒu kiÖn tèt vÒ æn ®Þnh II.cÊp c«ng tr×nh: CÊp c«ng tr×nh ®îc x¸c ®Þnh tõ hai ®iÒu kiÖn sau: 1. X¸c ®Þnh theo chiÒu cao vµ lo¹i nÒn S¬ bé x¸c ®Þnh cao tr×nh ®Ønh ®Ëp ∇®Ønh = ∇MNDGC + d Trong ®ã: d lµ ®é vît cao cÇn thiÕt d = 1,5-3m, chän d = 2m. ∇®Ønh = 40,46 + 2 = 42,46 m ChiÒu cao ®Ëp H®Ëp = ∇®Ønh- ∇®¸y = 42,46 - 21 = 21,46 m Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 20 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Tra b¶ng P1-1 trang 6 theo TCVN 5060-90 ta cã cÊp c«ng tr×nh lµ cÊp III. 2. X¸c ®Þnh theo nhiÖm vô c«ng tr×nh. C«ng tr×nh cã nhiÖm vô cÊp níc tíi cho 592 ha ®Êt canh t¸c < 2.10 3 ha. Tra b¶ng P1-2 TCVN 5060-90 ®îc cÊp c«ng tr×nh lµ cÊp V. Tæng hai ®iÒu kiÖn trªn ta chän cÊp c«ng tr×nh lµ cÊp III. 3. C¸c chØ tiªu thiÕt kÕ. Tõ c«ng tr×nh cÊp III tra TCVN 5060-90 ta ®îc - B¶ng 3-2 : TÇn suÊt lu lîng, mùc níc lín nhÊt P = 1%. - B¶ng 3-10 : HÖ sè tin cËy kn = 1,15. - Theo ®Çu bµi + TÇn suÊt giã lín nhÊt P = 4%, V = 27,2 m/s. + TÇn suÊt giã b×nh qu©n lín nhÊt V =17,7 m/s. - - B¶ng 3-2 QPVN 11-77 vÒ ®é vît cao an toµn cña ®Ønh ®Ëp: + MNDBT a =0,5 m + MNDGC a’ =0,4 m. §µ giã øng víi MNDBT vµ MNDGC + MNDBT D =1900 m + MNDGC D =1950 m - Cao tr×nh MNDBT = + 38,43 m - Cao tr×nh MNDGC = + 40,46 m - Cét níc siªu cao Hsc = 2,03 m - Lu lîng x¶ lín nhÊt qx¶max = 71,8 m3/s. §2-2. X¸c ®Þnh c¸c kÝch thíc c¬ b¶n cña ®Ëp i. cao tr×nh ®Ønh ®Ëp Cao tr×nh ®Ønh ®Ëp ®îc x¸c ®Þnh theo hai c«ng thøc: Z®1 = MNDBT + ∆h + hsl + a Z®2 = MNDGC + ∆h' + hsl' + a' Trong ®ã: - ∆h vµ ∆h': §é dÒnh cao do giã øng víi vËn tèc giã theo t©n suÊt tÝnh to¸n vµ TB max. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 21 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ - hsl vµ hsl': ChiÒu cao sãng leo møc 1% øng víi vËn tèc giã - 1- a- a vµ a': §é cao an toµn øng víi MNDBT vµ MNDGC X¸c ®Þnh Z®1 TÝnh ∆ h víi vËn tèc giã Max Theo QPTL C1-78 −6 ∆h = 2.10 . V 2 .D . cos α β g.H Theo QPTL C1-78 Trong ®ã: - V: VËn tèc giã øng víi P = 4%, V = 27,2 m/s - D: §µ giã øng víi MNDBT D = 1900 m - H: ChiÒu cao cét níc tríc ®Ëp H = ∇MNDBT - ∇®¸y = 38,43 – 21 = 17,43 (m) - αβ gãc kÑp gi÷a trôc däc cña hå vµ híng giã αβ = 0 −6 VËy: ∆h = 2.10 . 27,2 2.1900 .1 9,81.17,43 b- X¸c ®Þnh hsl. ChiÒu cao cao sãng leo víi tÇn suÊt b¶o ®¶m P = 1% ®îc gäi lµ hsl1% ®îc tÝnh theo c«ng thøc: hsl1% = K1. K2K3 K4.hs1% Trong ®ã: hs1%: chiÒu cao cña sãng víi tÇn suÊt ®¶m b¶o1% hs1% = K1%. hs - Gi¶ thiÕt trêng hîp ®ang xÐt lµ sãng níc s©u. H ≥ 0,5λ X¸c ®Þnh c¸c ®Æc trng cña sãng nh sau: t- thêi gian giã thæi liªn tôc khi kh«ngcã tµi liÖu ë hå chøa th× lÊy t = 6 giê. Tra QPTL C1-78 h×nh 3-5 trang 46 ta ®îc Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 22 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ g .D 9,81.1900 = = 25,193 → g.τ = 1,075; g .h = 0,0095 V2 27,2 2 V V2 (1) g .t 9,81.6.3600 g .τ g .h = = 7790 ,29 → = 3,8; 2 = 0 ,075 V 27 ,2 V V (2) Chän cÆp gi¸ trÞ nhá h¬n trong hai cÆp ®Ó tÝnh to¸n ta ®îc :  g .h  V 2 27 ,2 2 hs =  2 . = 0 ,0095. = 0,716 g 9 , 81 V    g .τ  V 27 ,2 . = 1,075. τ =  = 2,98  V g 9 , 81   g .τ 2 9,81.2 ,98 2 λ = = = 13,87 2.π 2.3,14 + KiÓm tra ®iÒu kiÖn sãng níc s©u H = 17,43 > 0,5 λ = 6,936 m + K1% - hÖ sè møc b¶o ®¶m 1% tra ë ®å thÞ h×nh 36 QPTL C1-78 cã g .D 9 ,81.1900 = = 25,19 vµ i = 1% → K1% = 2 ,07 , V2 27 ,2 2 Suy ra hs1%=2,07.0,716 = 1,482 m + HÖ sè K1 vµ K2 lÊy ë b¶ng 6 trang 14 QPTL C1-78 phô thuéc ®Æc trng líp gia cè m¸i vµ ®é nh¸m t¬ng ®èi trªn m¸i. S¬ bé chän líp gia cè m¸i b»ng tÊm bª t«ng cèt thÐp (BTCT) ∆ = 0,002 → ∆ hs1% = 0 ,0067 → K1 = 1; K 2 = 0 ,9 + HÖ sè K3 lÊy theo b¶ng 7QPTL C1-78 (trang 14), phô thuéc tèc ®é giã vµ ®é dèc m¸i. S¬ bé chän: mTL=0,05H + 2 = 0,05.17,43 + 2 =2,87, chän m = 3 mHL = 0,05H + 1,5 = 0,05.17,43 +1,5 = 2,37, chän m = 3 ⇒ K 3 = 1,5 + HÖ sè K4 tra theo b¶ng ®å thÞ h×nh 10 trang 15 QPTL C1-78 phô thuéc hÖ sè m¸i dèc m = 3 vµ tû sè λ 13,87 = = 9 ,359 → K 4 = 1,3 h1% 1,482 Thay K1, K2, K3, K4 vµo (2-4) ®îc : hsl = 1.0,95.1,5.1,3.1,482 = 2,745 m. VËy cao tr×nh ®Ønh ®Ëp Z® ® 1 = 38,43 +0,01644 +2,745 + 0,5 = 41,692 m. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 23 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ 2. X¸c ®Þnh Z®®2 a . TÝnh ∆ h’: 2 V ' 2 .D −6 17 ,7 .1950 = 2.10 . = 0,0064m ∆h’= 2.10 . g .H ' 9 ,81.19 ,46 -6 Trong ®ã: g- gia tèc träng trêng, g = 9,81 m/s H’ = ∇MNDGC - ∇®¸y = 40,46 – 21 = 19,46 m α =00 → cosα = 1 b . TÝnh h’sl h’sl = K’1.K’2.K’3.K’4.hs1% (2-5) T¬ng tù nh trêng hîp tÝnh hsl ta tÝnh ®îc c¸c ®¹i lîng g .τ vµ g .2h V' V g .D' 9 ,81.1950 g .τ ' g .h = = 61,06 → = 1,35v a 2 = 0 ,014 2 2 V' V' 17 ,7 V' g .t 9 ,81.6.3600 g .τ ' g .h = = 11971,5 → = 4 ,2; 2 = 0 ,085 V' 17 ,7 V' V' Chän cÆp gi¸ trÞ nhá nhÊt trong hai cÆp ®Ó tÝnh to¸n ta ®îc  g .h'  V ' 2 17 ,7 2 h' s =  2 . = 0 ,014. = 0,447 m 9,81  V'  g  g .τ '  V 17 ,7 . = 1,35. τ ' =  = 2,436m  9 ,81  V  g λ' = g .τ ' 2 9 ,81.2 ,436 2 = = 9 ,268m 2.π 2.3,14 + X¸c ®Þnh K1% g .D' = 61,06 vµ i = 1% → K1%= 2,09 V' 2 h’s1%= K1%. h' s =2,09.0,447 = 0,938 m + HÖ sè K’1 vµ K’2 ∆ h' s1% = 0 ,01 → K'1 = 0,95; K' 2 = 0 ,85 Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 24 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ + HÖ sè K’3 = 1,45 + HÖ sè K’4 = 1,5 Thay c¸c trÞ sè K’1, K’2, K’3, K’4 vµo (2-5) ta ®îc h’sl = 0,95.0,85.1,45.1,5.0,934 = 1,64 m Thay vµo c«ng thøc (2-2) ta ®îc Z® ® 2= 40,46 + 1,64 + 0,0064 + 0,4 = 42,5064 m Tõ (2-1) vµ (2-2) ta chän trÞ sè lín nhÊt. VËy cao tr×nh ®Ønh ®Ëp lµ Z® ® = Z® ® 2=42,5 m. ChiÒu réng ®Ønh ®Ëp ChiÒu réng ®Ønh ®Ëp x¸c ®Þnh theo yªu cÇu giao th«ng, thi c«ng vµ cÊu t¹o. ë ®©y kh«ng cã yªu cÇu vÒ giao th«ng nªn chän chiÒu réng ®Ønh ®Ëp lµB = 5 m. I. m¸i ®Ëp vµ c¬ ®Ëp 1. M¸i ®Ëp. M¸i dèc ®Ëp ph¶i ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh cña ®Ëp trong mäi trêng hîp, m¸i cµng tho¶i cµng tèt nhng ph¶i phï hîp vÒ mÆt kinh tÕ. §é tho¶i cña m¸i phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh h×nh thøc ®Ëp, chiÒu cao ®Ëp, lo¹i ®Êt ®¾p ®Ëp, tÝnh chÊt c¬ lý cña nÒn. Khi tÝnh to¸n ta chän s¬ bé m¸i dèc ®Ëp theo c¸c c«ng thøc kinh nghiÖm ( nh ®· tr×nh bµy ë trªn ): mTL= 3 ; mHL = 3 II. §èi víi nh÷ng ®Ëp cao H > 15 m th× m¸i thêng lµm theo h×nh thøc ®êng g·y. Víi chiÒu cao ®Ëp ë ®©y khi bãc hÕt líp thæ nhìng: H= 42,5 – 21 = 21,5 m. Ta chän hÖ sè m¸i nh sau: + Thîng lu m = 0,05H + 2 = 0,05.21,5 + 2 = 3,075 Chän m1= 3,25 ; m2=3,5 + H¹ lu m = 0,05H + 1,5 = 0,05.21,5 + 1,5 = 2,575 Chän m3 = 3 ; m4 =3,25 2. C¬ ®Ëp. - Víi nh÷ng ®Ëp cao trªn 10 m th× trªn m¸i ®Ëp nªn bè trÝ c¸c c¬ ®Ó lµm ®êng ®i l¹i kiÓm tra qu¶n lý vµ ®Æt r·nh tho¸t níc ma. C¬ ®Ëp cã t¸c dông lµm t¨ng ®é æn ®Þnh cho m¸i, tËp trung vµ tho¸t níc ma, ®ång thêi b¶o ®¶m thuËn tiÖn cho qu¸ tr×nh thi c«ng phôc vô tèt qu¶n lý vËn hµnh vµ phßng chèng lò sau Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 25 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ nµy. §èi víi m¸i thîng lu ta bè trÝ 1 c¬ ë cao tr×nh 28 víi chiÒu réng c¬ b = 3m. - §èi víi h¹ lu, c¬ lµm ë cao tr×nh +31m , réng 3m trªn c¬ bè trÝ r·nh tho¸t níc ngang ®Ó tËp trung níc ma tõ m¸i trªn ®æ xuèng, r·nh h×nh ch÷ nhËt cã kÝch thíc (bxh) = (40 x 30) cm. Ngoµi ra cßn bè trÝ c¸c r·nh däc tõ c¬ xuèng h¹ lu víi kho¶ng c¸ch gi÷a chóng lµ 50m vµ c¸c r·nh tho¸t níc nµy kÝch thíc (20 x 20) cm . - VËt liÖu lµm r·nh tho¸t níc b»ng ®¸ x©y v÷a m¸c 100. Níc ma trªn m¸i h¹ lu vµ c¬ ®îc tËp trung vµo r·nh råi ®æ vÒ h¹ lu. §Ønh c¬ cã ®é dèc i = 1% vÒ phÝa h¹ lu, trªn ®Ønh ®îc phñ mét líp b¶o vÖ gåm d¨m sái dµy 25cm. b¶o vÖ m¸i dèc thîng vµ h¹ lu ®Ëp 1. M¸i dèc thîng lu Thùc tÕ cho thÊy trong suèt qu¸ tr×nh lµm viÖc cña ®Ëp th× m¸i dèc thîng lu lµ n¬i chÞu t¸c dông cña nhiÒu lo¹i lùc phøc t¹p kh¸c nhau ®Æc biÖt lµ ¸p lùc sãng, ¸p lùc thÊm thuû ®éng khi mùc níc hå rót nhanh ... nªn cÇn ph¶i gia cè cÈn thËn ®Ó ®Ò phßng sù ph¸ ho¹i cña c¸c lo¹i lùc nµy. Cã rÊt nhiÒu biÖn ph¸p c«ng tr×nh b¶o vÖ m¸i dèc thîng lu nhng ë ®©y ®Ó chèng hiÖn tîng s¹t lë m¸i do sãng giã g©y ra (chiÒu cao sãng t¬ng ®èi lín øng víi MNDBT hs1% = 1,482 m ) ta sö dông b¶o vÖ m¸i b»ng b¶n bª t«ng cèt thÐp víi kÝch thíc b¶n (5 x 5). C¸c b¶n bª t«ng ®îc ®¹t trªn tÇng läc ngîc gåm d¨m sái, c¸t dµy kho¶ng 30cm. Ph¹m vi m¸i ®Ëp thîng lu cÇn b¶o vÖ lµ tõ ®Ønh xuèng díi mùc níc chÕt 1 kho¶ng = 1,5 hs1%(theo GTTC T1). VËy cao tr×nh giíi h¹n b¶o vÖ m¸i thîng lu lµ: III. Z = ∇MNC – 1,5hs1% = 30,5 – 1,5.1,482 = 28,277 m ChiÒu dµy cña tÊm bª t«ng ®îc x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh chèng ®Èy næi vµ lËt. S¬ bé tÝnh theo c«ng thøc cña Andraytruc chiÒu dµy tÊm  3  B 2  K .γ n .hs 1 −    hb = ( γ d − γ n ) .cos α  4  Ls   (2-6) Trong ®ã: + α - gãc nghiªng cña m¸i ®Ëp víi mÆt n»m ngang víi m = 3,25 → cos α = 0,955 + B - bÒ réng tÊm bª t«ng cèt thÐp B = 5m + K - hÖ sè øng víi tÊm bª t«ng cèt thÐp ®îc ®Æt trªn líp läc liªn tôc K = 0,23 + γ® - träng lîng riªng cña bª t«ng γ® = 2,4 T/m3 Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 26 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ + γn - träng lîng riªng cña níc + hs - chiÒu cao sãng lín nhÊt hs = 1,482 m + Ls - chiÒu dµi sãng Ls = λ = 13,87 m Thay tÊt c¶ vµo c«ng thøc (2-6) ta ®îc 2 0,23.1.1,482  3  5   hb = 1 −    = 0,23m ( 2,4 − 1) .0,955  4  13,87   VËy ta chän tÊm bª t«ng cèt thÐp cã kÝch thíc (5 x 5) m dµy 25cm. 2. B¶o vÖ m¸i h¹ lu. B¶o vÖ m¸i h¹ lu cã t¸c dông nh»m ®Ò phßng nh÷ng t¸c h¹i cña giã, ma, n¾ng, nhiÖt ®é thay ®æi lµm xãi lë, bµo mßn. ë ®©y ta dïng biÖn ph¸p trång cá. Tríc khi trång cá ph¶i phñ mét líp ®Êt mµu dµy 10cm. KÝch thíc c¸c « cá lµ (5 x 5)m. Trªn toµn bé m¸i dèc ta ®µo mét hÖ thèng r·nh tho¸t níc ®an chÐo nhau cã kÝch thíc (b x h) = (15 x 20) cm vµ nghiªng víi mÆt ®Ëp mét gãc 45 0. Ngoµi ra cßn bè trÝ c¸c r·nh ngang trªn c¬ ®Ëp vµ c¸c r·nh däc tõ c¬ xuèng ch©n ®Ëp mÆt c¾t h×nh ch÷ nhËt r·nh nµy ®îc gia cè b»ng ®¸ x©y. Cßn c¸c r·nh tho¸t níc xiªn ®îc gia cè b»ng d¨m, cuéi, sái ®Ó tËp trung níc ma. Níc tõ r·nh däc ®æ vÒ r·nh ngang trªn c¬ ®Ëp chuyÓn sang bªn bê vµ theo c¸c r·nh däc xuèng h¹ lu ®Ëp. xö lý nÒn 1. BiÖn ph¸p xö lý chung IV. Xö lý nh÷ng líp ®Êt cã tÝnh chÊt chÞu lùc kÐm nªn cÇn bãc bá hÕt vµ mang ra khái ph¹m vi ®Ëp. Bãc bá líp thæ nhìng dµy 0,5m, víi khu vùc lßng suèi ta bãc hÕt líp 1a dµy kho¶ng 1m - Lµm ch©n khay gi÷a ®Ëp cã chiÒu s©u b×nh qu©n lµ 5m víi hÖ sè m¸i m =1. Víi ®o¹n lßng suèi ta lµm ch©n khay s©u 1m. ChiÒu réng ch©n khay x¸c ®Þnh theo hai ®iÒu kiÖn + §iÒu kiÖn thi c«ng l ≥ 5m +§iÒu kiÖn tho¶ m·n Jkx ë chç tiÕp xóc: Chän chiÒu réng têng r¨ng hîp lý lµ x¸c ®Þnh chiÒu réng cña têng r¨ng mµ víi chiÒu réng ®ã kh«ng g©y ra xãi ngÇm têng r¨ng díi t¸c dông cña Gradien thÊm. Gradien thÊm lín nhÊt cña têng r¨ng lµ J ë t¹i mÆt c¾t bÐ nhÊt tiÕp xóc gi÷a têng r¨ng vµ nÒn. Do ®ã trong thiÕt - kÕ x¸c ®Þnh chiÒu réng hîp lý cña têng r¨ng cÇn tho¶ m·n ®iÒu kiÖn Jkx ≤ [ J kx ] cp ; Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 27 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ víi Jkx tÝnh theo c«ng thøc trong gi¸o tr×nh thiÕt kÕ ®Ëp ®Êt cña NguyÔn Xu©n Trêng  0,617. λ − 0,4  J kx = α  0 ,665 − 0 ,467. λ +   β   (2-7) T .K n Kd l ;β = H +T H H+ λ= Trong ®ã: Kn - hÖ sè thÊm cña ®Êt nÒn K® - hÖ sè thÊm cña ®Êt ®¾p ®Ëp T - chiÒu dµy tÇng thÊm H - chiÒu cao cét níc tríc ®Ëp øng víi MNDGC Tuú tõng mÆt c¾t bÒ réng têng r¨ng kh¸c nhau. §Êt ®¾p ®Ëp lµ ¸ sÐt : tra b¶ng 2-16 GT ThiÕt kÕ ®Ëp ®Êt cña NguyÔn Xu©n Trêng ®îc J= 0,85 tõ ®ã thay vµo c«ng thøc (2-7) tÝnh ®îc l (bÒ réng têng r¨ng).  MÆt c¾t lßng suèi: H×nh vÏ +41.7 MNDBT +28 +21 +31 +25.25 T = 4m Kn = 0,62.10-5cm/s = 0,62.10-7m/s; K® = 2,5.10-5cm/s =2,5.10-7m/s; T= 4m α - hÖ sè phô thuéc X K n 0,62.10 −7 = 0,248 vµ vÞ trÝ ch©n khay trong nÒn 1 ; = −7 L1 Kd 2 ,5.10 L1=67,995 m; X1= 9,13 m → X1 9 ,13 = = 0 ,134 tra h×nh 2-42 GT TK§§ cña L1 67 ,995 NguyÔn Xu©n Trêng ta ®îc α = 0,7, tÝnh ®îc λ = 0,871 thay c¸c hÖ sè vµo c«ng thøc (2-7) ta tÝnh ®îc l =3,5m. VËy ta bè trÝ ch©n r¨ng cÊu t¹o ë ®o¹n lßng suèi, chiÒu réng ch©n r¨ng chän theo ®iÒu kiÖn thi c«ng l = 7m, c¾m s©u xuèng nÒn 1m.  MÆt c¾t sên ®åi phÝa bê tr¸i ë cao tr×nh +25,5m. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 28 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ H×nh vÏ MNDBT ∇ ∇41,7 28 T = 10.4m ∇31 ∇25.5 Kn = 5,12.10-5cm/s = 5,12.10-7m/s; K® = 2,5.10-5cm/s =2,5.10-7m/s; T= 10,4m X1 K n 5,12.10 −7 = 0,174 , ta tra ®îc α ; L = 52,245, X =9,13; = = 2 , 048 → λ = 1 , 43 1 1 L1 Kd 2 ,5.10 −7 = 0,8. Thay α vµλ vµo c«ng thøc (2-7) ta tÝnh ®îc l = 6,39 m. Chän l = 7m. §2-3. X¸c ®Þnh cÊu t¹o chi tiÕt mÆt §Ëp 1. Néi dung. TÝnh to¸n so s¸nh ®Ó lùa chän gi÷a hai ph¬ng ¸n ®Ëp cã têng ch¾n sãng vµ ®Ëp kh«ng cã têng ch¾n sãng. Ph¬ng ph¸p: TÝnh to¸n khèi lîng cña ®Ëp cã têng ch¾n sãng vµ ®Ëp kh«ng cã têng ch¾n sãng kÕt hîp víi ®¬n gi¸ ®Þa ph¬ng ta tÝnh to¸n ®îc gi¸ thµnh tõng lo¹i ®Ëp, sau ®ã so s¸nh vµ lùa chän. 2. ý nghÜa. Víi tuyÕn ®Ëp t¬ng ®èi dµi chóng ta ph¶i nghÜ ®Õn ph¬ng ¸n so s¸nh kinh tÕ, ®Ó h¹ thÊp chiÒu cao tuyÕn ®Ëp ta lµm têng ch¾n sãng. Víi viÖc lµm têng ch¾n sãng th× khèi lîng ®Êt ®¾p gi¶m ®i rÊt nhiÒu, h¹ ®îc chiÒu cao ®Ëp t¨ng ®é æn ®Þnh cho ®Ëp. Bªn c¹nh ®ã víi viÖc lµm têng ch¾n sãng cßn ®em l¹i hiÖu qu¶ vÒ mÆt mÜ quan cho c«ng tr×nh. ChÝnh v× lý do trªn mµ ta chän ph¬ng ¸n thiÕt kÕ ®Ëp cã têng ch¾n sãng. ChiÒu cao têng: ht = 0,8 m. VËy cao tr×nh ®Ønh ®Ëp khi cã têng ch¾n sãng: Z®® = 42,5 – 0,8 = 41,7 m. KÕt qu¶ tÝnh to¸n so s¸nh ph¬ng ¸n. