Đồ án tốt nghiệp

Trang 1

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1.

Vị trí công trình:
Hồ chứa nước Phước Trung được xây dựng trên suối Ngang trong đó có sử dụng

một phần dòng chảy của suối Cho Mo, thuộc phạm vi hành chính của xã Phước Trung –
huyện Bắc Ái tỉnh Ninh Thuận, cách thành phố Phan Rang Tháp Chàm khoảng 29 km.
Tuyến công trình đầu mối nằm có tọa độ địa lý như sau:

1.2.

X = 11041’30’’

Vĩ độ Bắc

Y = 108056’10’’

Kinh độ Đông

Nhiệm vụ công trình:
- Hồ Phước Trung xây dựng có tác dụng điều tiết lưu lượng nước đến từ suối

Ngang trong đó có sử dụng một phần dòng chảy cả suối Cho Mo nhằm cung cấp nước

MNGC

km2

0,736

MNBT

km2

0,557

4

Cao trình MNDGC

MNDGC

m

90.44

5

Dung tích toàn bộ

Vtb

103m3



4,92

9

Lưu lượng trung bình năm

Q

m3/s

0,165

10

Cung cấp nước sinh hoạt

Q

m3/ngày đêm

163

B

ĐẬP ĐẤT

1

Cao trình đỉnh đập


Bđ

m

5

5

Hệ số mái thượng lưu

mt

3,0-3,5

6

Hệ số mái hạ lưu

mh

2,75-3,0

7

Hình thức đập

Đập đất

8


m

88.50

4

Cột nước tràn max

Ht

m

1,94

5

Chiều rộng ngưỡng tràn

Bt

m

40

6

Chiều rộng đầu dốc nước 1

Bd


10

Chiều sâu bể tiêu năng

11

Lưu lượng tháo lũ max

12

Chiều dài bể tiêu năng

6

Dung tích chết

7

Cao trình MNDBT

8

Sinh viên: Hà Thị Cẩm Vân

0,0525
m

1,3


14

Chiều dài dốc nước 2

Ld2

m

220

15

Chiều rộng dốc nước 2

Bd2

m

20

16

Độ dốc đáy dốc nước 2

i

17

Chiều dài kênh xã lũ


Kích thước cống

8

0,035

Lkx

m

266

Lc

m

156

i

0,005
m3/s

1,0

m

0,7

bxh


0,014

11

Lưu lượng thiết kế

Qtk

m3/s

1,0

1.4.

Qmax
BTCT M300

Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình:
1.4.1. Điều kiện địa hình:
- Trong khu vực vùng tiểu dự án có thể phân ra hai đơn nguyên địa mạo chính là:

Dạng địa hình miền núi - bóc mòn và dạng địa hình thung lũng - tích tụ.
- Dạng địa hình bóc mòn phát triển trên các khu vực có cao độ 90m - 200m. Bao
gồm các đỉnh núi cao và các sườn dốc bao bọc phần thung lũng lòng hồ.
- Dạng địa hình tích tụ bao gồm phần thung lũng giữa núi các thềm sông suối và
bãi bồi, dạng địa hình này phát triển theo hướng kéo dài từ đông xuống tây nam, với
đặc trưng là chiều rộng hẹp bề mặt tương đối bằng phẳng. Cao độ thay đổi từ 70m đến
90m.



Suối Ngang

Ô Căn

1

Diện tích lưu vực

Flv

km2

16,6

30

2

Chiều dài sông chính

Lsc

km

6,90

9,10

3


312,10

/00
/00

Các đặt trưng địa hình của hồ chứa được xác định trên bản đồ 1/5.000 và tính
toán tổng hợp trong bản sau:

Bảng 1-3: Quan hệ đặc tính lòng hồ

Sinh viên: Hà Thị Cẩm Vân

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 5

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Z(m)

F(ha)

V(103m3)

75


15,41

28,24

81

19,23

33,08

82

22,37

37,74

83

27,58

40,48

84

30,42

46,94

85


60,32

72,46

Hình 1-1: Biểu đồ quan hệ Z ~F
Sinh viên: Hà Thị Cẩm Vân

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 6

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Hình 1-2: Biểu đồ quan hệ V~ Z
1.4.2. Điều kiện khí hậu, thủy văn và các đặc trưng dòng chảy:
1.4.2.1.

