HTS. Thủy công 1. Chương 4: Công trình dâng nước .
1
Chương 4
4.1 GIỚI THIỆU
* CT dâng nước (đập dâng) có nhiệm vụ ngăn sông để tạo nên
một cột nước thường xuyên trước đập.
*Phânloạitheo vật liệu chính dùng để xây dựng đập:
- Nhóm đập vật liệu đòa phương (VLĐP): được x ây dựng bằng
các loại vật liệu như đất, đá có sẵn tại vùng xây dựng:
đập đất, đập đá đổ, đập đất đá hỗn hợp
- Nhóm đập bê tông (BT): được xây dựng bằng BT hoặc BT
cốt thép:
đập BT trọng lực, đập vòm, đập liên vòm, đập bản tựa
* Việc chọn loại đập nào thích hợp nhất đối với một vò trí cho sẵn
= f(đòa hình, đòa chất, vật liệu xa ây dựng, khả năng thi công, )
* Thống kê của Ủy ban quốc tế về các đập lớn (International
Committee of Large Dams, ICOLD):
x
Trên thế giới có
#
36000 đập lớn
x
Đập VLĐP chiếm
#
30000 cái (
#
83 %)
o
ưu thế của các loại
đập VLĐP (dễ thích ứng v ới phần lớn các vò trí xây dư ïng v à
thường có giá thành hạ hơn) so với các loại đập BT.
140
11,3
4,4
1,0
0,4
Tổng cộng: 36000
Bảng 4.2 Các đập cao nhất (1996)
Tên đập Nước Loại Năm hoàn
thành
Chiều cao
(m)
Rogun
Nurek
Grand Dixence
Inguri
Tehri
Chicoasen
Tadjikistan
Tadjikistan
Thụy só
Georgia
n độ
Mexico
TE/ER
TE
PG
VA
TE/ER
TE/ER
Đang TC
Turkey
TE/ER
TE
TE
TE/ER/PG
TE/ER
143
76
49
106
184
1976
1937
1990
1984
1990
105,9
96,1
93,0
85,2
84,5
Có 19 đập có thể tích > 50.106m3
Bảng 4.4 Các đập có dung tích hồ lớn nhất (1996)
Tên đập Nước Loại Chiều
cao (m)
Năm
h. thành
D.tích
(109m3)
Owen Falls
182,0
180.6
169,3
168,9
153,0
Có 20 hồ chứa có DT > 50.109m3
HTS. Thủy công 1. Chương 4: Công trình dâng nước .
4
PHẦN I ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG
4.2 ĐẶC ĐIỂM CHUNG
x
Đất và đá là những VLĐP dùng để xây dựng đập.
x
Đất - không dính (cuội, sỏi, cát) - đất dính (sét, á sét, á cát)
Đá - liền khối - nứt nẻ - bò vỡ vụn tự nhiên
x
Yêu cầu khi thiết kế, thi công, sử dụng đập VLĐP :
- Về thủy lực:
. không cho phép nước chảy tràn qua đỉnh đập.
. không nên cho dòng chảy có V lớn chảy dọc theo mái TL
. không nên cho dòng nước xói vào mái HL (đập đất)
- Về thấm:
. Không cho phép XN trong thân và nền đập.
. Q thấm qua đập và nền < Q th ấm cho phép (khi điều tiết hồ)
. Không có hiện tượng thấm tập trung ở chỗ tiếp giáp giữa đập
với nền, bờ và các CT bê tông như CT tháo lũ, CT lấy nước.
- Về ổn đònh: mái TL và HL đập phải bảo đảm ổn đònh trong mọi
trường hợp.
- Về biến dạng: sự biến dạng của từng bộ phận riêng lẻ và tổng
thể của đập không được phá hoại sự làm việc bình thường của đập.
á sét, hoặc bằng vật liệu cứng như bê tông cốt thép,
. BPCT đặt nghiêng theo mái TL đập (tường nghiêng, TN)
hoặc ở giữa thân đập (lõi giữa, LG).
HTS. Thủy công 1. Chương 4: Công trình dâng nước .
