Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội

MỤC LỤC
Trang
Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Vị trí công trình
1.2. Nhiệm vụ công trình
1.3. Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình
1.4. Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình
1.4.1. Điều kiện địa hình
1.4.2. Điều kiện khí hậu, thủy văn và đặc trưng dòng chảy
1.4.3. Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn.
1.4.4. Điều kiện dân sinh, kinh tế khu vực.
1.5. Điều kiện giao thông
1.6. Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước.
1.7. Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực.
1.8. Thời gian thi công được phê duyệt.
1.9. Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công.
Chương 2. CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG
2.1. Dẫn dòng.
2.1.1. Mục đích yêu cầu của công tác dẫn dòng thi công
2.1.2. Phân tích các điều kiện ảnh hướng đến công tác dẫn dòng thi công
2.2. Đề xuất phương án dẫn dòng
2.2.1. Phương án I: Dẫn dòng qua cống lấy nước kết hợp cống dẫn dòng
2.2.2. Phương án II: Xây dựng cống dẫn dòng riêng, cống lấy nước riêng
2.3. So sánh lựa chọn phương án
2.3.1. Phân tích ưu nhược điểm của từng phương án
2.3.2. Phân tích đánh giá phương án đã chọn
2.4. Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công

11
11
12
13
13
13
13
14
14
15
15
16
16
16
16
16
17
17
17
17
21
21
22
22
27
27
29
30
30
32

5.2.2. Thiết kế và bố trí nhà ở và kho bãi trên công trường.
5.2.3. Tổ chức cung cấp nước cho công trường.
5.2.4. Tổ chức cung cấp điện cho công trường.
5.2.5. Bố trí đường thi công.
5.5.6. công tác an toàn vệ sinh môi trường
Chương 6. DỰ TOÁN.
6.1. Mục đích của việc lập dự toán
6.2. Ý nghĩa của việc lập dự toán
6.3. Cơ sở lập dự toán
Chương 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
2. Kiến nghị

GVHD: Th.S Trần Văn Vững
SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16

36
37
37
42
48
48
48
54
55
57
64
70
70
70

Hoài Ân, tỉnh Bình Định.
Lưu vực hồ chứa có vị trí khoảng:
108047’ 109025’ kinh độ Đông
14028’ 14029’ vĩ độ Bắc
Cách trung tâm thành phố Quy Nhơn khoảng 100 km về phía Bắc.
Cách Quốc lộ 1A khoảng 20 km về phía Tây (theo đường tỉnh lộ 3A).
1.2. Nhiệm vụ công trình
Hồ chứa nước Vạn Hội có nhiệm vụ:
- Trữ nước điều tiết nước tự chảy cho sản xuất nông nghiệp đảm bảo tưới chắc cho
diện tích canh tác theo phương án 2.106 ha trong đó.
+ Tưới tại chỗ cho 1.100 ha canh tác của huyện Hoài Ân.
+ Còn lại xả nước xuống Sông An Lão bổ sung cho khoảng 5.10 6 m3 nước cho hệ
thống đập Lại Giang để tưới cho 1.006 ha vụ Hè Thu.
- Cải tạo môi trường sinh thái ở vùng hạ du.
1.3. Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình
1.3.1. Quy mô công trình
- Căn cứ vào diện tích tưới (2.000 ha < F=2.106 ha < 10.000 ha), theo TCXDVN 2852002 công trình hệ thống tưới hồ chứa nước Vạn Hội thuộc cấp III
- Theo TCXDVN 285-2002, công trình đầu mối hồ chứa nước Vạn Hội có chiều cao
đập lớn nhất là Hmax=24m và nền nhóm B (nền là lớp đất cát, đất hòn thô, đất sét ở trạng thái
cứng và nửa cứng) nên công trình thuộc công trình cấp III.
1.3.2. Kết cấu các hạng mục công trình
TT

