Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
MỤC LỤC
1
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
1
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH
1.1. Vị trí địa lý – quy mô – nhiệm vụ công trình
1.1.1 Vị trí địa lý.
Công trình hồ chứa Cát Tiên nằm trên sông Đăklô, xã Gia Viễn, huyện Cát
Tiên, tỉnh Lâm Đồng. Cách quốc lộ 20 khoảng 50km về phía Tây bắc và cách trung
tâm thị trấn Cát Tiên 8km về phía Đông bắc.
Lưu vực hồ chứa nằm trong khoảng 11°30’ đến 11°38’30’’ vĩ độ Bắc,
107°20’30’’ đến 107°23’ kinh độ Đông.
1.1.2 Thành phần công trình.
Hệ thống công trình đầu mối gồm các hạng mục sau:
Đập đất ngăn sông dâng nước tạo thành hồ chứa.
Công trình tràn xả lũ xuống hạ lưu.
Công trình ngầm lấy nước vào hệ thống đầu mối
1.1.3 Nhiệm vụ công trình
Công trình hồ chứa Cát Tiên có nhiệm vụ sau:
Tưới tự chảy cho 900ha và kết hợp phòng lũ hạ lưu, nuôi trồng thủy sản lòng hồ.
Cải thiện môi trường sinh thái cho khu vực dự án.
Tạo công ăn việc làm cho nhân dân địa phương.
Phát triển các thành phần kinh tế cho khu vực dự án .
1.2. Điều kiện tự nhiên
1.2.1 Địa hình, địa mạo
Tại khu vực bố trí công trình đầu mối là một thung lũng chạy theo hướng
Đông nam –Tây bắc và có chiều rộng trung bình là 480m. Thung lũng được giới
hạn bởi các dãy đồi có cao độ trên 178m và bị cắt xẻ bởi nhiều quả đồi độc lập có
cao độ từ 150 : 170m.

3 Độ dài sông chính: Ls(km) 6.0
4 Chiều rộng bình quân lưu vực 3.2
5 Hệ số hình dạng: B/Llv 0.58
6 Mật độ lưới sông 0.8
7 Độ đốc bình quân sườn dốc Jd ( ‰ ) 289
8 Độ dốc lòng sông chính Js ( ‰ ) 5.0
9 Độ cao bình quân lưu vực (m) 220
1.2.2.2. Tài liệu địa chất
a. Tuyến đập chính
3
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
3
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
Địa chất tại hai vai đập là lớp phủ sườn tích bao gồm 2 lớp
Lớp trên là á sét nhẹ màu vàng nhạt đến nâu đỏ có hệ số thấm (cm/s) dày 0.5
÷ 2 (m).
Lớp dưới là á sét nhẹ màu xám tro, loang lổ vàng có hệ số thấm (cm/s) dày 2
÷ 3 (m).
Nền đập chủ yếu là á sét đến sét đồng chất có hệ số thấm (cm/s) dày hơn
20m với các chỉ tiêu cơ lý sau:
Bảng 1- 3: Chỉ tiêu cơ lý của nền công trình đầu mối
TUYẾN CHỈ TIÊU LỚP 1 LỚP 2 LỚP 3 LỚP 4
Đập
chính
Dung trọng tự nhiên - γ
tn
(g/cm3)
1.93 1.97 1.93 1.94
Dung trọng khô – γ
k

(g/cm
3
)
1.55
Dung trọng bão hòa – γ
bh
(g/cm
3
) 1.97
Lực dính – c(T/m
2
) 1,7
Góc ma sát trong – φ(°) 19°50’
Hệ số thấm – k(a*10-5cm/s) 1.85
b. Tuyến cống
Tuyến cống được đắt trên lớp á sét khá ổn định, có hệ số thấm trung bình k =
10
-5
(cm/s), nên không cần sử lý đáy móng phức tạp. Phần miệng cống và đỉnh cống
cần đắp 1 lớp sét dày1mđể chống thấm.
c. Tuyến tràn
Tuyến tràn được đặt trên lớp đá. Phần sau ngưỡng tràn thân dốc nằm trên nền
đất ổn định, có phần nối tiếp đuôi tràn và lòng suối cũ cần xử lý chân khay ở hố tiêu
năng để chống xói lở.
4
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
4
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
d. Lòng hồ
Qua phân tích địa chất ta thấy: vùng hồ được cấu tạo bởi các lớp đất sét pha