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 29 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ §2-4. thiÕt bÞ tho¸t níc th©n ®Ëp 1. Môc ®Ých. Do cã sù chªnh lÖch mùc níc thîng h¹ lu, trong th©n ®Ëp xuÊt hiÖn dßng thÊm. C¸c dßng thÊm nµy nÕu m¹nh sÏ g©y ra nh÷ng hiÖn tîng bÊt lîi cho ®Ëp nh tr«i ®Êt, xãi mßn, x¹t lë m¸i ®Ëp vµ cã kh¶ n¨ng ph¸ huû ®Ëp. Do vËy ta ph¶i cã c¸c biÖn ph¸p lµm gi¶m ¸p lùc thÊm b»ng c¸ch l¾p ®Æt c¸c biÖn ph¸p tho¸t níc, nh»m ®a dßng thÊm tho¸t ra h¹ lu ®Ëp ®îc dÔ dµng vµ an toµn h¹ thÊp ®êng b·o hoµ kh«ng cho dßng thÊm tho¸t ra ë m¸i h¹ lu g©y x¹t lë m¸i dèc, ®a dßng thÊm vµo vËt tho¸t níc t¨ng æn ®Þnh cho ®Ëp. 2. H×nh vµ cÊu t¹o thiÕt bÞ tho¸t níc. H×nh thøc, cÊu t¹o thiÕt bÞ tho¸t nøoc phô thuéc vµo lo¹i ®Ëp, ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt, mùc níc h¹ lu vµ nguyªn vËt liÖu t¹i chç. Trong trêng hîp nµy ta chän h×nh thøc tho¸t níc kiÓu l¨ng trô t¹i mÆt c¾t lßng suèi vµ kiÓu ¸p m¸i cho mÆt c¾t sên ®åi. Cao tr×nh ®Ønh l¨ng trô cao h¬n mùc níc h¹ lu lín nhÊt 1m. - øng víi Qmax = 71,8 m3/s tra quan hÖ Q~Zhl ta ®îc Zhl= 24,25 m. - Cao tr×nh ®Ønh vËt tho¸t níc sÏ lµ: Z = 24,25 + 1 = 25,25 m . - Mùc níc h¹ lu : h2 = 24,25 – 21 = 3,25 m BÒ réng cña ®Ønh vËt tho¸t níc s¬ bé chän b = 2 m . Khèi l¨ng trô ®îc xÕp b»ng ®¸ héc .S¬ bé chän hÖ sè m¸i m’TL = 1,5 m , m’HL = 1,75 m. Gi÷a l¨ng trô vµ th©n ®Ëp cã lµm tÇng läc ngîc . ThiÕt bÞ tho¸t níc kiÓu ¸p m¸i ë mÆt c¾t sên ®åi cã cao tr×nh cao h¬n cao h¬n ®iÓm ra cña ®êng b·o hoµ kho¶ng 0,5m sÏ ®îc x¸c ®Þnh ë phÇn tÝnh thÊm. KÝch thíc chÝnh x¸c cña l¨ng trô ph¶i ®îc x¸c ®Þnh sao cho dßng thÊm kh«ng ®i ra ë m¸i h¹ lu vµ ph¶i ®¶m b¶o kho¶ng c¸ch cÇn thiÕt a lµ kho¶ng c¸ch tõ ®êng b·o hoµ ®Õn m¸i h¹ lu ( a > 0,5 ÷ 1m )  m' −m   m' −m  a = Ltn . sin α 1 − 1 1  + b1 sin α  1 1 − 1 − hk cos α + x sin α m'1 + m'    m'1 + m'  Víi hk vµ x ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: a h 2 q = k kd m1 h 2 − h1 2 q = k kd 2.x ; H×nh vÏ ∇25,25 Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Ltn htn Trang 30 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi I. ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ §2-5. tÝnh thÊm qua ®Ëp ®Êt Môc ®Ých vµ nhiÖm vô cña viÖc tÝnh to¸n thÊm. - - TÝnh to¸n thÊm nh»m x¸c ®Þnh lu lîng dßng thÊm qua th©n ®Ëp vµ qua nÒn. Trªn c¬ së ®ã t×m ®îc lîng níc tæn thÊt cña hå do dßng thÊm g©y ra vµ cã biÖn ph¸p phßng chèng thÊm thÝch hîp. X¸c ®Þnh vÞ trÝ ®êng b·o hoµ, tõ ®ã t×m ®îc ¸p lùc thÊm dïng trong tÝnh to¸n æn ®Þnh cña m¸i ®Ëp. X¸c ®Þnh Gradien thÊm (hoÆc lu tèc thÊm) cña dßng ch¶y trong th©n vµ nÒn ®Ëp, nhÊt lµ chç dßng thÊm tho¸t ra ë h¹ lu ®Ó kiÓm tra hiÖn tîng xãi ngÇm, tr«i ®Êt vµ x¸c ®Þnh kÝch thíc, cÊu t¹o cña tÇng läc ngîc. II. Trêng hîp tÝnh to¸n Do ®Þa h×nh thay ®æi nªn t¹i c¸c vÞ trÝ kh¸c nhau mÆt c¾t cña ®Ëp cã kÝch thíc kh¸c nhau, tÝnh to¸n theo s¬ ®å bµi to¸n ph¼ng, nªn møc ®é chÝnh x¸c cña kÕt qu¶ bµi to¸n còng phô thuéc vµo sè lîng mÆt c¾t tÝnh to¸n, nÕu sè mÆt c¾t cµng nhiÒu th× kÕt qu¶ cµng chÝnh x¸c. -  Trêng hîp c¬ b¶n: + Thîng lu lµ MNDBT, h¹ lu lµ mùc níc min, thiÕt bÞ tho¸t níc lµm viÖc b×nh thêng  rêng hîp ®Æc biÖt: + Thîng lu lµ MNDGC, h¹ lu lµ mùc níc max. III. Ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n vµ sè liÖu tÝnh to¸n. 1. Ph¬ng ph¸p tÝnh. TÝnh to¸n theo ph¬ng ph¸p thuû lùc vµ chØ xÐt ®Õn bµi to¸n thÊm ph¼ng æn ®Þnh kh«ng xÐt ®Õn ¶nh hëng mao dÉn. 2. Sè liÖu tÝnh to¸n Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 31 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ - MNDBT: + 38,43. - MNDGC: + 40,46. - Cao tr×nh ®Ønh ®Ëp + 41,7. - Cao tr×nh ®Ønh têng + 42,5. - HÖ sè thÊm cña ®Êt ®¾p ®Ëp lµ k® = 2,5.10-7(m/s). - - HÖ sè thÊm cña nÒn: Tuú tõng mÆt c¾t mµ hÖ sè thÊm cña nÒn kh¸c nhau. Cao tr×nh c¬ thîng lu lµ + 28. Cao tr×nh c¬ h¹ lu lµ + 31. ChiÒu réng ®¸y ch©n khay lµ 7 m. IV. TÝnh thÊm víi trêng hîp thîng lu lµ MNDBT vµ h¹ lu kh«ng cã níc. TÝnh cho 6 mÆt c¾t H×nh vÏ - 150 10,5 52 17 20 32,5 1. MÆt c¾t I-I S¬ ®å tÝnh MÆt c¾t I - I Y 38.43 ∇ ∆L Lo Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng X L Trang 32 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ  ThÊm qua ®Ëp: H® = 8,7 (m) ; h1= 5,43 (m); K® = 2,5.10-7 (m/s); Kn: ph¶i tÝnh Kn trung b×nh Kn = 2 ,5.10 −7 .4 ,8 + 0 ,62.10 −7 .4 ,6 = 4,3.10 −7 ( m / s ) 9,4 h1: cét níc tríc ®Ëp - ∇MNDBT-∇33=38,43 - 33 = 5,33(m). ∆L = m.h1 3,25.5,43 = = 2 ,353 ; L = 41,7275 (m); L0 = 61,55 (m) 2.m + 1 2.3,25 + 1 2 2 2 2 qd h1 − a0 5,43 2 − a0 29 ,4849 − a0 = = = K d 2.( L + ∆L − m'1 a0 ) 2.( 41,7275 + 2 ,353 − 3.a0 ) 88,885 − 6.a0 qd a0 a = = 0 K d m + 0 ,5 3,5 (1) (2) Tõ (1) vµ (2) ta cã: 2,5a02- 88,885a0 +103,197 = 0 Gi¶i ph¬ng tr×nh bËc hai ta ®îc a0=1,2 (m). Thay a0 vµo (2): q® = 2,5.10-7.0,343 = 0,875.10-7 (m3/s). Ph¬ng tr×nh ®êng b·o hoµ cã d¹ng: 2 y = h1 − 2.q d x = 29 ,4849 − 0 ,6856 x Kd  ThÊm qua nÒn TÝnh thÊm cho nÒn ë ®©y ta chØ cÇn tÝnh cho ch©n r¨ng coi ch©n r¨ng nh mét têng lâi q n h3 − h4 = T Kt δ Trong ®ã : - Kt – hÖ sè thÊm cña ch©n r¨ng Kt = K® = 2,5.10-7(m/s). - h3, h4 – chiÒu s©u cét níc tríc vµ sau ch©n r¨ng. - T – chiÒu dµy tÇng thÊm. - δ- bÒ dµy trung b×nh cña ch©n r¨ng. h3= 5,39 (m), h4 = 4,819 (m). Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 33 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ q n h3 − h4 5,39 − 4 ,819 = T= 9 ,4 = 0 ,632 Kt δ 8,5 → q n = 2 ,5.10 −7 .0 ,632 = 1,597.10 −7 (m3/s).  Lu lîng thÊm chung. q = q® + qn = 0,875.10-7 +1,597.10-7 = 2,472.10-7 (m3/s). Gradien thÊm t¹i ch©n r¨ng: Jn = h3 − h4 5,39 − 4 ,819 = = 0 ,034 < [ J ] cp = 0 ,85 δ + 0.88T 8,5 + 0,88.9,4 VËy nÒn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn vÒ thÊm. 2. MÆt c¾t II - II S¬ ®å tÝnh ∇31 L  ThÊm qua ®Ëp: H® = 16,2 (m) ; h1= 12,93 (m); K® = 2,5.10-7 (m/s); Kn: ph¶i tÝnh Kn trung b×nh 2 ,5.10 −7 .6 ,8 + 0 ,62.10 −7 .3,6 Kn = = 5,12.10 −7 ( m / s ) 10,4 T = 10,4 (m). h1: cét níc tríc ®Ëp - ∇MNDBT-∇25,5 = 38,43 – 25,5 = 12,93(m). ∆L = m.h1 3,25.12,93 = = 5,603( m ) ; L = 68,6(m); L0 = 83,425 (m). 2.m + 1 2.3,25 + 1 2 2 2 2 qd h1 − a 0 12 ,93 2 − a0 167 ,18 − a0 = = = K d 2.( L + ∆L − m'1 a0 ) 2.( 68,6 + 5,603 − 3,25.a0 ) 148,406 − 6.a0 qd a0 a = = 0 K d m + 0 ,5 3,75 (1) (2) Tõ (1) vµ (2) ta cã: 2,75a02- 148,406a0 +626,925 = 0 Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 34 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Gi¶i ph¬ng tr×nh bËc hai ta ®îc a0=4,62 (m). Thay a0 vµo (2): q® = 2,5.10-7.1,232 = 3,08.10-7 (m3/s). Ph¬ng tr×nh ®êng b·o hoµ cã d¹ng: 2 y = h1 − 2.q d x = 167 ,18 − 2 ,464 x Kd  ThÊm qua nÒn TÝnh thÊm cho nÒn ë ®©y ta chØ cÇn tÝnh cho ch©n r¨ng coi ch©n r¨ng nh mét têng lâi q n h3 − h4 = T Kt δ Trong ®ã : - Kt – hÖ sè thÊm cña ch©n r¨ng Kt = K® = 2,5.10-7(m/s). - h3, h4 – chiÒu s©u cét níc tríc vµ sau ch©n r¨ng. - T – chiÒu dµy tÇng thÊm T= 10,4 (m). - δ- bÒ dµy trung b×nh cña ch©n r¨ng. h3= 12,87 (m), h4 = 12,028 (m). q n h3 − h4 12 ,87 − 12 ,028 = T= .10 ,4 = 1,03 Kt δ 8,5 → q n = 2 ,5.10 −7 .1,03 = 2 ,574.10 −7 (m3/s).  Lu lîng thÊm chung. q = q® + qn = 3,08.10-7 + 2,574.10-7 = 5,654.10-7 (m3/s). Gradien thÊm t¹i ch©n r¨ng: Jn = h3 − h4 12 ,87 − 12,028 = = 0 ,049 < [ J ] cp = 0 ,85 δ + 0.88T 8,5 + 0,88.10,4 VËy nÒn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn vÒ thÊm. 3. MÆt c¾t III - III S¬ ®å tÝnh Y ∇ ΜΝΒΤ ∆L Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Lo L Trang X 35 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ  ThÊm qua ®Ëp: H® = 18,7 (m) ; h1= 15,43 (m); K® = 2,5.10-7 (m/s); Kn: ph¶i tÝnh Kn trung b×nh Kn = 2 ,5.10 −7 .1,6 + 0 ,6.4 ,91.10 −7 + 2 ,8.7 ,5.10 −7 + 3,2.0 ,62.10 −7 = .39 ,210 −7 ( m / s ) 8,2 h1: cét níc tríc ®Ëp - ∇MNDBT-∇23=38,43 – 23 = 15,43(m). ∆L = m.h1 3,375.15,43 = = 6 ,72( m ) ; L = 73,35268,6(m); L0 = 120,44 (m). 2.m + 1 2.3,375 + 1 2 2 2 qd h − a0 15,432 − a0 238,085 − a0 = 1 = = K d 2.( L + ∆L ) 2.( 73,352 + 6 ,72 ) 160,144 a0 = 2 ( L + ∆L ) 2 + h12 − ( L + ∆L ) = 1,473( m ) (1) (2) Thay (2) vµo (1) ta ®îc q® = 3,683.10-7 (m3/s). Ph¬ng tr×nh ®êng b·o hoµ cã d¹ng: 2 y = h1 − 2.q d x = 238,085 − 2 ,946 x Kd  ThÊm qua nÒn TÝnh thÊm cho nÒn ë ®©y ta chØ cÇn tÝnh cho ch©n r¨ng coi ch©n r¨ng nh mét têng lâi q n h3 − h4 = T Kt δ Trong ®ã : - Kt – hÖ sè thÊm cña ch©n r¨ng Kt = K® = 2,5.10-7(m/s). - h3, h4 – chiÒu s©u cét níc tríc vµ sau ch©n r¨ng. - T – chiÒu dµy tÇng thÊm T= 8,2 (m). - δ- bÒ dµy trung b×nh cña ch©n r¨ng. h3= 15,37 (m), h4 = 14,532 (m). q n h3 − h4 15,37 − 14 ,532 = T= .8,2 = 0 ,808 Kt δ 8,5 → q n = 2 ,5.10 −7 .0 ,808 = 2 ,02.10 −7 (m3/s). Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 36 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ  Lu lîng thÊm chung. q = q® + qn = 3,683.10-7 +2,02.10-7 = 5,704.10-7 (m3/s). Gradien thÊm t¹i ch©n r¨ng Jn = h3 − h4 15,37 − 14,532 = = 0 ,053 < [ J ] cp = 0 ,85 δ + 0.88T 8,5 + 0,88.8,2 VËy nÒn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn vÒ thÊm. 4. MÆt c¾t IV – IV (mÆt c¾t lßng suèi). S¬ ®å tÝnh Y ∇MNDBT ∆L L Lo  ThÊm qua ®Ëp: H® = 20,7 (m) ; h1= 17,43 (m); K® = 2,5.10-7 (m/s); Kn = 0,62.10-7 (m/s). T = 4 (m). Do tÇng thÊm ë ®©y cã hÖ sè thÊm nhá h¬n ®Ëp nªn ®o¹n nµy ta bè trÝ ch©n r¨ng cÊu t¹o s©u 1m, réng 5m. h1: cét níc tríc ®Ëp - ∇MNDBT-∇21 = 38,43 – 21 = 17,43(m). ∆L = m.h1 3,375.17 ,43 = = 7 ,59( m ) ; L = 63,04(m); L0 = 124,44 (m). 2.m + 1 2.3,375 + 1 2 2 2 qd h1 − a0 17 ,43 2 − a0 303,8 − a0 = = = K d 2.( L + ∆L ) 2.( 63,04 + 7 ,59 ) 141,26 a0 = ( L + ∆L ) 2 + h12 − ( L + ∆L ) = 2,12( m ) 2 (1) (2) Thay (2) vµo (1) ta ®îc q® = 5,297.10-7 (m3/s). Ph¬ng tr×nh ®êng b·o hoµ cã d¹ng: Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 37 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ 2 y = h1 − 2.q d x = 303,8 − 4 ,238 x Kd  ThÊm qua nÒn qn = K n . ( ) h1 .T 17 ,43.4 = 0 ,62.10 −7 = 0 ,338.10 −7 m 3 / s . L0 + 0 ,88.T 124 ,44 + 0 ,88.4 Lu lîng thÊm chung: q = q® + qn = 5,297.10-7 + 0,338.10-7 = 5,635.10-7 (m3/s). - Gradien thÊm J= h1 − h2 17 ,43 17 ,43 = = = 0 ,246 (m). Ltt L + ∆L 70 ,63 Ta thÊy J = 0,246 < Jcp = 0,85. VËy ®¶m b¶o thÊm cho phÐp. KiÓm tra l¹i a (kho¶ng c¸ch tõ ®êng b·o hoµ tíi m¸i h¹ lu). q hk q 3,635.10 −7 = → hk = .mh = .3,125 = 4 ,544( m ) . K mh K 2 ,5.10 −7 2 ( 2 2 K . hk − a0 q hk − a0 = →x= K 2.x 2.q Ltn =m1’.htn + b1 + m’.htn 2 ) = 5,555( m) (*) Trong ®ã: - Ltn lµ chiÒu dµi vËt tho¸t níc. - m1’ vµ m’ lµ m¸i dèc h¹ lu, thîng lu cña vËt tho¸t níc . - b1 lµ chiÒu réng vËt tho¸t níc b1 = 2m. htn lµ chiÒu cao vËt tho¸t níc htn = 4,25m. Thay tÊt c¶ vµo (*) ta ®îc Ltn = 15,813m. -  m ' −m1   m' − m   + b1 sin α  1 1 − 1 − hk .cos α + x sin α a = Ltn . sin α .1 − 1  m'1 + m'   m'1 + m'  (**) m1 hÖ sè m¸i h¹ lu ®Ëp m1 = 3,125 α: gãc gi÷a m¸i h¹ lu víi ph¬ng ngang α = 170 Thay tÊt c¶ vµo (**) ta tÝnh ®îc a = 1,06 m. VËy tho¶ m·n ®iÒu kiÖn a ≥ ( 0 ,5 ÷ 1)( m ) 5. MÆt c¾t V-V S¬ ®å tÝnh Y ∇MNDBT Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng T ∆L L Lo X Trang 38 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ  ThÊm qua ®Ëp: H® = 12,7 (m) ; h1= 9,43 (m); K® = 2,5.10-7 (m/s); Kn = 0,62.10-7 (m/s). T = 4 (m). Do tÇng thÊm ë ®©y cã hÖ sè thÊm nhá h¬n ®Ëp nªn ®o¹n nµy ta bè trÝ ch©n r¨ng cÊu t¹o s©u 1m, réng 5m. h1: cét níc tríc ®Ëp - ∇MNDBT-∇29 =38,43 – 29 = 9,43(m). ∆L = m.h1 3,25.9 ,43 = = 4 ,086( m ) ; L = 57,23(m); L0 = 87,875 (m). 2.m + 1 2.3,25 + 1 2 2 2 2 qd h1 − a0 9 ,43 2 − a0 88,92 − a0 = = = K d 2.( L + ∆L − m'.a0 ) 2.( 57 ,23 + 4 ,086 − 3,25.a0 ) 122.632 − 7.a0 qd a0 a = = 0 K d m' +0 ,5 3,75 (1) (2) Tõ (1) vµ (2) ta cã ph¬ng tr×nh bËc hai: 2,75.a02 – 122,632.a0 + 333,469 = 0 Gi¶i ph¬ng tr×nh bËc hai ®îc : a0 = 2,91 (m). Thay vµo (2) ®îc q = 1,94.10-7(m/s) Ph¬ng tr×nh ®êng b·o hoµ cã d¹ng: 2 y = h1 − 2.q d x = 88,92 − 1,55 x Kd  ThÊm qua nÒn qn = K n . ( ) h1 .T 9 ,43.4 = 0 ,62.10 −7 = 0 ,413.10 −7 m 3 / s . L0 + 0 ,88.T 87 ,875 + 0 ,88.4 Lu lîng thÊm chung: q = q® + qn = 1,94.10-7 + 0,413.10-7 =2,196.10-7 (m3/s). - Gradien thÊm J= h1 − h2 9 ,43 9 ,43 = = = 0 ,152 (m). Ltt L + ∆L 61,961 Ta thÊy J = 0,152 < Jcp = 0,85. VËy ®¶m b¶o thÊm cho phÐp. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 39 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ 6. MÆt c¾t VI – VI S¬ ®å tÝnh Y ∇MNDBT X ∆L Lo T L  ThÊm qua ®Ëp: H® = 4,7(m) ; h1= 1,43 (m); K® = 2,5.10-7 (m/s); Kn = 0,62.10-7 (m/s). T = 4 (m). Do tÇng thÊm ë ®©y cã hÖ sè thÊm nhá h¬n ®Ëp nªn ®o¹n nµy ta bè trÝ ch©n r¨ng cÊu t¹o s©u 1m, réng 5m. h1: cét níc tríc ®Ëp - ∇MNDBT-∇37 =38,43 – 37 = 1,43(m). ∆L = m.h1 3,25.1,43 = = 0 ,62( m ) ; L = 29,73(m); L0 = 34,375 (m). 2.m + 1 2.3,25 + 1 2 2 2 2 qd h1 − a0 1,43 2 − a0 2 ,045 − a 0 = = = K d 2.( L + ∆L − m'.a0 ) 2.( 29 ,73 + 0 ,62 − 3a0 ) 60 ,7 − 6.a0 qd a0 a = = 0 K d m' +0 ,5 3,5 (1) (2) Tõ (1) vµ (2) ta cã: 2,5a02- 60,7a0 +7,1575 = 0 Gi¶i ph¬ng tr×nh bËc hai ta ®îc a0=0,12 (m). Thay a0 vµo (2): q® = 2,5.10-7.0,12 = 0,3.10-7 (m3/s). Ph¬ng tr×nh ®êng b·o hoµ cã d¹ng: Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 40 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ 2 y = h1 − 2.q d x = 2 ,045 − 0 ,24 x Kd  ThÊm qua nÒn qn = 0,072.10-7 (m/s). Lu lîng thÊm chung: q = q® + qn = 0,3.10-7 + 0,072.10-7 = 0,372.10-7 (m3/s). 7. Lu lîng thÊm qua ®Ëp MÆt c¾t ®¹i biÓu I - I II – III- IV-IV V VI II III V VI -7 2 QthÊm(10 m /s) 2,472 5,654 5,704 5,635 2,196 0,372 ChiÒu dµi ®o¹n 150 46 21 7 41 17 (m) Qc¶®Ëp(10-7 m3/s) 370, 260,1 119,8 39,445 90,04 6,324 8 - Tæng céng 282 886,509 V. TÝnh thÊm víi trêng hîp thîng lu lµ MNDGC vµ h¹ lu cã níc TÝnh thÊm cho mÆt c¾t lßng suèi. S¬ ®å tÝnh to¸n lµ ®Ëp ®ång chÊt trªn nÒn Ýt thÊm níc. §Ó tÝnh to¸n ta tÝnh t¸ch ®Ëp riªng vµ nÒn riªng. S¬ ®å tÝnh Y h1 ∇MNDGC ∇28 ∇ ∇31 ∆L 21 H® Lo K® L ∇25.25 Kn X  ThÊm qua ®Ëp: H® = 20,7 (m) ; h1 = 19,46 (m); K® = 2,5.10-7 (m/s); Kn = 0,62.10-7 (m/s); T = 4 (m); L =56,44 (m); ∆L = m.h1 = 8,474 (m); L0 = 124,435 (m). 2.m + 1 h1: cét níc tríc ®Ëp - ∇MNDBT-∇21=40,46 – 21 = 19,46(m). Trêng hîp nµy bá qua a0 Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 41 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ 2 q d h1 − ( h2 + a0 ) 19,46 2 − ( h2 + a0 ) 378,69 − h2 = = = Kd 2.( L + ∆L ) 2.( 56 ,44 + 8,474 ) 129 ,828 2 2 2 (1) ( q d 378,69 − 3,25 2 = = 2 ,836 ⇒ q d = 2 ,836.2 ,5.10 −7 = 7 ,089.10 −7 m 3 / s Kd 129,828 ) Ph¬ng tr×nh ®êng b·o hoµ cã d¹ng: 2 y = h1 − 2.q d x = 378,69 − 5,672 x Kd  ThÊm qua nÒn qn = K n . ( h1 − h2 ) 2 .T L0 + 0 ,88.T = 0 ,62.10 −7 (19,46 − 3,25) 2 .4 = 0,314.10 −7 ( m 3 / s ) . 