- Tiến hành vẽ đường mặt nước trong cống theo phương pháp cộng trực tiếp, vẽ từ cuối cống lên đầu cống với độ sâu cuối cống là h = hk. Từ đó chúng ta xác định được hx.

30

Đồ án Dẫn dòng và công tác hố móng



GVHD: Nguyễn Văn Sơn



* Tính toán xác định cột nước đầu cống :



- Dòng chảy trong cống là chảy ngập khi:



hx  hx

>

hk  hk







÷





= (1, 2 ÷ 1, 4)



pg



- Nếu chảy ngập công thức tính lưu lượng là:

2g (H o − h z)



Q = φn ω

Trong đó:

h z = hn – Z 2



Z2: Độ cao hồi phục khi mở sau đập tràn đỉnh rộng.

φn: Hệ số lưu tốc khi chảy ngập.

Theo bảng (14-4) ( Bảng tra thuỷ lực ) với cửa vào không thuận, hệ số lưu lượng m

= 0,33 ta có φn = 0,87. Trong tính toán gần đúng ta coi Z2 ≈ 0. Vậy ta có:

2 g ( H o − hn



Q = φnbhn



→



Ho =





Q

 b

 ϕ n hn



2







2g 



+ hn



Tính toán với các cấp lưu lượng Qi ta được các cột nước Ho.

- Nếu chảy không ngập công thức tính lưu lượng là:

2 g (H o − hx )



Q = φω

Trong đó:

hx: cột nước tính toán đầu cống

φ : Hệ số lưu tốc phụ thuộc vào hình dáng kích thước cửa vào.

Tra 14-4 (Bảng tra thủy lực) với m = 0,33 ta có φ = 0,963



→



Ho =



 Q

 ϕb

 hx



2







2g 



+ hx



Tính toán với các lưu lượng Qi ta có các cột nước Ho

- Kết quả tính toán tổng hợp thể hiện trong bảng sau:

- Kiểm ta trạng thái chảy trong cống:

30

30

Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL



31

Đồ án Dẫn dòng và công tác hố móng



GVHD: Nguyễn Văn Sơn



Bảng tính toán đường quan hệ lưu lượng Qi với độ cao cống (Qi ~ Zcống)

Qi

(m³/s)



Zhl

(m)



hk

(m )



hx

(m)



hX/hK



(hX/hK)pg



1



554.6 0.261



1.284



4.927



1.25



2



554.6 0.414



1.391



3.362



1.25



554.6



0.53



1.746



3.295



1.25



4



554.6 0.657



1.825



2.779



1.25



5



554.6 0.762



2.324



3.050



1.25



3.2



Chế độ

chảy

Chảy

ngập

Chảy

ngập

Chảy

ngập

Chảy

ngập

Chảy

ngập



Ho

(m)



Zcống

(m)



1.308 555.908

1.472 556.072

1.877 556.477

2.013 556.613

2.505 557.105



Theo Hứa Hạnh Đào ta so sánh

Nếu H < 1,2d: Cống chảy không áp;

Nếu H > 1,4d: Cống chảy có áp;

Nếu 1,2d ≤ H ≤ 1,4d: Cống chảy bán áp hoặc có áp;

Theo bảng tổng hợp trên thì ta thấy:

- Ứng với các cấp lưu lượng (22,8 m3/s) thì có: H > 1,4d = 1,4*5 = 7,0 (m), do vậy

sau khi tính toán thấy nước trong cống chảy có áp.

Bảng quan hệ (Qc ~ Ztlc)

Q(m3/s)

Ztlc(m)



1

555,91



2

556,07



3,2

556,47



4

556,61



5

557,11



e.Ứng dụng kết quả tính toán:

Cao trình mực nước thượng lưu là :

⇒



Ztl = Zcv + Ho = 555,89 + 1,877 = 557,78 (m)



- Xác định cao trình đê quai thượng lưu

31

31

Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL



32

Đồ án Dẫn dòng và công tác hố móng



Zđê quai tl = Ztl +



δ



GVHD: Nguyễn Văn Sơn



= 557,78 + 0,7 = 558,48 ( m )



Chọn cao trình đê quai thượng lưu là 558,48 m.

