TKMH: Công trình đường thủy
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI
KHOA CÔNG TRÌNH THUỶ
BỘ MÔN XÂY DỰNG ĐƯỜNG THUỶ
o0o
THIẾT KẾ MÔN HỌC
CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG THUỶ
THIẾT KẾ KÈ MỎ HÀN ĐÁ ĐỔ BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH
TÍNH THỦY LỰC KÈ
Giáo viên hướng dẫn: Th.S LÊ TÙNG ANH
Sinh viên: TIÊU HÀ ĐỊNH
MSV: 35867
Lớp: BĐA50-ĐH
SV: Tiêu Hà Định Lớp BDA50DH 1
GVHD: ThS Lê Tùng Anh
TKMH: Công trình đường thủy
HẢI PHÒNG, THÁNG 11/2013
SV: Tiêu Hà Định Lớp BDA50DH 2
GVHD: ThS Lê Tùng Anh
TKMH: Công trình đường thủy
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ MÔN HỌC
Môn học: Công trình đường thuỷ
Sinh viên: Tiêu Hà Định
Lớp: BDA50-DH
Ngày giao đề: 6-11-2-13
Ngày nộp:
1.1 Tài liệu xuất phát:
1.1.1 Loại đề tài:
Thiết kế kè mỏ hàn đá đổ bằng phương pháp giải tích và tính toán thuỷ lực kè.
1.1.2 1.2. Mục đích:
- Xác định kích thước tuyến chỉnh trị;

-Chọn mực nước tính toán H
TT
5
2. Xác định kích thước cơ bản của tuyến. 6 - 7
2.1 Xác định kích thước cơ bản của tuyến
chạy tàu.
6
SV: Tiêu Hà Định Lớp BDA50DH 3
GVHD: ThS Lê Tùng Anh
TKMH: Công trình đường thủy
2.2 Xác định kích thước cơ bản của tuyến
chỉnh trị:
-Phương pháp HTH, phương pháp TL -
HTH
7
2.3 Kết luận về kích thước cơ bản của tuyến. 7
3. Vạch tuyến và bố trí công trình 8
3.1 Vạch tuyến chỉnh trị, tuyến chạy tàu,
tuyến nạo vét lên bình đồ
8
3.2 Bố trí công trình tại các vị trí xung yếu 8
3.3 Tính khoảng cách sơ bộ giữa các kè 8
3.4 Bố trí công trình trên toàn tuyến 8
Bản vẽ vạch tuyến, bố trí công trình 8
4. Thiết kế chi tiết 01 kè 9 - 10
4.1 Xác định cao trình đỉnh kè bằng phương
pháp Giải tích:
-Giải phương trình xác định A.
-Xác định Z
k

GVHD: ThS Lê Tùng Anh
TKMH: Công trình đường thủy
+Bìa ngoài
+Nhiệm vụ thiết kế.
+Mục lục.
+Nội dung tính toán.
+Phụ lục tính toán (nếu có).
+Tài liệu tham khảo (nếu có).
-Đồ thị vẽ trên giấy kẻ ly. Khuyến khích lập trình máy tính.
b). Bản vẽ:
-Tuyến chỉnh trị, bố trí công trình, tuyến chạy tàu, khu vực nạo vét (vẽ trực tiếp
lên bình đồ).
-Kết cấu kè: mặt cắt dọc, mặt cắt ngang, mặt bằng, kết cấu bè chìm, các đồ thị
tính toán thuỷ lực nạo vét (bản vẽ khổ A1).
c). Các chú ý khác:
-Các nội dung tính toán đều phải trình bày ngắn gọn cơ sở lý thuyết trước khi
tính.
-Công thức phải đánh số thứ tự bằng chữ số Lamã theo dạng (Số chương. Số
công thức) (Ví dụ: 1.1; 2.10 )
-Hình vẽ, bảng biểu phải có tên và đánh số thứ tự theo nguyên lý trên (ví dụ:
Bảng 3.1: Các kích thước cơ bản của tuyến ).
1.3 Nhận xét đánh giá.
1.3.1 Thưởng:
-Áp dụng tin học:
-Nộp sớm :
-Trình bày đẹp, đúng quy cách:
-Lý do khác :
1.3.2 Phạt:
-Không áp dụng tin học :
-Chậm tiến độ:

t
= 15 m
- Mớn nước tàu tính toán: T
t
= 1,5 m
3/ Mực nước thiết kế: +4.88m
4/ Số liệu địa chất:
Cấp phối hạt:
φ(mm)
< 0,01
0,01 ÷ 0,02 0,02 ÷ 0,1 0,1 ÷ 0,2 0,2 ÷ 0,5 0,5 ÷ 1 1 ÷ 2
P (%) 1,87 5,21 20,13 45,25 85,62 92,29 99,56
5/ Số liệu thuỷ văn:
STT Q (m
3
/s) P(%) H (m) I (10
-4
)
1 250 0.008 2.92 1,39
2 300 0.01 3.16 1,41
3 350 0.07 3.39 1,42
4 360 0.09 3.44 1,42
5 400 0.14 3.62 1,43
6 450 0.19 3.84 1,44
7 500 0.23 4.06 1,45
8 600 0.29 4.48 1,47
9 700 0.32 4.88 1,48
10 850 0.33 5.44 1,51
11 900 0.32 5.62 1,51
12 1000 0.29 5.96 1,52

năm ta xác định được lưu lượng có khả năng tải cát lớn nhất thì đó chưa phải là lưu
lượng tạo lòng.
Hiện nay, phương pháp xác định lưu lượng tạo lòng thông dụng nhất là các
phương pháp của Macaveev vì nó phản ánh đúng bản chất vật lý của lưu lượng tạo
lòng, đối với sông ảnh hưởng triều cần xử lý số liệu.
1.4.2 Phương pháp xác định.
Để xác định được lưu lượng tạo lòng trong trường hợp có đầy đủ số liệu thuỷ
văn là các đồ thị quan hệ: H~Q, H~I và Q~F
Các bước tiến hành như sau:
- Xây dựng các đường quan hệ H~Q, H~I và Q~F dựa vào số liệu thủy văn đã
có. Cần chú ý đường của Q~F có dạng hình chuông, đường H~I không có
dạng đường đặc trưng, vì hình dạng của nó phụ thuộc vào hình dạng mặt cắt
tại nơi đo, đường H~Q có dạng Parabol thể hiện mực nước tăng chậm hơn so
với lưu lượng ( mực nước càng tăng thì bề rộng sông sẽ tăng ).
Hình 1.4.2.1.1. Đường quan hệ thủy văn
- Chia đường H~Q thành 20 - 25 dải bằng nhau, tương ứng với mỗi dải ta xác
định được một giá trị tương ứng Hi và Qi , dựa vào hai giá trị này xác định
được Ii và Fi ¬tương ứng. Tính giá trị
SV: Tiêu Hà Định Lớp BDA50DH 9
GVHD: ThS Lê Tùng Anh
TKMH: Công trình đường thủy
- Xây dựng đồ thị Q~QmIF xác định lưu lượng ứng với đỉnh max. Thông
thường có hai đỉnh max tương ứng với lưu lượng tạo lòng lũ ( max1 ), với
mực nước có suất bảo đảm 5-10% ( mực nước trung bình lũ hàng năm ) và
lưu lượng tạo lòng kiệt ( max2 ), với mực nước có suất bảo đảm 25-50%
( mực nước cao mùa kiệt ). Tuy nhiên, điều khẳng định ngược lại là không
đúng, hay trong mỗi mùa không nhất thiết phải có một lưu lượng tạo lòng, vì
đồ thị có thể có ít hoặc nhiều hơn 2 đỉnh Max.
Thông thường giá trị max1 > max2, hay nói cách khác khả năng tác động vào
lòng dẫn của lưu lượng tạo lòng lũ thường lớn hơn lưu lượng tạo lòng kiệt. Do có hai

Q
i
.Từ đó tìm được I
i
, F
i
bằng cách gióng lên đường quan hệ. Sau đó tính Q
i
m
.I
i
.F
i
Kết quả ở bảng sau:
STT Q(i) H(i) I(i) p(i) Q
m
i
I
i
p
i
1 344 2.95 1.39 0.02 0.33
SV: Tiêu Hà Định Lớp BDA50DH 11
GVHD: ThS Lê Tùng Anh
TKMH: Công trình đường thủy
2 531 3.66 1.43 0.27 10.90
3 719 4.95 1.48 0.33 25.23
4 906 5.62 1.51 0.29 35.96
5 1094 6.20 1.53 0.21 38.44
6 1281 6.68 1.54 0.19 48.03

