CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN CỐNG NGẦM

4.4.1. Bộ phận cửa vào, cửa ra

Hai bộ phận này có tác dụng nối tiếp thân cống với mái đập và hướng dòng chảy vào ra được thuận.

Cửa vào của cống ngầm sử dụng các hình thức thẳng, lượn cong dạng tròn hoặc elíp.

Để dòng chảy vào ra được thuận và sự phân bố lưu tốc đều đặn ở cửa vào hoặc ra, thường bố trí tường hướng dòng theo hình thức mở rộng dần (hình 4­21). Góc chụm của hai tường hướng dòng ở cửa vào thường lấy khoảng 180 230, cũng có khi lớn hơn. Góc chụm ở cửa ra khoảng 80 120. Đôi khi ống cống nhỏ người ta dùng hình thức tường cánh kiểu hành lang. Loại này thường chỉ dùng với loại cống không bố trí cửa van điều tiết.

Cấu tạo cửa ra cần chú ý kết hợp với việc bố trí các thiết bị tiêu năng sau cống.

4.4.2. Bộ phận thân cống

159

Thân cống dài, để tránh rạn nứt do lún không đều gây ra, phải bố trí khe nối chia thành từng đoạn. Chiều dài mỗi đoạn phụ thuộc vào tình hình địa chất nền, chiều dày tầng đất đè lên cống. Thường lấy mỗi đoạn khoảng từ 10 20m. Riêng đối với những đoạn ống đúc sẵn thì chiều dài mỗi đoạn khoảng 1 đến 2m để tiện việc chuyên chở, xây lắp. ở chỗ nối tiếp phải bố trí thiết bị chống thấm. Việc nối tiếp giữa thân cống và đất đắp phải giải quyết thật tốt để tránh nước thấm dọc theo thân cống. Trong thực tế xây dựng người ta dùng đất sét nện, đầm chặt bao thành một lớp quanh ống ngầm dày 0.5 1.0m hoặc làm các gờ ở chỗ nối tiếp các đoạn ống để làm cho việc nối tiếp giữa ống và đất đắp được tốt hơn; ống hộp thường làm bằng bê tông cốt thép, đổ bêtông ngay tại hiện trường. Mặt cắt ngang thân cống là một kết cấu khung cứng. Chiều dày thành ống khoảng 20 50cm. Tuỳ theo quy mô của cống, ở các góc thường làm vát xiên để tránh ứng suất tập trung, không lợi cho sự làm việc của cống. Thép chịu lực thường đặt kép để có lợi cho mặt chịu lực và yêu cầu không cho phép xuất hiện vết nứt. Khi xây dựng thường đổ một lớp bêtông lót rồi sau đó mới tiến hành đặt cốt thép và đổ bêtông thân cống.

R

a) b)

Hình 4-21. Kiểu tường hướng dòng mở rộng dần và loe rộng

Chỗ nối tiếp giữa các đoạn thân cống, cần phải đặt các thiết bị chống thấm. Một vài hình thức thường được dùng để chống thấm ở chỗ nối tiếp giữa các đoạn cống hộp như ở hình (4­22). Loại b và c dùng tấm kim loại, trong đó loại b bố trí ở hai bên thành cống, loại c bố trí ở đỉnh và tấm đáy.

Khi nối tiếp giữa các đoạn ống tròn, các đầu tiếp xúc thường làm đầu bằng, đầu ngàm hoặc có vành đai.

160

3

4 2

1

4

3

a) b)

c)

Hình 4-22. Khe nối giữa các đoạn ống

1. Bao tải tẩm nhựa đường, 2. Dây thừng tẩm nhựa đường;

3. Nhựa đường; 4, Tấm kim loại

Nối đầu bằng (hình 4­23a) thường dùng cho các ống nhỏ không áp. Chỗ mặt nối tiếp đặt bao tải tẩm nhựa đường, phía mặt ngoài của cống cuốn mấy lớp giấy dầu.