Tháng có nhiệt độ cao nhất trong năm là tháng 1:
b. Độ ẩm
Độ ẩm không khí trung bình nhiều năm: 85,9 %
5
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
5
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
Độ ẩm tuyệt đối thấp nhất: 14 %
Độ ẩm trung bình tháng cao nhất là tháng tám: 91,2%
Độ ẩm trung bình tháng thấp nhất là tháng hai: 77,2%
c. Mưa
Tổng lượng mưa trong khu vực khá lớn, nhưng phân bố không đồng đều
trong năm.
Lượng mưa trung bình nhiều năm 2513,8 mm
Lượng mưa lớn nhất trong thời gian quan trắc 181mm
Bảng 1- 4 : Lượng mưa ngày thiết kế của trạm Bảo Lộc và Đateh
Thứ tự Tần suất p(%) Xmax Bảo Lộc (mm) Xmax Đateh (mm)
1 1.0 233.2 258.1
2 1.5 241.3 241.4
3 2.0 201.1 229.6
4 5.0 161.1 191.9
5 10.0 132.9 163.3
6 20.0 106.9 131.1
d. Bốc hơi
Lượng bốc hơi trong khu vực cũng thay đổi theo mùa, mùa khô từ tháng 9 đến
tháng 10 chiếm 70% tổng lượng bốc hơi toàn năm.
Lượng bốc hơi bình quân ngày 2,1mm.
Tài liệu về bốc hơi như sau:
6
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2

Độ ẩm không khí
trung bình (%)
Độ mưa bình
quân ( mm)
Số giờ
nắng/ngày
1 19.1 81.3 48.3 7.4
2 20.3 77.2 34.3 7.9
3 21.6 79.0 82.5 7.4
4 22.4 83.3 172.1 6.6
5 22.7 87.9 236.9 5.5
6 22.3 89.5 242.5 4.7
7 22.8 90.8 412.0 4.0
8 21.7 91.3 383.5 3.7
9 21.7 90.8 370.4 3.2
10 21.3 89.5 318.6 4.4
11 20.6 86.7 131.1 5.5
12 19.8 83.8 81.4 6.3
Năm 21.3 85.9 251.36 5.6
1.2.3.3 Các tài liệu về dòng chảy
a. Dòng chảy chuẩn:
Diện tích lưu vực: F = 17.5 (km
2
)
Mô đun dòng chảy chuẩn: M
o
= 40.75 (l/s/km
2
)
Lưu lượng bình quân nhiều năm: Q

P% Qp (m3/s) Wp (106m3) T (h) T1 (h) Tx (h) β
1.0 233.4 3.388 8.00 2.5 5.5 2.2
1.5 212.0 3.168 8.25 2.75 5.5 2
d. Đường quá trình lũ
Bảng 1 -10: Bảng quá trình lũ ứng với tần suất P = 1.5%
t(phút) 0 30 60 90 120 150 180 210 240
Q1.5%(m3/s) 0 35.2 112.0 179.6 220.2 233.4 225 210.1 190
t(phút) 270 300 330 360 390 420 450 480 510
Q1.5%(m3/s) 163 140 117 90.8 66.2 42.0 22.2 5.5 2.1
Bảng 1 -11: Đường quá trình lũ P = 0.5%
t(phút) 0 30 60 90 120 150 180 210 240
Q0.5%
(m3/s)
0 38.0 121.0 194.0 237.8 252.1 243.0 226.9 202.2
t (phút) 270 300 330 360 390 420 450 480 510
Q0.5%
(m3/s)
176.0 151.2 126.9 98.1 71.5 45.4 24.0 5.9 2.3
1.2.3.4. Nguồn vật liệu cung cấp và điều kiện giao thông vận tải
a. Đất đắp
Có thể dùng hai loại: Đất á sét bồi sườn tích ( lớp 2 ) và á sét ( lớp 4) đất có
màu vàng nhạt, loang lổ nâu đỏ, trạng thái cứng, kết cấu chặt vừa, cả hai loại này có
9
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
9
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
độ thấm nhỏ φ và c lớn khi đạt độ chặt của đất, cự ly vận chuyển gần thuận lợi cho
thi công.
b. Vật liệu cát sỏi:
Cát lấy tại các mỏ đang khai thác trên sông Đồng Nai, cách công trình 8 ÷