6
a) Đập đồng chất b) Đập không đồng chất
c) Đập có TN bằng đất d) Đập có TN không phải bằng đất
đ) Đập có LG bằng đất e) Đập có LG không phải bằng đất
1. mái TL 2. gia cố mái TL 3. đỉnh đập 4. mái HL
5. thân đập 6. BP thoát nước 7. đáy đập 8. vùng chuyển tiếp
9. khối trung tâm 10. lớp bảo vệ 11. TN 12. khối nêm TL
13. LG 14. khối nêm HL 15. LG
HTS. Thủy công 1. Chương 4: Công trình dâng nước .
7
4.3.2 Đập trên nền thấm nước
x Ngoài phần thân đập, phải có thêm BPCT cho nền:
- Tường răng (hoặc chân khay):
. dùng trong tr.hợp nền đất có chiều sâu không lớn lắm
(< 5
y
10 m)
. có thể làm bằng cùng loại đất như thân đập đồng chất, hoặc
có tính chống thấm tốt hơn
. có thể cắm sâu TN hay LG trong thân đập xuống nền.
- Bản cọc:
. dùng trong tr.hợp nền không phải là đá và tương đối sâu.
. thường làm bằng thép hoặc BT cốt thép
. có thể cắm xuống tận nền không thấm hoặc lơ lửng
. cũng có thể nối tiếp với TN hoặc LG của thân đập.
- Màngchốngthấm:
* Có thể sử dụ ng mọi loại đất để đắp thân đập đất, trừ hai loại sau
đây:
x
Đất có chứa muối clorua hay sulfat clorua trên 5%, muối
sulfat trên 2% theo khối lượng (vì có khả năng hòa tan trong nước).
x
Đất có chứa chất hữu cơ chưa phân giải với hàm lượng trên
5% hoặc phân giải hoàn toàn với hàm lượng trên 8% theo khối
lượng.
* Chú ý v ì đất sét nặng khó thi công nên ít được dùng để đắp thân
đập và các B PCT.
HTS. Thủy công 1. Chương 4: Công trình dâng nước .
11
4.6 CHỌN LOẠI ĐẬP
* Chọn loại đập = f (. đòa chất nền đập,
. khí hậu ở vùng xây dựng,
. lượng và chất các loại đất tại chỗ,
. yêu cầu về hạn chế tổn thất nước do thấm
qua thân và nền đập,
* So sánh kinh te á - kỹ thuật một số phương án đập
o
chọn loại đập
thích hợp nhất.
* Một số nguyên tắc mang tính tham khảo:
x
Nền biến dạng nhiều:
- chọn loại đập đồng chất hoặc đập có LG
- tránh dùng loại có TN không phải là đất
(vì dễ gây mất ổn đònh về trượt của TN)
x
BPCT Đập không đồng chất
HTS. Thủy công 1. Chương 4: Công trình dâng nước .
13
4.7 THIẾT KẾ SƠ BỘ MẶT CẮT NGANG CỦA ĐẬP
4.7.1 Nội dung thiết kế
* Mặt cắt ngang của đập có dạng hình thang.
* Thiết kế mặt cắt ngang của đập là xác đònh các yếu tố:
- Đỉnh đập
(cao trình, chiều rộng)
- Mái dốc TL, HL đập (hệ số mái, cơ đập, hình thức gia cố &ø bảo vệ mái)
- BPCT (nếu có)
- BPTN (bộ phận thoát nước)
HTS. Thủy công 1. Chương 4: Công trình dâng nước .
14
4.7.2 Đỉnh đập
a. Cao trình đỉnh đập
đđ
* Độ vượt cao d: d=h
sl
+
'
h+a
x
h
sl
: chiều cao sóng leo
(do đỉnh sóng leo lên mái dốc một đoạn rồi mới rút xuống)
Theo quy phạm Liên x ô (cũ) CH 92-60:
3
- Đá đổ . viên dạng tròn
. viên có góc cạnh
- Đá khối lớn
0,90
0,75
y
0,80
0,60
y
0,65
0,55
0,50
HTS. Thủy công 1. Chương 4: Công trình dâng nước .
15
TS gió tính toán theo cấp đập
Điều kiện làm việc
của hồ
I - II III - IV V
MNDBT 2410
MNLTK 25 50 50
MNLKT Không tính sóng leo do gió
x
'
h: chiều cao nước dềnh do gió
2
10
g
.cos
3
d
đđ
+
ltk ltk ltk
zd
đđ
)max(
i
đđ đđ
+
lkt lkt lkt
zd
đđ
VD HCN8
HTS. Thủy công 1. Chương 4: Công trình dâng nước .
