CỘNG
HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
-------------------
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
14 TCN 57 - 88
THIẾT KẾ DẪN DÒNG
TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI
HÀ
NỘI - 2003
|
14 TCN 57 - 88
THIẾT KẾ DẪN DÒNG TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI
Design of diversion channel in hydraulic structure
1. CÁC QUY
ĐỊNH CHUNG
1.1. Thuật ngữ
- Dẫn dòng thi công là dẫn
dòng chảy trong sông theo một phần của lòng sông thiên nhiên hoặc theo một
đường dẫn nhân tạo khác, nhằm mục đích tạo hố móng được cách ly với dòng chảy
để thi công các công trình thủy công trong đó.
- Ngăn dòng là chặn dòng
chảy trong một lòng dẫn, tại một tuyến nào đó, buộc dòng chảy phải chuyển sang
một lòng dẫn khác đã được chuẩn bị trước. Ngăn dòng gồm 2 giai đoạn: một là thu
hẹp lòng dẫn cho đến khi chỉ còn để lại một đoạn đã được tính toán dự kiến
trước gọi là cửa hạp long và hai là chậm dòng ở cửa hạp long.
Dẫn dòng thi công có thể được thực
hiện bằng cách dùng các đê quây để thu hẹp lòng sông hoặc bằng cách ngăn hẳn
lòng dẫn, bắt dòng chảy đi qua một đường dẫn khác (kênh, tuynen, đập tràn, cống
…) đã được chuẩn bị trước. Phải hiểu công tác dẫn dòng bao gồm cả công tác ngăn
dòng.
Ngăn dòng là giai đoạn thi công
phức tạp nhất của quá trình dẫn dòng thi công. Trong quá trình ngăn dòng, do
dòng chảy bị thu hẹp dần, mức nước ở thượng lưu sẽ tăng dần và nước ở dòng dẫn
cũ sẽ chuyển đến sang lòng dẫn mới và sẽ chuyển hoàn toàn sang lòng dẫn này khi
hoàn thành chặn dòng ở cửa hạp long.
1.2. Các quy định chung
1.2.1. Thiết kế dẫn dòng thi công
(gọi tắt là thiết kế dẫn dòng) là một trong những nội dung chủ yếu của thiết kế
tổ chức xây dựng các công trình thủy công. Khi thiết kế bố trí các công trình
đầu mối phải xét ngay tới các sơ đồ dẫn dòng bảo đảm làm sao việc dẫn dòng nói
riêng và công tác xây dựng nói chung được tiến hành nhanh nhất, kinh phí nhỏ
nhất; thi công dễ dàng nhất, an toàn nhất. Nếu phải dẫn dòng nhiều đợt trước
khi quyết định cho đợt 1 phải xét vấn đề dẫn dòng cho các đợt tiếp theo, nhất
là cho việc ngăn dòng và chặn dòng ở cửa hạp long ở đợt cuối cùng.
1.2.2. Quy trình này được sử dụng
để thiết kế dẫn dòng thi công cho các công trình thủy lợi thủy điện các cấp.
Riêng đối với các công trình cấp I và II nếu có những vấn đề phức tạp về thủy lực,
địa chất, … cần kết hợp giữa tính toán và thí nghiệm mô hình.
1.2.3. Cấp công trình dẫn dòng và
các tần suất lưu lượng khi dẫn dòng (cũng như khi ngăn dòng) lấy theo tiêu
chuẩn “Các quy định chung về thiết kế các công trình thủy công”. Nếu muốn thay
đổi phải có luận chứng riêng và kiến nghị thay đổi phải được Bộ thủy lợi đồng
ý.
1.2.4. Khi tính toán ổn định và độ
bền của các công trình dẫn dòng phải tuân theo các tiêu chuẩn, quy phạm, quy
trình về thiết kế các công trình thủy công (đập đất, đập bê tông …) và thiết kế
nền của chúng.
1.2.5. Khi thiết kế dẫn dòng thi
công phải nghiên cứu các phương án khác nhau (nếu có) và trên cơ sở so sánh kinh
tế - kỹ thuật để chọn phương án hợp lý nhất.