Nội dung

Đơn vị

Thông số

km2

m

44,0

5

Dung tích hữu ích

106 m3

12,70

6

Cao trình MNDGC

m

45,35

7

Dung tích toàn bộ

106 m3

14,50

ĐẬP ĐẤT
8

Trang 3


Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội

12

Mái thượng lưu đập

3,25; 2,75

13

Mái hạ lưu đập

3,0; 2,50

14

Cao trình cơ hạ lưu đập

m

37,0

15

Cao trình cơ thượng lưu

Độ dốc mái trong

m= 1,50

20

Bề rộng đỉnh đống đá
m
4,0
- Bảo vệ mái thượng lưu bằng 2 lớp: Lớp hỗn hợp dăm, sỏi, cát dày 15cm, lớp đá xây
vữa M100 dày 30cm.
- Bảo vệ mái hạ lưu được phân thành các ô để trồng cỏ và rãnh thoát nước.
- Xử lý tiếp giáp nền đập: Nền đập là tầng tàn tích đất sét màu xám vàng, xám sẫm,
xám xanh, sản phẩm của đá Graneiss, Granitoit phong hoá thành đất, ẩm lớp này gặp nước
rễ tan rã sạt lở mạnh, khi thi công cần phải bóc hết lớp phong hoá này. Tim đập đào chân
khay sâu chỗ sâu nhất là 7m, đáy rộng 7m và có mái m = 1: 1,5 cắm vào nền đá gốc.
c) Tràn xả lũ
- Hình thức tràn cửa van:
+ Tràn gồm 3 khoang mỗi khoang rộng 3m.
+ Ngưỡng tràn có cao trình Z = +38m được gia cố bằng BTCT M200 lõi giữa là hỗn
hợp đất, đá, cát.
- Dốc nước: Dốc nước dài 60m có độ dốc i = 5% bề rộng 9m được chia làm 3 đoạn
mỗi đoạn có chiều dài 20m được gia cố bằng BTCT M200.
- Thiết bị tiêu năng:
Tiêu năng phía hạ lưu: Do nền đất không được tốt, chênh lệch cột nước thượng hạ lưu
cao, chọn thiết bị tiêu năng kiểu tiêu năng đáy. Chiều sâu bể tiêu năng 2,5m, chiều dài bể
tiêu năng 30m gia cố bằng BTCT M200 phía cuối bể có bố trí sỏi lọc, cát lọc. Cao trình đáy
bể là +17m. Cao trình thành bể là +26,5m.
- Kênh dẫn tiếp giáp với bể tiêu năng được chia làm 4 đoạn mỗi đoạn đều có mặt cắt
ngang là hình thang m = 1: 1,5

rẻ quạt, khả năng tạo ra kho nước có dung tích khoảng 15x106 m3
- Vị trí tuyến công trình đã chọn đảm bảo cho việc bố trí thuận tiện các hạng mục công
trình như đập đất, tràn xả lũ, cống lấy nước. Bố trí mặt bằng thi công thuận tiện.
1.4.2. Điều kiện khí hậu, thủy văn và đặc trưng dòng chảy
1.4.2.1. Nhiệt độ không khí
- Nhiệt độ thấp nhất Tmin = 150c
- Nhiệt độ cao nhất Tmax = 42,100c
- Nhiệt độ trung bình Ttb = 26,800c
- Khí hậu trong vùng chia làm 2 mùa rõ rệt. Mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 ÷ 12, mùa
khô từ tháng 1÷8.
1.4.2.2. Độ ẩm không khí
- Độ ẩm trung bình năm 75%
- Độ ẩm lớn nhất trung bình 83 %
- Độ ẩm nhỏ nhất (69 ÷70 %)
- Độ ẩm tương đối hàng tháng đều đặn Vmax = 100%
1.4.2.3. Nắng
Số giờ nắng trung bình năm: 2147 giờ.
1.4.2.4. Gió
Lưu vực hồ chứa nước Vạn Hội ở phía bắc tỉnh Bình Định vùng ven biển Nam Trung
Bộ. Khí hậu trong vùng chịu ảnh hưởng trực tiếp của gió mùa Đông Bắc và gió Tây Nam là
hai hướng gió thịnh hành trong năm.
Tính toán xác định vận tốc gió theo 3 hướng chính có ảnh hưởng tới việc tính toán
sóng tác dụng lên mặt thượng lưu công trình hồ chứa nước Vạn Hội đó là hướng Tây Bắc
(T- B ) và Tây ( T )
Bảng 1-1. Tài liệu về gió
P%
2
4
10
30

437
412
397
386
346
312
X3ng ( mm)
794
751
724
704
636
576
P%

Bảng 2-3. Lượng mưa khu tưới
50

GVHD: Th.S Trần Văn Vững
SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16

75
Trang 5


Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội

Xp ( mm )

12
174
159

Năm
1891
1724

1.4.2.6. Bốc hơi
Tháng
∆z(mm)

Bảng 1-5. Lượng bốc hơi trung bình nhiều năm
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
20,5 17,9 20,9 20,8 27,1 34,2 35,6 40,4 26,4 21,5