16
* Để hạ thấp
đđ (
o
giảm khối lượng đắp đập, nhất là đối với
các đập cao vừa và cao), có thể làm tường chắn sóng (TCS) bằng
BT, BT cốt thép hoặc đá xây ở mép TL của đỉnh đập.
đỉnh TCS =
đỉnh đập không có TCS
đỉnh đập có TCS = MNLKT + (
* Hệ số mái dốc m (m
1
cho mái TL, m
2
cho mái HL)
. = cotg
E
= chiều dài/chiều cao
. f(đất đắp đập, chiều cao đập)
Đất có tính ma sát càng bé, đập càng cao
o
m càng lớn
* Nhằm giảm khối lượng và tăng ổn đònh đập:
- có thể thay đổi m trên từng đoạn cao 10 m
y
15 m
- càng xuống thấp m càng lớn, với
'
m =0,50chomáiTL
=0,25chomáiHL
Thay đổi hệ số mái dốc đập
E
HTS. Thủy công 1. Chương 4: Công trình dâng nước .
19
b. Cơ đập
* Cơ đập: đoạn nằm ngang trên mái dốc, được thiết kế do yêu
cầu:
- thi công
(máy móc đi lại và làm việc)
- kiểm tra sửa chữa mái trong thời gian khai thác
hoặc bê tông để giữ cho lớp gia cố không bò trượt.
x
Phần gia cố nhẹ: nằm dưới phần gia cố chính, có giới hạn
dưới được xác đònh theo chiều sâu h
gcn
tại đó tác dụng của sóng
không còn đủ khả năng làm các hạt đất dòch chuyển.
- Trong tính toán sơ bộ, có t hể lấy h
gcn
= 1,05(0,58 + 1/m
1
)h
s
HTS. Thủy công 1. Chương 4: Công trình dâng nước .
20
* Mái TL có thể được gia cố bằng:
x
đá (đá đổ, đá x ếp, đá lát)
x
bê tông cốt thép
- các tấm lắp ghép có kích thước 1 x 1 m2
y
2x2m2
- các tấm đúc tại chỗ có kích thước 5 x 5 m2, 10 x 10m2, )
x
bê tông nhựa đường,
Chiều dày lớp gia cố do tính toán quyết đònh.
* Tầng đệm ngay dưới lớp gia cố:
x nhằ m bảo đảm tốt sự nối tiếp giữa lớp GC với đất thân đập
x đóng vai trò tầng lọc ngược nhằm đề phòng hiện tượng xói
o
tăng ổn đònh mái HL
x giảm J thấm o ngừa XN + giảm Q thấm qua đập + nền.
* BPCT: - TN, LG cho thân đập
-CK,BC,MCT,STchonềnđập
* Vật liệu làm BPCT:
x
đất (á sét, á cát, sét) có K
t
50 (K của đất thân đập và nền)
x
VL O thấm (BT, BTCT, chất dẻo, bi tum, ): ít dùng
* TN và LG bằng đất:
x
chiều dày tăng dần từ đỉnh xuống đáy
f(cột nước thấm H, điều kiện thi công)
x
chọn sơ bộ chiều dày ở đỉnh
t
1m
chiều dày ơ û đáy
t
H/10
kiểm tra lại các kích thước này khi tính thấm.
x
đỉnh TN, LG = MNLTK + (
t
0,3 m) đ/v đập thấp
+(
t
- cắm vào nền đất
O thấm mộtđoạn
t
0,5 m
- liên kết với nền đá bằng các gối bê tông
HTS. Thủy công 1. Chương 4: Công trình dâng nước .
24
4.7.5 BPTN
* Nhiệm vụ:
x
không cho dòng thấm thoát ra trên mái HL đập
x
hạ thấp ĐBH để tăng ổn đònh mái HL
x
chủ động tập trung nước thấm qua thân và nền đập xuống HL
x
ngăn ngừa các biến dạng do thấm gây ra (XN, đùn đất).
* Phân loại:
ĐBH
HTS. Thủy công 1. Chương 4: Công trình dâng nước .
25
HCN SÔNG HINH (PHÚ YÊN)
Thi công đập đất đồng chất
Copyright: Tài liệu đại học ©