10
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
ngoài ra còn xẻ gỗ kiếm tre nứa để bán. Nhìn chung đời sống nhân dân gặp nhiều
khó khăn do hạn hán lũ lụt, năng suất cây trồng thấp kém và bấp bênh, chăn nuôi
kém phát triển.
1.3.2 Phương pháp phát triển trong tương lai
Trong những năm tới để phát triển nền kinh tế trong vùng, UBND tỉnh Lâm
Đồng đã xác định huyện Cát Tiên là trọng điểm để phát triển ngành nông nghiệp và
chăn nuôi. Do đó trước mắt phải ngưng ngay việc di dân từ nơi khác đến để đảm
bảo định canh định cư cho nhân dân, đẩy mạnh sản xuất lương thực, thực phẩm từ 1
vụ lên 2 vụ hoặc 3 vụ một năm. Phát triển ngành chăn nuôi gia súc, gia cầm để tăng
thêm nguồn thực phẩm và sức kéo cho nông nghiệp.
1.3.3. Nhu cầu dùng nước
Hồ chứa nước Cát Tiên với nhiệm vụ chính là cung cấp nước tưới cho 900ha
lúa, cấp nước sinh hoạt cho 8000 dân, ngoài ra còn tưới hồ tiêu, tưới rau màu và cải
tạo môi trường sinh thái.
Bảng 1 - 13: Nhu cầu dùng nước được tổng hợp
Tháng 1 2 3 4 5 6
Wdùng.106m3 2.83 1.27 2.67 1.76 1.13 0.05
Tháng 7 8 9 10 11 12
Wdùng.106m3 0 0 0 0 2.10 1.97
Cả năm 14.16
11
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
11
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
CHƯƠNG II: CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI
2.1. Giải pháp công trình và thành phần công trình.
- Giải pháp công trình:
Công trình được xây dựng là hồ chứa nước có nhiệm vụ phục cụ tưới tiêu,

∇
Z
đ
= 147.5 + 3 + 1,5 = 152 (m)
Chiều cao đập: H
đ
=
∇
Z
đ
-
∇
Z
đay
= 152 – 136.5 = 15,5 (m)
12
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
12
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
Tra bảng QCVN 04 -05 -2012: ứng với loại nền đất á sét đến sét đồng chất
→
nền loại B
→
Công trình cấp III.
b Theo nhiệm vụ công trình và vai trò của công trình trong hệ thống:
- Tưới tự chảy cho 900ha và kết hợp phòng lũ hạ lưu, nuôi trồng thủy hải
sản lòng hồ.
- Cải thiện môi trường sinh thái cho nhân dân địa phương.
- Tạo công ăn việc làm cho nhân dân địa phương, phát triển các thành phần
kinh tế cho khu vực dự án.

= 50%.
 Theo quan hệ tài liệu :
+ P
max
gió
= 4%
→
v = 23 m/s (ứng với MNDBT).
+ P
bq
gió
= 50%
→
v = 18 m/s (ứng với MNLTK).
- Độ vượt cao an toàn đỉnh đập: Tra tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén ta được:
13
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
13
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
+ Độ vượt cao của đỉnh đập trên sóng ứng với MNDBT: a = 0,7.
+ Độ vượt cao của đỉnh đập trên sóng ứng với MNLTK: a’ = 0,5.
+ Độ vượt cao của đỉnh đập trên sóng ứng với MNLKT: a” = 0,2.
14
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
14
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
2.3. Vị trí tuyến công trình đầu mối.
Căn cứ vào bình đồ và tài liệu đã cho ta xác định được vị trí từng tuyến công
trình đầu mối như trong bình đồ thiết kế:
- Đập ngăn sông: Vị trí tuyến đập được xây dựng trên đoạn trung lưu của sông Dân;

