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:

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

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
a) Hồ chứa
- Diện tích lưu vực: 38 km2
- Cao trình mực nước chết: +32,10m
- Dung tích chết Vc: 1,8.106 m3
- Cao trình mực nước dâng bình thường: +44m
- Dung tích hữu ích: Vhi = 12,70.106 m3
- Cao trình mực nước dâng gia cường: 45,35m
- Dung tích toàn bộ Vc + Vhi = 14,50.106 m3
b) Đập đất
- Hình thức đập: Đập đất có lõi giữa mềm
- Cao trình đỉnh đập đất: +47,00m

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
+ Đoạn 1 có chiều dài L = 20m, đáy mở rộng dần, cuối đoạn 1 B = 30m.
+ Đoạn 2 có chiều dài L = 20m, đáy B = 30m.
Cả 2 đoạn đều được gia cố bằng BTCT M200
+ Đoạn 3 có chiều dài L = 30m, B = 30m được gia cố bằng đá xây vữa M100
có chiều dầy = 40cm.
+ Đoạn 4 có chiều dài L = 30m, B = 30m được gia cố bằng rọ đá lưới thép.
- Cầu công tác có kết cấu bằng BTCT M200, thép hình các loại kết hợp với thiết bị cơ
khí, dàn van cung tự động điều tiết.
d) Cống lấy nước
- Hình thức cống: cống tròn chảy có áp có van ở hạ lưu với các thông số sau.
- Cao trình đáy cống: +29,10m
- Độ dốc đáy cống: i = 0,01
- Kết cấu cống: ống thép bọc BTCT

- 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
50
T-B(m/s )
33,8
30,00
23,30
20,50
13,60
B ( m/s )
33,90
28,40
21,40
15,80
10,70
T ( m/s )

Xp ( mm )

Bảng 2-3. Lượng mưa khu tưới
50
1.891

75
1.724

Bảng 1-4. Phân phối lượng mưa khu tưới
1
2
3
4
5
6
Tháng
X50%(mm) 43,2 16,7 26,7 28,6 92,3 121
X70%(mm) 39,3 15,2 24,4 26,1 84,1 110

7
8
9
57,2 87,4 224
52,2 79,7 222

10
523
485



4
5
20,8 27,1

6
7
8
34,2 35,6 40,4

9
10
26,4 21,5

11
12
20,1 20,6

1.4.2.7. Dòng chảy
1. Các đặc trưng của dòng chảy
Diện tích của lưu vực: 38 km2
Chiều dài của suối chính: 116 km
Độ dốc đáy suối: 23 ‰
Độ dốc sườn đồi: 374,6 ‰
2. Dòng chảy bình quân nhiều năm
Lưu vực hồ chứa nước Vạn Hội không có trạm đo dòng chảy, nên xây dựng quan hệ
mưa, dòng chảy trên lưu vực An Hoà xác định được quan hệ y0 = 1,113x0 – 1160
Với hồ chứa nước Vạn Hội ta có:
+ Lượng mưa trung bình nhiều năm:
X0 = 2.220mm

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
3
Qmax ( m /s )
812
760
450
6 3
W (10 m )
16,9
13,6
11,5
- Dòng chảy lũ tiểu mãn;
+ Dòng chảy trung bình tháng ứng với tần suất P = 10%
Căn cứ vào tài liệu thực đo của trạm An Hoà, tính toán xác định dòng chảy trung bình
P = 10% cho hồ chứa nước Vạn Hội. Kết quả bảng (1-8).

Tháng
Q10% ( m3/s)


Q = 20 ( m3/s), W = 0,36.106 m3.
1.4.2.8. Đường quan hệ lưu lượng và mực nước thượng 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
Q( m3/s)
0
38
72,1
89
123,1
185
280

30,0
602

Hình 1-1. Biểu đồ đường quan hệ lưu lượng và cao trình thượng lưu.
1.4.2.9. Lượng bùn cát
Hàm lượng bùn cát lấy theo tài liệu trạm đo An Hoà: ρ0 = 90 g/m3.
1.4.2.10. Đường đặc tính lòng hồ
Căn cứ vào bình đồ đã khảo sát, căn cứ vào tuyến đập ta lập được đường quan hệ
(Z∼V) và (Z∼F).

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:

Trang 8


Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội

+ Lớp 2: Cát cuội sỏi màu xanh xám nâu, xám vàng bão hoà nước, rời rạc. Cát cuội sỏi
chủ yếu là đá granit, thạch anh, cuội sỏi có độ mài mòn vừa phải. Dạng hình cầu, kích thước
Hạt cuội lớn nhất tới 130mm. Cuội sỏi cứng chắc, bề dày từ 1÷7m. Ở hạ lưu có chỗ
dày đến 10m sỏi màu xanh lá.