11
12
20,1 20,6

1.4.2.7. Dòng chảy

Bảng 1-6. Phân phối dòng chảy năm thiết kế hồ chứa nước Vạn Hội
Tháng 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 năm
Q75% 1,007 0,851 0,696 0,575 0,236 0,241 0,192 1,939 0,243 2,152 1,939 3,449 0,980
4. Dòng chảy lũ
- Dòng chảy lũ chính vụ dựa vào:
+ Lượng mưa gây lũ một ngày max
+ Biểu đồ phân bố giờ mưa lũ
Bảng 1-7. Dòng chảy lũ chính vụ hồ chứa nước Vạn Hội
P%
0,2
1
10
Qmax ( m3/s )
812
760
450
W (106m3 )
16,9
13,6

1.15
1.05
1,07
20

+ Lũ tiểu mãn
Lưu lượng, tổng lượng lũ hồ chứa nước Vạn Hội
Q = 20 ( m3/s), W = 0,36.106 m3.
1.4.2.8. Đường quan hệ lưu lượng và mực nước hạ lưu (Q ∼ Z)
Đường quan hệ Q ∼ Z sau khi tính toán và hiệu chỉnh kết quả ở bảng 1 – 9.
Bảng 1-9. quan hệ (Q ∼ Z)
Z(m)
24,0
25,0
26,28
27,0
27,35
28,0
29,0
3
Q( m /s)
0
38
72,1
89
123,1
185
280

8

0,83
3,87
9,05
16,08
24,85

GVHD: Th.S Trần Văn Vững
SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16

Trang 7


Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội

Hình 1-2. Biểu đồ đường quan hệ diện tích mặt nước và cao trình.

Hình 1-3. Biểu đồ đường quan hệ dung tích chứa nước và cao trình.
1.4.3. Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn
1.4.3.1. Điều kiện địa chất
Từ kết quả thăm dò cho thấy:
- Đặc Điểm địa chất tuyến đập:
Tuyến đập đất nằm trên thềm bồi tích có độ cao từ + 22,00m đến + 25,00m có các lớp
địa chất được phân bố từ trên xuống dưới như sau;
+ Bồi tích lòng sông lớp 1a: là các cuội sỏi lòng sông, màu xám vàng, xám trắng, xám
nhạt độ mài mòn cao, nhẵn cạnh bề dầy khoảng 1m rộng 20m
+ Bồi tích thềm sông lớp 1: Á cát nhẹ, trung, hạt cát màu xám trắng, xám vàng, đất
ẩm, kết cấu hơi chặt, trạng thái dẻo cứng, lớp này phân bố ở hai bên thềm sông.
GVHD: Th.S Trần Văn Vững

chịu cột nước có áp.
1.4.4. Điều kiện dân sinh kinh tế khu vực
1.4.4.1. Dân số - Lao động
Vùng dự án thuộc địa giới các xã Ân Tín, Ân Thạnh và một phần các xã Ân Đức và
Ân Mỹ thuộc huyện Hoài Ân tỉnh Bình Định. Theo số liệu điều tra thực tế tại các xã thuộc
vùng dự án thì dân số và tình hình phân bố lao động như sau:
Bảng 1-11. Phân bố dân số - lao động
Nhân Lao động nông Lao động phi
Số hộ
khẩu
nghiệp
nông nghiệp
TT
Tên ( HTX )
( hộ ) ( người )
(người )
(người )
1 Ân Tín
2.020
9.326
8.996
330
2 Ân Mỹ (Đại Định ) 474
2.135
2.031
104
3 Ân Thạnh
1.965
8.639
7.434

GVHD: Th.S Trần Văn Vững
SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16

Trang 9


Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội

Theo thống kê cho thấy số hộ trong vùng dự án nghèo đói hơn 50%. Điều đó nói lên
công tác xoá đói giảm nghèo đối với vùng này cần quan tâm thích đáng. Đặc biệt là xây
dựng hạ tầng cơ sở, trong đó có công tác thuỷ lợi.
1.5. Điều kiện giao thông
- Hiện đã có đường giao thông nối liền với tỉnh lộ đi Hoài Ân và quốc lộ 1A, thuận lợi
cho việc vận chuyển thiết bị, máy móc, vật tư đến chân công trình.
- Trong phạm vi công trường đã có một số tuyến đường mòn, có thể kết hợp làm đường
thi công nếu được mở rộng và tôn cao. Công tác thi công đắp đường và sửa chữa cần hoàn
thành ngay trong tháng đầu tiên kể từ khi khởi công để đảm bảo sử dụng vận chuyển vật tư,
vật liệu, máy móc xây dựng công trình.
1.6. Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước
1.6.1. Vật liệu
- Đất đắp đập gồm có 3 mỏ vật liệu:
+ Mỏ vật liệu số 1: Nằm ở vai trái cách tuyến đâp về phía hạ lưu lớn nhất là 1,2km.
+ Mỏ vật liệu số 2: Mỏ này nằm ở phía hạ lưu, cách tuyến đập từ 2,5 ÷ 3,5km.
+ Mỏ vật liệu số 3: Mỏ vật liệu này nằm trong lòng hồ, phía vai trái tuyến đập, cách
tuyến đập về phía thượng lưu khoảng 1km.
- Trữ lượng đắp đập: Qua khảo sát đã xác định được đất đắp ở các mỏ như bảng sau.