Điều kiện khí hậu:

- Nhiệt độ: Nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm: 33,50C
- Độ ẩm không khí trung bình nhiều năm: 70%
- Mưa: Tổng lượng mưa năm trung bình nhiều năm lưu vực khoảng 900mm
1.4.2.2.

Điều kiện thủy văn:

Khu vực vùng tiểu dự án chịu ảnh hưởng của khi hậu Nam Trung Bộ, với đặc


0,51

0,4

1,5

3,7

3,6

6,2

4,7

- Theo lưu lượng lũ 10% Q = 56m3/s

Sinh viên: Hà Thị Cẩm Vân

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 7

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

- Lưu lượng dẫn dòng mùa khô (Từ tháng 12 đến tháng 8): Theo lưu lượng ngày
mưa lớn nhất trong 3 tháng mùa khô đo được tại trạm Nha Hố, Tân Mỹ, Ba Tháp, Nha


3,5

4

Q

0,00

2,62

8,78

18,38

31,65

48,91

70,48

96,69

127,84

72,89

73,39

73,89

Đặc điểm địa chất công trình:

- Trong khu vực nghiên cứu có mặt các loại đá cổ và trầm tích đệ tứ. Các đá cổ
là các thành phần tạo macma thành phần trung tính đến axid bao gồm granit,
granodionit… Thành phần khoáng vật tạo đá chủ yếu là thạch anh. Các trầm tích đệ tứ
là sản phẩm của các quá trình phong hóa đá gốc dưới dạng tổng hợp của các tác nhân
phong hóa, các quá trình bào mòn xâm thực, vận chuyển và tích tụ.
- Khu vực lòng hồ: Qua tài liệu khảo sát có thể kết luận vùng hồ Phước Trung
không có khả năng thấm nước vì: bờ hồ và đáy hồ có cấu tạo bởi đá macma bền vững ít
thấm nước. khả năng thấm nước cũng như mất nước qua các thung lũng bên cạnh và
xuống đáy hồ là rất hạn chế. Về khả năng sạt lở bờ hồ, do cấu tạo địa chất tốt và độ
rỗng không lớn, lòng hồ nhỏ có độ dài truyền sóng không quá 2 km, sẽ không sạt lở
trong quá trình thi công.
- Tuyến đập: có chiều dài 800 m. Nền và vai đập là đá gốc macma cứng chắc, đá
có khả năng chịu tải cao, đảm bảo ổn định mặt kháng trước cho nền đập và khả năng
chống thấm tốt. Lớp phủ trên toàn tuyến nhìn chung nhỏ hơn 5 m.
- Tuyến tràn: tuyến tràn nằm trên đá granit phong hóa từ mạnh đến vừa. Mức độ
thấm nước vào loại nhỏ, nền tràn chịu tải tốt.
- Tuyến cống: Nằm trên nền đá ít nứt nẻ, khả năng chịu tải và chống thấm tốt.
Nhìn chung việc xử lý địa chất khu vực các công trình đầu mối là không phức tạp.
Sinh viên: Hà Thị Cẩm Vân

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 9

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

- Nước dưới đất nghèo, các đá gốc chiếm chủ yếu, lớp vỏ bị phong hóa đều
không có khả năng chứa nước.
- Nước chỉ tồn tại trong các lớp cát, cuội, sỏi. Á cát bồi tích bởi trữ lượng rất
nhỏ, nguồn cung cấp nước chủ yếu là nước ngầm và nước mưa.
1.4.4. Điều kiện dân sinh - kinh tế khu vực:
1.4.4.1.