- Xác định cao trình khống chế đắp đập:

Zđắp đập = Zđê quai tl +



δ



= 558,48 + 0,7 = 559,17 (m) (δ = 0,5 ÷ 0,7m), lấy δ = 0,7 m.



Chọn cao trình khống chế đắp đập là 559,17 (m)

- Xác định cao trình đê quai hạ lưu:

Zđê quai hl = Zhl +



δ



= 554,6 + 0,7 = 555,3 (m )



Chọn cao trình đê quai hạ lưu là 555,3 m

2.5.4. Tính toán thủy lực qua cống dẫn dòng và tràn bê tông mùa lũ năm thứ 3

Trong tính toán thủy lực cống chúng ta thấy bước sang mùa lũ lưu lượng tăng lên

rất nhanh, do đó chúng ta không thể thi công kịp đập đến cao trình vượt lũ, cũng như

đê quai ngăn dòng có khối lượng quá lớn. Do đó chúng ta sẽ dùng tràn bê tông ở cao

trình +558,03 m cho lũ tràn qua. Do đó trong mùa lũ chúng ta kết hợp dẫn dòng qua

cống và tràn xả lũ.

2.4.3.1. Mục đích tính toán

- Xác định quan hệ Qxả ~ Zc,đập

- Dùng để xác định cao trình đắp đập vượt lũ.

2.4.3.2. Nội dung tính toán

Số liệu tính toán:

+ Cống dẫn dòng:

- Cống dẫn dòng làm bằng bê tông cốt thép cao trình ngưỡng cống tại cửa vào

+ 556 m.

- Độ dốc đáy cống iC= 0,0001 %

- Chiều dài cống L= 45 m

- Kích thước 1 lỗ cống bxh=4,7x5m

- Số lượng lỗ cống: 1 lỗ

- Độ nhám n=0,012 (PL4-3 bảng tra thuỷ lực)

+ Tràn bê tông xây dở:

Ztr = +558,03 m, Btr = 12 m,

*Trường hợp tính toán.

32

32

Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL



33

Đồ án Dẫn dòng và công tác hố móng



GVHD: Nguyễn Văn Sơn



- Tùy theo mức độ lũ tràn qua đập ta có 2 trạng thái chảy

+ Đập tràn đỉnh rộng chảy ngập:



Q = ϕ n .b.h 2.g(HO − h)



+ Đập tràn đỉnh rộng chảy không ngập:



Q = m.b. 2.g H O3 2



Trong đó :

+ m: hệ số lưu lượng, theo bảng 14-12 của Cumin giáo trình thủy lực tập II, cửa

vào thuận, ngưỡng đập vuông cạnh, không có tường cánh lấy m = 0,37

+ ϕn: hệ số chảy ngập, theo bảng 14-13 giáo trình thủy lực tập II, lấy ϕn = 0,98

- Tính toán vơi Qdd lũ = 190 m3/s.

- Từ đường quan hệ Q ~ ZHL ta xác định được ZHL

- Giả thiết lưu lượng chảy qua cống ngầm: QCi

- Tính được lưu lượng chảy qua tràn: QT i = Qdd - QCi

- Tính thử dần cột nước thượng lưu sao cho ZTr = ZC từ đó tìm được lưu lượng

qua cống và tràn ứng với lưu lượng Qdd.

dd



hl



- Từ Q = 190 (m3/s) tra quan hệ Q ~Z ta xác định được Z



HL



= 559,63 (m)



a. Tính cho cống:

n



Ta có h = Z



HL



-Z



DC



= 559,63 - 556,00 = 3,63 (m) > D= 5 (m). Vậy cống chảy ngập



+ Ta có: cột nước trước cống:





Q

ZO = 

 µ .ω 2.g





2





→ Ho = Z 0 + hn

÷

÷





Z0= ()2 =0,013 m, => H0 = 3,63 + 0,013 = 3,643 m

ZTLc = Zđc+ H0 = 559,17 + 3,643 = 562,81 m

b. Tính cho tràn:

Vì Z



HL



tr



- Z = 553,0 – 559,03= - 6,03 (m) < 0



Vậy chảy qua tràn là chảy không ngập:

Q = m.Btr . 2.g .Z o3/2



33

33

Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL



34

Đồ án Dẫn dòng và công tác hố móng



GVHD: Nguyễn Văn Sơn



m = 0,49: hệ số lưu lượng đập Ôphixêrốp.