124 ,44 + 0 ,88.4 Lu lîng thÊm chung: q = q® + qn = 7,089.10-7 + 0,314.10-7 = 7,403.10-7 (m3/s). - Gradien thÊm J= h1 − h2 19 ,46 − 3,25 16 ,21 = = = 0 ,25 (m). Ltt L + ∆L 64 ,914 Ta thÊy J = 0,25 < Jcp = 0,85. VËy ®¶m b¶o thÊm cho phÐp. §2-5. TÝnh æn ®Þnh ®Ëp ®Êt I. môc ®Ých tÝnh to¸n §Ëp ®Êt lµ lo¹i c«ng tr×nh d©ng níc träng lùc lµm b»ng vËt liÖu ®Þa ph¬ng cã khèi lîng lín, cho nªn kh«ng cã kh¶ n¨ng mÊt án ®Þnh vÒ lËt ®æ vµ trît theo mÆt nÒn nh c¸c lo¹i c«ng tr×nh träng lùc b»ng bª t«ng kh¸c. §èi víi ®Ëp ®Êt, vÊn ®Ò mÊt æn ®Þnh thêng x¶y ra díi d¹ng trît m¸i dèc thîng, h¹ lu. Nguyªn nh©n dÉn ®Õn sù mÊt æn ®Þnh nµy th× cã nhiÒu nhng nguyªn nh©n chñ yÕu lµ do kÝch thíc mÆt c¾t ®Ëp cha hîp lý. Do vËy cÇn ph¶i tÝnh æn ®Þnh ®Ó kiÓm tra sù hîp lý cña mÆt c¾t ®Ëp, nÕu thÊy cha phï hîp ph¶i ®iÒu chØnh l¹i. II. Trêng hîp tÝnh to¸n CÇn kiÓm tra æn ®Þnh m¸i vµ nÒn ®Ëp trong c¸c trêng hîp sau: - Thêi kú thi c«ng vµ khi ®Ëp võa ®¾p xong. KiÓm tra æn ®Þnh m¸i h¹ lu khi hå ®· chøa níc víi c¸c mùc níc thîng h¹ lu kh¸c nhau. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 42 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi - ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ KiÓm tra æn ®Þnh m¸i thîng lu víi trêng hîp mùc níc trong hå chøa rót nhanh. Nhng do thêi gian cã h¹n vµ ®îc sù cho phÐp cña gi¸o viªn híng dÉn. nªn trong ®å ¸n nµy chØ tiÕn hµnh kiÓm tra æn ®Þnh víi hai trêng hîp : 1. Trêng hîp thîng lu lµ MNDBT, h¹ lu kh«ng cã níc, thiÕt bÞ tho¸t níc lµm viÖc b×nh thêng. 2. Thîng lu lµ MNDGC, h¹ lu lµ mùc níc max ( øng víi lu lîng x¶ lín nhÊt Qx¶max = 71,8 m3/s ). ThiÕt bÞ chèng thÊm vµ tho¸t níc lµm viÖc b×nh thêng. Chän mÆt c¾t tÝnh to¸n lµ mÆt c¾t bÊt lîi nhÊt, ë ®©y ta kiÓm tra víi mÆt c¾t lßng suèi. III. ph¬ng ph¸p vµ c¸c sè liÖu tÝnh: 1. Ph¬ng ph¸p tÝnh: Cã rÊt nhiÒu ph¬ng ph¸p tÝnh æn ®Þnh cña ®Ëp ®Êt. Nhng ë ®©y ®Ó ®¬n gi¶n vµ cho kÕt qu¶ t¬ng ®èi chÝnh x¸c ta dïng ph¬ng ph¸p Ghecxevanop víi gi¶ thiÕt mÆt trît trô trßn xem khèi trît lµ vËt thÓ r¾n, ¸p lùc thÊm ®îc chuyÓn ra ngoµi thµnh ¸p lùc thuû tÜnh t¸c dông lªn mÆt trît vµ híng vµo t©m. ë ®©y ta xÐt bµi to¸n ph¼ng. 3. C¸c sè liÖu tÝnh to¸n. C¸c tµi liÖu ®îc chän ®Ó thiÕt kÕ: -  §Êt ®¾p ®Ëp lµ ®Êt ¸ sÐt cã c¸c chØ tiªu c¬ lý sau: - Dung träng riªng kh« γk = 1,66 (T/m3). - Dung träng tù nhiªn γw = 1,99 (T/m3). - Dung träng b·o hoµ γbh = 2,053 (T/m3). - Lùc dÝnh ®¬n vÞ Ctn = 2,25 (T/m2), Cbh = 1,69 (T/m2). - Gãc ma s¸t trong ϕ tn= 190 ; ϕbh = 17,10. - §é Èm W = 19,52%; ®é rçng n = 0,393. - HÖ sè thÊm K = 2,5.10-7 (m/s).  §Êt nÒn lµ ®Êt ¸ sÐt cã c¸c chØ tiªu c¬ lý sau: - Dung träng riªng kh« líp 3 γk =1,43 (T/m3). - Dung träng tù nhiªn γw = 1,87 (T/m3). Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 43 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ - Dung träng b·o hoµ γbh = 1,905 (T/m3). - Lùc dÝnh ®¬n vÞ Ctn = 0,369 (T/m2). - Lùc dÝnh b·o hoµ Cbh= 0,277 (T/m2). - Gãc ma s¸t trong ϕ tn= 140 ; ϕbh = 12,60. - §é Èm W = 30,9%; ®é rçng n = 0,475. - HÖ sè thÊm K = 0,62.10-7 (m/s). - ChiÒu s©u tÇng thÊm T = 4 m Néi dung tÝnh to¸n: 1. tÝnh cho trêng hîp MNDBT: Ta ®· biÕt ®îc ph¬ng tr×nh ®êng b·o hoµ ë phÇn tÝnh thÊm. IV. Y = 303,8 − 4 ,238 x (2.5 – 1)  T©m vïng cã t©m trît nguy hiÓm. §Ó gi¶m bít khèi lîng tÝnh to¸n tríc khi tÝnh hÖ sè æn ®Þnh K, ta cÇn x¸c ®Þnh vïng chøa t©m trît nguy hiÓm b»ng c¸ch sö dông kÕt hîp hai ph¬ng ph¸p: + Ph¬ng ph¸p Filennit: Theo Filennit, t©m trît nguy hiÓm n»m ë l©n cËn ®êng MM1 (h×nh vÏ).§iÓm M1 ®îc x¸c ®Þnh dùa vµo c¸c gãc α vµ β, c¸c gãc nµy phô thuéc ®é dèc m¸i ®Ëp tra b¶ng 4-1 gi¸o tr×nh Thuû C«ng tËp I trang 98. Trong trêng hîp nµy mtb = 3,125 → α = 350 vµ β = 250 . §iÓm M ®îc x¸c ®Þnh nh trong h×nh vÏ. + Ph¬ng ph¸p FandeÐp: Theo ph¬ng ph¸p nµy cho phÐp ta s¬ x¸c ®Þnh ®îc khu vùc chøa t©m trît. Lóc nµy t©m cung trît nguy hiÓm n»m ë l©n cËn h×nh thang cong abcd (h×nh vÏ). §Ó x¸c ®Þnh khu vùc nµy th× tõ ®iÓm gi÷a m¸i ®Ëp h¹ lu (khi m¸i cã ®é dèc kh¸c nhau th× lÊy trÞ sè trung b×nh) ta kÎ mét ®êng th¼ng ®øng vµ mét ®êng hîp víi m¸i dèc mét gãc 850. Còng lÊy ®iÓm ®ã lµm t©m vÏ c¸c cung trßn cã b¸n kÝnh R vµ r, c¸c b¸n kÝnh nµy phô thuéc vµo chiÒu cao ®Ëp vµ ®é dèc m¸i trung b×nh. Tra b¶ng 4-2 gi¸o tr×nh Thuû C«ng tËp I ta ®îc: r/H = 1,063 ; R/H = 2,483. Víi H® = 41,7 – 21 = 20,7 m → r = 22 m ; R = 51,4 m. KÕt hîp hai ph¬ng ph¸p ta t×m ®îc ph¹m vi cã kh¶ n¨ng chøa t©m cung trît nguy hiÓm nhÊt lµ ®o¹n AB. Trªn ®ã ta gi¶ ®Þnh c¸c t©m O 1, O2, O3 ... v¹ch c¸c cung trSinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 44 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ ît ®i qua ®iÓm P1 ë ch©n ®Ëp, tiÕn hµnh tÝnh to¸n hÖ sè an toµn æn ®Þnh K 1, K2, K3, K4 ... cho c¸c cung t¬ng øng, vÏ biÓu ®å quan hÖ gi÷a K i vµ vÞ trÝ t©m Oi ta x¸c ®Þnh ®îc trÞ sè Kmin øng víi c¸c t©m O. Tõ vÞ trÝ cña t©m O øng víi K min ®ã kÎ ®êng th¼ng NN vu«ng gãc víi ®êng MM1, trªn ®êng NN ta l¹i lÊy c¸c t©m O kh¸c v¹ch c¸c cung còng ®i qua ®iÓm P 1 ë ch©n ®Ëp, tÝnh hÖ sè K øng víi c¸c cung nµy.  X¸c ®Þnh hÖ sè an toµn K: Theo Ghecxevanop ta chia khèi trît thµnh c¸c d¶i cã chiÒu réng lµ b víi b = R/m, ( R - b¸n kÝnh vßng cung trît, m - sè nguyªn lÊy b»ng 10 - 20 tuú theo tõng cung trît). ë ®©y ta lÊy m = 10. Ta cã c«ng thøc tÝnh hÖ sè æn ®Þnh: K= ∑ M ct = ∑ ( N n − Wn ) .tgϕ n + ∑ Cn .ln ∑ M gt ∑ Tn (2.5 - 2) Trong ®ã: + ϕn, Cn - gãc ma s¸t trong vµ lùc dÝnh ®¬n vÞ ë ®¸y d¶i thø n. + ln - chiÒu dµi cung thø n : ln= b/cosαn (m). + Wn- ¸p lùc thuû tÜnh ®¸y d¶i thø n: Wn = γn.hnln(T/m). + hn - chiÒu cao cét níc tõ ®êng b·o hoµ ®Õn ®¸y d¶i. + Nn, Tn - thµnh phÇn ph¸p tuyÕn vµ tiÕp tuyÕn cña träng lîng d¶i Gn Nn = Gn. cosαn Tn = Gn. sinαn (T/m). + Gn - träng lîng d¶i thø n: Gn = b(Σγi.Zi). + Zi - chiÒu cao cña phÇn d¶i t¬ng øng cã dung träng γi §èi víi ®Êt ë trªn ®êng b·o hoµ lÊy dung träng tù nhiªn γtn Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 45 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ §èi víi ®Êt ë díi ®êng b·o hoµ lÊy dung träng b·o hoµ γbh TiÕn hµnh tÝnh to¸n theo tr×nh tù nh trªn ta lËp ®îc c¸c b¶ng tÝnh tõ 3-1 ®Õn 3-5 øng víi c¸c cung kh¸c nhau. So s¸nh vµ lÊy gi¸ trÞ nhá nhÊt ta ®îc hÖ sè an toµn æn ®Þnh lµ: + Víi MNDBT : K min= 1,81. + Víi MNDGC : K = 1,84. Tra QPVN 11-77 hÖ sè an toµn cho phÐp vÒ æn ®Þnh cña m¸i ®Ëp ®Êt ®èi víi c«ng tr×nh cÊp III: MNDBT [ K ] = 1,2 ; MNDGC [ K ] = 1,1 Ta thÊy K > [ K ] , Kmin > [ K ] VËy t¹i ®iÓm P1 m¸i vµ nÒn ®Ëp ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh theo yªu cÇu kü thuËt. Ch¬ng III ThiÕt kÕ trµn x¶ lò §3- 1 VÞ trÝ h×nh thøc vµ quy m« trµn. I. VÞ trÝ vµ nhiÖm vô trµn 1. VÞ trÝ Dùa vµo ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh, ®Þa chÊt ta thÊy sên ph¶i tho¶i khu tíi n»m ë bê tr¸i ta bè trÝ cèng ë bê traÝ do ®ã nªn bè trÝ trµn ë bê ph¶i ®Ó cho c¸c c«ng tr×nh kh«ng bÞ chång chÐo lªn nhau. Lùa chän tuyÕn trµn sao cho khèi lîng ®µo ®¾p lµ Ýt nhÊt vµ vÞ trÝ c¸c bé phËn trµn hîp lý ®Ó kh«ng g©y ¶nh hëng ®Õn ®Ëp d©ng níc nh»m ®¶m b¶o cho sù lµm viÖc an toµn cña c¶ hÖ thèng c«ng tr×nh. 2. NhiÖm vô Trong thiÕt kÕ hå chøa níc, C«ng tr×nh trµn x¶ lò ®ãng mét vai trß hÕt søc quan träng, nã cã nhiÖm vô th¸o lîng níc thõa trong hå chøa khi lò ®Õn nh»m b¶o ®¶m chÕ ®é lµm viÖc an toµn cho hÖ thèng c«ng tr×nh. ChÝnh v× vËy viÖc ph©n tÝch, lùa chän quyÕt ®Þnh h×nh thøc trµn, tuyÕn trµn ph¶i ®¶m b¶o sao cho ®¸p øng ®îc yªu cÇu phßng lò ®· dÒ ra ®Ó kh«ng lµm ¶nh hëng tíi sù æn ®Þnh cña ®Ëp vµ cña c¶ hÖ thèng c«ng tr×nh, ®ång thêi ph¶i ®em l¹i gi¸ trÞ hîp lý vÒ mÆt kinh tÕ. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 46 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ II. H×nh thøc vµ qui m« trµn Chän h×nh thøc trµn lµ trµn däc kh«ng cã cöa van ®iÒu tiÕt. Trµn bè trÝ ë vai ph¶i ®Ëp sên tho¶i h¬n so víi bê ph¶i nªn hîp lý nhÊt lµ chän h×nh thøc trµn lµ trµn ®Ønh réng. Cao tr×nh ngìng trµn ngang b»ng cao tr×nh mùc níc d©ng b×nh thêng ( ∇ngìng = ∇MNDBT). ChiÒu réng ngìng trµn chän theo ph¬ng ¸n ®· ®Þnh Btr = 16 (m). Nèi tiÕp sau ngìng trµn lµ dèc níc, h×nh thøc tiªu n¨ng lµ mòi phun. ChiÒu dµi ®Ønh trµn x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn: (2÷3)H < δ < (8÷10)H Ngoµi ra bªn trªn trµn ta cßn bè trÝ mét sè c¸c chi tiÕt nh cÇu giao th«ng, cÇu c«ng t¸c, giµn th¶ phai... Trong ®å ¸n nµy lµm trµn kh«ng cã cöa van nªn ta kh«ng bè trÝ cÇu c«ng t¸c. VËy chän chiÒu dµi ®Ønh trµn δ = 10 (m). 1. Cöa vµo Do ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh lµ ph¶i dÉn níc tõ suèi vµo ngìng trµn ®Æt s©u trong bê nªn ta ph¶i lµm mét ®o¹n kªnh dÉn vµo ngìng trµn cã b¸n kÝnh cong hai bê lµ r1 vµ r2. T×m r1 vµ r2 hîp lý.  P  r0  = f  BT H  0 Trong ®ã: r0 – B¸n kÝnh cña trôc kªnh r0 = r1 + r2 . 2 BT – ChiÒu réng trµn níc. P – ChiÒu cao ngìng trµn P = 0. H0 – Cét níc tríc trµn H0 = 2,03 (m). P = 0 tõ ®å thÞ H0 h×nh 3-6 trang 95 GT C«ng tr×nh th¸o lò ta tra ®îc r0 = 2 ,5 → r0 = 2 ,5.16 = 40( m ) B1 Ta cã r1 + r2 = 40 → r1 + r2 = 80( m ) (3-1). 2 * HÖ sè Frout (Fr). Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 47 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ  r  r1 = 1,4.Fr .1 + 2  h  r1  Fr = 2 (3-2) Q v2 víi v = BT .h g .h Trong ®ã: - g lµ gia tèc träng trêng g = 9,81 (m/s2). - v lµ vËn tèc t¹i ngìng trµn. - h chiÒu s©u dßng ch¶y t¹i mÆt c¾t ngìng trµn h = 2,03 (m). - Q lµ lu lîng chuyÓn qua ngìng Q = 71,8 (m3/s). ⇒ v = 2,21 (m/s). ⇒ Fr = 0,245. Thay c¸c d÷ liÖu tÝnh ®îc vµo c«ng thøc (3-1) ta ®îc:  r  r = 1,4.0,245.1 + 2  2,03  r1  2 Gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh (3-1) vµ (3-2)’ ®îc (3-2)’ r1 = 16,5 (m). r2 = 63,5 (m).LÊy theo kinh nghiÖm r2 >6Bt , chän r2 = 8.B `H×nh vÏ 2 O r2 = 63,5 m) O1 r = 40 m) r1= 16,5 m) H Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 48 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ 2. Ngìng trµn - Ngìng trµn ®Ønh réng kh«ng cã cöa van ®iÒu tiÕt. - ChiÒu dµi ngìng trµn L = 10 (m). - BÒ réng trµn níc B = 16 (m). - Cao tr×nh ngìng trµn ∇ngìng = ∇MNDBT = +38,43. - Ngìng trµn ®îc lµm b»ng bª t«ng cèt thÐp m¸c 200 (BTCT M200). 3. Dèc níc (a) .§o¹n thu hÑp sau trµn - ChiÒu dµi ®o¹n thu hÑp sau trµn L =20 (m). - §é dèc ®¸y ®o¹n thu hÑp b»ng ®é dèc cña dèc i = 0,04. - ChiÒu réng ®Çu ®o¹n thu hÑp b»ng chiÒu réng trµn b = BT = 16 (m). - ChiÒu réng cuèi ®o¹n thu hÑp b = 8 (m). - Gãc thu hÑp θ = 220. (b) .§o¹n l¨ng trô - §é dèc ®¸y i = 0,04 - ∇ dd − ∇ cd 38,43 − 33,63 = = 120( m ) ChiÒu dµi dèc níc Ld = i 0 ,04 - ChiÒu dµi ®o¹n l¨ng trô L = 100 - ChiÒu réng dèc níc b = 8 (m). - Cao tr×nh ®Çu dèc +37,63 - Cao tr×nh cuèi dèc +33,63 - §é nh¸m dèc níc n = 0,017. ChiÒu cao têng H = h0d + 0,5 h0d cét níc trong dèc, dèc níc lµm b»ng BTCT M200 4. Kªnh dÉn sau dèc Kªnh h¹ lu cã mÆt c¾t h×nh thang m = 1,5, ®é dèc i = 2.10 -4, cao tr×nh ®¸y kªnh b»ng cao tr×nh ®¸y suèi. 5. Tiªu n¨ng sau dèc - Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 49 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Chän h×nh thøc tiªu n¨ng lµ mòi phun. §3- 2. TÝnh to¸n thuû lùc ®êng trµn I. Lu lîng qua ®Ëp trµn Trong phÇn tÝnh to¸n ®iÒu tiÕt ta sö dông c«ng thøc Q = ε .m.b. 2.g H 3 2 Trong ®ã: ε- hÖ sè co hÑp bªn, coi nh kh«ng cã co hÑp bªn lÊy ε = 1. m- hÖ sè lu lîng. b- chiÒu réng trµn níc. g- gia tèc träng trêng g = 9,81 (m/s2). H- cét níc trµn . KÕt qu¶ tÝnh to¸n ®iÒu tiÕt ®îc qx¶max = 71,8 (m3/s) vµ H = 2,03 (m). m = 0,35 tra ë phô lôc 14-8 b¶ng tra Thuû lùc víi trêng hîp ®Ëp kh«ng cã ngìng cã co hÑp bªn hÖ sè β = 0, tgθ = 3. Khèng chÕ chÕ ®é ch¶y qua ngìnglµ ch¶y tù do th× kh¶ n¨ng th¸o cña ngìng trµn theo c«ng thøc Qt = qx¶max = 71,8 (m3/s). Do chiÒu réng trµn níc b = 16 (m) nªn ta ph©n lµm 4 khoang mçi khoang réng 4m, chiÒu dµy mè trô d = 0,5m. TÝnh hÖ sè co hÑp bªn ε= Σb = 0,914 Σb + Σd TÝnh l¹i Ht 2   3 thay sè vµo ta tÝnh ®îc H = 2,04. So s¸nh kÕt qu¶ nµy víi kÕt Q t Ht =    ε .m. 2.g B  qu¶ tÝnh to¸n ®iÒu tiÕt lò cho Ht = 2,03 ta thÊy chªnh lÖch rÊt nhá do vËy ta chän: Lu lîng qua trµn Qt = 71,8 (m3/s) Cét níc trµn Ht = 2,03 m. II. TÝnh to¸n thuû lùc trong dèc níc 1. Môc ®Ých TÝnh to¸n thuû lùc dèc níc lµ x¸c ®Þnh d¹ng ®êng mÆt níc trong dèc, tõ ®ã chän ®îc chiÒu cao thµnh bªn. X¸c ®Þnh ®îc chiÒu cao cét níc cuèi dèc vµ tÝnh to¸n tiªu n¨ng nh»m ®¶m b¶o an toµn cho h¹ lu c«ng tr×nh. 2. Néi dung tÝnh to¸n Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 50 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ a) X¸c ®Þnh d¹ng ®êng mÆt níc §Ó x¸c ®Þnh d¹ng ®êng mÆt níc cÇn ph¶i tÝnh ®é s©u ch¶y ®Òu h0, ®é s©u ph©n giíi hk, ®é dèc ph©n giíi ik. • TÝnh ®é s©u ch¶y ®Òu trong th©n dèc l¨ng trô theo c«ng thøc: Q = ω .C . R .i Trong ®ã: - Q lµ lu lîng th©n dèc (gi¶ thiÕt c¸c cÊp lu lîng víi Qmax = Qtrµn). - ω lµ diÖn tÝch mÆt c¾t ít ω = h0.Bd. + Bd chiÒu réng dèc níc Bd = 8 (m). + h0 ®é s©u dßng ch¶y ®Òu trong dèc. CÇn gi¶ thiÕt h0 vµ tÝnh thö dÇn cho ®Õn khi Q = QTK. 1 - 1 C hÖ sè cªdy C = R 6 n ω χ - R b¸n kÝnh thuû lùc R = - n ®é nh¸m cña vËt liÖu lµm dèc n = 0,017. - χ chu vi ít cña mÆt c¾t tÝnh to¸n χ = Bd + 2.h0. KÕt qu¶ tÝnh to¸n ®îc lËp díi d¹ng b¶ng B¶ng 2-1. ChiÒu s©u dßng ch¶y ®Òu víi Q = 71,8 (m3/s). R hgt χ ϖ 0.200 8.400 1.6 0.190 0.500 9.000 4 0.444 0.700 9.400 5.6 0.596 0.900 9.800 7.2 0.735 0.920 9.840 7.36 0.748 0.923 9.846 7.384 0.750 C 44.619 51.387 53.959 55.877 56.044 56.069 Q 6.2315 27.406 46.645 68.969 71.348 71.707 Tõ kÕt qu¶ b¶ng tÝnh ta thÊy víi h0 = 0,923 (m) ®îc Q = 71,707 (m3/s) ≈ QTK =71,8 (m3/s) VËy dßng ch¶y ®Òu trong dèc h0 = 0,923 m. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 51 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi B¶ng 2-2. ChiÒu s©u dßng ch¶y ®Òu víi Q = 60 (m3/s). R hgt χ ϖ 0.200 8.400 1.6 0.190 0.400 8.800 3.2 0.364 0.600 9.200 4.8 0.522 0.800 9.600 6.4 0.667 0.820 9.640 6.56 0.680 0.823 9.646 6.584 0.683 ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ C 44.619 49.697 52.779 54.98 55.168 55.196 Tõ kÕt qu¶ b¶ng tÝnh ta thÊy víi h0 = 0,823 (m) ®îc Q = 60,048 (m3/s) ≈ QTK =60 (m3/s) VËy dßng ch¶y ®Òu trong dèc h0 = 0,823 m. B¶ng 2-3. ChiÒu s©u dßng ch¶y ®Òu víi Q = 65 (m3/s). R C hgt χ ϖ 0.200 8.400 1.6 0.190 44.619 0.400 8.800 3.2 0.364 49.697 0.600 9.200 4.8 0.522 52.779 0.800 9.600 6.4 0.667 54.98 0.830 9.660 6.64 0.687 55.261 0.866 9.732 6.928 0.712 55.584 Tõ kÕt qu¶ b¶ng tÝnh ta thÊy víi h0 = 0,866 (m) ®îc Q = 64,982 (m3/s) ≈ QTK =65 (m3/s) VËy dßng ch¶y ®Òu trong dèc h0 = 0,866 m. B¶ng 2-4. ChiÒu s©u dßng ch¶y ®Òu víi Q = 55 (m3/s). R C hgt χ ϖ 0.200 8.400 1.6 0.190 44.619 0.400 8.800 3.2 0.364 49.697 0.500 9.000 4 0.444 51.387 Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Q 6.2315 19.18 36.598 57.46 59.708 60.048 Q 6.2315 19.18 36.598 57.46 60.843 64.982 Q 6.2315 19.18 27.406 Trang 52 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi 0.600 0.700 0.778 9.200 9.400 9.556 4.8 5.6 6.224 ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ 0.522 0.596 0.651 52.779 53.959 54.767 36.598 46.645 55.019 Tõ kÕt qu¶ b¶ng tÝnh ta thÊy víi h0 = 0,778 (m) ®îc Q = 55,019 (m3/s) ≈ QTK =55 (m3/s) VËy dßng ch¶y ®Òu trong dèc h0 = 0,778m. B¶ng 2-5. ChiÒu s©u dßng ch¶y ®Òu víi Q = 50 (m3/s). R C hgt χ ϖ 0.200 8.400 1.6 0.190 44.619 0.400 8.800 3.2 0.364 49.697 0.500 9.000 4 0.444 51.387 0.600 9.200 4.8 0.522 52.779 0.700 9.400 5.6 0.596 53.959 0.732 9.464 5.856 0.619 54.301 Tõ kÕt qu¶ b¶ng tÝnh ta thÊy víi h0 = 0,732(m) ®îc Q = 50,026 (m3/s) ≈ QTK =50(m3/s) VËy dßng ch¶y ®Òu trong dèc h0 = 0,732 m. Q 6.2315 19.18 27.406 36.598 46.645 50.026 • TÝnh ®é s©u ph©n giíi hk theo c«ng thøc hk = 3 α .q 2 g α - hÖ sè ®éng lîng α = 1. q- lu lîng ®¬n vÞ g – gia tèc träng trêng g = 9,81 (m/s2). TÝnh ®îc: Q = 71,8 (m3/s) → hk = 2,017 (m). Q = 65 (m3/s) → hk = 1,888 (m). Q = 60 (m3/s) → hk = 1,79 (m). Q = 55 (m3/s) → hk = 1,689 (m). Q = 50 (m3/s) → hk = 1,585 (m). • TÝnh ®é dèc ph©n giíi Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 53 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Theo c«ng thøc Q2 ik = 2 2 ω .C .Rk Trong ®ã: - ik ®é dèc ph©n giíi. - Q lu lîng qua dèc níc. - ωk diÖn tÝch mÆt c¾t ít øng víi hk. - Ck , Rk hÖ sè cªdy, b¸n kÝnh thuû lùc øng víi hk. ωk = Bd . hk χk = Bd + 2.hk ⇒ Rk = Q 71,8 65 60 55 50 ωk vµ n = 0,017 tra phô lôc 8-2 b¶ng tra thuû lùc ®îc C R χk hk 2,017 1,888 1,79 1,689 1,585 ωk 7,768 7,512 7,312 7,104 6,88 χk 9,942 9,878 9,828 9,776 9,72 Rk 0,781 0,760 0,744 0,727 0,708 Tõ b¶ng kÕt qu¶ trªn ta thÊy trong dèc cã : C R 50,29 49,43 48,766 48,05 47,246 ik 0,0078 0,0076 0,0074 0,0072 0,007 ik d < i h0 < h < hk §êng mÆt níc trong dèc lµ ®êng níc ®æ bII. b) TÝnh ®êng mÆt níc trªn ®o¹n thu hÑp Trong ®o¹n nµy bá qua tæn thÊt thuû lùc biÕt r»ng chiÒu s©u dßng ch¶y t¹i cuèi ngìng trµn vµ t¹i ®Çu dèc níc (tøc lµ cuèi ®o¹n thu hÑp) ®Òu b»ng chiÒu s©u ph©n giíi nªn cã thÓ thiÕt kÕ ®o¹n thu hÑp ®Ó cã chiÒu s©u dßng ch¶y trong c¶ ®o¹n thu hÑp ®Òu b»ng chiÒu s©u ph©n giíi. TØ n¨ng trong c¸c mÆt c¾t t¹i ®o¹n thu hÑp x¸c ®Þnh theo biÓu thøc α .v 2 ∋= + h pg 2.g α .v 2 - Cét níc lu tèc. 2.g Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 54 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ 2 2 α .h pg .v BiÕt h pg = 3 α .q hoÆc h 3pg = α .q = 2 g Trong ®ã q = h pg .v → g 2 g α .v 2 h pg α .v 2 3 nh vËy = ∋= + h pg = h pg 2.g 2 2.g 2 NÕu lÊy ®êng mÆt níc trong hå lµm chuÈn ta ®îc : - Cao tr×nh mÆt níc trong mçi mÆt c¾t b»ng h pg α .v 2 ∋− =∋ − 2.g 2 thÊp h¬n mÆt hå chøa mét ®o¹n b»ng hpg/2. 3 2 Cao tr×nh ®¸y ®o¹n thu hÑp trong mçi mÆt c¾t b»ng ∋ − h pg tøc lµ thÊp h¬n mÆt níc hå mét ®o¹n b»ng 3 h pg víi B®Çudèc = 16 (m) vµ Bcuèi = 8 (m). 2 q lu lîng x¶ ChiÒu dµi ®o¹n thu hÑp L = 20 (m). KÕt qu¶ thu ®îc díi d¹ng b¶ng. B¶ng 2-6 : Trêng hîp Q = 71,8 (m3/s) B M/c (m) Q (m3/s) hpg (m) 1-1 2-2 3-3 4-4 5-5 6-6 4,488 5,129 5,983 6,527 7,180 8,975 1,271 1,389 1,540 1,632 1,739 2,017 16 14 12 11 10 8 α .v 2 h pg = 2.g 2 0,635 0,695 0,770 0,816 0,869 1,009 B¶ng 2-7 : Trêng hîp Q = 65 (m3/s) Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng MÆt níc thÊp §¸y thÊp h¬n h¬n mÆt hå mÆt hå chøa chøa (m) (m) 0,635 1,906 0,695 2,084 0,770 2,309 0,816 2,447 0,869 2,608 1,009 3,026 Trang 55 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ M/c B (m) Q (m3/s) hpg (m) α .v 2 h pg = 2.g 2 1-1 2-2 3-3 4-4 5-5 6-6 16 14 12 11 10 8 4,063 4,643 5,417 5,909 6,500 8,125 1,189 1,300 1,441 1,527 1,627 1,888 0,595 0,650 0,720 0,763 0,813 0,944 MÆt níc thÊp §¸y thÊp h¬n mÆt hå h¬n mÆt hå chøa (m) chøa (m) 0,595 1,784 0,650 1,950 0,720 2,161 0,763 2,290 0,813 2,440 0,944 2,832 MÆt níc thÊp §¸y thÊp h¬n mÆt hå h¬n mÆt hå chøa (m) chøa (m) B¶ng 2-8 : Trêng hîp Q = 60 (m3/s) M/c B 1-1 2-2 3-3 4-4 5-5 6-6 (m) Q (m3/s) hpg (m) α .v 2 h pg = 2.g 2 16 14 12 11 10 8 3,750 4,286 5,000 5,455 6,000 7,500 1,128 1,233 1,366 1,447 1,542 1,790 0,564 0,616 0,683 0,724 0,771 0,895 0,564 0,616 0,683 0,724 0,771 0,895 1,691 1,849 2,049 2,171 2,314 2,685 B¶ng 2-9 : Trêng hîp Q = 55 (m3/s) M/c 1-1 2-2 3-3 4-4 5-5 6-6 B (m) Q (m3/s) hpg (m) α .v 2 h pg = 2.g 2 16 14 12 11 10 8 3,438 3,929 4,583 5,000 5,500 6,875 1,064 1,163 1,289 1,366 1,456 1,689 0,532 0,582 0,644 0,683 0,728 0,844 MÆt níc thÊp §¸y thÊp h¬n mÆt hå h¬n mÆt hå chøa (m) chøa (m) 0,532 0,582 0,644 0,683 0,728 0,844 1,596 1,745 1,933 2,049 2,183 2,533 B¶ng 2-10 : Trêng hîp Q = 50 (m3/s) Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 56 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi M/c B Q (m) (m3/s) 1-1 2-2 3-3 4-4 5-5 6-6 16 14 12 11 10 8 3,125 3,571 4,167 4,545 5,000 6,250 ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ hpg (m) α .v 2 h pg = 2.g 2 MÆt níc thÊp h¬n mÆt hå chøa (m) §¸y thÊp h¬n mÆt hå chøa (m) 0,998 1,091 1,210 1,282 1,366 1,585 0,499 0,546 0,605 0,641 0,683 0,793 0,499 0,546 0,605 0,641 0,683 0,793 1,498 1,637 1,814 1,923 2,049 2,378 c) TÝnh ®êng mÆt níc trong th©n dèc ®o¹n l¨ng trô. TÝnh to¸n theo ph¬ng ph¸p sai ph©n ∆l = ∆∋ víi ∆ ∋ = ∃cuèi - ∃®Çu = ∃i+1 - ∃i i−J α .vi2 α .vi2+1 ∃i = hi + ; ∃i +1 = hi +1 + 2.g 2.g Trong ®ã : - vi lµ lu tèc t¹i mÆt c¾t thø i vi = Qi víi ωi ωi = Bi . hi ωi χi Ri = χi = Bi + 2.hi n =0,017 J= ⇒ Ci Ri vi2 Ci2 .Ri Sè liÖu tÝnh to¸n: - i lµ ®é dèc cña dèc níc ®îc x¸c ®Þnh dùa vµo b×nh ®å vïng tuyÕn trµn sao cho khèi lîng ®µo kh«ng qu¸ lín i = 0,04 - L lµ chiÒu dµi dèc níc ®o¹n l¨ng trô L = 120 – 20 = 100 (m). - Bd lµ chiÒu réng dèc níc Bd = 8 (m). - h®Çudèc lµ cét níc ®Çu dèc lÊy b»ng cét níc ph©n giíi cuèi ®o¹n thu hÑp nghÜa lµ h®Çudèc = hk n lµ ®é nh¸m cña vËt liÖu lµm dèc, vËt liÖu lµm dèc lµ BTCT M200 n = 0,017 KÕt qu¶ thu ®îc díi d¹ng b¶ng tÝnh øng víi nhiÒu cÊp Q B¶ng 2-11 ®Õn b¶ng 2 –16. - Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 57 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ d) §êng mÆt níc cã kÓ ®Õn hµm khÝ . Dßng ch¶y trªn dèc cã tèc ®é t¬ng ®èi lín do ®ã mÆt níc bÞ trén khÝ vµ chiÒu s©u dßng ch¶y cã t¨ng lªn mét chót. X¸c ®Þnh ®êng mÆt níc cã kÓ ®Õn hµm khÝ nh»m x¸c ®Þnh chiÒu cao têng b¶o ®¶m cho níc kh«ng trµn ra hai bªn bê ®îc. §é s©u dßng ch¶y trªn th©n dèc cã kÓ ®Õn hµm khÝ V   hhk = h1 +   100  Trong ®ã: - h lµ chiÒu s©u dßng ch¶y trªn th©n dèc v lµ tèc ®é dßng ch¶y t¹i mÆt c¾t tÝnh to¸n Trêng hîp Q = 71,8 (m3/s). - Σ∆l hgt v hhk 0,000 2,017 4,450 2,107 0,006 2,000 4,488 2,090 8,935 1,500 5,983 1,590 14,651 1,400 6,410 1,490 36,601 1,200 7,479 1,290 99,460 1,009 8,895 1,099 III. TÝnh to¸n kªnh dÉn sau dèc B»ng ph¬ng ph¸p ®èi chiÕu víi mÆt c¾t lîi nhÊt vÒ thuû lùc . - Chän ®é dèc m¸i m = 1,5. - Lu lîng qua kªnh Q = 71,8 (m3/s). - §é dèc ®¸y kªnh i = 2.10-4 - HÖ sè nh¸m ®Êt lßng kªnh n = 0,025. - BÒ réng kªnh s¬ bé chän bk = 18 (m). - TÝnh to¸n: 4.m0 i 8,424. 2.10 − 4 f ( Rln ) = = = 0 ,00166 Q 71,8 Tra b¶ng (8-1) b¶ng tra thuû lùc ®îc Rln = 2,756 m Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 58 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ b h = 6 ,53 → = 1,126 Rln Rln Ta tÝnh ®îc h = (h/Rln).Rln = 3,1 (m) *) KiÓm tra ®iÒu kiÖn kh«ng xãi cña kªnh DiÖn tÝch mÆt c¾t ít ω = (b + m.h).h = (18+1,5.3,1).3,1 = 70,215 (m2). VËn tèc cña dßng ch¶y trong kªnh V = Q 71,8 = = 1,023( m / s ) ω 70,215 VËn tèc kh«ng xãi cho phÐp ®îc tÝnh theo c«ng thøc [Vkx ] = k .Q 0,1 k: HÖ sè phô thuéc vµo lo¹i ®Êt lßng kªnh víi ®Êt sÐt pha nÆng tra TCVN 4118 – 89 cã k = 0,68. Thay sè ta ®îc [Vkx ] = 1,043 (m/s) Nh vËy V< [Vkx ] mÆt c¾t kªnh nh trªn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn kh«ng xãi. Q f(Rln) Rln b Rln h Rln 71,8 0,00166 2,7656 6,508 65 0,001832 2,6644 6,756 60 0,001985 2,5856 6,962 55 0,002166 2,5026 7,193 50 0,002382 2,4147 7,4543 IV. TÝnh to¸n tiªu n¨ng Trong ®å ¸n nµy ta lµm tiªu n¨ng mòi phun. 1. S¬ ®å tÝnh to¸n 12,5m 12,5m hh¹ ``1 1,103 1,086 1,067 1,047 3,11 2,94 2,8079 2,671 2,528 Lr¬i bx 2. TÝnh chiÒu dµi níc r¬i ChiÒu dµi níc r¬i lµ kho¶ng c¸ch tõ mòi phun ®Õn trung t©m bã dßng níc r¬i ch¹m vµo ®¸y kªnh h¹ lu. ChiÒu dµi níc r¬i còng tÝnh øng víi c¸c cÊp Q ®ã: - ChiÒu dµi mòi phun lmòi = 3,0 (m). §é dèc mòi imòi = 0,2. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng - Trang 59 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ - Cao tr×nh ®Çu mòi phun ∇mòi = +34,23 - Cao tr×nh ®¸y kªnh x¶ h¹ lu ∇®¸ykªnh = +21,5 ChiÒu dµi níc r¬i tÝnh theo c«ng thøc sau:  Lr¬i = 2.ϕ 2 .H 0 . 1 − imui  imui +   P + 0,5.h  + i mui  ϕ 2 .H 0  Trong ®ã: - - HÖ sè lu tèc lÊy ϕ = 1. h lµ chiÒu s©u dßng ch¶y cuèi mòi v× chiÒu dµi mòi phun l = 3m nhá nªn coi h b»ng chiÒu s©u dßng ch¶y cuèi dèc. P lµ kho¶ng c¸ch tõ mòi phun ®Õn ®¸y kªnh h¹ lu P = ∇mòi - ∇®¸ykªnh H0 = E0 – P – 0,5.h + E0 lµ n¨ng lîng toµn phÇn cña dßng ch¶y t¹i mÆt c¾t - 2 α .vcd E0 = ∇cd - ∇®¸ykªnh + h + 2.g Q 71,8 65 60 55 50 q 8,975 8,125 7,5 6,875 6,25 hcd 1,009 0,938 0,882 0,828 0,773 vcd 8,895 8,662 8,503 8,303 8,085 Eo 17,172 16,892 16,697 16,472 16,235 cos β = (1 − i ) HE 2 mui Ho 3,937 3,693 3,526 3,328 3,118 lr¬i cosβ β0 14,700 0,4692 62,05 14,156 0,4581 62,77 13,774 0,4503 63,27 13,317 0,4404 63,90 12,825 0,4294 64,60 0 0 3. TÝnh chiÒu s©u hè xãi TÝnh to¸n hè xãi sau mòi phun nh»m môc ®Ých x¸c ®Þnh møc ®é xãi lë phÝa sauc«ng tr×nh ®Ó tÝnh chiÒu dµi m¸ng vµ ®é s©u ®Æt mãng trô m¸ng phï hîp, ®¶m b¶o an toµn cho c«ng tr×nh. TÝnh chiÒu s©u hè xãi theo c«ng thøc cña Za-ma-zin. dh = N .q . sin β ' V ' .Vcp − hδ Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 60 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ - Trong ®ã q lµ lu lîng ®¬n vÞ - dh lµ chiÒu s©u hè xãi - hδ lµ chiÒu s©u mùc níc trong kªnh h¹ lu - Vcp vËn tèc cho phÐp ®èi víi ®Êt h¹ lu Vcp = 1,8 (m/s) - N hÖ sè phô thuéc vµo kho¶ng c¸ch tõ ®¸y mòi phun ®Õn mùc níc h¹ lu Z = ∇®¸y mòi phun -∇níc h¹ lu = 34,23 – 24,6 = 9,63 m tra b¶ng 3 trang 16 vÝ dô tÝnh to¸n thuû lùc trµn m¸ng phun ®îc N = 6,289. - β gãc dßng phun hîp víi ®¸y kªnh h¹ lu ®· tÝnh ë b¶ng trªn cosβ’= cosβ. - V V' V vËn tèc t¹i chç tia dßng gÆp ®¸y kªnh h¹ lu tÝnh theo c«ng thøc V= V’ = 2 2.g .E0 = vmui + 2.g ( P + 0 ,5.hmui ) 2.g ( E0 − hδ ) q 8,975 8,125 7,500 6,875 6,250 hh¹ 3,11 2,94 2,8079 2,671 2,528 cosβ 0,469 0,458 0,450 0,440 0,429 V 18,406 18,276 18,186 18,078 17,964 V' 16,610 16,545 16,508 16,455 16,399 cosβ' 0,520 0,506 0,496 0,484 0,470 sinβ' 0,854 0,863 0,868 0,875 0,882 dh 5,708 5,136 4,706 4,282 3,856 Hè xãi d¹ng h×nh thang m¸i dèc æn ®Þnh m = 2. Chän chiÒu s©u hè xãi dh = 6 m. ChiÒu réng ®¸y hè xãi bh = q 8,975 = = 4 ,986( m ) . Chän bh = 5 (m). Vcp 1,8 ChiÒu dµi toµn bé hè xãi Lh = bh + 2.m.dh = 5 + 2.2.6 = 29 (m). §3- 3 Chän cÊu t¹o ®êng trµn I. §Ëp trµn Cã cÊu t¹o nh sau: - BÒ réng trµn níc Btr = 16 (m). ChiÒu dµi ngìng δ = 10 (m). Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng - Trang 61 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ - Cao tr×nh ngìng trµn ∇ngìng = +38,43 - ChiÒu dµy b¶n ®¸y t = 0,8 (m). - Líp lãt díi b¶n ®¸y dµy 0,1m b»ng bª t«ng m¸c 100 (BT M100). - Ngìng trµn lµm b»ng BTCT M200. - Têng bªn ngìng trµn lµm b»ng BTCT M200 II. §o¹n thu hÑp sau trµn - chiÒu dµi ®o¹n thu hÑp Lth = 20 (m). - ChiÒu réng ®Çu ®o¹n thu hÑp B®Çu = 16 (m). - chiÒu réng cuèi ®o¹n thu hÑp Bcuèi = 8 (m). - - ChiÒu cao têng bªn gi¶m dÇn tõ +40,93 ®Õn +40,13 ®Õn +38,33 ®îc lµm b»ng BTCT M200. B¶n ®¸y cã chiÒu dµy t = 0,5 (m) b»ng BTCT M200. Líp lãt BT dµy 10 cm M100. III. Dèc níc - - MÆt c¾t dèc níc h×nh ch÷ nhËt bÒ réng trµn níc lµ Bd = 8 (m). - ChiÒu dµi dèc níc Ld = 100 (m). - §é dèc ®¸y i = 0,04. - ChiÒu cao têng l = 1,2 (m). - Do chiÒu dµi dèc dµi nªn ta chia khe lón ngang mçi ®o¹n dµi 12,5 (m). §3- 4 KiÓm tra æn ®Þnh têng bªn I. Môc ®Ých ViÖc tÝnh to¸n æn ®Þnh têng ch¾n nh»m môc ®Ých b¶o ®¶m sù lµm viÖc b×nh thêng cña c«ng tr×nh trong mäi trêng hîp. II. Trêng hîp tÝnh to¸n Trêng hîp c«ng tr×nh võa thi c«ng xong. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng - Trang 62 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Trêng hîp sau khi lò vÒ níc rót nhanh ®Õn cao tr×nh ngìng, phÝa sau têng cßn cã mùc níc ngÇm III. MÆt c¾t kiÓm tra vµ sè liÖu tÝnh to¸n - - Chän mÆt c¾t t¹i ngìng trµn cã chiÒu cao têng lín nhÊt tÝnh cho 1m chiÒu dµi. - Sè liÖu tÝnh to¸n γtn = 1,99 (T/m3), ϕtn = 190, Ctn = 2,25 (T/m2) γbh = 2,053 (T/m3), ϕbh = 170, Cbh = 1,69 (T/m2) VËt liÖu lµm têng b»ng BTCT M200 cã γbt = 2,5 (T/m3). §Êt ®¾p ngang cao tr×nh ®Ønh têng. 1. Trêng hîp c«ng tr×nh võa thi c«ng xong a) C¸c lùc t¸c dông - E 1 P 1 E 2 Ett P 2 O E γ P 3 + C¸c lùc th¼ng ®øng Träng lîng b¶n th©n cña têng P1 = 0,5.2,5.2,5 = 3,125 (T) P2 = 0,5.2,5.2,5.2,5 = 7,813 (T) P3 = 1.4,1.2,5 = 10,25 (T) - - ¸p lùc ®Êt th¼ng ®øng E1 = 0,5.2,5.2,5.1,99 = 6,219 (T) E2 = 0,8.2,5.1,99 = 3,98 (T) Tæng c¸c lùc th¼ng ®øng ΣG = 28,312 (T) + C¸c lùc n»m ngang Eγ = 0,5.γtn.H2.tg2(450-ϕtn/2) = 0,5.1,99.3,52.tg2(450-190/2) = 6,2 (T) - ¸p lùc ®Êt t¨ng thªm khi kÓ ®Õn t¶i träng ph©n bè cña ngêi vµ xe m¸y lÊy Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 63 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ q = 0,6 (T/m) Ett = H.q. tg2(450 -ϕtn/2) = 3,5.0,6.tg2(450 – 190/2) = 1,068 (T) Ký hiÖu lùc Gi¸ trÞ lùc T ↓ → 3,125 7,813 10,25 6,219 3,98 6,2 1,068 31,387 7,268 P1 P2 P3 E1 E2 Eγ Ett tæng C¸nh tay ®ßn 0,55 1,63 2,05 2,416 3,7 1,106 1,75 M« men chèng lËt g©y lËt 1,71875 12,7352 21,0125 15,0251 14,726 6,857 1,869 65,2175 8,726 *KiÓm tra øng suÊt nÒn §é lÖch t©m cña t¶i träng e= δ= e= B − δ ; B : bÒ réng d¸y têng B = 4,1 m 2 M cl − M gl ∑G = 65,2175 − 8,726 = 1,8m 31,387 4 ,1 − 1,8 = 0 ,25m 2 øng suÊt nÒn tÝnh theo c«ng thøc nÐn lÖch t©m σ max min = ∑ G  6.e  1 ±  B  B  σmax = 10,456 (T/m2); σmin = 4,855 (T/m2). • Ph¸n ®o¸n kh¶ n¨ng trît C¸c ®iÒu kiÖn : Nσ = σ max < [ Nσ ] B.γ tgψ = tgϕ + CV0 = (1) C > 0,45 σ tb K t .(1 + ε ) .t 0 a .