Tên mỏ vật liệu

684589
640293
609946
1934828

Bảng 1-13. Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp
TT
1

Tính chất cơ lý
Hạt sét

Đơn vị
%

Lớp 3a
17,8

Lớp 4
35,1

Lớp 3
22,4

2

Hạt bụi

%


12,7

46,8

6

Giới hạn chảy (Wt )

%

56,97

62,35

69,90

7

Giới hạn dẻo (Wp )

%

37,36

37,82

41,62

8



18,4

28,11

26,37

GVHD: Th.S Trần Văn Vững
SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16

Trang 10


Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội

12
13
14

Dung trọng khô chế bị (γcb)
Lực dính kết ( C )
Góc ma sát trong ( j )

T/m3
kG/cm3
độ

1,74


1,5.10-6

5.10-6

Cát, đá, sỏi được khai thác tại mỏ sau:
+ Mỏ vật liệu số 1: Khai thác ở bờ phải sông An Lão cách vị trí tuyến đập khoảng 6,5
km.
+ Mỏ cát cuội sỏi số 2: Khai thác ở trên sông Cái phía hạ lưu cách tim tuyến đập
khoảng 300 m.
+ Mỏ đá: Khai thác tại mỏ Vĩnh Đức, cách vị trí tuyến công trình đầu mối khoảng 10
km.
+ Các loại vật liệu khác: Các loại vật liệu khác như xi măng, sắt thép mua tại thị trấn
Tăng Bạt Hổ huyện Hoài Ân hoặc từ Quy Nhơn và vận chuyển đến công trình.
1.6.2. Điện
Điện phục vụ thi công có thể sử dụng máy nổ hoặc xây dựng đường dây điện nối với
đường điện cao thế 220/380V của địa phương đã xây dựng nằm cách tuyến đập khoảng
500m.
1.6.3. Nước
- Nước phục vụ cho sinh hoạt: đào giếng để lấy nước phục vụ ăn uống. Nước tắm, giặt,
vệ sinh. Để đảm bảo vệ sinh cần có biện pháp xử lý nước trước khi sử dụng.
- Nước phục vụ cho thi công: nước thi công rất thuận tiện lấy tại suối Cái, là nhánh
suối mà hồ chứa nước Vạn Hội cắt ngang qua. Lượng nước lúc kiệt nhất cũng đủ phục vụ
cho thi công xây dựng công trình.
1.7. Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực
- Vấn đề cung cấp vật tư, thiết bị cho thi công: Do vị trí công trình cách xa trung tâm
thành phố, đời sống xã hội còn nghèo nàn, công nghiệp chưa có điều kiện phát triển nên vật
tư, thiết bị cho thi công là không có kể cả các thiết bị đơn giản để thay thế và sửa chữa
những hư hỏng nhỏ cũng không có. Do đó khi tiến hành thi công phải chú ý đến việc có
thiết bị thay thế và sửa chữa hư hỏng của các thiết bị trong quá trình thi công để chủ động

1.9.2. Những thuận lợi
Khí hậu vùng này chia làm hai mùa rõ rệt mùa khô khá dài từ tháng 1 ÷ 8 mùa mưa bắt
đầu từ tháng 9 ÷ 12 cho nên việc thi công trình khá thuận lợi. Ngoài ra đây còn là công trình
đầu mối quan trọng của vùng dự án, xây dựng hồ chứa nước Vạn Hội hoàn toàn phù hợp với
quy hoạch thuỷ lợi toàn tỉnh Bình Định.
Đây cũng là nguyện vọng tha thiết của nhân dân trong vùng hưởng lợi bao đời nay,
nên cũng được sự quan tâm không nhỏ của Đảng các cấp chính quyền và toàn thể nhân dân
nơi đây.