TL
= 1281 ( m
3
/s )
SV: Tiêu Hà Định Lớp BDA50DH 12
GVHD: ThS Lê Tùng Anh
TKMH: Công trình đường thủy
Từ giá trị Q
TL
này, gióng lên đồ thị H~Q, ta được giá trị mực nước:
H = 6.68 ( m )
Từ giá trị H
CT
, gióng tiếp lên đồ thị H~I, được độ dốc mực nước:
I = 1.54x10
-4
SV: Tiêu Hà Định Lớp BDA50DH 13
GVHD: ThS Lê Tùng Anh
TKMH: Công trình đường thủy
Chương 2
Xác định kích thước cơ bản của tuyến
2.1 Xác định kích thước cơ bản của tuyến chạy tàu.
Luồng tàu được đặc trưng bởi các yếu tố để có thể đảm bảo tàu chạy an toàn.
Các đặc trưng chính của luồng tàu đó là các kích thước chủ yếu như: bề rộng, chiều
sâu và bán kính cong. Chiều rộng và chiều sâu được xác định sao cho có thể dựng
được Gabarit đường thủy.
Chiều rộng và chiều sâu luồng tàu được xây dựng để đảm bảo cho chạy tàu an
toàn, tuy nhiên phải tối ưu về mặt kinh tế. Luồng tàu có thể là 1 chiều hoặc 2 chiều.
Các kích thước chủ yếu thuộc luồng tàu được xác định theo các công thức.
2.1.1 Chiều rộng luồng tàu

Độ sâu thiết kế của luồng tàu được tính theo công thức sau:
SV: Tiêu Hà Định Lớp BDA50DH 14
GVHD: ThS Lê Tùng Anh
TKMH: Công trình đường thủy
H
T
= T
t
+ ∆T ( 2-3 )
Trong đó:
H
T
- chiều sâu thiết kế của luồng tàu
T
t
- mớn nước đầy tải của tàu thiết kế ( 1,5 m )
∆T - chiều sâu dự phòng
Đối với lòng sông có bề mặt cát bùn thì độ sâu dự phòng lấy theo bảng sau :
Bảng 2.1.2.1.1.1. Xác định độ sâu dự phòng
Độ sâu yêu cầu chạy tàu ( m ) <1,5 m 1,5 - 3,0 m >3,0 m
Dự phòng chiều sâu
0.2 ÷ 0.3 m 0.3 ÷ 0.4 m 0.4 ÷ 0.5 m
Với giá trị T
t
= 1,5 m, ta xác định giá trị của ∆T = 0,3 m.
Thay vào công thức ( 2 -3 ), ta được :
→H = 1,5 + 0,3 = 1,8 (m)
2.1.3 Bán kính cong luồng tàu.
Một trong các kích thước đóng vai trò quan trọng cho GTVT đó là bán kính cong
luồng tàu. Thông thường bán kính cong luồng tàu lấy bằng ( 5÷6 )L

91,56
8,81( )
2 457,8 36,35
B m∆ = =
× +
2.2 Xác định kích thước cơ bản của tuyến chỉnh trị
SV: Tiêu Hà Định Lớp BDA50DH 15
GVHD: ThS Lê Tùng Anh
TKMH: Công trình đường thủy
2.2.1 Xác định theo phương pháp hình thái học:
Lấy các mặt cắt tại các vị trí đặc trưng của sông bao gồm : ghềnh cạn, vũng sâu,
ghềnh cạn tốt. Tại các mặt cắt này xác định B, T
max
. Vẽ đường cong cận dưới của các
điểm xác định bởi 2 toạ độ B, T
max
.
Xác định độ sâu tuyến chỉnh trị:

1,8 0,4 2,2
T CT
T T T m= + ∆ = + =
Trong đó: T
ct
- Độ sâu chạy tàu(=H
T
=1,8m)
∆T- Độ sâu dự phòng có tính đến sai số của bình đồ (=0.4m)
Dựa vào bình đồ đoạn sông Lô ta cắt thành 16 mặt cắt sông, Vẽ các mặt cắt
ngang đó và tìm B,T