bằng cách coi hồ chứa là một đoạn sông và mực nước trong hồ nằm ngang, có quá
trình lưu lượng vào hồ tại mặt cắt cửa vào Q(t) lưu lượng ra khỏi hồ là tổng của lưu
lượng xả qua công trình đầu mối, lưu lượng cấp cho yêu cầu dùng nước và tổng lưu
lượng tổn thất. Tính toán điều tiết lũ dưa trên nguyên lý cân bằng nước và phương
trình biểu thị lưu lượng qua công trình xả lũ. Khi đó, nguyên lý tính toán điều tiết lũ
là sự hợp giải hệ hai phương trình cơ bản đó là phương trình cân bằng nước và
phương trình động lực cùng với các biểu đồ phụ trợ:
- Phương trình cân bằng nước:
16
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
16
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
= Q – q (4-1)
Ta có: dV = Fdh, với dh là sự thay đổi độ sâu nước trong hồ, khi đó phương trình
(5-1) sẽ có dạng:
Q – q = (4-2)
Đưa phương trình cân bằng nước (4-2) về dạng sai phân ta được:
( (4-3)
(4-4)
- Phương trình động lực cho các công trình xả lũ có dạng tổng quát là hàm của 3
tham số:
q
x
= f [A, Z
t
, Z
h
] (4-5)
Phương trình (4-5) sẽ có dạng cụ thể tùy theo hình thức công trình xả lũ.
- Các quan hệ phụ trợ:

t – Thời gian (h);
– Sự thay đổi dung tích hồ chứa tại thời điểm t.
Lưu lượng tổn thất rất nhỏ so với lưu lượng xả nên trong tính toán điều tiết thường
bỏ qua, lưu lượng cấp nước trong nhiều trường hợp cũng bỏ qua nếu nó chiếm tỷ lệ
nhỏ so với lưu lượng xả.
Phương trình động lực mô tả khả năng chuyển nước qua các công trình lấy nước và
công trình xả lũ. Trong trường hợp mực nước hạ lưu không ảnh hưởng đến lưu
17
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
17
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
lượng lũ xả qua các công trình tháo lũ thì đường quan hệ Q ~ H
hạ
không cần thiết
đưa vào hệ phương trình trên.
Hợp giải hệ phương trình (4-4) và (4-5) cùng với các biểu đồ phụ trợ (4-6), (4-7)
xác định được đường quá trình lưu lượng xả q
x
(t), đồng thời xác định được sự thay
đổi mực nước và dung tích hồ chứa.
3.2.2. Các phương pháp tính:
Từ nguyên lý tính toán điều tiết lũ như trên đã trình bày, người ta dã đưa ra
các phương pháp tính toán sau:
- Phương pháp thử dần.
- Phương pháp Poota pốp.
- Phương pháp Kotrênrin.
Trong đồ án này tính toán điều tiết lũ theo phương pháp Poota pốp, áp dụng
cho công trình xả lũ không có cửa van đóng mở chảy tràn tự do. Thời đoạn tính toán
được chọn cố định cho tất cả các thời đoạn tính toán.
3.3. Tính toán điều tiết lũ theo phương pháp Pô-ta-pôp.

Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
- Hình thức xả lũ: Tràn đỉnh rộng chảy tự do không có cửa van điều tiết lưu
lượng.
Do đó lưu lượng chảy qua tràn tính theo công thức:
q = .m.B
tr
(5-10)
Trong đó: - m: Hệ số lưu lượng của tràn,
- B
tr
: Bề rộng của tràn;
- : Hệ số co hẹp bên.
- H
0
: Cột nước trên tràn.
Vì đập tràn đỉnh rộng có B
tr
=6m, nên ta không chia khoang
= = = 0,75.
Sơ bộ có thể sử dụng nghiên cứu thực nghiệm của Cumin: ta có m = 0,35.
- Đường quá trình lũ đến Q ~ t:
Đường quá trình lũ đến ứng với tấn suất thiết kế và tấn suất kiểm tra, với
công trình cấp II tưng ứng là:
Tần suất lưu lượng, mực nước lũ thiết kế là: P = 1,5%;
Tần suất lưu lượng, mực nước lũ kiểm tra là: P = 0,5%.
- Quan hệ đặc tính lòng hồ:
Quan hệ Z ~ F và quan hệ Z ~ V.
19
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
19

. Hai đường cong này được vẽ trên
cùng một đồ thị và chính là biểu đồ phụ trợ cần xác định.
Tính toán điều tiết lũ:
- Bước 1: Tại mỗi thời đoạn tính toán , tính
- Bước 2: Từ q
1
đã biết (tại thời điểm ban đầu chưa lưu lượng xả nên q
1
= 0) tra
trên biểu đồ phụ trợ theo quan hệ q ~ f
1
xác định được giá trị f
1
= ,
- Bước 3: Từ giá trị f
1
ta tính được f
2
= , theo f
2
tính được tra ngược lại biểu đồ sẽ
được q
2
. Đó chính là lưu lượng xả cuôi thời đoạn và cũng là giá trị q
1
của thời
đoạn tiếp theo.
Lấy giá trị q
2
của thời trước làm giá trị q