---------  ---------

GVHD: Th.S Trần Văn Vững
SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16

Trang 12


Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội

CHƯƠNG 2

CÔNG TÁC DẪN DÒNG THI CÔNG
2.1. Dẫn dòng
2.1.1. Mục đích, yêu cầu của công tác dẫn dòng thi công
- Công trình hồ chứa nước Vạn Hội được xây dựng trên thềm bồi tích có độ cao từ
+22m đến +25m sản phẩm của đá Graneiss, Granitoit phong hoá. Ngăn dòng chảy của suối
Cái thành hồ chứa. Do đó mà dẫn dòng thi công công trình là một tất yếu. Muốn thi công
được thì phải đề ra phương án dẫn dòng thật hợp lý và chính xác mới đảm bảo được việc

+ Cấu tạo địa chất tuyến đập bao gồm 5 lớp. Lớp trên cùng là các cuội sỏi lòng sông
bề dày khoảng 1m, lớp thứ 2 phân bố ở hai bên thềm sông bề dày 1÷7m là cát cuội sỏi, lớp
3 hỗn hợp á sét trung chứa dăm sạn, lớp 4 tàn tích là đất sét và cuối cùng là đến lớp đá gốc.
2.2. Đề xuất phương án dẫn dòng thi công
Qua việc phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến việc dẫn dòng thi công và phân tích
những đặc điểm địa chất, địa hình của tuyến đập cho thấy: Ngoài phương án dẫn dòng qua
lòng sông thiên nhiên thì viêc tiếp theo có thể là các công trình tạm như cống dẫn dòng,
GVHD: Th.S Trần Văn Vững
SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16

Trang 13


Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội

cống kết hợp cống lấy nước, tràn tạm hoặc kênh dẫn dòng. Từ đó ta đưa ra các phương án
dẫn dòng thi công cho công trình hồ chứa nước Vạn Hội như sau.
2.2.1. Phương án 1: Dẫn dòng qua cống lấy nước kết hợp cống dẫn dòng.
2 - Dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên, lòng sông thu hẹp năm thứ nhất.
- Dẫn dòng qua cống lấy nước kết hợp cống dẫn dòng thi công và tràn xả lũ năm thứ
hai.
Bảng 2-1. Nội dung phương án 1
Năm
Công trình dẫn
Lưu lượng
Các công việc phải làm và mốc
thi
Thời gian

Dẫn dòng qua cống
Mùa khô từ lấy nước kết hợp
01/02 ÷31/08 cống dẫn dòng, lũ
tiểu mãn một phần
tích lại trong hồ
Mùa mưa từ
01/09 ÷31/12
Mùa khô từ
01/01 ÷30/06

3

Dẫn dòng qua cống
lấy nước kết hợp
cống dẫn dòng và
tràn xả lũ
Dẫn dòng qua cống
lấy nước kết hợp
cống dẫn dòng và
tràn xả lũ

GVHD: Th.S Trần Văn Vững
SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16

450
(m3/s)

20
(m3/s)


2.2.2. Phương án 2: Xây dựng cống dẫn dòng riêng cống lấy nước riêng.
- Dẫn dòng qua lòng sông thiên nhiên năm thứ nhất.
- Dẫn dòng qua cống dẫn dòng, tràn xả lũ năm thứ hai.
Năm thi
công

Thời gian

Mùa khô từ
01/01 ÷31/08

Bảng 2-2. Nội dung phương án 2
Công trình dẫn Lưu lượng
Các công việc phải làm và
dòng
dẫn dòng
mốc khống chế
- Thi công cống dẫn dòng
Dẫn dòng qua
- Thi công cống lấy nước
lòng sông thiên
20
- Thi công tràn xả lũ
3
nhiên
(m /s)
- Đào móng, xử lý nền
- Đắp đập giai đoạn I và II

1

cống dẫn dòng
và tràn xả lũ

3

450
(m3/s)
20
(m3/

- Thi công đê quai dẫn dòng
- Bóc phong hóa nền đập
- Hoàn thành cống dẫn dòng
- Hoàn thành cống lấy nước
- Đắp đê quai ngăn dòng
- Đào móng, xử lý nền ở lòng
sông
- Đắp đập giai đoạn III
- Gia cố mái thượng lưu.
- Hoàn chỉnh hạng mục tràn
xả lũ.
- Đắp đập giai đoạn IV
-Gia cố mái thượng lưu
- Thi công nhà và đường
quản lý
- Đắp đập hoàn thành giai
đoạn IV
-Gia cố hoàn thành bt mái
thượng lưu
- Trồng cỏ bảo vệ mái hạ lưu

