Thiết kế kích thước công trình dẫn dòng

2.5. TÍNH TOÁN THỦY LỰC DẪN DÒNG

2.5.6. Thiết kế kích thước công trình dẫn dòng

2.5.6.1.1. Tuyến đê quai

Đê quai là một công trình ngăn nước tạm thời, ngăn cách hố móng với dòng chảy để tạo điều kiện cho công tác thi công trong hố móng được khô ráo, khi thi côg công trình chính xong thì đê quai được phá dỡ đi. Khi đắp đê quai cần thảo mãn các yêu cầu cơ bản sau:

- Phải đủ cường độ, ổn định, chống thấm và phòng xói tốt.

- Cấu tạo đơn giản, đảm bảo xây dựng sửa chữa, tháo dỡ dễ dàng và nhanh chóng.

- Phải liên kết tốt với hai bờ.

- Khối lượng đào đắp ít, cần vận dụng vật liệu, thi công với thời gian ngắn và giá thành rẻ.

Để chọn được tuyến đê quai hợp lý đảm bảo được các yêu cầu nêu trên, sau khi nghiên cứu kỹ bình đồ mặt bằng tổng thể bố trícụm công trình đầu mối ta thấy rằng.

+ Vị trí đê quai dọc đợt 1 được nối từ thượng lưu về hạ lưu; đê quai này có nhiệm vụ ngăn nước vào khu vực thi công tràn xả lũ bên bờ tả khi lũ tiểu mãn về.

+ Vị trí đắp đê quai ở thượng lưu được nối từ bên phải đập chính hướng vào tràn tạm dẫn dòng, nhánh đê quai này có nhiệm vụ ngăn nước từ thượng lưu về không cho tràn vào hố móng làm ảnh hưởng đến thi công hố móng đập.

+ Vị trí đê quai hạ lưu cũng được đắp từ vai hải đập hướng vào kênh dẫn dòng, nhánh đê quai này có nhiệm vụ ngăn nước từ phía hạ lưu không cho tràn vào hố móng đập.

Đê quai thi công bằng phương pháp đầm nén dùng đất lấy từ mỏ và tận dụng đất đá đào móng tràn chính, chân khay tim đập, móng cống để đắp, để giảm bớt khối lượng và giá thành.

2.5.6.1.2 Kích thước mặt cắt đê quai

Đê quai kết hợp làm đường thi công, nên ở đây chọn:

Đồ án tốt nghiệp Trang - 34 - Ngành: Công trình

SVTH: Phạm Ngọc Thu Lớp:S8-47C

Đê quai dọc đợt 1:

Bề rộng đê quai Bdọc = 3 m Hệ số mái mdọc = 1,5.

Đê quai đợt 2:

Bề rộng đê quai thượng lưu Btl = 3m.

Bề rộng đê quai hạ lưu Bhl = 3m.

Hệ số mái đê quai thượng và hạ lưu m =1,5.

2.5.6.1.3 Cao trình đỉnh

Đê quai được đắp vào đầu tháng 01 và thời điểm chặn dòng là đầu tháng 02 năm 2009 (đầu mùa khô).

Nhiệm vụ của đê quai là ngăn nước vào hố móng đập chính. Trong trường hợp tính toán cho đê quai thượng lưu ứng với mực nước lưu lượng thág 02 và tháng 03( như đã xác định ở phần tính toán dẫn dòng qua cống) có cao trình mực nước thượng lưu Ztl = 86,93(m) ứng với lưu lượng dẫn dòng là Qdd=0,92(m3/s).

Đê quai hạ lưu ứng với lưu lượng dẫn dòng lớn nhất trong mùa khô Q=0,92 (m3/s), tra quan hệ (Q  Zhl) có Zhl = 83,13(m).

Áp dụng công thức trang 30 giáo trình thi công tập 1 ta xác định được cao trình đỉnh đê quai thượng hạ lưu như sau:

Zđqtl = Ztl + 

Zđqhl = Zhl +  (với  = 0,5  0,7m) Trong đó:

- Zđqtl: cao trình đỉnh đê quai thượng lưu.

- Zđqhl: cao trình đỉnh đê quai hạ lưu.

- Ztl: là cao trình mực nước thượng lưu.

- Zhl: là cao trình mực nước hạ lưu.

- : độ vượt cao an toàn thượng lưu và hạ lưu của đê quai, chọn t=0,7(m); h = 0,6 (m)

Thay các giá trị vào công thức ta được:

Zđqtl = 86,93 + 0,7 = 87,63 (m).

Zđqhl = 83,12 + 0,6 = 83,72 (m).

Mục đích dẫn dòng qua cống là để cường độ đắp đập vượt lũ tiểu mãn không cần khống chế, khi lũ về nước sẽ chứa trong hồ và xả dần qua cống nên ở đây phải tính bài toán điều tiết qua cống khi lũ tiểu mãn về để xác định cao trình đê quai lần nữa.Do đó cao trình đê quai cuối cùng là:

Zđqtl = 90 (m) Zđqhl = 87 (m)

2.5.6.2. Tính thấm qua đê quai

Lưu lưọng đơn vị thấm qua đê quai được xác định theo công thức:

Đồ án tốt nghiệp Trang - 35 - Ngành: Công trình

SVTH: Phạm Ngọc Thu Lớp:S8-47C

qđq = K.

L Y T T H

2

) ( )

(  2   2

(m3/hm) (2-14) Trong đó:

K: là hệ số thấm của đất đắp đê quai K = 4.10-4 (cm/s)(theo bảng chỉ tiêu cơ lý của đât).

K = 4.10-4(cm/s) = 36*4.10-4(m/h)=1,44.10-2(m/h).