Điều kiện dân sinh:

- Khu vực xây dựng hồ chứa nước Phước Trung tính đến tháng 4 năm 2009 có
304 hộ với 1835 nhân khẩu, chủ yếu là người dân tộc Răclây.
- Tập quán canh tác: Trình độ canh tác và thâm canh thấp. Dân số trong vùng
chủ yếu sống bằng nông nghiệp. Nền kinh tế phụ thuộc vào nông nghiệp là chủ yếu,
Sinh viên: Hà Thị Cẩm Vân

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 10

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

mật độ dân cư thưa, thu nhập thấp. Hồ chứa nước Phước Trung xây dựng là cần thiết để
phát triển kinh tế vùng, cải thiện đời sống sinh hoạt của đồng bào địa phương.
1.4.4.2.

Điều kiện kinh tế:


nguồn nước suối Ngang. Tuy nhiên lưu lượng không đều, nên diễn ra tình trạng thiếu
nước sinh hoạt và sản xuất trong mùa khô.
Sinh viên: Hà Thị Cẩm Vân

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

1.7.

Trang 11

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực:
Khi xây dựng công trình hồ chứa nước Phước Trung phải tiến hành chuẩn bị đày

đủ những yêu cầu thiết bị như: Kho tàng, bến bãi, nhà xưởng, đường thi công… Trong
thời gian thi công cần san ủi mặt bằng rộng rãi, quy hoạch các khu như: Khu sản xuất,
phục vụ sản xuất, tạo điều kiện thuận lợi nhất cho công nhân để thi công công trình và
khai thác hết tác dụng của công trình và đáp ứng sự mong muốn của người dân địa
phương sớm hoàn thành công trình để đưa vào sử dụng.
1.8.

Thời gian thi công được phê duyệt:
Thời gian thi công hồ chứa nước Phước Trung được dự kiến là 2 năm.

1.9.



CHƯƠNG 2
DẪN DÒNG THI CÔNG
2.1.

Dẫn dòng thi công:

2.1.1. Mục đích yêu cầu của công tác dẫn dòng thi công:
• Mục đích: Dẫn dòng thi công nhằm 3 mục đích cơ bản như sau:
+ Ngăn chặn dòng chảy không có lợi tác động xấu đến quá trình thi công.
+ Dẫn dòng chảy về phía hạ lưu đảm bảo yêu cầu lợi dụng tổng hợp dòng nước
trong quá trình thi công.
+ Đảm bảo các điều kiện thi công về chất lượng và kỹ thuật, hố móng luôn được
khô ráo nhưng vẫn sử dụng được nguồn nước của thiên nhiên để phục vụ sản xuất và
sinh hoạt cho nhân dân ở phần hạ lưu (giảm chi phí thi công, giảm những ảnh hưởng
bất lợi đến công trình).
• Yêu cầu: Cách ly công trình đang xây dựng hoàn toàn với dòng chảy để đảm bảo
chất lượng công trình; do đó cần thiết phải sử dụng các đê quai, các biện pháp để
đưa nước ra khỏi phạm vi công trình
2.1.2. Đề xuất phương án dẫn dòng thi công:
Để đề xuất được phương án dẫn dòng thi công đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và kinh
tế thì cần phải đi tìm hiểu và phân tích sự ảnh hưởng, tác động của từng yếu tố đến công
trình và các biện pháp công trình trong quá trình thi công.
2.1.2.1.

Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến việc đề xuất phương án dẫn dòng:

- Để đề xuất phương án dẫn dòng xác định thực tế, có tính khả thi thì cần đi sâu
phân tích các nhân tố tác dụng trực tiếp đến phương án dẫn dòng thi công công trình. Vì
công trình thủy lợi có tính đơn chiếc, không công trình nào giống công trình nào, do đó

Căn cứ vào các giá trị lưu lượng nước đến của công trình hồ chứa nước Phước
Trung ứng với tần xuất P = 10% như đã nêu trên, các công trình dẫn dòng có thể ứng
dụng đối với công trình này có thể làm dẫn dòng và lòng sông thiên nhiên, dẫn dòng
qua lòng sông thu hẹp, kết hợp dẫn dòng qua cống lấy nước, sử dụng tràn tạm để tháo
lũ.
b/ Điều kiện địa hình:
Căn cứ vào mặt bằng tổng thể của công trình, các cắt dọc, cắt ngang của tuyến
đập, của tuyến tràn và tuyến cống, ta nhận thấy rằng điều kiện địa hình ở bên vai trái
trước của đập đất tương đối phải bằng phẳng rộng rãi, có thể bố trí hiện trường thi công.
Do đó, ta có thể thi công đắp đập từ phía trên vai này trước.
c/ Điều kiện địa chất:
Căn cứ vào tài liệu địa chất của tuyến đập, theo đó lòng sông của công trình hồ
chứa nước Phước Trung gồm có các lớp như sau:
- Trong khu vực nghiên cứu có các loại đá cổ và trầm tích đệ tứ. Các đá cổ là đá
macma, thành phần trung tính đến axit bao gồm granit, granodionit,… Thành phần
khoáng vật tạo đá chủ yếu là thạch anh, felnpat, mica và một số ít khoáng vật phụ khác.
Sinh viên: Hà Thị Cẩm Vân

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 14

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Lớp 1a: - Lớp á sét chứa ít sạn, màu xám nâu, trạng thái ẩm vừa, thành phần chủ yếu là
các bụi sạn.
Lớp 1b: - Lớp á sét chứa dăm sạn và ít sỏi, sản phẩm phân hóa triệt để thành đất của đá

phía đắp vai phải.
Đập đất là loại công trình không cho phép nước chảy qua, vì thế quá trình dẫn
dòng thi công phải luôn đảm bảo an toàn cho việc thi công đập (phần đập được đắp
luôn cao hơn mực nước lũ)
Sinh viên: Hà Thị Cẩm Vân

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 15

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Tràn xả lũ của công trình nằm ở phía phải của đập trong đó bao gồm ngưỡng
tràn, dốc nước và bể tiêu năng. Vì dốc nước và bể tiêu năng của công trình ở vị trí thấp
dễ bị ngập lụt trong mùa mưa, vì vậy cần phải thi công phần bể tiêu năng và dốc nước
trước. Tiếp theo là tường chắn đất ở hai bên rồi mới tới ngưỡng tràn.
e/ Yêu cầu tổng hợp lợi dụng tổng hợp dòng chảy:
Với công trình hồ chứa nước Phước Trung thì lưu lượng nước đến nhưng không
có yêu cầu đi lại của tàu thuyền nhưng phải đảm bảo đưa nước về hạ du với lưu lượng
và chất lượng nước không thay đổi để đảm bảo các hoạt động sinh hoạt bình thường
phía hạ du
 Giữ nguyên dòng chảy về hạ lưu .
f/ Điều kiện và khả năng thi công (năng lực của nhà thầu):
Đối với công trình này thì các yêu cầu đối với năng lực của nhà thầu đều đáp
ứng thỏa mãn.
* Kết luận:
Với mỗi nhân tố tác động như đã phân tích ở trên có ảnh hưởng đến 1 số phương

công

Công trình

Lưu

Các công việc cần tiến hành và

dẫn dòng

lượng

mốc khống chế
- Lắp dựng lán trại, làm đường thi
công
- Đào móng hai bên thượng và hạ
lưu đập kết hợp đào móng cống lấy
nước ở phía trái đập.
- Đào móng phần tràn xã lũ

Năm

Mùa khô

thứ

từ tháng

nhất



Dẫn dòng

từ tháng

thi công

Q = 56

thượng lưu phần bên phải và bên

9 đến

qua lòng

(m3/s)

trái.

tháng 11

sông thu hẹp

- Thi công bê tông chống thấm

- Tiếp tục thi công đắp đất đập bên
phải và bên trái vượt qua cao trình
khống chế khi có lũ chính vụ.
- Tập trung chống lũ.