3
5
7
MC 3-3
0
2
4
6
8
MNTK +4.88
Hình 2.2.1.1.3. Mặt cắt 3-3
1
3
5
7
MC 4-4
0
2
4
6
8
MNTK +4.88
Hình 2.2.1.1.4. Mặt cắt 4-4
SV: Tiêu Hà Định Lớp BDA50DH 17
GVHD: ThS Lê Tùng Anh
TKMH: Công trình đường thủy
1
3
5
7

MNTK +4.88
SV: Tiêu Hà Định Lớp BDA50DH 18
GVHD: ThS Lê Tùng Anh
TKMH: Công trình đường thủy
Hình 2.2.1.1.7. Mặt cắt 7-7
1
3
5
7
MC 8-8
0
2
4
6
8
MNTK +4.88
Hình 2.2.1.1.8. Mặt cắt 8-8
1
3
5
7
MC 9-9
0
2
4
6
8
MNTK +4.88
Hình 2.2.1.1.9. Mặt cắt 9-9
1

7
MC 12-12
0
2
4
6
8
-2
-3
-4
MNTK +4.88
Hình 2.2.1.1.12. Mắt cắt 12-12
SV: Tiêu Hà Định Lớp BDA50DH 20
GVHD: ThS Lê Tùng Anh
TKMH: Công trình đường thủy
-1
1
3
5
7
MC 13-13
0
2
4
6
8
-2
-3
9
MNTK +4.88

MNTK +4.88
Hình 2.2.1.1.15. Mặt cắt 15-15
1
3
5
7
MC 16-16
0
2
4
6
8
MNTK +4.88
Hình 2.2.1.1.16. Mặt cắt 16-16
Bảng 2.2.1.1.16.1. Bảng tổng hợp các đặc trựng của mặt cắt
Mặt
cắt
B(m) Tmax
(m)
Diện
tích
(W)
Ttb
(m)
Tcttn
(m)
Tct
(m)
Ghền
h cạn

2.2.2 Xác định theo phương pháp thủy lực hình thái học.
Điều kiện áp dụng là:
3
%50
10
−
≤
T
d
.
Để xác định bề rộng tuyến chỉnh trị theo phương pháp Thủy lực Hình thái học ta
tiến hành theo các bước sau :
a) Xây dựng đường hình thái học:
- Lấy các mặt cắt của ghềnh cạn tốt
SV: Tiêu Hà Định Lớp BDA50DH 23
GVHD: ThS Lê Tùng Anh
TKMH: Công trình đường thủy
- Tìm tỷ số
T
T
cttn
=
η
;
ct
B
B
=
ξ
cho mỗi ghềnh cạn tốt

TK
từ đó tìm được các giá trị
tương ứng của
TK
ξ
, từ các giá trị
TK
ξ
vừa tìm được xây dựng đường thủy lực . giao
điểm của đường thủy lực và hình thái học sẽ cho ta giá trị
TK
ξ
thực .ứng với mỗi mặt
cắt ta sẽ tìm được một giá trị B
T=
TK
ξ
.Bct , lấy giá trị trung bình của các mặt cắt ta
được bề rộng tuyến chỉnh trị.
Bảng 2.2.2.1.1.1. Bảng tính toán xây dựng đường thủy lực, hình thái học.
Mặt
cắt
Ttb(m
)
Tct(m
)
η ξ ηtk ξtk
1-1 1.97 1.80 0.98 4.10 0.60 0.70 0.90
10.1
1

3
26.6
8
18.30
13-13 3.80 1.80 0.63 4.40 0.60 0.70 0.90 29.0 23.0 15.79
SV: Tiêu Hà Định Lớp BDA50DH 24
GVHD: ThS Lê Tùng Anh
TKMH: Công trình đường thủy
0 2
14-14 2.60 1.80 0.58 5.37 0.60 0.70 0.90
20.0
6
15.9
2
10.92
15-15 2.60 1.80 0.69 4.17 0.60 0.70 0.90
15.6
1
12.3
9
8.50
16-16 0.33 1.80 1.76 1.67 0.60 0.70 0.90 0.29 0.23 0.16
SV: Tiêu Hà Định Lớp BDA50DH 25
GVHD: ThS Lê Tùng Anh