+ Khối lượng đê quai lớn cho nên vốn đầu tư cho làm cống dẫn dòng lớn.
+ Cường độ đắp đập lớn không đảm bảo yêu cầu về thời gian cố kết của đất.
+ Không chủ động được tiến độ thi công.
2.3.2. Phân tích đánh giá phương án đã chọn
a) Các nguyên tắc lựa chọn phương án
- Thời gian thi công ngắn nhất.
- Phí tổn về dẫn dòng nhỏ nhất.
- Thi công được thuận lợi an toàn và chất lượng cao.
- Đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp cao nhất.
b) Phân tích đánh giá
Từ 2 phương án trên ta nhận thấy phương án 1 thuận lợi hơn phương án 2 về nhiều mặt
như:
+ Khối lượng đê quai ít
+ Giá thành công trình giảm
+ Chủ động được tiến độ thi công, đập đất thi công an toàn.
Vậy phương án 1 là phương án có lợi nhất về cả hai mặt kinh tế và kỹ thuật, nên ta
chọn phương án này để thiết kế kỹ thuật thi công hệ thống công trình hồ chứa nước Vạn
Hội.
2.4. Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công
2.4.1. Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng thi công
Theo TCVN 285-2002 tần suất lưu lượng mực nước lớn nhất để thiết kế các công trình
tạm phục vụ công tác dẫn dòng được xác định theo bảng (4-4) với công trình cấp III là 10%.
Khi công trình chính tham gia công tác dẫn dòng ta chọn tần suất thiết kế dẫn dòng bằng tần
suất của công trình chính là 1%.
2.4.2. Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công
Chọn thời đoạn thiết kế dẫn dòng là một vấn đề phức tạp vì nó liên quan đến nhiều vấn
đề như đặc điểm thuỷ văn và khí tượng, đặc điểm kết cấu công trình, phương pháp dẫn dòng
khả năng thi công...
- Năm thứ nhất:
+ Dẫn dòng qua sông thiên nhiên 8 tháng mùa khô

2.5. Tính toán thủy lực dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp
2.5.1. Mục đích của việc dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp
- Xác định quan hệ Q ∼ ZTL khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp.
- Xác định cao trình đê quai thượng và hạ lưu.
- Xác định cao trình đắp đập chống lũ cuối mùa khô.
- Kiểm tra điều kiện lợi dụng tổng hợp dòng chảy.
2.5.2. Mức độ thu hẹp lòng suối
Do những yếu tố sau:
- Lưu lượng dẫn dòng thi công.
- Điều kiện không xói của sông và địa chất hai bờ
- Đặc điểm cấu tạo của công trình.
- Đặc điểm và khả năng thi công các giai đoạn, nhất là giai đoạn công trình trọng
điểm.
- Hình thức cấu tạo và cách bố trí đê quai.
- Cách tổ chức thi công, bố trí công trường và giá thành công trình

Lòng sông thu hẹp

Hình 2-1. Sơ đồ mặt cắt lòng sông bị thu hẹp
2.5.3. Nội dung tính toán
Mức độ thu hẹp của dòng sông được biểu thị bằng công thức sau: (GT thi công tậpI)
K=

ω1
. 100%
ω2

(2-1)

Trong đó:


V
0

hh

hc

Hình 2-3. Sơ đồ tính toán thủy lực qua lòng sông thu hẹp.
b) Tính lưu tốc bình quân tại mặt cắt co hẹp (Vc)
Lưu tốc bình quân tại mặt cắt thu hẹp được tính theo công thức :
Vc =

Qmax 10%
(m/s)
ε ( ω 2 − ω1 )

(2-2)

Trong đó :
Vc : Lưu tốc bình quân tại mặt cắt thu hẹp của lòng sông (m/s).
Qmax10% : Lưu lượng thiết kế thi công mùa lũ (m3/s); Qmax10% = 450,0 (m3/s)
ε

Tính được Vc:

: hệ số thu hẹp, thu hẹp một bên; ε = 0,95
VC =

450

Ta thấy Vc = 3,66 (m/s) > [Vc ] = 1,36 (m/s). Vậy lòng sông và bờ sông bị xói lở, ta phải gia
cố bằng xếp đá bảo vệ tại khu vực thi công nơi có mái tiếp giáp với lòng sông.
c) Xác định chênh lệch cột nước ( ∆Z )
Sau khi lòng sông bị thu hẹp thì trạng thái chảy của dòng sông thay đổi mực nước dâng
lên.
Độ cao cột nước dâng khi lòng sông bị thu hẹp với lưu lượng Q = 450 (m 3/s) được xác
định theo công thức sau:
1 Vc2 V02
∆Z = 2 ⋅
−
ϕ 2g 2g

(2-3)

Trong đó: ∆Z - Độ cao cột nước dâng khi lòng sông bị thu hẹp
g - Gia tốc trọng trường: g = 9,81 (m/s2)
ϕ = 0,85 : Hệ số lưu tốc.