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
1.205
4 Ân Đức (Gia Đức)
476
2.141
1.966
175
Cộng
4.935
22.241
20.427
1.814

Tỉ lệ tăng

- 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
Mỏ vật liệu số 1
Mỏ vật liệu số 2
Mỏ vật liệu số 3
Tổng cộng

Bảng 1-12. Trữ lượng đất đắp đập
Khối lượng(m3)
Khai thác
Bóc bỏ
Lớp 3a
Lớp 3
Lớp 4
109.048
151000

Lớp 3a
17,8

Lớp 4
35,1

Lớp 3
22,4

2

Hạt bụi

%

6,9

19,5

6,20

3

Hạt cát

%

24,8

32,78


7

Giới hạn dẻo (Wp )

%

37,36

37,82

41,62

8

Chỉ số dẻo (Wn )

%

19,61

21,30

28,28

9
10

Tỷ trọng (D )
Độ ẩm tự nhiên (We )

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
0,12
18°

1,46
0,14
15°

1,65
0,24
17°46¢

15


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
trong công tác điều phối máy móc thi công.
- Vấn đề nhân lực: Do đây là vùng miền núi do đó mà tìm kiếm nhân lực có trình độ
cao là không có mà chỉ có thể tìm kiếm nhân lực phổ thông nhưng cũng không được dồi
dào. Do đó khi tiến hành thi công phải tính toán nhân công và điều động sao cho hợp lý để
đảm bảo đúng tiến độ.
1.8. Thời gian thi công đươc phê duyệt
Thời gian thi công toàn bộ công trình là 24 tháng (2 năm). Thời gian bắt đầu từ
01/01/2011 đến 31/12/2012.
1.9. Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thi công
1.9.1. Những khó khăn
Các hạng mục công trình có khối lượng bê tông tương đối lớn, kết cấu tương đối phức
tạp, giao thông khó khăn, nguồn cung cấp vật liệu tuy không phải lấy ở xa nhưng vận
Chuyển nguyên vật liệu để thi công phải tiến hành làm đường xá san ủi mặt bằng thi


Trang


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
hoàn thành thi công công trình theo đúng tiến độ thi công đề ra, đảm bảo hợp lý giá thành
của công trình.
- Đối với đập đất thì trong quá trình thi công đòi hỏi hố móng luôn được khô ráo và
phải thi công liên tục. Điều đó đòi hỏi trong quá trình thi công chúng ta phải có biện pháp
thi công hố móng cũng như thân công trình, nước không thể tràn vào hố móng cũng như
tràn qua mặt đập.
- Dẫn dòng thi công nhằm hai mục đích sau:
+ Ngăn chặn những ảnh hưởng không có lợi của dòng chảy đối với quá trình thi công.
+ Dẫn dòng về hạ lưu đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng nước trong quá trình
thi công.
2.1.2. Phân tích các điều kiện ảnh hướng đến công tác dẫn dòng thi công
+ Điều kiện thuỷ văn: Nằm trong trong vùng khí hậu chịu ảnh hưởng trực tiếp gió
mùa. Hàng năm khí hậu chia làm hai mùa rõ rệt mùa mưa và mùa khô. Nên đã sản sinh ra

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
dòng
dẫn dòng
khống chế
công
- Bóc phong hoá nền đập từ bờ phải
đến bờ trái
- Đắp đê quai dọc
- Đào móng chân khay từ vai trái,
phải đến bờ lòng sông thiên nhiên
Mùa khô từ Dẫn dòng qua lòng
20
- Đào móng và thi công xong cống
3

14

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

450
(m3/s)

20
(m3/s)

450
(m3/s)
20
(m3/

- Đắp xong giai đoạn I,II.
- Tiếp tục thi công tràn xả lũ
- Đắp đê quai thượng, hạ lưu.
- Tiếp tục gia cố mái thượng lưu.
- 1/2 năm thứ 2 lấp dòng
- Đào móng, xử lý nền ở lòng sông
- Đắp đập giai đoạn III
- Gia cố mái thượng lưu.

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
Mùa mưa từ
01/09 ÷31/1

Mùa khô từ
01/02 ÷31/08

Dẫn dòng qua
lòng sông thiên
nhiên

Dẫn dòng qua
cống dẫn dòng


- 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
- Bàn giao công trình

2.3. So sánh lựa chọn phương án
2.3.1. Phân tích ưu nhược điểm của từng phương án
2 a) Phương án 1
3 - Ưu điểm:
+ Chỉ ngăn dòng một lần nên khối lượng đắp đê quai ít, ngăn dòng dễ dàng vốn đầu tư
cho công tác dẫn dòng là nhỏ nhất.
+ Dễ bố trí mặt bằng thi công, thi công nhiều hạng mục cùng một lúc.
+ Lượng nước phục vụ thi công và ở khu vực hạ lưu không bị gián đoạn.
+ Chủ động được tiến độ thi công công trình.
- Nhược điểm:
GVHD:
15