3.4.1. Các thông số đầu vào:
- Quan hệ đặc tính lòng hồ Z ~ V:
Hình 3.2: Biểu đồ quan hệ Z ~ V
- Tần suất lũ thiết kế là: P = 1,5%;
Hình 3.3: Quá trình lũ đến ứng với tần suất 1,5% theo số liệu bảng (1-14).
- Tần suất lũ kiểm tra là: P = 0,5%;
Hình 3.4: Quá trình lũ đến ứng với tần suất 0,5% theo số liệu bảng (1-15).
- Các thông số của tràn xả lũ:
+ Tràn đỉnh rộng chảy tự do không có cửa van điều tiết;
+ Cao trình ngưỡng tràn bằng MNDBT = 147,5m;
+ Chiều rộng tràn: B
tr
= 6m;
21
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
21
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
3.4.2. Tính toán điều tiết lũ:
Ứng với B
tr
= 6m, quá trình lũ đến thiết kế thời đoạn 0,5h.
Bảng 3.1: Bảng tính các giá trị đặc trưng của biểu đồ phụ trợ
tt Z(m) Htr(m) Vk(10^6m3) Vtt(10^6m3) q(m3/s) f1(m3/s)
f2(m3/s)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
1 147.5 0 11.216 0 0 0 0
2 147.7 0.2 11.599 0.383 0.812965 425.14907 425.9620
3 147.9 0.4 11.981 0.765 2.299412 848.85029 851.1497
4 148.1 0.6 12.364 1.148 4.224290 1273.4434 1277.667
5 148.3 0.8 12.747 1.531 6.50372 1697.8592 1704.363

Cột (8): Đường phụ trợ f
2
= .
Hình 3.5: Biểu đồ phụ trợ q ~ f
1
và q ~ f
2
theo kết quả bảng (4.1).
22
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
22
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
23
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
23
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
Bảng 3.2: Kết quả tính toán điều tiết lũ ứng với tần suất 1,5%
tt t(phút) Q1 Qtb q1 f1 f2 q2 qtb (Qtb-qtb)*t Vsc Vk Z Hsc
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 11216000 147.5 0
2 15 17.6 8.8 0 0 8.8 0.017 0.0085 7912.35 7912.35 11223912.4 147.50
4
0.004
3 30 35.2 26.4 0.017 8.783 35.183 0.067 0.042 23722.2 31634.55 11247634.6 147.51
6
0.016
4 45 73.6 54.4 0.067 35.115 89.515 0.171 0.119 48852.9 80487.45 11296487.5 147.54
2
0.042
5 60 112 92.8 0.171 89.342 182.142 0.348 0.2595 83286.45 163773.9 11379773.9 147.58 0.08
6 75 145.8 128.9 0.348 181.791 310.691 0.593 0.4705 115586.5 279360.45 11495360.5 147.64

1
3
180 225 227.1 5.658 1539.00
5
1766.105 6.878 6.268 198748.8 1586403 12802403 148.32
9
0.829
1 195 217.5 221.27 6.878 1759.22 1980.497 8.176 7.527 192373.2 1778776.2 12994776.2 148.43 0.93
24
SVTH: Phạm Trung Anh Lớp: 53CD-C2
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật công trình
4 5 5 2
1
5
210 210.1 213.82
5
8.173 1972.31
8
2186.143 9.441 8.807 184516.2 1963292.4 13179292.4 148.52
6
1.026
1
6
225 200.0
5
205.07
5
9.441 2174.24
1
2379.316 10.68 10.060

5
13674018.4 148.78
4
1.284
1
9
270 163 169.75 12.92
6
2678.52
1
2848.271 14.01
9
13.472
5
140649.75 2598668.1 13814668.1 148.85
8
1.358
2
0
285 151.5 157.25 14.01
9
2827.58
5
2984.835 15.06
1
14.54 128439 2727107.1 13943107.1 148.92
5
1.425
2
1

3339.435 17.83
3
17.419
5
94797.45 3044999.7 14260999.7 149.09
1
1.591
2
4
345 103.9 110.45 17.83
3
3321.60
2
3432.052 18.56
5
18.199 83025.9 3128025.6 14344025.6 149.13
5
1.635
2
5
360 90.8 97.35 18.56
5
3413.45
5
3510.805 19.21
4
18.889
5
70614.45 3198640.0
5