T: chiều dày tầng đất thấm nước (T=1,0m) H: cột nước đê quai (m)

L: khoảng cách từ chân đê quai đến mương tập trung nước(m).

L = L0 + 1 – 0,5.m.H L0 = B + 2m.Hđq

m: hệ số mái của đê quai; m=1,5.

2.5.6.2.1. Lưu lượng thấm qua đê quai thượng lưu

Với: K = 1,44.10-2(m/h)

H = 87,63-83,05 = 4,58 (m)

L0 = (90-83,05).1,5.2+3 = 23,85 (m) L = 23,85 + 1 – 0,5.1,5.4,58 = 21,42 (m)

Y: do kênh tập trung nước chưa xác định, cho nên khoảng cách Y chưa biết. Lưu lượng qua kênh không lớn nên ta lấy Y = 0,3(m).

Thay số vào công thức (2- 14) ta có:

qđqt = 1,44.10-2.

42 , 21

* 2

) 3 , 0 1 ( ) 1 58 , 4

(  2  2

=10,301.10-3(m3/h.m).

Chiều dài đê quai thượng lưu Ltl=82m.

Vậy lưu lượng thấm qua đê quai thượng lưu là:

Qqđt = qđqt*Ltl = 10,301.10-3*82 =0,845 (m3/h).

2.5.6.2.2. Lưu lượng thấm qua đê quai hạ lưu Sơ đồ tính thấm qua đê quai hạ lưu

MNTL

+ 90 Y

1:1.5 1:1.5

Y

+ 87,63

l H/2

H

T

Lo L 300

Đồ án tốt nghiệp Trang - 36 - Ngành: Công trình

SVTH: Phạm Ngọc Thu Lớp:S8-47C

Với: K = 1,44.10-2(m/h)

H = 83,72 – 83,05 = 0,67 (m) L0 = 14,85 (m)

L = 15,35 (m)

Thay số vào công thức (2- 14) ta có:

qđqh = 1,44.10-2.

35 , 15

* 2

) 3 , 0 1 ( ) 1 67 , 0

(  2   2

=1,08.10-3(m3/h.m).

Chiều dài đê quai hạ lưu Lhl=36m.

Vậy lưu lượng thấm qua đê quai thượng lưu là:

Qqđh = qđqh*Lhl = 1,08.10-3*36 =0,039 (m3/h).

2.5.6.2.3. Tổng lưu lượng thấm đê quai được xác định như sau Qtđq = Qđqt +Qđqh = 0,845 + 0,039 = 0,884 (m3/h).

2.5.6.3. Tính toán khối lượng cho đê quai 2.5.6.3.1. Tính toán khối lượng cho đê quai dọc Bảng 2-7: Bảng tính khối lượng đê quai dọc

TT Tên mặt cắt

Diện tích (m2)

Diện tích trung bình

(m2)

Khoảng cách (m)

Khối lượng (m3)

1 1-1 0

15,6 45 702

2 2-2 37,6

43,00 45 1935

3 3-3 47

42,68 41 1959

4 4-4 31,24

15,62 60 1037

5 5-5 0

Tổng 5633

2.5.6.3.1. Tính toán khối lượng cho đê quai hạ lưu

Bảng 2-8: Bảng tính khối lượng đê quai hạ lưu

TT Tên mặt Diện Diện tích Khoảng cách Khối lượng (m3) MNTL

Y + 87

1:1.5 1:1.5

X + 83,72

l H/2

H

T

Lo L 300

Đồ án tốt nghiệp Trang - 37 - Ngành: Công trình

SVTH: Phạm Ngọc Thu Lớp:S8-47C

cắt tích (m2) trung bình (m2)

(m)

1 1-1 0

0,323 2,23 0,72

2 2-2 0,646

2,951 54,39 160,5

3 3-3 5,256

5,256 11 57,8

4 4-4 5,256

2,628 2,21 5,8

5 5-5 0

Tổng 224,8

2.5.6.3.2. Tính toán khối lượng cho đê quai thượng lưu

Bảng 2-9: Bảng tính khối lượng đê quai thượng lưu

TT Tên mặt

cắt

Diện tích (m2)

Diện tích trung bình

(m2)

Khoảng cách (m)

Khối lượng (m3)

1 1-1 0

2,4 18,75 45

2 2-2 4,8

8,925 24,88 222

3 3-3 13,05

18,43 22,36 412

4 4-4 23,8

30,43 20,74 631,2

5 5-5 7,05

44,93 19,05 856

6 6-6 52,8

116,93 18,8 2198,3

7 7-7 181,05

181,05 14,3 2589

8 8-8 181,05

116,93 19,06 2228,7

9 9-9 52,8

26,4 76,73 2025,7

10 10-10 0

Tổng 11208

Đồ án tốt nghiệp Trang - 38 - Ngành: Công trình

SVTH: Phạm Ngọc Thu Lớp:S8-47C

Vậy tổng khối lượng đê quai thượng, hạ lưu là:

khối lượng =224,8 + 11208 = 11432,8 m3. 2.5.6.3.3. Biện pháp thi công

Đắp đê quai thượng lưu trước, đê quai hạ lưu sau để giảm khối lượng đắp đê quai hạ lưu vì được đắp trong trạng thái tĩnh, mực nước hạ lưu thấp.

2.5.6.4. Công trình tháo nước

+ Tuyến công trình: cống ngầm không có áp bố trí tại đập chính Trà Van.

+ Các kích thước: BxH=1,5x1,5m bằng thép bọc BTCT M200. Cao trình ngưỡng cống 86, độ dốc cống 0,01, chiếu dài 15m, hệ số nhóm n=0,011.