2. THIẾT KẾ
DẪN DÒNG THI CÔNG
2.1. Các
tài liệu cơ bản, trình tự và nguyên tắc thiết kế dẫn dòng
2.1.1. Các tài liệu cơ bản để thiết
kế dẫn dòng là:
- Các bản vẽ thiết kế các công
trình thủy công có liên quan đến công tác dẫn dòng;
- Tài liệu thủy văn, địa hình, địa
chất và địa chất thủy văn của khu vực có liên quan (vùng nước dâng ở thượng lưu
mới bố trí công trình dẫn dòng, lòng dẫn nhân tạo …);
- Lực lượng thi công của công
trường (nhân lực, các phương tiện vận chuyển, thiết bị máy móc thi công …);
- Tình hình sử dụng nước để phục vụ
dân sinh và các ngành kinh tế quốc dân nhất là vấn đề vận tải thủy.
2.1.2. Tiến hành thiết kế dẫn dòng
phải theo các bước sau:
- Tập hợp và nghiên cứu các tài
liệu cơ bản;
- Đề xuất các phương án sơ đồ dẫn
dòng bao gồm cả ngăn dòng, đồng thời loại bỏ các phương án rõ ràng bất hợp lý;
- Xác định tiến độ thi công dẫn
dòng;
- Xác định cấp công trình dẫn dòng,
tần suất lưu lượng thiết kế và lưu lượng thiết kế;
- Lựa chọn kết cấu các công trình
dẫn dòng, tính toán ổn định của chúng và của lòng dẫn mới;
- Tính toán thủy lực dẫn dòng (từng
đợt cho tới khi ngăn dòng ở đợt cuối cùng);
- Tính toán kinh tế và chọn phương
án hợp lý nhất.
2.1.3. Thiết kế dẫn dòng phải đảm
bảo các nguyên tắc sau:
- Thi công công trình chính được
nhanh, kinh tế và an toàn, sớm phát huy hiệu quả;
- Tận dụng được vật liệu dễ kiếm và
trang thiết bị sẵn có để thi công các công trình dẫn dòng;
- Ít ảnh hưởng tới tình trạng sử
dụng dòng sông cũ về phương diện phục vụ các ngành kinh tế quốc dân và dân
sinh.
2.1.4. Khi công trình chính đang
xây dựng dở dang trong hố móng là công trình bằng bê tông, đá xây cho phép nước
tràn ngập hố móng mà ít gây thiệt hại, ít ảnh hưởng đến tiến độ thi công thì có
thể tăng tần suất lưu lượng lớn nhất tính toán mà đê quây phải chịu nhưng phải
được cấp có thẩm quyền xét duyệt.
2.2. Các sơ
đồ dẫn dòng và điều kiện áp dụng
2.2.1. Thường có các sơ đồ dẫn dòng
sau:
- Đắp đê quây ngăn dòng một đợt
(phương pháp toàn tuyến) (h.1a);
- Đắp đê quây ngăn dòng nhiều đợt
(phương pháp phân đoạn) (h.1b);
2.2.2. Sơ đồ dẫn dòng một đợt
thường áp dụng khi xây dựng các công trình đầu mối thủy lợi thủy điện trong
điều kiện lòng sông hẹp ở miền trung du, thượng du hoặc trên các đoạn sông cong
cần cải tạo ở miền đồng bằng.
Công trình dẫn dòng thường dùng là
kênh dẫn bên bờ (kênh xé) máng dẫn, cống dưới sâu, tràn tạm, tuy nen.
|
|
Hình
1: Sơ đồ dẫn dòng
|
Hình
1a: Sơ đồ ngăn dòng một đợt
1- Đê quây thượng lưu
2- Đê quây hạ lưu
3- Kênh dẫn dòng
4- Tuyến công trình chính
|
Hình
1b: Sơ đồ ngăn dòng nhiều đợt
1- Đê bao đợt I
2- Đê bao đợt II
3- Nhà máy thủy điện
4- Đập tràn nước
|
2.2.3. Máng dẫn được dùng nơi sông
suối nhỏ (Q ≤ 2 m3/s) khối lượng xây dựng có thể thi công trọn vẹn
trong một mùa khô.
2.2.4. Kênh dẫn bên bờ được dùng
khi xây dựng công trình đầu mối thủy lợi – thủy điện trên đoạn sông có bờ thoải
và rộng, điều kiện địa hình, địa chất thuận lợi cho việc đào một con kênh dẫn
lưu lượng thi công.
2.2.5. Cống dưới sâu, cống xả đáy
được dùng làm công trình dẫn dòng khi xây dựng đập đất, đập đất đá, đập bê tông
trên các sông suối nhỏ, lòng dẫn hẹp.