γ n .h02 >4 (2) (3) Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 64 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Trong ®ã: Nσ - chØ sè m« h×nh ho¸; σmax – øng suÊt ph¸p lín nhÊt t¹i ®iÓm gãc cña ®¸y mãng c«ng tr×nh. B – ChiÒu réng ®¸y mãng c«ng tr×nh. γ - dung träng cña ®Êt nÒn ( khi nÒn n»m díi mùc níc ngÇm, cÇn xÐt ®Õn sù ®Èy næi cña níc). [ N σ ] - chØ sè m« h×nh giíi h¹n [ N σ ] =3. tgψ- hÖ sè kh¸ng c¾t cña ®Êt nÒn. tgϕ, c - hÖ sè ma s¸t vµ lùc dÝnh ®¬n vÞ cña ®Êt nÒn σtb - ¸p suÊt trung b×nh t¹i ®¸y mãng c«ng tr×nh. Cv0 – hÖ sè møc ®é cè kÕt. Kt, a - hÖ sè thÊm vµ hÖ sè nÐn lón cña ®Êt nÒn. t0 – thêi gian thi c«ng c«ng tr×nh. γn – dung träng cña níc. h0 – chiÒu dµy tÝnh to¸n cña líp ®Êt cè kÕt. Thay sè ta ®îc Nσ = 1,4< [ N σ ] = 3 tgψ = 0,549 > 0,45 Cv0 = 318,85 > 4 Ta thÊy trêng hîp nµy tho¶ m·n c¶ 3 ®iÒu kiÖn, vËy chØ x¶y ra trît ph¼ng. TÝnh to¸n theo s¬ ®å trît ph¼ng Rph = P.tgϕ + m1. Ebh1 + F.C Ntt = Ttl + Ectl – Thl Kn = R ph .m N tt .nc Trong ®ã : Rph – gi¸ trô tÝnh to¸n cña lùc chèng giíi h¹n khi trît ph¼ng; P – tæng c¸c thµnh phÇn th¼ng ®øng cña c¸c t¶i träng tÝnh to¸n; ϕ, C – gãc ma s¸t trong vµ lùc dÝnh cña ®Êt nÒn; m1 – hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc, m1 = 0,7. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 65 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Ectl, Ebhl- gi¸ trÞ tÝnh to¸n thµnh phÇn n»m ngang cña ¸p lùc chñ ®éng cña ®Êt tõ phÝa thîng lu c«ng tr×nh vµ ¸p lùc bÞ ®éng cña ®¸t phÝa h¹ lu. F – h×nh chiÕu n»m ngang diÖn tÝch ®¸y mãng c«ng tr×nh Ntt – gi¸ trÞ tÝnh to¸n c¸c lùc g©y trît Ttl, Thl – tæng gi¸ trÞ tÝnh to¸n c¸c thµnh phÇn n»m ngang cña c¸c lùc chñ ®éng t¸c dông tõ phÝa mÆt thîng lu vµ h¹ lu cña c«ng tr×nh, trõ ¸p lùc chñ ®éng cña ®Êt. m – hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc m = 1.(b¶ng 3-9 trang 20 TCVN5060 90) nc – hÖ sè tæ hîp t¶i träng nc = 1. Kn – hÖ sè ®é tin cËy phô thuéc cÊp c«ng tr×nh, c«ng tr×nh cÊp III Kn =1,15. Rph = 31,387.tg12,5 + 0,7.7,268 +4,1.2,51 = 22,337 Ntt = Thl = 7,268 ⇒Kn = R ph m 22 ,337.1 = = 3,07 > Kn = 1,15 N tt nc 7 ,268.1 VËy ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh trît. 2. Trêng hîp níc lò võa rót ®Õn cao tr×nh ngìng, phÝa sau têng cßn mùc níc ngÇm. Ta gi¶ thiÕt níc rót nhanh tõ MNDGC ®Õn MNDBT vµ mùc níc ngÇm ë hai bªn têng cha rót kÞp vµ vÉn ngang vãi MNDGC ( bá qua hiÖn tîng mao dÉn) a) S¬ ®å c¸c lùc t¸c dông E1 P1 E2 P2 O P3 Mùc níc ngÇm Ec1 Ec2 Ec3 W2 Wth Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 66 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ + C¸c lùc th¼ng ®øng - - Träng lîng b¶n th©n cña têng P1 = b.h.γbt = 0,5.2,5.2,5 = 3,125 (T) P2 = 0,5.2,5.2,5.2,5 = 7,813 (T) P3 = 1.4,1.2,5 = 10,25 (T) - ¸p lùc ®Êt th¼ng ®øng E1 =(( 2,5+2,03).0,47.0,5.1,99 )+ 0,5.2,03.2,03.1,053 = 4,288 (T) E2 = 0,47.0,8.1,99 + 2,03.0,8.1,053 = 2,458(T) Tæng c¸c lùc th¼ng ®øng ΣG = 27,934(T) + C¸c lùc n»m ngang Ec = 0,5.γtn.H2.tg2(450-ϕtn/2) + PhÇn trªn mùc níc ngÇm Ec1 = 0,5.γtn.H2.tg2(450-ϕtn/2) = 0,5.1,99.0,472.tg2(450 – 190/2) = 0,112 (T). + PhÇn díi mùc níc ngÇm Ec2 = 0,5.γbh.H2.tg2(450-ϕbh/2) = 0,5.2,053.2,032.tg2(450 – 170/2) = 2,316 (T). + PhÇn díi mùc níc ngÇm Ec3 = 0,5.γ®n.H2.tg2(450-ϕtn/2) = 0,5.1,053.2,032.tg2(450-190/2) = 1,104 (T). ¸p lùc thuû tÜnh 2 2 + PhÝa thîng lu têng W2 = γ n .H = 1,0.2,03 = 2,06( T ) 2 2 + ¸p lùc thÊm γ n .h32 B 1.0,47 2 .4,1 ¦ Wth = = = 0 ,453 2 2 Lùc P1 P2 P3 E1 E2 Ec1 gi¸ trÞ ↓ 3,125 7,813 10,250 4,288 2,458 Tay ®ßn → 0,112 0,550 1,630 2,050 2,467 3,700 3,187 Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng M« men chèng trît g©y trît 1,719 12,735 21,013 10,578 9,095 0,357 Trang 67 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi Ec2 Ec3 W2 Wth Tæng ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ 2,316 1,104 2,060 0,453 27,481 1,515 1,010 1,010 2,733 5,592 55,14 3,509 1,115 2,081 1,238 8,3 *KiÓm tra øng suÊt nÒn §é lÖch t©m cña t¶i träng e= δ= e= B − δ ; B : bÒ réng d¸y têng B = 4,1 m 2 M cl − M gl ∑G = 55,14 − 8,3 = 1,7 m 27 ,481 4 ,1 − 1,7 = 0 ,26m 2 øng suÊt nÒn tÝnh theo c«ng thøc nÐn lÖch t©m σ max min = ∑ G  6.e  1 ±  B  B  σmax = 9,253 (T/m2); σmin = 4,152 (T/m2) • Ph¸n ®o¸n kh¶ n¨ng trît C¸c ®iÒu kiÖn : Nσ = σ max < [ Nσ ] B.γ tgψ = tgϕ + CV0 = (1) C > 0,45 σ tb K t .(1 + ε ) .t 0 > a .γ n .h02 Thay sè ta tÝnh ®îc (2) (3) Nσ = 2,14 < [ N σ ] = 3 tgψ = 0,461 > 0,45 Cv0 > 4 Trêng hîp nµy còng x¶y ra trît ph¼ng. TÝnh to¸n theo s¬ ®å trît ph¼ng Rph = P.tgϕbh + m1. Ebh1 + F.C Ntt = Ttl + Ectl – Thl Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 68 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi Kn = R ph .m N tt .nc ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ ( t¶i träng ®Æc biÖt m = 1, nc = 0,9) T¬ng tù nh trêng hîp võa thi c«ng xong. Ta tÝnh ®îc Rph = 9,381; Ntt = 2,06 →Kn = 5,0597 >1,15 KÕt luËn: C«ng tr×nh ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh. ch¬ng IV : thiÕt kÕ cèng ngÇm lÊy níc §4-1. nhiÖm vô vµ tµi liÖu NhiÖm vô. Cèng lÊy níc qua ®Ëp cã nhiÖm vô lµ lÊy níc tõ hå chøa ®Ó phôc vô tíi cho 592ha diÖn tÝch canh t¸c. Cèng lÊy níc ®îc coi lµ mét trong nh÷ng c«ng tr×nh chñ yÕu cña hÖ thèng c«ng tr×nh ®Çu mèi. Tõ tÇm quan träng trªn ®©y nªn cÊp c«ng tr×nh cña cèng thêng lÊy theo cÊp c«ng tr×nh chung cña c«ng tr×nh ®Çu mèi. V× vËy ta chän cÊp c«ng tr×nh cña cèng lµ cÊp III. II. Tµi liÖu. I. - B×nh ®å khu vùc c«ng tr×nh ®Çu mèi tØ lÖ 1/500. - MÆt c¾t däc tuyÕn cèng - Cao tr×nh MNDBT = +38,43 - Cao tr×nh MNDGC = +40,46 - Cao tr×nh MNC = 30,5 - Lu lîng thiÕt kÕ Qtk = 357 (l/s) = 0,357 (m3/s). §4-2. tuyÕn vµ h×nh thøc cèng I. VÞ trÝ Dùa vµo b×nh ®å khu tíi thÊy hÖ thèng tíi n»m ë phÝa bê tr¸i do vËy ta bè trÝ tuyÕn cèng ë vai tr¸i ®Ëp. II. H×nh thøc V× cèng chØ cã nhiÖm vô tíi vµ mùc níc thîng lu khi lÊy níc thay ®æi nhiÒu tõ MNC ®Õn MNDBT nªn h×nh thøc cèng hîp lý nhÊt lµ cèng ngÇm lÊy níc kh«ng ¸p. VËt liÖu lµm cèng chän lµ BTCT mÆt c¾t cèng h×nh ch÷ nhËt víi kÝch thíc bxh ph¶i hîp lý. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 69 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Víi yªu cÇu sö dông níc t¹i mçi thêi ®iÓm lµ kh¸c nhau nªn ta ph¶i cã biÖn ph¸p khèng chÕ lu lîng ch¶y qua cèng. Trong trêng hîp nµy thÝch hîp nhÊt lµ dïng th¸p van ®Ó khèng chÕ. Trong th¸p van ta bè trÝ 2 van. - Van c«ng t¸c ®Æt sau cã nhiÖm vô ®ãng më ®iÒu chØnh lu lîng. Van söa ch÷a ®Æt tríc cã nhiÖm vô ng¨n níc trong qu¸ tr×nh duy tu b¶o dìng hay söa ch÷a cèng. §4-3. X¸c ®Þnh kÝch thíc cèng I. ThiÕt kÕ kªnh h¹ lu Kªnh h¹ lu ®îc thiÕt kÕ tríc ®Ó lµm c¨n cø cho viÖc tÝnh to¸n thuû lùc cèng. - §é nh¸m lßng kªnh n = 0,025. - HÖ sè m¸i kªnh m = 1,5. §é dèc ®¸y kªnh i = 2.10-4. Dïng ph¬ng ph¸p ®èi chiÕu víi mÆt c¾t lîi nhÊt vÒ thuû lùc ®Ó x¸c ®Þnh bÒ réng ®¸y kªnh b vµ chiÒu s©u níc trong kªnh h. Gi¶ thiÕt b = 1,8. - f ( Rln ) = 4.m0 i 8,424. 2.10 − 4 = = 0 ,3336 Q 0 ,357 Tra phô lôc 8-1 b¶ng tra Thuû lùc ®îc Rln = 0,3784 vµ m = 1,5 tra phô lôc 8-3 b¶ng tra thuû lùc ®îc: TØ sè b h h = 4 ,75 → = 1,313 → h = .Rln = 0 ,497 ≈ 0 ,5 (m). Rln Rln Rln b 1,8 = = 3,6 ta thÊy h 0 ,5 b h 2 < = 3,6 < 5. VËy gi¶ thiÕt lµ ®óng. II. KiÓm tra ®iÒu kiÖn kh«ng xãi §iÒu kiÖn: Vmax < [ Vkx ] (*) + Theo QPVN 4118 – 85 cã Vkx = k.Q0,1. Trong ®ã: Q lµ lu lîng tÝnh to¸n Q = 0,357 (m3/s). k lµ hÖ sè phô thuéc ®Êt lßng kªnh, lßng kªnh lµ ®Êt sÐt pha k = 0,68. Vkx lµ lu tèc kh«ng xãi cña kªnh. Vkx = 0,68 .0,3570,1 = 0,6134. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 70 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi + Vmax = - ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Qmax ; ω Vmax lµ lu tèc lín nhÊt trong kªnh. Qmax lu lîng lín nhÊt trong kªnh Qmax = k.Qtk k lµ hÖ sè phô thuéc Qtk cã thÓ lÊy k = 1,2. Qmax = 1,2.0,357 = 0,428 (m3/s). 4.m0 i 8,424. 2.10 − 4 f ( Rln ) = = = 0 ,0 ,2787 Qmax 0 ,428 Tra phô lôc 8-1 b¶ng tra Thuû lùc ®îc Rln = 0,4108 vµ m = 1,5 tra phô lôc 8-3 b¶ng tra thuû lùc ®îc: b h h = 4 ,382 → = 1,37 → h = .Rln = 0 ,563 (m). Rln Rln Rln ω = h( m.h + b ) = 0,563(1,5.0,563 + 1,8) = 1,489( m 2 ) Suy ra Vmax = 0,288( m / s ) < [ Vkx ] = 0,6134. III. TÝnh to¸n khÈu diÖn cèng 1. Trêng hîp tÝnh to¸n KhÈu diÖn cèng ®îc tÝnh víi trêng hîp chªnh lÖch mùc níc thîng h¹ lu nhá vµ lu lîng lÊy níc lín Qmax = 0,357 (m3/s). Thîng lu lµ mùc níc chÕt cao tr×nh +30,5. Cèng lÊy níc theo yªu cÇu níc dïng sau Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6. TÝnh ®é s©u ch¶y ®Òu trong kªnh øng víi c¸c cÊp lu lîng. Gi¶i bµi to¸n nµy theo ph¬ng ph¸p ®èi chiÕu víi mÆt c¾t lîi nhÊt vÒ thuû lùc. Q(m3/s) F(Rln) Rln b/Rln h0/Rln h0 (m) 0,357 0,3336 0,378 4,75 1,313 0,5 0,352 0,3384 0,376 4,787 1,311 0,493 0,326 0,3654 0,364 4,945 1,299 0,473 0,308 0,387 0,358 5,028 1,279 0,458 0,188 0,6336 0,298 6,04 1,168 0,348 0,176 0,6768 0,29 6,207 1,155 0,335 2. Tµi liÖu c¬ b¶n *) Hå chøa C¸c cao tr×nh ®Æc trng: ∇MNDBT = +38,43 ; ∇MNDGC = +40,46. ∇bïn c¸t = +28,9 ; ∇MNC = +30,5. *) Cèng Lu lîng thiÕt kÕ Qtk = 0,357 (m3/s), ®é nh¸m n = 0,014, chiÒu dµi L = 85 (m). Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 71 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ 3. TÝnh to¸n khÈu diÖn cèng BÒ réng cèng ph¶i ®ñ lín ®Ó lÊy lu lîng cÇn thiÕt Q khi chªnh lÖch mùc níc thîng h¹ lu ∆Z ®· khèng chÕ ph¶i ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn: ΣZi ≤ ∆Z. (*) víi gi¶ thiÕt chiÒu réng cèng lµ b = 0,8 (m). ΣZi = Z1 + Zp + Zl + Zv + Z2 + i.L (4.3-1) Trong ®ã: - Z1 : Tæn thÊt cét níc ë cöa vµo. - Z2 : Tæn thÊt cét níc ë cöa ra. - Zp : Tæn thÊt cét níc do khe phai. - Zl : Tæn thÊt cét níc qua líi ch¾n r¸c. - Zv : Tæn thÊt cét níc qua khe van. - i.L : Tæn thÊt däc ®êng. - i : §é dèc cña cèng. - L : ChiÒu dµi cña cèng. H×nh vÏ Z1 Zp Zl Zv Z2 a) Tæn thÊt t¹i cöa ra. Dßng ch¶y kÓ tõ bÓ tiªu n¨ng ra kªnh h¹ lu coi nh s¬ ®å ®Ëp trµn ®Ønh réng ch¶y ngËp. Z2 = Q2 2.g ( ϕ n .b.hh ) 2 − α .Vb2 2.g (4.3-2) Trong ®ã: - Q lµ lu lîng th¸ng øng víi MNC Qtk= 0,357 (m3/s). - b lµ chiÒu réng cuèi bÓ tiªu n¨ng b = bk = 1,8 m. - hh lµ chiÒu s©u mùc níc h¹ lu øng víi Qtk : hh = 0,5 (m). Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 72 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi - ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ ϕn lµ hÖ sè lu tèc ch¶y ngËp ë ®©y cöa vµo t¬ng ®èi thuËn, ngìng trßn tra b¶ng 14 –13 víi hÖ sè lu lîng m = 0,36 ta ®îc ϕn = 0,96. - Vb lu tèc b×nh qu©n trong bÓ lÊy chiÒu s©u bÓ d = 0,5 (m). Vb = Q 0 ,357 = = 0 ,198( m / s ) ω b 1,8.( 0,5 + 0,5) Thay tÊt c¶ vµo (4.3-2) ®îc Z2 = 0,042 (m). b) Tæn thÊt däc ®êng. Ta coi dßng ch¶y trong kªnh lµ dßng ch¶y cã ®é s©u h = h h + Z2 = 0,542(m). Khi ®ã tæn thÊt däc theo chiÒu dµi cèng i.L Víi i lµ ®é dèc cèng ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : 2  Q  ; i=  ω .C . R  ω = bc.h = 0,8.0,542 = 0,434 (m2). χ = bc + 2.h = 1,884 (m). Suy ra R = ω = 0 ,23( m ) víi n = 0,014 tra phô lôc (8-2) ®îc C R = 28,83 . χ 2  0 ,357  i=  = 0 ,000814 vµ L = 77 (m).  0 ,434.C R  VËy tæn thÊt däc ®êng lµ i.L = 77.0,000814 = 0,0628(m). c) Tæn thÊt qua khe van. T¹i th¸p van cã hai khe van víi kÝch thíc ®îc chän nh sau: chiÒu réng mçi khe bv = 0,25 m, chiÒu s©u 0,25 m. Theo QPTL C1-75 trang 54 ta cã: Vv2 Zv = ξ n . 2.g (4.3-4). Trong ®ã: - ξn hÖ sè tæn thÊt phô thuéc tØ sè bv/bc> 0,2 suy ra ξn = 0,1. - Vv vËn tèc dßng ch¶y t¹i cöa van Vv = Q 0 ,357 = = 0 ,823( m / s ) . ω v 0,434 Thay tÊt c¶ vµo (4.3-4) ta tÝnh cho hai van ®îc: Z v = 2.0 ,1. 0 ,8232 = 0 ,00691( m ) . 2.9 ,81 d) Tæn thÊt qua líi ch¾n r¸c. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 73 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Líi ch¾n r¸c t¹i cöa vµo ®îc lµm bëi c¸c thanh dÑt cã: - ChiÒu dµy s = 1 cm. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c thanh b = 5cm. Theo sæ tay tÝnh tÝnh to¸n Thuû Lîi th× tæn thÊt cét níc t¹i c¸c líi ch¾n r¸c ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc cña Vayxpac: - VTL2 Zl = ξl 2.g (4.3-5) Theo c«ng thøc (4 - 82) trang 49 Sæ tay tÝnh to¸n Thuû Lîi th× hÖ sè søc c¶n qua líi ch¾n r¸c ®îc tÝnh nh sau: S ξ l = β .  bl - 4 3 4  1 3  . sin α = 2 ,42.  . sin 75 0 = 0 ,2734 5  β lµ hÖ sè tra b¶ng (4 – 31) trang 49 Sæ tay tÝnh to¸n Thuû Lîi β = 2,42 - V TL : vËn tèc trung b×nh ë tríc líi VTL = Q = 0 ,783( m / s ) bc .( hh + Z v + i .L ) VËy tæn thÊt t¹i líi ch¾n r¸c lµ: thay tÊt c¶ vµo (4.3 – 5) ta ®îc Zl = 0,00854(m) e) Tæn thÊt t¹i khe phai. T¹i cöa vµo cña cèng cã hai khe phai, mçi khe phai réng 0,2 (m), ®é s©u 0,2 (m). Theo QPTL C1 – 75 tæn thÊt t¹i khe phai ®îc tÝnh nh sau: Zp =ξp. α .V p2 2.g (4.3 – 6) T¬ng tù nh khe van th× ξp = 0,1. VËn tèc dßng ch¶y t¹i khe phai: Vp = Q = 0 ,772( m / s ) bc .( hh + Z v + i .L + Z l ) Thay vµo (4.3 – 6) ta tÝnh cho hai khe phai ®îc: Zp = 0,00736(m). f) Tæn thÊt t¹i cöa vµo. X¸c ®Þnh theo c«ng thøc ®Ëp trµn ®Ønh réng ch¶y ngËp (coi lu tèc tíi gÇn V0 = 0) Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 74 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi Z1 = Z 01 = ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Q2 2.g ( ε .ϕ .ω ) 2 α .V02 − 2.g (4.3 – 7) Trong ®ã: - ε lµ hÖ sè co hÑp bªn ε = 0,98. - ϕ lµ hÖ sè lu tèc ϕ = 0,95. - α lµ hÖ sè ®éng lîng α = 1. - ω lµ diÖn tÝch mÆt c¾t ít sau cöa vµo ω = bc.(hh + Zv + Zp + Zl + i.L) = 0,468(m2). Thay tÊt c¶ vµo (4.3 – 7) ta ®îc Z1 = 0,0342 (m). VËy tæn thÊt tõ cöa vµo ®Õn cöa ra cña cèng lµ : ΣZi = 0,042 + 0,0628 + 0,00691 + 0,00854 + 0,00736 + 0,0342 = 0,162 (m). ΣZi = 0,162(m) < ∆Z. VËy víi chiÒu réng gi¶ thiÕt b = 0,8 (m) vµ ic = 0,000814 tho¶ m·n ®iÒu kiÖn (*). Cã ®é dèc ic = 0,000814 vµ chiÒu dµi cèng L = 77 (m) ta x¸c ®Þnh cao tr×nh ®¸y cèng ë cöa ra lµ: ∇®¸y cöa ra = ∇®¸y cöa vµo – i.L = 29,5 – 0,000814.77 = 29,44 (m). ∇®¸y cöa vµo = ∇MNC – hh - ΣZi = 30,5 – 0,5 – 0,162 = 29,84 (m). Chän ∇®¸y cöa vµo = 29,5 (m). *) ChiÒu cao mÆt c¾t cèng Hc = hh + a = 0,5 + 0,7 = 1,2 (m). - hh: chiÒu cao cét níc ë trong kªnh h¹ lu hh = 0,5 (m). - a: §é lu kh«ng cña cèng a = (0,5 ÷ 1) m. VËy chän chiÒu cao cèng lµ Hc = 1,2 (m). KÕt luËn: KÝch thíc mÆt c¾t ngang cèng b = 0,8 (m), h = 1,2 (m). §4-4. kiÓm tra tr¹ng th¸i ch¶y trong cèng I. Môc ®Ých CÇn kiÓm tra tr¹ng th¸i ch¶y trong cèng ®Ó x¸c ®Þnh ®îc d¹ng ®êng mÆt níc trong cèng xem cã níc nh¶y x¶y ra trong cèng kh«ng. Thêng víi mùc níc cao ë thîng lu cÇn khèng chÕ kh«ng cho níc nh¶y trong cèng ®Ó tr¸nh g©y ra nh÷ng rung ®éng bÊt lîi, cßn víi c¸c mùc níc thÊp ë thîng lu th× hiÖn tîng níc nh¶y Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 75 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ x¶y ra trong cèng lµ kh«ng thÓ tr¸nh khái. Tuy nhiªn víi cét níc thÊp n¨ng lîng dßng ch¶y sÏ kh«ng lín nªn møc ®é rung ®éng nguy hiÓm kh«ng ®¸ng kÓ. II. Trêng hîp tÝnh to¸n Víi môc ®Ých ®· nªu trªn ta tiÕn hµnh kiÓm tra tr¹ng th¸i ch¶y trong cèng øng víi trêng hîp thîng lu lµ MNDBT, cèng ®¶m b¶o cung cÊp lu lîng Qtk = 0,308 (m3/s). III. Néi dung tÝnh to¸n Khi mùc níc trong hå cao, chØ cÇn më mét phÇn cöa van ®Ó lÊy ®îc lu lîng cÇn thiÕt do n¨ng lîng dßng ch¶y lín. 1. X¸c ®Þnh ®é më cèng cÇn thiÕt X¸c ®Þnh theo c«ng thøc ch¶y tù do qua cèng ( Q = ϕ .