+ 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
+ Dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp 4 tháng mùa mưa
- Năm thứ hai:
+ Dẫn dòng qua cống lấy nước kết hợp cống dẫn dòng vào mùa khô, lũ tiểu mãn một
phần tích lại trong hồ, một phần xả qua cống.
+ Dẫn dòng qua cống lấy nước kết hợp cống dẫn dòng và tràn xả lũ vào mùa mưa.
2.4.3. Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công
Sau khi xác định được tần suất thiết kế dẫn dòng thì việc chọn lưu lượng thiết kế dẫn
dòng phụ thuộc vào thời đoạn dẫn dòng thi công. Phải chọn lưu lượng dẫn dòng thi công
ứng với mỗi thời đoạn thiết kế dẫn dòng thi công. Đối với công trình tạm tần suất dẫn dòng
10% lưu lượng thiết kế dẫn dòng được chọn như sau.
GVHD:
16

Trang

- 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:
K : Mức độ thu hẹp của lòng sông , K = ( 30÷60)%
ω1 : Tiết diện ướt của lòng sông mà đê quai và phần công trình chiếm chỗ (m 2)
GVHD:
17

Trang


Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội

ω 2 : Tiết diện ướt của lòng sông cũ (m2)


i = 0,023

Lưu lượng qua mặt cắt xác định theo công thức Sê-Di:
Q = ϖ .C. R.i (m)
1

Hệ số Sê-Di xác định theo công thức:

C=

1 6
R
n

Số mũ thủy lức y xác định theo công thức:
y = 1,5. n
Giả thiết nhiều giá trị cột nước hạ lưu (hhl) tính giá trị Q tương ứng, ta xác định được
quan hệ (Q~Zhl).
Bảng 2-3. Quan hệ lưu lượng và cao trình hạ lưu (Q-Zhl)
h(m)

b (m)

ω(m2)

1.000

18.000

1.500


1.560

18.000

35.381 27.866

1.270

74.328

449.396

24.970

1.563

18.000

35.463 27.885

1.272

74.348

450.001

24.973

GVHD:


1.332

74.921

496.523

25.060

1.657

18.000

38.063 28.480

1.336

74.966

500.283

25.067

Hình 2-2. Biểu đồ đường quan hệ lưu lượng và cao trình hạ lưu.
Với tần suất P = 10% ta có lưu lượng dẫn dòng về mùa lũ ứng với Q = 450 m3/s.
Từ quan hệ Q~Zhl được Zhl= 24,973 m. Ta xác định được cao trình hạ lưu : Zhl= 24,973 m.
→ hhl = Zhl – Zđs = 24,973 -23,41 = 1,563m)
Trong đó hhl: chiều cao cốt nước hạ lưu (m)
Zđs: Chiều cao đáy sông xác định được dựa vào mặt cắt dọc đập
Ứng với cao trình mức nước hạ lưu Zhl =24.973m, trên cắt dọc đập xác định được:

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 (m3/s)
ε

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

Tính được Vc:

Vc =

450
= 4.91 (m/s)
0,95*(137,8 − 41,34)

Sau khi sơ bộ xác định hệ số thu hẹp k và tính được lưu tốc bình quân tại mặt cắt thu
hẹp Vc. Căn cứ vào địa chất của đoạn sông thu hẹp sẽ xác định được lưu tốc bình quân cho
phép không xói [Vc ] . So sánh nếu Vc > [Vc ] lòng sông bị xói lở cần gia cố lòng sông.
Nếu Vc < [Vc ] lòng sông không bị xói lở:

[Vc ]



(2-3)

Trong đó: ∆Z - Độ cao cột nước dâng khi lòng sông bị thu hẹp
V0 - Lưu tốc lòng sông chưa bị thu hẹp
V0 =

Qmax 10%
450
=
= 3,26(m/s)
ω2
137,8

g - Gia tốc trọng trường: g = 9,81 (m/s2)
ϕ = 0,85 : Hệ số lưu tốc.

Thay các giá trị vào công thức (2-3) ta có:
∆Z =

1
4.912 3.262
×
−
= 1,16m
0,852 2.9,81 2.9,81

Vậy khi lòng sông bi thu hẹp mực nước dẫn dòng tăng lên ∆Z = 1,16m
d) Xác định cao trình mực nước thượng lưu (Ztl)
Ta có:


Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội

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.
5m

MNTL

MNHL

Zo=Ho+iL-D/2


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
xR LN = 1,423 x 0,657 = 0,935 m

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
3.623

0.743
1.023
1.176
1.286
1.341
1.365
1.421
1.423
1.473


Trong đó:
bk - Bề rộng đáy kênh hạ lưu.
hh - Chiều sâu cột nước trong kênh hạ lưu.
GVHD:
23

Trang


Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội

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
Q

2
2.5
3
3.4
4

GVHD:
24

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
0.0202
0.0061
0.02019
0.35119
0.494
0.0363
0.0097
0.03625
0.53025


Trang


Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Thi Công Hồ Chứa Nước Vạn Hội

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.
l - Chiều dài cống.
a - Chiều cao cống.

(2-6)

1