2.2.6. Tràn tạm được dùng làm công
trình dẫn dòng khi xây dựng đập hồ chứa, đập dâng ở vùng núi, lợi dụng địa hình
dáng yên ngựa có cao độ và bề rộng thích hợp để xả nước về hạ lưu. Trong trường
hợp này cần chú ý bảo vệ an toàn vùng hạ lưu.
2.2.7. Tuynen được dùng làm công
trình dẫn dòng trong điều kiện sông miền núi, lòng sông hẹp, vách đá dốc, lưu
lượng sông lớn (vài chục đến vài trăm m3/s). Thông thường nên kết
hợp sử dụng tuynen xả nước thi công để xả nước lũ trong thời gian vận hành.
Tuynen và lỗ xả sâu nhiều cấp được
dùng để dẫn dòng thi công khi xây dựng các đập có cột nước cao.
Nếu đập có chiều cao đến 100m
thường sử dụng tuynen 2 tầng (Hình 2).
2.2.8. Sơ đồ dẫn dòng nhiều đợt
thường áp dụng khi xây dựng các công trình đầu mối thủy lợi – thủy điện ở nơi
địa hình lòng sông tương đối rộng, sông có lưu lượng và mực nước biến đổi lớn
trong năm.
Dẫn dòng đợt I thường tháo nước qua
lòng sông bị thu hẹp.
Dẫn dòng đợt II tháo nước qua công
trình chính đã xây dựng trong hố móng đợt I: cống đáy, lỗ tháo sâu ống hút nhà
máy thủy điện, đập tràn kiểu răng lược, đập tràn tạm và tuy nen.
a)
Hai tầng tuy nen
b)
Ba tầng hố tháo sâu
Hình
2.
1-
Tuy nen; 2- đập bê tông; 3- Đá quây; 4- Các lỗ tháo sâu.
2.2.9. Đập tràn bằng đá xây, bê
tông, bê tông cốt thép được phép sử dụng để tháo nước theo kiểu cài răng lược để
dẫn dòng thi công.
2.3. Các
hình thức kết cấu đê quây
2.3.1. Đê quây có tác dụng thu hẹp
lòng sông và bảo vệ hố móng thi công các công trình chính.
2.3.2. Đê quây bảo vệ hố móng bao
gồm đê quây thượng lưu, đê quây dọc và đê quây hạ lưu.
2.3.3. Hình thức kết cấu của đê
quây rất đa dạng, nhưng có thể phân loại như sau:
a) Theo điều kiện sử dụng vật liệu:
đê quây bằng đất, đất đá, bản cừ gỗ, thép, liên cung, liên trụ, chuồng cũi gỗ,
đá, bê tông, đá xây.
b) Theo phương pháp thi công: thi
công trong nước, và thi công trên khô.
2.3.4. Chọn tuyến đê quây – khi bố
trí đê quây phải đảm bảo yêu cầu sau:
- Chiều dài đê quây là nhỏ nhất;
- Diện tích hố móng được đê quây
bảo vệ phải đủ rộng để thi công đào móng, bố trí hệ thống tiêu nước, đường lên
xuống hố móng và đường thi công và phải bảo đảm thi công công trình chính an toàn.
Theo kinh nghiệm lưu không kể từ mép ngoài rãnh tiêu nước đến chân đê quây phải
lớn hơn hoặc bằng 8 ÷ 10m;
- Thuận dòng chảy.
2.3.5. Đê quây bằng đất: đất có thể
lấy ở mỏ vật liệu cũng có thể tận dụng đất đào hố móng, đất bóc ở tầng phủ của
mỏ vật liệu. Đê quây loại này thích hợp với mọi loại nền. Độ dốc mái nghiêng
của đê quây tham khảo bảng 1.