Bỏ qua lưu tốc tới gần Vo = 0,00 (m/s)
Thay các giá trị vào công thức (2-3) ta có:
∆Z =

1
3,66 2
*
= 0,94m
0,85 2 2 * 9,81

Vậy khi lòng sông bi thu hẹp mực nước dẫn dòng tăng lên ∆Z = 0,94m
d) Xác định cao trình mực nước thượng lưu (Ztl)

Các thông số của cống:
+ Cao trình đáy cống: + 29,10m.
+ Độ dốc: i = 0,01
+ Chiều dài cống: L = 106,80m.
+ Lưu lượng thiết kế: QTK = 3.40m3/s
+ Lưu lượng dẫn dòng Max: QMAX = 3,15 m3/s.
Dựa vào khẩu diện cống lấy nước là cống tròn  =1200 mm ta kết hợp cống lấy nước
với cống dẫn dòng thi công chọn khẩu diện cống lấy nước kết hợp với việc dẫn dòng thi
công là:  = 1200 mm.
2.6.1. Mục đích tính toán
+ Thiết kế dẫn dòng hợp lý về kinh tế và kỹ thuật.
+ Xác định mực nước đầu kênh, từ đó xác định cao trình đê quai, cao trình đắp vượt lũ.
+ Kiểm tra trạng thái chảy trong cống.
+ Kiểm tra điều kiện xói lở hạ lưu cống.
2.6.2. Các bước tính toán
+ Xác định quan hệ Qc~hsc: Do chế độ chảy của kênh quyết định chế độ chảy của cống vì
thể ta tính kênh sau cống bằng cách tính thủy lực kênh sau cống ứng với cấp lưu lượng Q c ta
xác định được cột nước đầu kênh hđk (coi cột nước là cột nước sau cống hđk = hsc).
+ Tính toán thủy lực cống:
Từ quan hệ Qc~hsc với 1 giá trị Qs ta có một giá trị hsc
Giả thiết hình thức nước nhảy trong cống
Ứng với hình thức giả thiết xác định được Htl
Kiểm tra điều kiện giả thiết.

GVHD: Th.S Trần Văn Vững
SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16

Trang 20



Giả thiết một số lưu lượng thay đổi từ 0 đến 4 (m 3/s) và dùng phương pháp đối chiếu
mặt cắt có lợi nhất về thủy lực để tính toán ta xác định được giá trị hh từ Q.
Sau đây ta tính cho trường hợp với Q = Qtk các trường hợp khác tính toán tương tự.
Ta có m = 1,5 ⇒ 4m0 = 8,424
FRLN =

4m 0 i 8,424 0,001
=
= 0,078
Q
3,4

Tra phụ lục (8-1) BTTL với n = 0,025 ta được Rln = 0,657
b
2,5
=
= 3,81
R LN 0,657
b
= 3,81 và m = 1,5 ta được
Tra phụ lục (8-3) BTTL với
R LN
⇒

h
= 1,423
R LN
⇒ h=

h

0.178
0.133
0.107
0.089
0.078
0.067

b/Rln

RLN
0.181
0.324
0.42
0.496
0.548
0.579
0.631
0.657
0.69

h/Rln

13.812
7.716
5.952
5.040
4.562
4.318
3.962
3.805

⇒ Z03 =

Từ công thức (2-5) ta

2

Q
φn ∗ b k ∗ h h 2 ∗ 2g
2

2

Trong đó:
bk - Bề rộng đáy kênh hạ lưu.
hh - Chiều sâu cột nước trong kênh hạ lưu.
g - gia tốc trọng trường, g = 9,81.
Có m là hệ số lưu lượng: m = (0,34 ÷ 0,36) bảng (14-12) GTTL) tập 2
Chọn m = 0,36, tra bảng (14-13) GTTL tập2 ta có:
ϕn = 0,96, mặt khác ta có :
Chênh lệch cột nước thượng hạ lưu
Z3 = Z03 −