Btr



= 12 (m): Bề rộng nước tràn qua.

23







Q

ZO = 

 m.B . 2.g ÷

÷ →Z =Z +Z

tr





TLtr

O

tr



ZTLtr = Ztr + Z0 = 558,03 + Zo

Với mỗi cấp lưu lượng ta có bảng sau

Kết quả tính toán được MN trước tràn với Q10% = 190 m3/s

Q(m³/

s)



Zogt(m

)



0



0



3



0.150



7



0.200



9



0.3



12



0.4



17



0.5



19



0.6



22



0.7



25



0.8



29



1.0



32



1.50



35



1.80



90



2.2



115



2.5



130



2.6



ε

1.00

0

1.00

0

0.99

9

0.99

9

0.99

9

0.99

8

0.99

8

0.99

8

0.99

8

0.99

7

0.99

5

0.99

4

0.99

3

0.99

2

0.99

2



Zott(m)



Ztltràn(m

)



0.000



558.03



0.133



558.16



0.234



558.26



0.277



558.31



0.336



558.37



0.424



558.45



0.456



558.49



0.503



558.53



0.548



558.58



0.605



558.64



0.647



558.68



0.687



558.72



1.291



559.32



1.521



559.55



1.651



559.68

34



34

Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL



35

Đồ án Dẫn dòng và công tác hố móng



GVHD: Nguyễn Văn Sơn



150



2.8



190



3



210



3.2



0.99

1

0.99

1

0.99

0



1.817



559.85



2.128



560.16



2.276



560.31



*Ứng dụng kết quả tính toán.

- Xác định cao trình khống chế đắp đập vượt lũ:

dđ



=ZTLtr + = 560,16 + 0,7 = 560,76 (m).



2.5.5. Tính toán điều tiết lũ

a, Mục đích



- Xác định mực nước lũ trong hồ ZTLmax và lưu lượng xả qxả,max của tràn khi xả lũ

- Xác định cao trình đắp đập vượt lũ, các cao trình phòng lũ ;

b, Nội dung tính toán :



- Do không có đủ tài liệu thủy văn nên ta tính toán điều tiết lũ theo phương pháp

Kotrêrin. Lưu vực tính toán có diện tích tập trung nước nhỏ, lũ tập trung nhanh.



-



Coi lũ có dạng tam giác.

Tiến hành tính toán với trận lũ có tần suất P= 10% và có lưu lượng đỉnh lũ lớn

nhất là Qmax p=10% = 190 (m3/s).

Các thông số cơ bản của tràn xả lũ :

Chiều rộng tràn : Btr= 12 m

Cao trình ngưỡng tràn : Ztr = 558,03 m

Quá trình lũ đến dạng tam giác, mực nước trước lũ bằng cao trình ngưỡng tràn.

Sơ đồ tính toán như sau :

Từ hình vẽ ta có :



Q~t



Qmax



qmax

q~t



Wmax



Txuong



Tlen

T



35

35

Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL



36

Đồ án Dẫn dòng và công tác hố móng



GVHD: Nguyễn Văn Sơn



Hình vẽ : Sơ đồ tính toán điều tiết lũ qua tràn xả lũ



Trong đó :

Wm : Là dung tích phòng lũ (m3)

WL : là tổng lượng lũ đến : WL = ()

T : là thời gian trận lũ 12 (giờ)

qmax : là lưu lượng xả max qua tràn (m3/s)

Qmax : là lưu lượng đỉnh lũ đến Qmax= 190 (m3/s)



- Tính thử dần ta sẽ được qmax và Wm : trước hết giả thiết qgt < Qmax, thay vào



-



phương trình (1) được Wm.

Tổng lượng nước trong hồ lúc này là :

W = Wm + WMNDBT = Wm + 2300 (103m3)

Tra quan hệ (Z~ V) của hồ chứa ứng với W xác định được mực nước thượng



-



lưu trước tràn ZTL , cột nước trước tràn tính theo công thức :

H= ZTL - ngưỡng tràn

(2)

Thay H vào công thức tính lưu lượng xả qua tràn ta được :



-



=

Trong đó : = 0,98; m= 0,32; = 12 m là các hệ số co hẹp bên, hệ số lưu lượng, và tổng

bề rộng tràn nước.