Nối ngàm (hình 4­23b) các đầu lồng vào nhau (cũng có nơi làm thành rãnh khớp vào nhau). Dùng giấy dầu, bao tải tẩm nhựa đường cuốn vào đầu ống trước khi lắp vào ngàm.

Hình thức này thường dùng cho ống đúc sẵn không áp hoặc có áp lực nhỏ.

Trong các ống có áp lực lớn, giữa các khe nối còn cần đặt tấm kim loại vòng quanh ống để chống thấm tăng an toàn cho công trình.

1

2

3

4 1

c) b)

a)

Hình 4-23. Thiết bị chống thấm của các đoạn ống tròn

1. Giấy dầu; 2. Bao tải tẩm nhựa đường; 3. Vữa xi măng; 4. Vòng đai bằng BTCT Các ống tròn nhỏ thường đặt ngay trên nền hay trên lớp bêtông lót.

Trong trường hợp ống ngầm tương đối lớn, địa chất không tốt cần đặt ống trên bệ đỡ bằng bêtông hoặc đá xây dày khoảng 4050cm. Góc ôm của bệ đỡ thường lấy 900, 1200 hoặc 1800 (hình 4­24). Bệ đỡ có góc ôm 1800 là tốt nhất nhưng tốn vật liệu.

Khi đặt nhiều đường ống song song với nhau thì khoảng cách ngắn nhất giữa các đường ống phải đủ rộng để xây mố ở cửa vào, cửa ra và để dễ dàng lèn đất vào đầm nện chặt.

Thường khoảng cách này phải lớn hơn 4060cm.

161

90° 120° 180

Hình 4-24. Các kiểu bệ đỡ ống ngầm

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 4

1. Nêu khái niệm về cống ngầm. Cống ngầm dưới đê, đập có những chức năng gì?

2. Nêu các đặc điểm của cống ngầm về vật liệu xây dựng, hình thức kết cấu, chế độ thủy lực trong cống.

3. Trình bày sơ đồ bố trí, phân tích ưu nhược điểm và trường hợp sử dụng các hình thức lấy nước ở cống ngầm.

4. Vẽ sơ đồ, nêu cách bố trí các bộ phận của cống có van điều tiết ở hạ lưu. Nêu cách chọn trường hợp tính toán khẩu diện cống.

5. Viết công thức, giải thích các đại lượng và nêu trình tự tính toán xác định kích thước mặt cắt ngang cống.

6. Vì sao phải tính toán kiểm tra điều kiện chảy có áp trong cống? Nêu các nội dung tính toán kiểm tra.

7. Vẽ sơ đồ, nêu công thức và trình tự tính toán tiêu năng kiểu giếng, kiểu bể có tường va đập, kiểu buồng kín sau van côn.

8. Vẽ sơ đồ, nêu công thức và phương pháp tính toán xác định kích thước mặt cắt ngang cống ngầm lấy nước không áp có tháp van phía thượng lưu.

9. Nêu trường hợp tính toán, vẽ sơ đồ và trình bày nội dung tính toán thủy lực xác định trạng thái chảy trong cống lấy nước không áp.

10. Theo bạn, có thể tránh được hoàn toàn nước nhảy trong cống hay không? Khi có xảy ra nước nhảy trong cống thì cần xử lý như thế nào?

11. Khi nào thì cần tính toán tiêu năng sau cống lấy nước không áp? Vẽ sơ đồ và nêu phương pháp tính toán kích thước bể tiêu năng.

12. Trình bày đặc điểm chịu lực và nêu các bài toán tính kết cấu thân cống ngầm.

13. Vẽ sơ đồ các lực tác dụng khi tính kết cấu cống theo phương ngang. Trình bày phương pháp tính toán các lực: áp lực đất, áp lực nước, trọng lượng bản thân và xác định biểu đồ áp lực tổng hợp lên mặt cắt cống.

14. Nêu mục đích của việc phân đoạn cống. Vẽ sơ đồ cấu tạo và nêu nguyên tắc làm việc của các loại khớp nối ở thân cống.

162

Chương 5