α ∗ Vb 2
2g

Với α = 1 là hệ số lưu tốc tới gần
Vb : Vận tốc chảy trong bể tiêu năng.
Vb =

Q



Đồ Án Tốt Nghiệp
3

Qc (m /s)
0.1
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.4
4

Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội

Bảng 2-5. Quan hệ lưu lượng cống và độ cao sau cống (Q-hsc)
hđk (m)
Z03 (m)
Vb (m/s)
Z3 (m)
hsc (m)
0.134
0.0049
0.0017
0.00493
0.13893
0.331

0.1170
0.0242
0.11698
1.05198
1.016
0.1372
0.0272
0.13712
1.15312

Hình 2-5. Biểu đồ đường quan hệ lưu lượng cống và độ cao sau cống
- Tính toán và vẽ quan hệ lưu lượng qua cống với mực nước thượng lưu(Qc∼ZTL).
Căn cứ vào phương án dẫn dòng thi công đã chọn ta thấy công trình tham gia vào quá
trình dẫn dòng mùa kiệt. khi đó ta coi cửa cống mở hoàn toàn, lưu lượng qua cống thay đổi
từ 0 đến 3,40 (m3/s), để phục vụ cho tính toán điều tiết thường xuyên sau khi đắp đê quai
ngăn dòng chính. Còn khi ZTL lớn tức là Qc > 3,4 (m3/s), ta lấy quan hệ ZTL ∼ a (độ mở
cống), đã tính ở thiết kế kỹ thuật cống để khống chế lưu lượng.
Cách tính tương tự cho nhiều giá trị lưu lượng Q để tính ra được H tl tương ứng.
Ở đây ta tính cho một gía trị lưu lượng Qc = 3,4 (m3/s).
Cống ngầm chảy có áp, hạ lưu chảy tự do ta có công thức tính toán như sau:
Q =  2g(H 0 + il − ηa )
Trong đó: Q - Lưu lượng tháo qua cống lớn nhất
 - Diện tích mặt cắt cống tại cửa ra.
η - Hệ số lưu lượng, thường lấy bằng 0,85
i - Độ dốc đáy cống.
GVHD: Th.S Trần Văn Vững
SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16

(2-6)


R
n

C - Hệ số se di: C =

R - Bán kính thủy lực: R =

ω
χ

n - Hệ số nhám của cống: ống thép thường n = 0,0125.
 - Diện tích mặt cắt ướt cống.
d = 1,2 (m): là khẩu độ cống
=

πd 2
4

⇒ω=

χ - Chu vi ướt của cống.

3,14x1,2 2
= 1,130
4

χ =π.d

⇒ χ = 3,14x1,2 = 3,768


η

 (m2)
i (%)
l(m)
a(m)
0,460
1,130
0,001
106,80
1,20
0,85

H0(m)
3,09

Với H0 = 3,09 m
Vậy ứng với lưu lượng xả Q = 3,40 (m3/s) thì mực nước thượng lưu tương ứng là:
Z TL= ∇Đáycống + H0
Z TL = 29,10 + 3,09 = +32,19m.
GVHD: Th.S Trần Văn Vững
SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16

Trang 24


Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội


Zđđ = ZTL + δ = 32,19 + 0,6 =32,79m
(δ = 0,5 ÷ 0,7m)
- Xác định cao trình đê quai thượng lưu:
Zđq = ZTL + δ = 32,19 + 0,51 =32,7m
(δ = 0,5 ÷ 0,7m)
2.7. Tính toán điều tiết
2.7.1. Tính toán điều tiết thường xuyên
a) Mục đích
Xác định được quá trình nước dâng lên ở thượng lưu theo thời gian ứng với lưu lượng
đến, lưu lượng xả và lượng nước tích lại trong hồ.
b) Nội dung tính toán
Đối với công trình hồ chứa nước Vạn Hội theo phương án thi công đã chọn thì công
trình sẽ thi công trong hai năm. Năm thứ nhất dẫn dòng qua sông thiên nhiên như vậy năm
thứ nhất ta không cần điều tiết dòng chảy, mà chỉ tính điều tiết cho năm thứ hai dẫn dòng
qua cống lấy nước kết hợp đẫn dòng.
Xác định thời điểm mực nước trong hồ đạt cao trình đáy cống
Căn cứ vào lượng nước dẫn trong năm, chọn ngày 02/01 ngăn dòng thì lưu lượng Q t1=
3,15 m3/s.
Wtich = Wđến – Wxả
(2-7)
Trong đó:
Wđến - Tổng lượng nước đến trong thời gian tính toán (m3).
Wxả - Lượng nước xả về hạ lưu (m3).
GVHD: Th.S Trần Văn Vững
SVTH: Trần Đình Nguyên - Lớp TH16

Trang 25