Bảng
1: Độ đốc mái đê quây đất
Tên
mái dốc
|
Độ
dốc mái ứng với chiều cao đê quây (m)
|
|
5
|
5-10
|
10-15
|
Đất loại cát
|
|
|
|
Mái dốc thượng lưu m1
|
2,5
|
3,0
|
3,0
|
Mái dốc hạ lưu m2
|
- có vật thoát nước
|
2,0
|
2,0
|
2,05
|
|
- không có vật thoát nước
|
2,0
|
2,25
|
2,25
|
Đất loại sét
|
|
|
|
Mái dốc thượng lưu
|
2,0
|
2,5
|
3,0
|
Mái dốc hạ lưu
|
- có vật thoát nước
|
1,5
|
1,75
|
1,75
|
|
- không có vật thoát nước
|
1,75
|
2,0
|
2,25
|
Sỏi – đá dăm
|
|
|
|
Mái dốc thượng lưu
|
1,5
|
1,75
|
2,0
|
Mái dốc hạ lưu
|
1,5
|
1,5
|
1,75
|
Cát – sỏi
|
|
|
|
Mái dốc thượng lưu
|
1,75
|
2,0
|
2,5
|
Mái dốc hạ lưu
|
1,5
|
1,75
|
2,0
|
|
|
|
|
|
|
Chú thích:
- Khi đắp đất trong nước mái dốc
đê quây bằng đất sẽ soải hơn, tùy theo loại đất có thể lấy bằng m = 2,5 ÷
3,5 hoặc hơn nữa.
- Đê quây bằng đất có chiều cao
lớn hơn 15m thì phải thiết kế theo quy phạm thiết kế đập đất (QPVN II – 77)
2.3.6. Khi vận tốc dòng chảy lớn
hơn 0,5 – 0,8 m/s thì phải bảo vệ mái dốc đê quây đất bằng đá lát hay đá đổ có
đường kính đủ lớn để không bị xói trôi.
2.3.7. Có thể thi công đê quây đất
bằng phương pháp đầm nén hay phương pháp đổ đất trong nước (đối với đất á sét,
cát cuội sỏi) hoặc phương pháp nổ mìn định hướng.
2.3.8. Đê quây bằng đá đổ hoặc bằng
đất đá: đất đá có thể khai thác tại mỏ vật liệu, cũng có thể tận dụng đất đá
đào từ hố móng công trình. Đê quây loại này chịu được cột nước cao, vận tốc
dòng chảy lớn và thích hợp với mọi loại nền.
2.3.9. Kết cấu của các loại đê quây
đất – đá có thể như sau:
a) Đê quây bằng đá đổ có tường
nguyên không phải là đất (hình 3a);
b) Đê quây với lăng trụ hạ lưu bằng
đá đổ, lăng trụ thượng lưu bằng đất (hình 3c).
c) Đê quây bằng đá đổ có tường
nghiêng là đất (hình 3b).
2.3.10. Độ dốc mái của đê quây bằng
đá đổ, đất đá hỗn hợp thường lấy bằng độ dốc tự nhiên của khối đắp khi đổ đá tự
do. Cần có thí nghiệm hiện trường trước khi xây dựng đê quây. Sơ bộ có thể
chọn:
a) Nền ổn định:
mái dốc thượng lưu m1 =
1 ÷ 1,3
mái dốc hạ lưu m2 = 1,3 ÷
1,4
b) Nền không đủ ổn định:
mái dốc thượng lưu m1 =
1,5
mái dốc hạ lưu m2 = 2,0
1- Tường nghiêng Pôliêtilen
2- Lớp lọc ngược
3- Khối đá đổ
4- Lớp cát sỏi bảo vệ tường
nghiêng
5- Tường nghiêng á sét
6- Lớp chuyển tiếp
7- Khối đất chống thấm ở thượng
lưu
|
|
Hình
3: Đê quây đất đá
|
2.3.11. Phải đặc biệt quan tâm đến
vấn đề nối tiếp với hai bờ, bộ phận chống thấm của đê quây phải được kéo dài và
cắm sâu vào hai bờ phải tính toán thấm vòng quanh bờ để xác định chiều sâu cần
thiết phải cắm vào bờ
2.3.12. Đê quây đất đá hoặc đê quây
bằng đá đổ có tường nghiêng bằng đất loại sét thì dưới lớp bảo vệ phủ ngoài mái
thượng lưu và lớp chuyển tiếp giữa phần đá và đất phải được thiết kế theo
nguyên tắc tầng lọc ngược.
Giữa đá đổ và tường nghiêng á sét
phải bố trí 3 lớp lọc ngược (dăm lớn, sỏi và cát). Giữa hỗn hợp đá lớn nhỏ và
tường nghiêng á sét có thể bố trí 2 lớp lọc ngược nếu có hỗn hợp cát sỏi thích
hợp (xác định bằng thí nghiệm), có thể bố trí một lớp lọc ngược dày.