ε .a .b. 2.g . H 0' − ε .a ) (4.4 – 1) Trong ®ã: - ϕ lµ hÖ sè lu tèc ϕ = 0,95. - ε lµ hÖ sè co hÑp ®øng. - a ®é më cèng cÇn thiÕt - b bÒ réng cèng b = 0,8 (m). - H0’ lµ cét níc lµm viÖc tríc cöa van: H0’ = H0 – hw. - H0 cét níc lµm viÖc tríc cèng H 0 = H 1 + - H1 chiÒu cao cét níc : H1 = ∇MNDBT - ∇®¸y cèng=38,43– 29,5 = 8,93(m) - V0 lµ lu tèc tíi gÇn, coi V0 ≈ 0 → H 0 = H 1 . - - α .V02 2.g hw lµ tæn thÊt cét níc tõ cöa vµo ®Õn vÞ trÝ van hw = Z1 + Zp + Zl + i.l (4.4 – 2) l chiÒu dµi tõ cöa vµo ®Õn van l = m . (∇®Ønh®Ëp - ∇®Ønh cèng) - 7,5 = 3,41. (41,7 – 30,7) – 7,5 = 30,01 (m). m hÖ sè m¸i ®Ëp thîng lu, m = 3,41 X¸c ®Þnh c¸c tæn thÊt tõ cöa vµo ®Õn vÞ trÝ van t¬ng tù nh phÇn trªn øng víi lu lîng lÊy ë MNDBT lµ Qtk = 0,308 (m3/s). - i.l tæn thÊt däc ®êng tõ cöa vµo ®Õn van i.l = 0,000814.30,01 = 0,024 (m). Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 76 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi - - - Zp =ξp. α .V p2 2.g ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ = 0,0027 (m). VTL2 Zl = ξl = 0,0076 (m). 2.g Z1 = Z 01 = Q2 2.g ( ε .ϕ .ω ) 2 α .V02 − = 0,03 (m). 2.g hw = 0,03 + 0,0026 + 0,0076 + 0,024 = 0,0642 (m). VËy H0’ = H0 - hw = 8,93 – 0,0642 = 8,866(m). • X¸c ®Þnh hÖ sè co hÑp ®øng. HÖ sè co hÑp ®øng ®îc x¸c ®Þnh b»ng quan hÖ Juc«pxki ε = f  a  H  F (τ c ) = Q ϕ .bc .H 3 ' 2 0 = 0 ,308 0 ,95.0 ,8.8,866 3 2 = 0 ,0153 < 0,264 → Theo phô lôc (16 – 1) trang 59 b¶ng tra Thuû lùc tØ sè 0 < a/H < 0,1 vµ hÖ sè co hÑp ®øng H 0' lµ ε = 0,611. Khi ®ã ®é më cèng a tÝnh theo c«ng thøc a = τ c . ε (4.4 – 3). Víi τc = 0,00345 tra ë phô lôc (15 – 1). Thay c¸c trÞ sè ®· x¸c ®Þnh vµo (4.3 – 3) ta ®îc a = 0,05 (m). Víi a = 0,05 (m) ta tÝnh ®îc thay l¹i vµo (4.4 – 1) ®Ó kiÓm tra lu lîng lÊy ®îc. ( Q = 0 ,95.0 ,611.0 ,05.0 ,8. 2.9 ,81.( 8,327 − 0 ,611.0 ,05) = 0 ,307 m 3 / s ) Ta thÊy trÞ sè tÝnh ®îc xÊp xØ Qtk = 0,308 (m3/s). VËy ®é më cèng a = 0,05 (m). 2. X¸c ®Þnh ®êng mÆt níc trong cèng sau th¸p van a. §Þnh tÝnh x¸c ®Þnh ®êng mÆt níc Víi ®é më cèng nh trªn th× ®é s©u co hÑp sau cöa van sÏ lµ: hc = ε.a = 0,611 . 0,05 = 0,03 (m). - §é s©u ph©n giíi cña dßng ch¶y trong cèng víi mÆt c¾t ch÷ nhËt. α .q 2 α .Q 2 3 1.0,308 2 3 hk = = = = 0 ,247( m ) g g .bc2 9 ,81.0 ,8 2 3 Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 77 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ §é s©u dßng ®Òu h0: TÝnh theo ph¬ng ph¸p ®èi chiÕu víi mÆt c¾t lîi nhÊt vÒ thuû lùc. f ( Rln ) = 4.m0 . i 8. 0 ,000814 = = 0 ,741 Q 0 ,308 Tra b¶ng (8 – 1) víi n = 0,014 ®îc Rln = 0,22 (m). Suy ra ta ®îc b 0 ,8 = = 3,642 . Tra b¶ng (8 – 3) b¶ng tra Thuû lùc víi m = 0 Rln 0 ,22 h0 = 2 ,198 → h0 = 2 ,198.0 ,22 = 0 ,483( m ) Rln So s¸nh ta ®îc hc = 0,03 (m) < hk = 0,247 (m) < h0 = 0,483 (m) (*). VËy ®êng mÆt níc trong cèng lµ ®êng níc d©ng khu c. - X¸c ®Þnh ®é dèc ph©n giíi ik 2   Q  (4.4 – 4) ik =   ω .C R  k   k k Trong ®ã: + ωk lµ diÖn tÝch mÆt c¾t ít øng víi hk , ωk = bc . hk = 0,8 .0,247 = 0,198 (m2). + χk lµ chu vi ít øng víi chiÒu s©u ph©n giíi hk, χk = bc + 2.hk = 1,294 (m) + Rk lµ b¸n kÝnh thuû lùc Rk = ω k 0 ,198 = = 0 ,153( m ) víi n = 0,014 tra phô lôc (8 –2) ®îc C R = 22,286. χ k 1,294 Thay vµo c«ng thøc (4.4 – 4) ®îc ik = 0,00487. Ta thÊy ic = 0,000814 < ik = 0,00487 (**). KÕt hîp (*) vµ (**) ta cã thÓ kÕt luËn ®êng mÆt níc trong cèng lµ ®êng níc d©ng cI. b. §Þnh lîng VÏ ®êng mÆt níc xuÊt ph¸t tõ mÆt c¾t co hÑp c – c vÒ cuèi cèng. MÆt c¾t c- c thêng lÊy c¸ch cöa van mét kho¶ng l = 1,4 . a = 1,4 . 0,05 = 0,07 (m). VËy chiÒu dµi ®o¹n sau th¸p vÒ cuèi cèng: L2 = 77 – 30,01 – 0,07 = 46,92 (m). Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 78 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ §êng mÆt níc trong cèng x¸c ®Þnh theo ph¬ng ph¸p céng trùc tiÕp, theo ph¬ng ph¸p nµy kho¶ng c¸ch gi÷a hai mÆt c¾t bÊt k× cã ®é s©u h 1, h2 ®· biÕt: ∆∋ i−J Trong ®ã: ∆L = (4.4 – 5). - i lµ ®é dèc cèng i = 0,000814 - J ®é dèc thuû lùc trung b×nh J = - J1, J2 lµ ®é dèc thuû lùc t¹i mÆt c¾t 1-1 vµ 2-2. 2   Q1  ; J1 =   ω .C R   1 1 1 J1 + J 2 2   Q2  J2 =   ω .C R   2 2 2 2 - ∆ ∋ lµ n¨ng lîng ®¬n vÞ gi÷a hai mÆt c¾t 1-1 vµ 2-2  α .V22   α .V12   −  h1 +  ∆ ∋ = ∋ 2- ∋ 1 =  h2 + 2.g   2.g   LËp b¶ng tÝnh víi tr×nh tù nh trªn ta cã kÕt qu¶ tÝnh ®êng mÆt níc ë b¶ng (4-1). Tõ b¶ng kÕt qu¶ thÊy Σ∆l = 27 (m) th× x¶y ra níc nh¶y Σ∆l = 27 < L2 = 46,92 (m) vËy x¶y ra níc nh¶y trong cèng. hr = hh + Z2 = 0,5 + 0,042 = 0,542 (m). Do ®ã ph¶i cã biÖn ph¸p xö lý níc nh¶y trong cèng: - Thay ®æi ®é dèc ®¸y cèng. Thay ®æi vÞ trÝ ®Æt th¸p van. Lµm bÓ tiªu n¨ng trong cèng. Trong ®å ¸n nµy chØ nªu ra biÖn ph¸p xö lý khi cã níc nh¶y trong cèng cßn cô thÓ ph¶i th«ng qua tÝnh to¸n kinh tÕ ®Ó chän ph¬ng ¸n hîp lý. V× vËy sau cèng ta cã thÓ bè trÝ bÓ tiªu n¨ng cÊu t¹o: - - chän chiÒu s©u cña bÓ tiªu n¨ng lµ db = 0,5 (m). ChiÒu dµi bÓ tiªu n¨ng Lb = 8 (m). 4. TÝnh to¸n kÝch thíc èng th«ng khÝ Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n ë trªn khi më van ®óng yªu cÇu lÊy níc, dßng ch¶y trong cèng sau th¸p lµ dßng kh«ng ¸p. Tuy vËy ®Ó thiªn vÒ an toµn ta vÉn ph¶i Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 79 - §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ phßng tríc nh÷ng trêng hîp bÊt lîi khi mùc níc hå cao, cöa van ph¶i më lín h¬n qui ®Þnh, khi ®ã lu lîng qua cèng lín h¬n trÞ sè thiÕt kÕ vµ cã thÓ níc nh¶y sau cöa van sÏ ch¹m tíi trÇn cèng lµm bÞt luång kh«ng khÝ tõ h¹ lu ®i vµo g©y ra ch©n kh«ng ë kho¶ng trèng sau cöa van lµm cèng rung ®éng vµ cã thÓ sinh ra hiÖn tîng khÝ thùc rÊt bÊt lîi. Khi ®ã cÇn lµm èng th«ng khÝ tõ phÝa th¸p vµo kho¶ng trèng sau cöa van. ViÖc tÝnh to¸n ®îc ¸p dông cho trêng hîp ®é s©u sau níc nh¶y võa ch¹m tíi trÇn cèng. h’’ = Hc = 1,2 (m). §é s©u tríc níc nh¶y x¸c ®Þnh theo c«ng thøc tÝnh ®é s©u liªn hiÖp cña mÆt c¾t h×nh ch÷ nhËt. h' = h'' 2 [ ] 1 − 8.Fr2 − 1 (4.4 – 6). Trong ®ã: Fr2 lµ sè Frót t¹i mÆt c¾t 2-2 sau níc nh¶y: α .Q 2 .b α .V 2 α .Q 2 Fr2 = = = víi α = 1, b = 0,8 (m) →Fr2 = 0,164Q2. 3 '' 3 2 '' g .ω g .h g .b .h Lu lîng th«ng khÝ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc Calinxke – Robotxon: ( ) 1 Qa = 0 ,012. Fr1 − 1 4 .Q víi α .V 2 α .Q 2 Q2 Fr1 = = = 3 3 g .h' g .b 2 .h' 3,532.h' DiÖn tÝch èng th«ng khÝ ω a = Qa theo QPTL C1-75 chän Va = 45 (m/s). Va 4.ω a π .d 2 Ta l¹i cã ω a = ⇒d = 4 π Cho mét vµi gi¸ trÞ Q kh¸c nhau ta cã b¶ng tÝnh to¸n ®êng kÝnh èng th«ng khÝ b¶ng 4-2 B¶ng tÝnh ®êng kÝnh èng th«ng khÝ Q h" Fr2 h' Fr1 Qa d ϖ 0,188 1,2 0,005761 0,0137 3916,61 0,006345 0,000141 0,013402 0,2 1,2 0,00652 0,0154 3071,35 0,006548 0,000146 0,013615 0,3 1,2 0,01467 0,0342 635,2489 0,008065 0,000179 0,01511 0,4 1,2 0,02608 0,0596 213,6619 0,00938 0,000208 0,016295 0,5 1,2 0,04075 0,0909 94,19967 0,010576 0,000235 0,017303 0,6 1,2 0,05868 0,1273 49,38143 0,011693 0,00026 0,018194 Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 80 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ VËy ta chän èng th«g khÝ lµ lo¹i èng nhùa trßn φ20 ®Æt th¼ng ®øng trªn ®Ønh cèng. MiÖng ra cña èng th«ng khÝ ®Æt cao h¬n cao tr×nh MNDGC mét kho¶ng 20cm. §4-5. chän cÊu t¹o cèng I. s©n tríc Cã t¸c dông híng dßng ch¶y tõ ngoµi vµo cèng ®îc thuËn lîi, cã chiÒu dµi L= 8 (m) - ChiÒu réng b = 3÷0,8(m). - M¸i m = 0. - ChiÒu dµy b¶n ®¸y t = 0,4 (m). - VËt liÖu lµm s©n tríc b»ng BTCT M200. ChiÒu dµy têng thay ®æi theo chiÒu cao tõ 0,3÷0,8 (m). II. bé phËn cöa vµo vµ cöa Ra Hai bé phËn nµy cã t¸c dông nèi tiÕp th©n cèng víi m¸i ®Ëp vµ híng dßng ch¶y vµo ra ®îc thuËn lîi. §Ó dßng ch¶y vµo cèng ®îc thuËn vµ sù ph©n bè lu tèc ®Òu 1. Cöa vµo - ChiÒu dµi ®o¹n cöa vµo L = 6 (m). - ChiÒu réng b = 0,8 (m) Têng bªn vµ b¶n ®¸y lµm b»ng BTCT M200, b¶n ®¸y dµy 0,6 (m) T¹i bé cöa vµo cã bè trÝ khe phai vµ líi ch¾n r¸c ®Ó ng¨n c¶n c¸c r¸c bÈn tr«i vµo trong cèng. 2. Cöa ra T¹i cöa ra lµm bÓ tiªu n¨ng më réng dÇn ®Ó nèi tiÕp víi kªnh h¹ lu. - III. - ChiÒu dµi bÓ tiªu n¨ng lµ L = 6 (m). - ChiÒu réng b = 0,8÷1,8 (m). - ChiÒu dµy b¶n ®¸y t = 0,5 (m), ®îc lµm b»ng BTCT M200. Th©n cèng Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 81 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ 1. MÆt c¾t Th©n cèng h×nh hép b»ng BTCT ®æ t¹i chç. MÆt c¾t ngang cã kÕt cÊu khung cøng, lµm v¸t c¸c gãc ®Ó tr¸nh øng suÊt tËp trung. ChiÒu réng cèng b = 0,8(m), chiÒu cao cèng h = 1,2 (m). ChiÒu dµy cèng ®îc x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn chèng thÊm xuyªn qua thµnh: t≥ H [ J ]b - H: cét níc lín nhÊt H = ∇MNDGC - ∇§¸y = 40,46 – 29,5 = 10,96 (m). - [ J ] b : gradien cho phÐp, víi bª t«ng M200 cã trén phô gia chèng thÊm lÊy [ J ] b = 30 t≥ 10 ,96 = 0 ,365( m ) 30 Do vËy chän chiÒu dµy thµnh cèng t = 0,4 (m). 2. Ph©n ®o¹n cèng ChiÒu dµi th©n cèng t¬ng ®èi dµi dÔ sinh ra r¹n nøt do lón kh«ng ®Òu v× vËy ta ph¶i chia cèng ra lµm nhiÒu ®o¹n, gi÷a c¸c ®o¹n ta bè trÝ c¸c khíp nèi. T¹i c¸c khíp nèi ®Æt c¸c thiÕt bÞ chèng rß níc b»ng kim lo¹i. Víi chiÒu dµi cèng L = 77(m) ta chia cèng lµm 6 ®o¹n, chiÒu dµi mçi ®o¹n cô thÓ tham kh¶o b¶n vÏ sè 05. H×nh vÏ cÊu t¹o khíp nèi. 3. Nèi tiÕp th©n cèng víi nÒn vµ ®Ëp Dïng ®Êt sÐt nÖn chÆt thµnh mét líp bao quanh 3 mÆt cèng dµy kho¶ng 0,5 (m). T¹i chç nèi tiÕp c¸c ®o¹n cèng lµm gê ®Ó nèi tiÕp víi ®Ëp ®îc tèt h¬n. Líp bª t«ng M100 dµy 10cm lãt díi ®¸y cèng. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 82 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ IV. th¸p van vµ cÇu c«ng t¸c VÞ trÝ t©m th¸p c¸ch mÐp thîng lu ®Ønh ®Ëp 10 m. Th¸p van thuéc lo¹i th¸p kÝn b»ng BTCT. ChiÒu dµy thµnh th¸p lµm theo kiÓu dËt cÊp: phÇn ch©n khay 0,4 m, phÇn ®Ønh 0,3 m kÕt cÊu b»ng BTCT M200. T¹i th¸p cã bè trÝ hai cöa van: 1 van c«ng t¸c ®Æt sau (tríc têng ngùc) vµ mét van dù phßng ®Æt tríc (sau têng ngùc). PhÝa trªn th¸p cã nhµ ®Æt m¸y ®ãng më vµ thao t¸c van, sµn nhµ th¸p ®Æt ngang cao tr×nh mÆt ®Ëp. Trong th¸p bè trÝ thang lªn xuèng cÊu t¹o b»ng c¸c thanh thÐp trßn ®îc g¾n trùc tiÕp vµo thµnh th¸p. Nèi tiÕp gi÷a th¸p van vµ mÆt ®Ëp cã cÇu c«ng t¸c bÒ réng b = 2 (m). ChiÒu dµi tõ mÆt ®Ëp ®Õn th¸p lµ 7,4 m ®îc chia lµm hai nhÞp vËt liÖu lµm cÇu BTCT M200. Ch¬ng 4 : Vµi nÐt vÒ tæ chøc thi c«ng C«ng viÖc thi c«ng trong c«ng tr×nh hå chøa níc §ång §ß ®îc thùc hiÖn theo tiÕn ®é thi c«ng trong hai n¨m. Tr×nh tù c«ng t¸c dÉn dßng thi c«ng vµ tæng tiÕn ®é thi c«ng c«ng c«ng tr×nh ®Çu mèi nh sau. I. Chän ph¬ng ¸n dÉn dßng thi c«ng C¨n cø vµo ®iÒu kiÖn tù nhiªn, ®Æc ®iÓm kÕt cÊu c«ng tr×nh ®Çu mèi vµ ®iÒu kiÖn thi c«ng (nh ®· nªu ë trªn), ph¬ng ¸n dÉn dßng ®îc lùa chän nh sau : (1)N¨m x©y dùng thø nhÊt: a.Mïa kh« (Tõ th¸ng 11 ®Õn th¸ng 4 n¨m sau) Dßng dÉn thi c«ng qua khe suèi tù nhiªn. Thi c«ng : San mÆt b»ng, lµm ®êng thi c«ng, l¸n tr¹i kho b·i. §µo mãng vµ ®¾p ®Ëp phÇn mÒm phÝa bê ph¶i ®Õn cao ®é +32,5m(Cao ®é m¸i thîng lu ®Ëp). Thi c«ng trµn x¶ lò. Thi c«ng cèng lÊy níc (phÝa bê ph¶i). b.Mïa lò (th¸ng 5 ®Õn th¸ng 10). DÉn dßng thi c«ng qua suèi thu hÑp. Thi c«ng. - §¾p ®Ëp phÝa bê ph¶i ®Õn cao ®é ®Ønh ®Ëp thiÕt kÕ (+41, 7m) - TiÕp tôc thi c«ng trµn x¶ lò. Hoµn thµnh cèng lÊy níc. (2) N¨m x©y dùng thø hai. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 83 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ a. Mïa kh«: DÉn dßng thi c«ng qua cèng lÊy níc (tõ th¸ng 12 ®Õn th¸ng 3). Thi c«ng: - §¾p ®ª quai thîng h¹ lu. - Ng¨n dßng : ngµy 1/12. - §¾p ®Ëp ®Ëp hoµn thµnh lßng suèi phÝa bê tr¸i ®Õn cao ®é ®Ønh thiÕt kÕ (trong thêi gian 4 th¸ng). Hoµn thµnh thi c«ng trµn x¶ lò. b. Mïa lò : - Hoµn thiÖn ®Ëp vµ tÊt c¶ c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh. - NghiÖm thu, bµn giao c«ng tr×nh. X¶ lò qua trµn chÝnh ®· h×nh thµnh. II. ThiÕt kÕ bè trÝ tr¹m mÆt b»ng thi c«ng . N¨m x©y dùng ®Ëp thø nhÊt: tËp trung thi c«ng trµn, phÇn ®Ëp phÝa bê ph¶i, vµ cèng lÊy níc bªn bê tr¸i. Giao th«ng gi÷a hai phÝa bê suèi ®i qua ngÇm cò (®êng l©m nghiÖp), c¸ch tuyÕn ®Ëp 500m vÒ phÝa thîng lu. Tõ mïa kh« n¨m x©y dùng thø hai: lµm ®êng thi c«ng néi bé nèi liÒn qua ®ª quai h¹ lu. 1. §êng thi c«ng a) §êng thi c«ng c«ng trêng Tu bæ ®o¹n ®êng tõ quèc lé sè hai vµo c«ng tr×nh (®êng nhùa vµ ®êng ®Êt )lµm ®êng trôc giao th«ng tõ bªn ngoµi vµo c«ng trêng. §o¹n ®êng ®Êt tõ khu d©n c vµo gÇn ®Õn c«ng t×nh (qua c¸c ®åi nói) ®îc më réng nÒn ®êng b = 7m, r¶i ®êng cÊp phèi dµy 15cm, réng 5m. Tæng chiÒu dµi 7.000m. b) §êng thi c«ng trong c«ng tr×nh vµ ®êng qu¶n lý c«ng tr×nh : §êng trôc thi c«ng kÕt hîp víi ®êng qu¶n lý : Më tuyÕn ®êng trôc phÝa bê tr¸i nèi liÒn víi tuyÕn ®êng tõ c«ng tr×nh kÕt hîp lµm ®êng qu¶n lý Thi c«ng trong c«ng trêng : - - Më réng vµ tu bæ tuyÕn ®êng l©m nghiÖp ®· cã ë tuyÕn bê ph¶i, lµm ®êng thi c«ng bªn bê ph¶i, chiÒu réng ®êng kho¶ng 7m. Më thªm c¸c ®o¹n ®êng nh¸nh vµ ®Ëp, ®êng qua ®ª quai h¹ lu vµ ®êng vµo b·i vËt liÖu (®êng tr¹m), chiÒu réng mÆt ®êng b = 7m. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 84 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ 2. Khai th¸c vËt liÖu VËt liÖu ®¾p ®Ëp ®îc khai th¸c t¹i b·i vËt liÖu sè 1 vµ 2. B·i 3 –4 –5 dïng dù tr÷ vËt liÖu phßng khi vËt liÖu khai th¸c c¸c b·i trªn kh«ng ®ñ. 3. Cung cÊp ®iÖn, níc a) Cung cÊp ®iÖn §iÖn phôc vô thi c«ng vµ sinh ho¹t dïng nguån ®iÖn tõ tr¹m biÕn thÕ ë gÇn c«ng trêng. b) Cung cÊp níc - Níc phôc vô thi c«ng: dïng níc suèi ( ®¶m b¶o tiªu chuÈn kü thuËt). Níc sinh ho¹t: dïng níc giÕng khoan vµ b¬m tõ suèi ®Ó cung cÊp níc sinh ho¹t cho c«ng trêng. 