- Dẫn dòng qua cống lấy nước; đào
xử lý hố móng tại vị trí lòng sông .

tháng 8

- Thi công đắp đập đạt đến cao

Năm

trình khống chế khi dẫn dòng qua

thứ

cống.

hai

- Thi công đống đá tiêu nước.
- Hoàn thiện tràn xả lũ.
- Thi công tường chống thấm
thượng lưu
- Xây rãnh thoát nước.
- Đắp trên toàn bộ chiều dài của
đập đến cao trình thiết kế.
- Thi công bê tông chống thấm
thượng lưu và trồng cỏ mái hạ lưu.
- Hoàn thiện hệ thống rãnh thoát

Mùa mưa


Năm
thi
công

Thời

Công trình

gian

dẫn dòng

Sinh viên: Hà Thị Cẩm Vân

Lưu lượng

Các công việc cần tiến hành và
mốc khống chế

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 18

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

- Làm đường thi công
- Đào kênh dẫn dòng; đắp đê quai

- Thi công đá tiêu nước phần hạ
lưu công trình.
- Thi công xong cơ bản cống lấy
nước.
- Mở rộng kênh dẫn dòng để dẫn
dòng mùa lũ

Mùa mưa

Dẫn dòng

từ tháng

thi công

Q = 56

trình vượt lũ chính vụ.

9 đến

qua kênh

(m3/s)

- Tiếp tục thi công gia cố đống đá

tháng 11

dẫn

tháng 8

tràn tạm

- Chặn dòng vào tháng 01.
- Đắp đập phần còn lại đến cao
trình vượt lũ và đổ bê tông chống
thấm phía thượng lưu.
- Hoàn thiện tràn xả lũ.

Sinh viên: Hà Thị Cẩm Vân

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 19

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

- Đắp toàn bộ đập đến cao trình
thiết kế.
- Lấp tràn tạm
- Đổ bê tông chống thấm thượng
lưu và trồng cỏ mái bảo vệ hạ lưu

Mùa mưa Dẫn dòng qua
từ tháng


Phương án 2
- Có thời gian xử lý nền.

- Dễ bố trí hiện trường thi công, đảm bảo - Đảm bảo phục vụ sản xuất và sinh hoạt ở
về kỹ thuật và có lợi thế về kinh tế.

hạ lưu.

- Không xây dựng tràn tạm.

- Đập đất không bị gián đoạn.

- Có thời gian xử lý nền.

- Hiện trường thi công bố trí khó, diện tích

- Cường độ thi công không lớn.

thi công hẹp.

- Đảm bảo phục vụ sản xuất và sinh hoạt ở
hạ du

Nhược điểm:
Phương án 1

Phương án 2

- Sau khi ngăn dòng, đắp đê quai, thời - Cường độ thi công đắp đập cao.
Sinh viên: Hà Thị Cẩm Vân

So sánh về kinh tế thì phương án 2 tốn kém hơn phương án 1, đòi hỏi phải tập
trung nhân lực lớn hơn, khó khăn cho việc bố trí nhân lực, xe máy và không đảm bảo về
kỹ thuật khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp.
Qua những phân tích trên thấy rằng chọn phương án 1 là hợp lý vì có nhiều ưu
điểm, thuận lợi cho công tác thi công khác và phù hợp với điều kiện địa hình của công
trình hồ chứa nước Phước Trung.
Từ đó ta thấy phương án 1 có ưu điểm hơn phương án 2, nên ta quyết định chọn
phương án 1 làm phương án dẫn dòng thi công cho công trình đầu mối Phước Trung.
Vậy phương án chọn để tính toán dẫn dòng là phương án 1.
2.1.3. Tính toán thủy lực dẫn dòng:
a/ Mục đích tính toán
- Tùy theo từng giai đoạn dẫn dòng (tùy theo công trình dẫn nước, lưu lượng dẫn
nước)
* Mục đích tính toán thủy lực dẫn dòng có khác nhau nhưng tập trung chủ yếu
vào các mục đích sau:
- Xác định mực nước dân lên ở thượng lưu để làm căn cứ thiết kế đê quai hoặc
xác định cao trình đắp đập
- Xác định các đại lượng đặc trưng về thủy lực của dòng chảy, từ đó có thể xác
định mực độ thu hẹp, kiểm tra khả năng xói lở và có biện pháp gia cố phù hợp
b/ Các căn cứ để tính toán
- Phương án dẫn dòng thi công đã chọn
- Tài liệu thủy văn dòng chảy ứng với tầng xuất P= 10%
Sinh viên: Hà Thị Cẩm Vân