- Nếu thì

- Theo tài liệu tính toán thủy văn ta có tổng lượng lũ đến WL= 2,3 .106 (m3); và

thời gian trận lũ đến T= ? giờ. Ta lập bảng tính điều tiết thiết ứng với các như

sau :

TT



qmax

(m3/s)



Qmax

(m3/s)



Wm

(103m3)



W

(103m3



Ztl (m)



H(m)



Qtt

(m3/s)



1



CHƯƠNG III: THI CÔNG ĐẮP ĐẬP

36

36

Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL



37

Đồ án Dẫn dòng và công tác hố móng



GVHD: Nguyễn Văn Sơn



3.1. Tính toán khối lượng đào móng.

3.3.1. Ý nghĩa

Công trình thuỷ lợi thường có hố móng rất lớn, kích thước trong không gian 3

chiều không nhỏ. Nếu lấy kích thước sai lệch một ít cũng có thể dẫn tới khối lượng

đào, đắp sai lệch rất nhiều. Do đó, kích thước tính toán càng chính xác thì việc lập kế

hoạch, dự toán sẽ sát thực tế và tránh dược những sai sót đáng kể.

3.3.2. Phương pháp tính toán

Để tính toán khối lượng đào móng tràn ta dựa vào công thức hình học không gian

Vi = Ftb .L

Trong đó:

Vi : Là thể tích đoạn hố móng thứ i (m3)

Ftb : Là diện tích trung bình giữa 2 mặt cắt liên tiếp (m2)

Ftb =



Fi + Fi +1

2



Fi : Diện tích phần bóc bỏ ứng với mặt cắt thứ i dọc theo chiều dài

tuyến tràn (m2).

Fi+1 : Diện tích phần bóc bỏ ứng với mặt cắt thứ i+1 dọc theo chiều

dài tuyến tràn (m2).

L : Là khoảng cách giữa 2 mặt cắt tính toán, (m)

Vậy tổng khối lượng đào hố móng tràn xả lũ là : V = ΣVi

Vi =



Với :



Fi + Fi

.L

2



Khối lượng đào móng được tính theo mặt cắt thiết kế, tính toán cụ thể khối lượng

đào cho từng loại đất, cấp đất theo mặt cắt địa chất. Khối lượng mỗi lọai được tính

toán theo bảng tính như bảng (3-1) dưới đây:

Bảng 3-1 : Bảng tính toán khối lượng từng mặt cắt



37

37

Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL



38

Đồ án Dẫn dòng và công tác hố móng



GVHD: Nguyễn Văn Sơn



Diện tích

trung bình

(m2)



Khoảng

cách

(m)



Khối

lượng

(m3)



F2



(F2+F1)/2



L21



L21*(F1+F2)/2



3-3



F3



(F3+F2)/2



L32



L32*(F2+F3)/2



…



…



…



…



…



…



i



i-i



Fi



(Fi+Fi-1)/2



…



…



…



…



n



n-n



Fn



(Fn+Fn-1)/2



TT



Tên

mặt cắt



Diện tích

Fi (m2)



1



1-1



F1



2



2-2



3



Ghi chú



Lii-1*(Fi+Fi-1)/2

…



…

Lnn-1*(Fn+Fn-1)/2

n



∑L



Khối lượng



i =2



ii-1



* (Fi + Fi-1 )/2



Khối lượng đào móng được tính riêng cho từng đợt đắp đập để thuận lợi cho bố trí

thi công

Căn cứ vào thời gian dự kiến đào móng theo tiến độ để tính toán được cường độ

đào cho từng đợt. Cường độ đào đất được tính theo công thức:

Qdao =



V

n.T



; (m3/ca)



(3-6)



Trong đó:



o V - Khối lượng đất cần đào (m3)

o T - Số ngày thi công

o n - Số ca thi công trong một ngày đêm

 Chọn phương án đào móng

Phân tích và chọn phương án đào hợp lý tùy theo từng công trình cụ thể.

 Tính toán xe máy theo phương án chọn



o Chọn loại xe máy

o Tính toán số lượng xe máy

o Kiểm tra sự phối hợp xe máy

Kết luận:

38

38

Sv: Phạm Ngọc Hoàn Lớp: 51 CT.TL