4. VËn chuyÓn Dïng ph¬ng tiÖn c¬ giíi nh «t« ®Ó vËn chuyÓn. - `phÇn III. chuyªn ®Ò kü thuËt ch¬ng vi. tÝnh to¸n kÕt cÊu cèng ngÇm §6-1. më ®Çu §Ó x¶ lò, th¸o c¹n hå, x¶ lò thi c«ng, dÉn níc vµo nhµ m¸y thuû ®iÖn, lÊy níc tíi cho n«ng nghiÖp, d©n dông v. v...thêng ph¶i x©y dùng c¸c c«ng tr×nh dÉn níc, th¸o níc díi s©u. C¸c c«ng tr×nh ®ã bao gåm: ®êng hÇm, cèng ngÇm, ®êng èng trong th©n ®Ëp... Cèng ngÇm lµ lo¹i c«ng tr×nh ®Æt díi ®ª, ®Ëp vËt liÖu ®Þa ph¬ng dïng vµo viÖc th¸o níc hoÆc lÊy níc. Do ®ã cèng ngÇm lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn ®Êt bao bäc xung quanh, ®Êt võa lµ m«i trêng nÒn cèng tùa lªn, võa lµ m«i trêng ¸p lùc cña t¶i träng( xe cé) tõ trªn mÆt ®Êt truyÒn xuèng. M«i trêng nµy biÕn d¹ng cïng víi cèng nªn c¸c ¸p lùc tõ ®Êt ®¾p t¸c dông vµo cèng phô thuéc vµo chiÒu s©u cét ®Êt t¸c dông, tÝnh chÊt c¬ lý cña ®Êt, ®é cøng cña cèng, c¸ch ®Æt cèng. V× vËy cèng ngÇm chÞu t¸c dông cña nhiÒu lùc nh träng lîng b¶n th©n, ¸p lùc ®Êt, ¸p lùc níc trong vµ ngoµi cèng,c¸c t¶i träng tõ trªn mÆt ®Êt truyÒn xuèng, c¸c t¸c dông nhiÖt vµ ®éng ®Êt... Nªn viÖc tÝnh to¸n kÕt cÊu cèng ngÇm lµ mét trong nh÷ng nhiÖm vô quan träng trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ c«ng tr×nh ®Çu mèi. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 85 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ §6-2. Môc ®Ých vµ trêng hîp vµ tµi liÖu tÝnh to¸n I. Môc ®Ých X¸c ®Þnh ngo¹i lùc t¸c dông, tõ ®ã tÝnh to¸n c¸c néi lùc trong c¸c bé phËn cèng øng víi c¸c trêng hîp lµm viÖc kh¸c nhau ®Ó bè trÝ cèt thÐp vµ kiÓm tra sù hîp lý cña chiÒu dµy thµnh cèng ®· tÝnh to¸n s¬ bé ë trªn. KÕt cÊu cèng ngÇm ph¶i ®¶m b¶o vÒ yªu cÇu chÞu lùc vµ cÊu t¹o theo c¶ ph¬ng ngang vµ ph¬ng däc cèng. Trong ®å ¸n nµy ta tÝnh to¸n kÕt cÊu cèng theo ph¬ng ngang cèng, mÆt c¾t tÝnh to¸n lµ mÆt c¾t gi÷a ®Ønh ®Ëp. II. Trêng hîp tÝnh to¸n §Ó ®¶m b¶o cho cèng lµm viÖc an toµn vµ æn ®Þnh trong mäi trêng hîp ta ph¶i tÝnh to¸n cho c¸c trêng hîp lµm viÖc kh¸c nhau. ë ®©y ta tÝnh cho mÆt c¾t gi÷a ®Ønh ®Ëp víi c¸c trêng hîp sau: - Trêng hîp 1: C«ng tr×nh võa thi c«ng xong, cèng cha lÊy níc, tæ hîp lùc gåm träng lîng b¶n th©n, ¸p lùc ®Êt, t¶i träng trªn mÆt ®Êt. - Trêng hîp 2 : Khi c«ng tr×nh lµm viÖc b×nh thêng, mùc níc thîng lu lµ MNDBT, cèng më ®Ó lÊy níc víi lu lîng thiÕt kÕ, tæ hîp lùc gåm träng lîng b¶n th©n, träng lîng níc trong cèng, ¸p lùc níc bªn trong vµ ngoµi cèng, ¸p lùc ®Êt, t¶i träng trªn mÆt ®Êt. - Trêng hîp 3 : Khi mùc níc thîng lu lµ MNDGC, cèng ®ãng, tæ hîp lùc gåm träng lîng b¶n th©n, ¸p lùc ®Êt, ¸p lùc ®Èy ngîc, ¸p lùc thuû tÜnh. III. Tµi liÖu tÝnh to¸n - Cao tr×nh ®Ønh ®Ëp ∇®® = + 41.7 - TÝnh chÊt c¬ lý cña ®Êt ®¾p ®Ëp * §Êt tù nhiªn. + Dung träng kh« γk = 1,66 (T/m3). + Dung träng tù nhiªn γtn = 1,99 (T/m3). + §é Èm tù nhiªn ω = 19,52%. + §é rçng n = 39,265%. + Gãc ma s¸t trong ϕ = 190. + Lùc dÝnh C = 2,25 (kg/cm2). * §Êt b·o hoµ + γbh = 2,053 (T/m3). Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 86 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ + Gãc ma s¸t trong b·o hoµ ϕbh = 170. + Lùc dÝnh ®Êt b·o hoµ Cbh = 1,69kg/cm2). * Bª t«ng + Dung träng cña bª t«ng M200 γb = 2,5 (T/m3). §6-3. X¸c ®Þnh ngo¹i lùc t¸c dông lªn mÆt c¾t tÝnh to¸n øng víi c¸c tæ hîp lùc. I. Trêng hîp 1 Trêng hîp c«ng tr×nh võa thi c«ng xong 1. S¬ ®å tÝnh to¸n: q1 Z=10.6m q4 P1 q5 q5 P1 H=2m q6 P1’ P1’ H×nh 6-1. S¬ ®å lùc t¸c dông lªn cèng (Trêng hîp 1) 1.6 qn 2. C¸c lùc t¸c dông a) ¸p lùc ®Êt.  Trªn ®Ønh cèng q1 = n.q1' ; q1' = K .Σγ i Z i . Trong ®ã: - n lµ hÖ sè vît t¶i, ®èi víi ¸p lùc ®Êt th¼ng ®øng n = 1,1. - Zi lµ chiÒu dµy líp cña ®Êt t¸c dông lªn ®Ønh cèng. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 87 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Zi = Z1 = 10,6 (m) - γi lµ dung träng cña c¸c líp ®Êt t¸c dông lªn ®Ønh cèng. γi = γtn = 1,99 (T/m3). - K hÖ sè phô thuéc ®iÒu kiÖn ®Æt cèng. Cèng ngÇm díi ®Ëp ®îc ch«n trong r·nh, cã cao tr×nh mÆt trªn cèng xÊp xØ cao tr×nh mÆt ®Êt cò K = 1. ⇒ q1’ = 1.1,99. 10,6 = 21,094 (T/m). ⇒ q1 = 1,1.21,094 = 23,203 (T/m).  ¸p lùc ®Êt t¸c dông lªn thµnh bªn ϕ   P1 = n.q1' .tg 2  45 0 − tn  2   ϕ   P1' = n. q1' + γ tn .H .tg 2  45 0 − tn  2   ( ) Trong ®ã: n- HÖ sè vît t¶i, ®èi víi ¸p lùc ®Êt ngang n = 1,2. ϕ - Gãc ma s¸t trong cña ®Êt tù nhiªn ϕ = 190. H chiÒu cao tÝnh øng víi bÒ dµy t©m cèng H = 1,6 (m). γtn – Dung träng tù nhiªn cña ®Êt ®¾p ®Ëp γtn = 1,99 (T/m3). Thay sè ta ®îc P1 = 12,879 (T/m). P1’ = 14,823 (T/m). b) Träng lîng b¶n th©n.  TÊm n¾p q4 = n . γb . tn¾p Trong ®ã: - γb lµ dung träng cña bª t«ng, γb = 2,5 (T/m3). - tn¾p lµ chiÒu dµy tÊm n¾p, tn¾p = 0,4 (m). - n lµ hÖ sè vît t¶i, ®èi víi t¶i träng b¶n th©n n = 1,05. Thay sè ta ®îc q4 = 1,05 (T/m).  TÊm bªn q5 = n . γb . tb Trong ®ã: - tblµ chiÒu dµy tÊm bªn, tb = 0,4 (m). ⇒q5 = 1,05 (T/m). Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 88 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ  TÊm ®¸y q6 = n . γb . t® Trong ®ã: - t® lµ chiÒu dµy tÊm ®¸y, t® = 0,4 (m). ⇒ q6 = 1,05 (T/m).  Ph¶n lùc nÒn r = q 1 + q4 + q6 + 2.q5 ( H − t d − t n ) B Trong ®ã : H chiÒu cao cèng H = 1,6 (m); t® = tn = 0,4 (m); B chiÒu réng tÝnh to¸n cña cèng B = 1,2 (m) Thay sè ta ®îc r = 27,403 (T/m). c) S¬ ®å lùc cuèi cïng. - C¸c lùc th¼ng ®øng + Lùc ph©n bè trªn ®Ønh: q = q1 + q4 = 1,05 + 23,203 = 24,253 (T/m). + Lùc ph©n bè hai bªn thµnh cèng q5 = 1,05 (T/m). + Lùc ph©n bè díi ®¸y qn = r – q6 = 27,403-1,05 = 26,353 (T/m). - C¸c lùc n»m ngang: (S¬ ®å lùc d¹ng h×nh thang). P = P1 = 12,879 (T/m). Pt = P1’ = 15,309 (T/m). S¬ ®å lùc cuèi cïng q P P H = 1,6m P’ P’ b = 1,2m H×nhh 6-2. S¬ ®å lùc cuèi cïng t¸c dôngqlªn cèng (Trêng hîp 1). n II. Trêng hîp 2 Trêng hîp mùc níc thîng lu lµ MNDBT, cöa cèng më ®Ó lÊy lu lîng thiÕt kÕ 1. X¸c ®Þnh chiÒu cao mùc níc ngÇm . Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 89 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Trong ®å ¸n nµy ta gi¶ thiÕt mÆt trªn cña cèng lµ giíi h¹n trªn cña tÇng kh«ng thÊm. Nªn ta tÝnh to¸n thÊm theo trêng hîp ®Ëp ®ång chÊt trªn nÒn kh«ng thÊm. S¬ ®å tÝnh to¸n MNDBT = 38,43 y m2 = 3,09 m1 = 3,41 0 ∆L a0 x L H×nh 6-3. S¬ ®å tÝnh thÊm mÆt c¾t gi÷a ®Ønh ®Ëp t¹i vÞ trÝ ®Æt cèng MNDBT TÝnh to¸n t¹i mÆt c¾t cã ∇®¸y = 31,1 (m), s¬ ®å tÝnh thÊm lµ coi nh¬ ®Ëp ®ång chÊt trªn nÒn kh«ng thÊm h¹ lu kh«ng cã níc, thiÕt bÞ tho¸t níc kiÓu ¸p m¸i. ChiÒu dµi m¸i thîng lu biÕn ®æi nh sau: ∆L = m1 .H 1 = 3,196( m ) 2.m1 + 1 m1 – hÖ sè m¸i thîng lu m1 = 3,41. H1 – cét níc thîng lu H1 = 7,33 (m). Dßng thÊm qua ®Ëp ®ång chÊt trªn nÒn kh«ng thÊm ®îc x¸c ®Þnh tõ hai ph¬ng tr×nh sau: H 12 − a02 7 ,33 2 − a02 q = = k d 2.( L + ∆L − m2 .a0 ) 2.( 48,9 + 3,196 − 3,09.a 0 ) (1) a0 a q = = 0 k d m2 + 0 ,5 3,59 (2) Trong ®ã: K® hÖ sè thÊm cña ®Êt ®¾p ®Ëp K® = 2,5.10-7. m2 hÖ sè m¸i ®Ëp h¹ lu m2 = 3,09. a0 ®é cao hót níc Thay sè vµo hÖ ph¬ng tr×nh (1) vµ (2) ta ®îc ph¬ng tr×nh bËc hai 2,59.a02 – 104,192.a0 + 192,887 = 0. Gi¶i ph¬ng tr×nh ®îc a0 = 1,945 (m), q = 1,354.10-7 (m2/s). Ph¬ng tr×nh ®êng b·o hoµ y = H 12 − 2.q. x Kd Thay sè ta ®îc y = 53,729 − 1,083x Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 90 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ ⇒Z2 = 5,939 (m). 2. X¸c ®Þnh c¸c ngo¹i lùc t¸c dông a. S¬ ®å tÝnh to¸n ∇mÆt ®Êt ®¾p Z1=4,661m ∇mùc níc ngÇm q1 P1 P1 q2 q4 q8 P2’ P ’ 1 q5 q7 b = 1.6 Z2=5,939m P1 P1 H=2m q6 q5 P1’ P2’ H×nh 6-4. S¬ ®å lùc t¸c dông lªn cèng (Trêng hîp 2) q3 b. Ngo¹i lùc t¸c dông *) ¸p lùc ®Êt . + Lùc t¸c dông trªn ®Ønh cèng: q1 = n.q1’ ; q1’ = K.Σγi .Zi . Trong ®ã: - n hÖ sè vît t¶i, ®èi víi ¸p lùc ®Êt th¼ng ®øng n = 1,1. - Zi chiÒu dµy c¸c líp ®Êt t¸c dông lªn ®Ønh cèng Z1 = 4,661 (m) vµ Z2 = 5,939 (m). - γi dung träng cña c¸c líp ®Êt t¸c dông lªn ®Ønh cèng γtn = 1,99 (T/m3) vµ γ®n = 1,053 (T/m3). - K hÖ sè phô thuéc ®iÒu kiÖn ®Æt cèng, cèng ®îc ch«n trªn r·nh cã cao tr×nh mÆt trªn cèng xÊp xØ cao tr×nh mÆt ®Êt cò lÊy K = 1. Thay sè vµo ta tÝnh ®îc q1’ = 15,529 (T/m) ⇒ q1 = 17,082 (T/m). + ¸p lùc ®Êt t¸c dông lªn thµnh bªn cèng. ϕ   P1 = n.q1' .tg 2  45 0 − bh  2   Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 91 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ ϕ   P1' = n. q1' + γ dn .H .tg 2  45 0 − bh  2   ( ) Trong ®ã: n- HÖ sè vît t¶i, ®èi víi ¸p lùc ®Êt ngang n = 1,2. ϕbh - Gãc ma s¸t trong cña ®Êt b·o hoµ ϕ bh = 170. H chiÒu cao tÝnh øng víi bÒ dµy t©m cèng H = 1,6 (m). γbh – Dung träng b·o hoµ cña ®Êt ®¾p ®Ëp γbh = 1,053 (T/m3). Thay sè ta ®îc P1 = 10,203 (T/m). P1’ = 11,31 (T/m). *) Träng lîng b¶n th©n. + TÊm n¾p q4 = n . γb . tn¾p Trong ®ã: - γb lµ dung träng cña bª t«ng, γb = 2,5 (T/m3). - tn¾p lµ chiÒu dµy tÊm n¾p, tn¾p = 0,4 (m). - n lµ hÖ sè vît t¶i, ®èi víi t¶i träng b¶n th©n n = 1,05. Thay sè ta ®îc q4 = 1,05 (T/m). + TÊm bªn q5 = n . γb . tb Trong ®ã: - tblµ chiÒu dµy tÊm bªn, tb = 0,4 (m). ⇒q5 = 1,05 (T/m). + TÊm ®¸y q6 = n . γb . t® Trong ®ã: - t® lµ chiÒu dµy tÊm ®¸y, t® = 0,4 (m). ⇒ q6 = 1,05 (T/m). *) ¸p lùc níc - ¸p lùc níc t¸c dông lªn ®Ønh cèng q2 = n . γn . Z2 n lµ hÖ sè vît t¶i, ®èi víi ¸p lùc níc n = 1,0. VËy q2 = 1,0.1,0 . 5,939 = 5,939 (T/m). - ¸p lùc níc lªn thµnh cèng: Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 92 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ P2 = n . γn . Z2 = 5,939 P2’ = n . γn . (Z2 + H) = 1,0.1,0.(5,939 +1,6) = 7,539 (T/m) - ¸p lùc thÊm ®Èy ngîc q3 = P2’ = n. γn . (Z2 + H) = 7,539 (T/m). - ¸p lùc níc bªn trong cèng: ¸p lùc níc trong cèng ®îc chia lµm hai thµnh phÇn, thµnh phÇn th¼ng ®øng vµ thµnh phÇn n»m ngang. + ¸p lùc níc th¼ng ®øng q7 = n . γn . hn hn – Cét níc trong cèng t¹i mÆt c¾t tÝnh to¸n, hn = hr + hc 0 ,5 + 0 ,03 = = 0 ,265 (m). 2 2 q7 = 1,0 . 1,0 . 0,265 = 0,265 (T/m). + ¸p lùc níc ngang q8 = 1 .γ n .hn2 2 Do hn nhá nªn tÝnh q8 ta bá qua cét níc trong cèng. q8 = 0  Ph¶n lùc nÒn r = q1 +q2+ q4 + q6 –q3 + 2.q5 ( H − t d − t n ) +q7 B Trong ®ã : H chiÒu cao tÝnh to¸n cña cèng H = 2 (m); t® = tn = 0,4 (m); B bÒ réng tÝnh to¸n cña cèng B = 1,2 (m) Thay sè ta ®îc r = 19,947(T/m) *) S¬ ®å lùc cuèi cïng. - C¸c lùc th¼ng ®øng + Lùc ph©n bè trªn ®Ønh: q = q1 + q2 + q4 = 17,082 + 5,939 + 7,539 = 30,56 (T/m). + Lùc ph©n bè hai bªn thµnh cèng q5 = 1,05 (T/m). + Lùc ph©n bè díi ®¸y cèng qn = r – q6 + q3 = 19,947 – 1,05 + 7,539 = 26,436 (T/m). - C¸c lùc n»m ngang: (S¬ ®å lùc d¹ng h×nh thang). P = P1 + P2 = 10,203 + 5,939 = 16,142 (T/m). Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 93 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Pt = P1’ + P2’ = 11,31 + 7,539 = 18,849 (T/m). q P P h=0,3 H = 1,6 m P Pt t b = 1.2 H×nh 6-5. S¬ ®å lùc cuèi cïng (Trêng hîp 2 MNDBT). q III. n Trêng hîp 3 Trêng hîp mùc níc thîng lu lµ MNDGC, cöa cèng ®ãng. 1. X¸c ®Þnh chiÒu cao mùc níc ngÇm . T¬ng tù nh trêng hîp MNDBT, ta tÝnh víi ®Ëp ®ång chÊt trªn nÒn kh«ng thÊm níc, thîng lu MNDGC, h¹ lu kh«ng cã níc. a. S¬ ®å tÝnh to¸n MNDGC =40,46 ∇41,7 a0 ∆L H×nh 6-6. S¬ ®å tÝnh thÊm trêng L hîp 3 b. X¸c ®Þnh lu lîng thÊm Dßng thÊm qua ®Ëp ®ång chÊt trªn nÒn kh«ng thÊm ®îc x¸c ®Þnh tõ hai ph¬ng tr×nh sau: H 12 − a02 9 ,36 2 − a02 q = = k d 2.( L + ∆L − m2 .a0 ) 2.( 42 ,382 + 4 ,08 − 3,09.a0 ) (1) a0 a q = = 0 k d m2 + 0 ,5 3,59 (2) Trong ®ã: K® hÖ sè thÊm cña ®Êt ®¾p ®Ëp K® = 2,5.10-7. m2 hÖ sè m¸i ®Ëp h¹ lu m2 = 3,09. Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 94 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ a0 ®é cao hót níc ∆L chiÒu dµi biÕn ®æi m¸i thîng ∆L = m1 H 1 = 4,08 (m). 2.m1 + 1 H1 cét níc thîng lu øng víi MNDGC H1 = 40,46-31,1 = 9,36m ∆L chiÒu dµi biÕn ®æi m¸i thîng ∆L = m1 H 1 = 4,08 (m). 2.m1 + 1 m1 hÖ sè m¸i thîng lu m1 = 3,41 L chiÒu dµi ®êng thÊm L = 42,382 (m) Thay sè vµo hÖ ph¬ng tr×nh (1) vµ (2) ta ®îc ph¬ng tr×nh bËc hai 2,59.a02 –92,924.a0 – 314,52 = 0 Gi¶i ph¬ng tr×nh ta ®îc a0 = 3,783 (m) q = 3,061.10-7 (m2/s) Ph¬ng tr×nh ®êng b·o hoµ trong trôc to¹ ®é nh h×nh vÏ cã d¹ng q 3,061.10 −7 y = h12 − 2. x = 9 ,36 2 − 2. x ⇒ y = 87 ,61 − 2 ,449.x k 2 ,5.10 −7 To¹ ®é ®êng b·o hoµ x 0 5 y 9,36 8,68 10 7,949 15 7,133 20 6,215 30 3,76 35,774 0 ⇒ Z2 = 7,788 (m) 2. X¸c ®Þnh c¸c ngo¹i lùc t¸c dông lªn cèng a. S¬ ®å tÝnh to¸n ∇mÆt ®Êt ®¾p Z1=2,812m ∇mùc níc ngÇm q1 P1 P1 q2 q4 q8 P2’ ’ 1 q5 q7 Z2=7,788m P1 P1 H=2m q6 q5 P1’ P b =ThÞ 1.6Hoa Phîng Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn q3 P2’ Trang 95 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ H×nh 6-6. S¬ ®å lùc t¸c dông lªn cèng (Trêng hîp 3) T¬ng tù nh trêng hîp 2 ta tÝnh ®îc *) ¸p lùc ®Êt . + Lùc t¸c dông trªn ®Ønh cèng: q1 = n.q1’ ; q1’ = K.Σγi .Zi . Z1 = 2,812 (m) ; Z2 = 7,788 (m). ⇒ q1’ = 13,8 (T/m) ; q1 = 1,1.13,8 = 15,18 (T/m). + ¸p lùc ®Êt t¸c dông lªn thµnh bªn cèng. ϕ   P1 = n.q1' .tg 2  45 0 − bh  2   ϕ   P1' = n. q1' + γ dn .H .tg 2  45 0 − bh  2   ( ⇒ ) P1 = 9,067 (T/m) P1’ = 10,174 (T/m) *) Träng lîng b¶n th©n. + TÊm n¾p q4 = n . γb . tn¾p - q4 = 1,05 (T/m). + TÊm bªn q5 = n . γb . tb Trong ®ã: - tblµ chiÒu dµy tÊm bªn, tb = 0,4 (m). ⇒q5 = 1,05 (T/m). + TÊm ®¸y q6 = n . γb . t® Trong ®ã: - t® lµ chiÒu dµy tÊm ®¸y, t® = 0,4 (m). ⇒ q6 = 1,05 (T/m). *) ¸p lùc níc - ¸p lùc níc t¸c dông lªn ®Ønh cèng q2 = n . γn . Z2 q2 = 1,0.1,0 . 7,788 = 7,788 (T/m). - ¸p lùc níc lªn thµnh cèng: P2 = n . γn . Z2 = 7,788(T/m) P2’ = n . γn . (Z2 + H) = 1,0.1,0.(7,788 +1,6) = 9,388 (T/m) Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 96 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ - ¸p lùc thÊm ®Èy ngîc q3 = P2’ = n. γn . (Z2 + H) = 9,388 (T/m). ¸p lùc níc bªn trong cèng: V× cèng ®ãng nªn coi nh trong cèng kh«ng cã níc q8 = q7 = 0  Ph¶n lùc nÒn r = q1 +q2+ q4 + q6 –q3 + 2.q5 ( H − t d − t n ) B Trong ®ã : H chiÒu cao tÝnh to¸n cña cèng H = 2 (m); t® = tn = 0,4 (m); B bÒ réng tÝnh to¸n cña cèng B = 1,2 (m) Thay sè ta ®îc r = 17,78 (T/m) *) S¬ ®å lùc cuèi cïng. - C¸c lùc th¼ng ®øng + Lùc ph©n bè trªn ®Ønh: q = q1 + q2 + q4 = 15,18 +7,788 +1,05 = 24,018 (T/m). + Lùc ph©n bè hai bªn thµnh cèng q5 = 1,05 (T/m). + Lùc ph©n bè díi ®¸y cèng qn = r – q6 + q3 = 17,78 – 1,05 + 9,388 = 26,118 (T/m). - C¸c lùc n»m ngang: (S¬ ®å lùc d¹ng h×nh thang). P = P1 + P2 = 9,067 + 7,788 = 16,855 (T/m). Pt = P1’ + P2’ = 10,174 + 9,388 = 19,562 (T/m). q P P P h=0,3 H = 1,6 m Pt t b = 1.2 qn H×nh 6-6. S¬ ®å lùc cuèi cïng (Trêng hîp 3 MNDGC). Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 97 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ + Tæng hîp c¸c t¶i träng t¸c dông lªn cèng trong 3 trêng hîp B¶ng 6-1 Lùc q1 q2 q3 q4 q5 q6 q7 q8 P1 P1’ P2 P2’ q qn P Pt Trêng hîp 1 23,203 0 0 1,05 1,05 1,05 0 0 12,879 14,823 0 0 24,253 26,353 12,879 15,309 Trêng hîp 2 17,082 5,939 7,539 1,05 1,05 1,05 0,055 0 10,203 11,31 5,939 7,539 30,56 26,436 16,142 18,849 Trêng hîp 3 15,18 7,788 9,388 1,05 1,05 1,05 0 0 9,067 10,174 7,788 9,388 24,018 26,118 16,855 19,562 §6-4. TÝnh to¸n néi lùc 1. Môc ®Ých q =c¸c 24,253 Th«ng qua tÝnh to¸n néi lùc cèng ngÇm cña trêng hîp tõ ®ã x¸c ®Þnh ®îc trêng hîp nguy hiÓm nhÊt ®Ó tÝnh to¸n kÕt cÊu. P = 12,879 P = 12,879 2. S¬ ®å tÝnh to¸n Trêng hîp 1. H = 1,6m Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng P’ = 15,309 Trang P’ =15,309 b = 1,2m qn = 98 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ H×nh 6-7 C¸c lùc t¸c dông trêng hîp võa thi c«ng xong Trêng hîp 2 q = 30,56 P=16,142 P = 16,142 H = 1,6 m Pt b = 1,2 Pt = qn =26,436cèng më. H×nh 6-8 C¸c lùc t¸c dông trêng hîp MNDBT, 18,85 Trêng hîp 3 q=24,018 P = 16,855 P=16,855 H = 1,6 m Pt = 19,562 b = 1.2 P = t Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîngq =26,118 n 19,562 Trang 99 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ H×nh 6-9 C¸c lùc t¸c dông trêng hîp MNDGC, cèng ®ãng. 3. X¸c ®Þnh m« men a. Lùc th¼ng ®øng t¸c dông A B E G H H×nh ®iÓm tÝnh to¸n. F ®å c¸c C D 6-9 S¬ a. Lùc th¼ng ®øng t¸c dông V× cèng cã chiÒu dµy nh nhau nªn J1 = J2 i1 = J1/h ; i2 = J2/b HÖ sè K = i2/i1 = h/b, trong ®ã h lµ chiÒu cao tÝnh to¸n cña khung b lµ chiÒu réng tÝnh to¸n cña khung + M« men t¹i A vµ B MAB = MBA = − b 2 .[ q ( 2.k + 3) − q n .k ] 12. k 2 + 4.k + 3 ( ) + M« men t¹i C vµ D MCD = MDC = − b 2 .[ q n ( 2.k + 3) − q .k ] 12. k 2 + 4.k + 3 ( ) + M« men t¹i E, F, G, H 2 ME = q.b − [ M A ] 8 q n .b 2 MF = − [MC ] 8 MG = 1 (M A + MD ) 2 MH = M G Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 100 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ C¸c lùc th¼ng ®øng t¸c dông Trêng hîp 1 Trêng hîp 2 24,253 30,560 25,653 26,436 -1,227 -1,639 -1,343 -1,296 3,139 3,862 3,274 3,462 -1,285 -1,468 -1,285 -1,468 Lùc q qn MAB MCD ME MF MG MH Trêng hîp 3 24,018 26,118 -1,204 -1,378 3,119 3,323 -1,291 -1,291 b. Lùc ngang ph©n bè ®Òu t¸c dông 2 M = MA = MB = MC = MD = P.h . k 12 k +1 MF = ME 2 MG = MH = P.h − M 8 c. Lùc ngang ph©n bè tuyÕn tÝnh t¸c dông M« men t¹i A vµ B Pt .h 2 .k .( 2.k + 7 ) MA = M B = − 60. k 2 + 4.k + 3 ( ) M« men t¹i C vµ D MC = M D = − ME = M A ; Pt .h 2 .k .( 3.k + 8) 60. k 2 + 4.k + 3 ( ) MF = MC 2 M −MD MH = MG = Pt .h − A 16 2 Tæng c¸c lùc n»m ngang t¸c dông P (T) 12,879 16,142 16,855 Pt (T) 15,309 18,849 19,562 MA (T.m) -2,400 -2,990 -3,115 -2,400 -2,990 -3,115 MB (T.m) MC (T.m) -2,486 -3,096 -3,225 MD (T.m) -2,486 -3,096 -3,225 ME (T.m) -2,400 -2,990 -3,115 Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 101 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi MF (T.m) MG (T.m) MH (T.m) ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ -2,486 4,128 4,128 -3,096 5,138 5,138 -3,225 5,353 5,353 B¶ng tæng hîp m« men Trêng hîp 1 Trêng hîp 2 -3,627 -4,629 -3,627 -4,629 -3,l83 -4,392 -3,83 -4,392 0,738 0,872 0,788 0,366 2,842 3,671 2,842 3,671 M« men MA MB MC MD ME MF MG MH Trêng hîp 3 -4,319 -4,319 -4,604 -4,604 0,004 0,097 4,062 4,062 C¸c biÓu ®å m« men: - Trêng hîp 1. 3,627 - 4,629 2,842 - - 0,738 A E G + A 0,872 E 3,627 B - 2,842 + - H 4,629 B - F C - D 3,671 H×nh 6-10-BiÓu ®å m« men cuèi- cïng trêng hîp- võa3,83 thi c«ng xong 3,83 0,788 3,671 - Trêng hîp 2 G + + F - Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn DThÞ Hoa Phîng 4,392 - 0,366 C - H - Trang 4,392 102 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ H×nh 6-12-BiÓu ®å m« men cuèi cïng trêng hîp MNDBT, cèng më. - Trêng hîp 3 4,319 0,004 A 4,319 B E 4,062 G + + H 4,062 D F C H×nh 6-13-BiÓu ®å m«4,604 men cuèi cïng0,097 trêng hîp MNDGC, 4,604 cèng ®ãng. 4. X¸c ®Þnh lùc c¾t Dùa vµo ph¬ng ph¸p tÝnh néi lùc cña c¬ häc kÕt cÊu ta tÝnh ®îc lùc c¾t tõ biÓu ®å m« men cuèi cïng. Gi¸ trÞ lùc c¾t t¹i c¸c mÆt c¾t tÝnh theo c«ng thøc: Q AB = q .B 2 QBA = - QAB QDA = P .h Pt .h M D − M A + + 2 3 h Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 103 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi Q AD = − ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ P .h Pt .h M D − M A − + 2 3 h QBC = - QAD QCB = - QDA QG = − Pt .h M A − M G − 24 0 ,5.h QH = - QG QCD = q n .B 2 QDC = - QCD KÕt qu¶ tÝnh ®îc ghi ë b¶ng sau: Lùc c¾t Trêng hîp 1 QAB 14,552 QBA -14,552 QDA 18,595 QAD -18,341 QBC 18,341 QCB -18,595 QG -9,107 QH 9,107 QCD 15,392 QDC -15,392 Trêng hîp 2 18,336 -18,336 23,114 -22,818 22,818 -23,114 -11,631 11,631 15,862 -15,862 Trêng hîp 3 14,411 -14,411 24,095 -23,739 23,739 -24,095 -11,781 11,781 15,671 -15,671 Trêng hîp 1 14,552 18,314 14,552 18,341 A B E 9,107 G H 18,595 F Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng D 15,392 15,392 9,107 18,595 C Trang 104 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ H×nh 6-14-BiÓu ®å lùc c¾t cuèi cïng trêng hîp võa thi c«ng xong ` Trêng hîp 2 18,336 22,818 A 11,631 G 22,818 B E H 11,631 C F 23,114 D H×nh 6 -15 BiÓu ®å lùc c¾t trêng hîp MNDBT, cèng më. 23,114 15,862 Trêng hîp 3. 14,441 23,739 B 23,739 A E G H 11,781 11,781 F D C 24,095 24,095 H×nh 6-16-BiÓu ®å lùc c¾t trêng hîp MNDGC, cèng ®ãng. 15,671 Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 105 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ trêng hîp 1 -18.341 -18.341 -14.552 -15.392 -18.595 -18.595 -14.552 -15.392 Lùc däc NAB NBA NAD NDA NCD NDC NBC NCB trêng hîp 2 -22.818 -22.818 -18.336 -15.862 -23.114 -23.114 -18.336 -15.862 trêng hîp 3 -23.739 -23.739 -14.411 -15.671 -24.095 -24.095 -14.411 -15.671 18,341 - 14,552 A 14,552 B E G - H C F D - 15,392 15,392 H×nh 6- 17. BiÓu ®å lùc däc trêng hîp cèng võa thi c«ng xong. 22,81818,595 A - 18,336 - 18,336 E - G D B H F C Sinh viªn thùc15,862 hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng - 23,114 15,862 Trang 106 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ H×nh 6 – 18 . BiÓu ®å lùc däc trêng hîp MNDBT, cèng më. 23,379 14,411 A - E G D 14,411 B H F - C 15,671 15,671 H×nh 6 –19. BiÓu ®å lùc -däc trêng h¬p MNDGC, cèng ®ãng. Tõ c¸c biÓu ®å néi lùc trªn, ta chän ®îc trêng hîp bÊt lîi nhÊt ®Ó bè trÝ thÐp. Trong ®å ¸n nµy ta chän trêng24,095 hîp MNDGC, cèng ®ãng ®Ó bè trÝ thÐp. §6-4. TÝnh to¸n bè trÝ cèt thÐp Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 107 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi V. ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ Theo biÓu ®å néi lùc, kÕt cÊu cèng ®ång thêi chÞu t¸c dông cña M, N vµ Q. VËy kÕt cÊu cèng chÞu lùc nÐn lÖch t©m. KiÓm tra kÕt cÊu chÞu nÐn lÖch t©m lín hay bÐ. I. KiÓm tra ®iÒu kiÖn chÞu nÐn lªch t©m Chän chiÒu dµi líp b¶o vÖ a = a’ = 6 cm. §é lÖch t©m e0 = M 4 ,319 = = 0 ,182 (m) = 18,2 (cm). N 23,739 h0 = h – a = 40 – 6 = 34 (cm) e0 = 18,2 (cm) > 0,3.h0 = 34.0,3 = 10,2 (cm). VËy cÊu kiÖn chÞu nÐn lÖch t©m lín. II. S¬ ®å tÝnh to¸n vµ sè liÖu tÝnh to¸n S¬ ®å tÝnh to¸n e0 e Rn a’ Ra’.Fa’ x ηe0 h = 40 cm Ra.Fa a b = 100 kn = 1,15; nc = 1; mb = 1; ma = 1,1; α0 = 0,6; A0 = 0,42 C«ng thøc tÝnh: x  k n .nc .N .e ≤ mb .Rn .b.x h0 −  + ma .Ra' .Fa' h0 − a' 2  ( ) k n .nc .N ≤ mb .Rn .b.x + ma .Ra' .Fa' − ma .Ra .Fa (2) (1) Trong ®ã: - kn hÖ sè tin cËy phô thuéc cÊp c«ng tr×nh - nc hÖ sè tæ hîp t¶i träng - mb hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña bª t«ng - ma hÖ sè lµm viÖc cña thÐp Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 108 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ - α0 = 0,6 hÖ sè phô thuéc m¸c BT vµ nhãm cèt thÐp, BT M200 thÐp CII A0 = 0,42 - Rn cêng ®é chÞu nÐn cña BT, Rn = 90 (kg/cm2). - Ra = Ra’ cêng ®é chÞu kÐo, nÐn cña cèt thÐp, thÐp CT3 cã Ra = Ra’ = 2700(kg/cm2). Kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm ®Æt cña lùc nÐn däc ®Õn träng t©m cèt thÐp chÞu kÐo. h −a 2 - e = η .e0 + - e' = η .e0 − h + a' 2 - η hÖ sè ®Æc trng do ¶nh hëng cña uèn däc η = 1 III. TÝnh to¸n cho c¸c mÆt c¾t c¬ b¶n (TrÇn cèng, thµnh bªn, b¶n ®¸y) 1) TÝnh cho trÇn cèng Trêng hîp nµy ta tÝnh cho hai mÆt c¾t cã m« men c¨ng trong vµ c¨ng ngoµi lµ lín nhÊt. + mÆt c¾t t¹i A cã: M = 4,319(T.m) = 4,319.105 (kg.cm) N = 23,739 (T) = 23739 (kg) Q = 14,441 (T) = 14441 (kg) + MÆt c¾t t¹i E cã: M = 0,004(T.m) = 0,004.105 (kg.cm) N = 23,739 (T) = 23739 (kg) Q = 0 (T) a)TÝnh cèt thÐp cho tiÕt diÖn A * TÝnh to¸n cèt däc §Ó tËn dông hÕt kh¶ n¨ng lµm viÖc cña bª t«ng vµ cèt thÐp ta lÊy x = α0.h0 Fa' = k n .nc .N .e − mb .A0 .Rn .b.h02 ma .Ra' . h0 − a' Fa = mb .α 0 .Rn .b.h0 + ma .Ra' .Fa' − k n .nc .N ma .Ra ( ) Víi mÆt c¾t trÇn cèng lµ AB cã M = 4,319 (T.m); N = 23,739 (T); Q =14,441 (T). e0 = 18,2 (cm); e = 32,2 (cm); e’ = 7,8(cm). Sinh viªn thùc hiÖn :NguyÔn ThÞ Hoa Phîng Trang 109 §å ¸n tèt nghiÖp –1997/2002 Néi ThiÕt kÕ hå chøa §ång §ß –Hµ 1,1.1.23,739.10 3 .32 ,2 − 1.0 ,42.90.80.34 2 F = [...]... nghiệp 1997/2002 Nội Thiết kế hồ chứa Đồng Đò Hà Tra bảng P1-1 trang 6 theo TCVN 5060-90 ta có cấp công trình là cấp III 2 Xác định theo nhiệm vụ công trình Công trình có nhiệm vụ cấp nớc tới cho 592 ha đất canh tác < 2.10 3 ha Tra bảng P1-2 TCVN 5060-90 đợc cấp công trình là cấp V Tổng hai điều kiện trên ta chọn cấp công trình là cấp III 3 Các chỉ tiêu thiết kế Từ công trình cấp III tra TCVN 5060-90... đó quyết định kích thớc các công trình đầu mối, các công trình nối tiếp thích hợp 2 Nhiệm vụ : Trong hệ thống công trình đầu mối của công trình Thuỷ Lợi, công trình tràn giữ một vị trí quan trọng Kích thớc, hình thức công trình tràn có ảnh hởng trực tiếp đến quy mô, kích thớc của cả hệ thống công trình đầu mối nh: đập dâng nớc quyết định mức độ ngập lụt ở thợng hạ lu công trình Để đáp ứng đợc cả điều... trong hồ cao hơn Nếu muốn giảm thấp mực nớc trong hồ phải tăng chiều rộng tràn Nh vậy làm tăng khối lợng đào dẫn đến giá thành công trình tăng Sinh viên thực hiện :Nguyễn Thị Hoa Phợng Trang 18 Đồ án tốt nghiệp 1997/2002 Nội Thiết kế hồ chứa Đồng Đò Hà Từ phân tích u nhợc điểm ở trên với công trình là công trình loại vừa (cấp III), tổn thất ngập lụt không lớn nên ta chọn đờng tràn không có cửa van Cao trình. .. bảo cho cống lấy nớc và chứa đợc lợng bùn cát bồi lắng trong lòng hồ MNC phải đủ cao để đảm bảo yêu cầu tới tự chảy, đối với hồ chứa nớc Đồng Đò điều kiện này luôn đảm bảo 2 Xác định MNC MNC = Zbc+a+h (1.1-1) Trong đó: Zbc- cao trình bùn cát Sinh viên thực hiện :Nguyễn Thị Hoa Phợng Trang 12 Đồ án tốt nghiệp 1997/2002 Nội Thiết kế hồ chứa Đồng Đò Hà a- Độ vợt cao an toàn từ cao trình bùn cát đến đáy... trong năm đối với hồ Đồng Đò ta thấy trong một năm: Vđến 75% = 4.383.504m3 >Vdùng= 3.288.000m3 Từ đó cho ta thấy lợng nớc đến trong năm luôn đủ đáp ứng đợc yêu cầu dùng nớc Vì vậy ta chỉ cần tính toán điều tiết năm đối với hồ Đồng Đò III các thành phần dung tích và các mực nớc đặc trng Sinh viên thực hiện :Nguyễn Thị Hoa Phợng Trang 13 Đồ án tốt nghiệp 1997/2002 Nội - Thiết kế hồ chứa Đồng Đò Hà Dung tích... cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế I.hình thức đập Qua khảo sát khu vực Đồng Đò đã xác định đợc 06 bãi Vật liệu với trữ lợng khoảng 746.000 m3 Có chất lợng tốt Các loại này đợc phân bố gần tuyến công trình, rất thuận lợi cho việc khai thác đắp đập Do đó chọn hình thức đập dâng nớc là đập đất đồng chất là hợp lý nhất, vì tận dụng đợc vật liệu địa phơng Biện pháp thi công sẽ giảm, giá thành xây dựng. .. 1997/2002 Nội 32 34 18,75 26,00 Thiết kế hồ chứa Đồng Đò Hà 0,746 1,191 44 45 67,25 75,02 5,948 6,659 Biểu đồ quan hệ 5 đà gió Mực nớc bình thờng 1.900 Góc tạo giữa trục hố và tim đập = 0 Tuyến I Mực nớc lũ 1.950 6 Tổn thất thấm Tổn thất thấm qua lòng hồ, bờ hồ và qua các công trình đậu mối bằng 2% dung tích bình quân tháng Phần ii thiết kế các hạng mục công trình Trong tính toán ta phải lựa chọn phơng... toàn bộ hệ thống công trình ta phải tính toán điều tiết lũ, từ đó xác định đợc đờng quá trình xả lũ (q~t) cho các phơng án chiều rộng tràn khác nhau, so sánh và tìm ra đợc phơng án tối u nhất là phơng án vừa đảm bảo đợc kỹ thuật, vừa cho giá thành rẻ nhất 3.Nội dung tính toán (a) Chọn tuyến và kiểu ngỡng tràn Căn cứ vào bản đồ địa hình, địa chất khu vực xây dựng công trình, đặc trng về hồ chứa, chọn tuyến... chết Vc Dung tích công tác Vhd: Toàn bộ phần dung tích tham gia vào quá trình điều tiết dòng chảy - Dung tích siêu cao Vsc: Nằm trên dung tích hiệu dụng có tác dụng phòng lũ cho hạ lu - - MNC: Giới hạn trên của dung tích chết - MNDBT: Giới hạn trên của dung tích công tác MNDGC: Giới hạn trên của dung tích siêu cao IV phơng pháp tính toán Tiến hành tính toán điều tiết cân bằng hồ chứa theo phơng pháp... đập cao trên 10 m thì trên mái đập nên bố trí các cơ để làm đờng đi lại kiểm tra quản lý và đặt rãnh thoát nớc ma Cơ đập có tác dụng làm tăng độ ổn định cho mái, tập trung và thoát nớc ma, đồng thời bảo đảm thuận tiện cho quá trình thi công phục vụ tốt quản lý vận hành và phòng chống lũ sau Sinh viên thực hiện :Nguyễn Thị Hoa Phợng Trang 25 Đồ án tốt nghiệp 1997/2002 Nội Thiết kế hồ chứa Đồng Đò Hà này ... kế hồ chứa Đồng Đò Hà Hồ chứa Đồng Đò dự định xây dựng suối Đồng Đò - nhánh thợng nguồn lu vực sông Cà Lồ Lu vực Đồng Đò thuộc địa phận xã Minh Trí, huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội Đầu mối công. .. quả, công nghiệp dợc liệu Đầu t phát triển nông nghiệp hớng để xoá đói giảm nghèo khu vực dự án CHƯƠNG III Giải pháp công trình nhiệm vụ công trình Nhiệm vụ công trình Hồ chứa nớc Đồng Đò công trình. .. thớc công trình đầu mối, công trình nối tiếp thích hợp Nhiệm vụ : Trong hệ thống công trình đầu mối công trình Thuỷ Lợi, công trình tràn giữ vị trí quan trọng Kích thớc, hình thức công trình