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 21

- Bước 1: Từ Qdd ta tra quan hệ Q ~ ZHL được giá trị ZHL1
Căn cứ vào bản vẽ cắt dọc đập ta xác định được Zđs
 hHL= Zhl1 - Zđs
- Bước 2: Căn cứ vào mặt cắt dọc đập và Zhl1, từ đó đo được ω 1 như ở hình vẽ
Hình 2.2 và đo được ω* như ở hình vẽ Hình 2.3.
Sinh viên: Hà Thị Cẩm Vân

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 22

B

zdd

ztl
H

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

z

V0

VC

zhl

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 23

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

zTL

zHL

z

*
Hình 2.3 - Mặt cắt ngang lòng sông thể hiện quan hệ ZTL - ZHL
- Bước 3: Giả thiết giá trị ΔZgt
- Bước 4: Có ΔZgt
Tính ω2: Là diện tích ướt của lòng sông củ ứng với mực nước thượng lưu.
ω2 = ω* + ΔZgt . Β

(2.1)

Trong đó: B là bề rộng trung bình của mặt nước ứng với khoảng nước dâng ΔZgt.
- Bước 5: Tính giá trị ΔZtt theo công thức:
∆Z tt =

1 Vc2 V02
.

Lớp: TH21C


Đồ án tốt nghiệp

Trang 24

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

+ ε = 0,95 là hệ số co hep bên (co hẹp một bên)
- Bước 6: So sánh ∆Z tt và ∆Ζ gt
* Nếu ∆Z tt ~ ∆Ζ gt thì giả thiết là chính xác,
Nếu K thuộc khoảng từ 30% - 60% thì thõa mãn điều kiện co hẹp lòng sông .
* Còn ∆Z tt ≠ ∆Ζ gt thì giả thiết lại ∆Ζ gt sau đó lại thực hiện các bước đến khi thỏa mãn.
- Bước 7: Khi đã có ∆Z tt = ∆Ζ gt => ZTL = ZHL + ∆Z tt
- Tính hệ số co hẹp K
K=

ω1
.100%
ω2

(2.5)

Nếu K thuộc khoảng từ 30% - 60% thì thỏa mãn điều kiện co hẹp lòng sông.
-

Kiểm tra xói lở: Vc ≤ [V]kx

• Các bước tính toán:



Đồ án tốt nghiệp

Trang 25

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

tk
Qdd
6, 2
=
= 0,65(m / s)
Ta có V0 =
ω2 9,54

Q dd
6, 2
=
= 1, 49(m / s)
ε (ω2 − ω1 ) 0,95(9,54 − 4, 4)

Vc =

 ∆Z tt =

Vc2
V02
1, 492
0,652


Tính toán thủy lực dẫn dòng cuối mùa lũ năm thứ nhất

Bước1: Từ quan hệ Q~ ZHL ứng với các giá trị Qdẫn dòng =Q lũ =56 m3/s ta xác định được
cao trình mực nước hạ lưu ZHL1
 Cao trình đáy sông : Zđs = 72,89 (m)

Sinh viên: Hà Thị Cẩm Vân

Lớp: TH21C