Mức độ không đều của các lớp cát
cuội sỏi làm lọc nên như sau:
10
Khi đắp khô
4
Khi đắp trong nước
Ở đây: D60 và D10
là đường kính mắt sàng cho lọt qua 10% và 60% khối lượng vật liệu làm tầng lọc.
Chiều dày mỗi lớp lấy theo điều
kiện thi công nhưng không được nhỏ hơn 0,2m khi đắp khô và không được nhỏ hơn
0,5m khi đắp trong nước.
2.3.13. Đối với đê quây đất – đá
không cao và sau này sẽ không nằm lại trong thân đập, cho phép dùng đá có cường
độ nhỏ hơn 400KG/cm2 và không cần phân loại hạt và kích thước viên
đá.
2.3.14. Đê quây đất đá hoặc đê quây
bằng đá đổ có tường nghiêng được đắp lên dần từ bờ ra lòng sông vào thời kỳ
nước kiệt. Phần dưới mực nước khi đắp đất đá bị nén chặt do các phương tiện đi
lại trên bề mặt khối đắp. Phần trên mực nước phải đắp theo từng lớp, chiều dày
từng lớp và số lần đầm phụ thuộc vào phương tiện thiết bị thi công.
2.3.15. Đê quây bằng ván cừ gỗ hay
thép: đê quây loại này có thể gồm một hoặc hai hàng cừ với lăng trụ đất đá ở
một phía (thượng lưu), hoặc gia tải đất đá ở khoảng giữa hai hàng cừ (H.4).
2.3.16. Chiều cao đê quây bằng cừ gỗ
đóng một hàng thường từ 2 ÷ 5m, bề dày vàn cừ gỗ 75 ÷ 180mm. Chiều cao đê quây
bằng cừ gỗ đóng hai hàng có thể đến 7 ÷ 8m, khoảng cách giữa hai hàng ván cừ gỗ
thường lấy bằng (1,2 ÷ 1,4)H (H là chiều cao đê quây). Cừ thường được đóng sâu
vào đất khoảng 1/3 chiều cao của đê quây. Hàng cừ gỗ có tác dụng như tường
chống thấm cho đê quây.
Hình
4: Đê quây bằng cừ gỗ
a-
Một hàng cừ; b- Hai hàng cừ; c- Hai hàng cừ có đất chống thấm phía ngoài
1-
Cọc tiêu; 2- Thanh định hướng cừ; 3- Bản cừ gỗ; 4- Chống xiên
2.3.17. Đê quây bằng cừ thép được
tạo thành bởi các cừ thép hình phẳng hình chữ U, Z. Chiều cao đê quây một hàng
cừ thép có thể đến 4m, chiều cao đê quây hai hàng cừ thép có thể đến 12m.
Khoảng cách giữa hai hàng cừ có thể lấy bằng (0,8 ÷ 1,0)H (xem hình 5)
Đê quây 2 hàng cừ thép có thể dùng
làm đê quây trên nền đất mềm, đê quây dọc trong điều kiện lòng sông tương đối
hẹp.
Hình
5: Đê quây hai hàng bản cọc thép
1-
Bản cừ thép chữ U, Z; 2- Thanh nẹp dọc; 3- Thanh giằng; 4- Tăng dơ
2.3.19. Đê quây kiểu chuồng gỗ có 2
loại:
- Chuồng gỗ rộng: tự bản thân nó có
thể đủ ổn định chống lại các lực ngang.
- Chuồng gỗ hẹp: tự bản thân nó
không đủ ổn định mà phải đắp thêm các khối đất đá ở một phía hoặc 2 phía của
chuồng gỗ.
Bề rộng của đê quây kiểu chuồng gỗ
rộng lấy không nhỏ hơn 1,1 lần chiều cao của đê quây. Đối với chuồng gỗ hẹp bề
rộng lấy bằng 0,7 lần chiều cao của đê quây. (Xem H.6).
Hình
6: Đê quây kiểu chuồng gỗ
2.3.20. Đê quây hình liên trụ, liên
cung được tạo thành bằng cách đóng các cọc cừ thép liên kết với nhau thành hình
trụ, hình cung liên tiếp. Đê quây liên trụ có thể chịu được cột nước đến 14m và
lớn hơn. Loại đê quây này dùng làm đê quây dọc, đê bao ở những nơi lòng sông
hẹp, vận tốc dòng chảy lớn, trên nền đất sét nặng, đất cát hoặc cát cuội sỏi.
2.3.21. Đối với đê quây hình liên
trụ thì đường kính của trụ lấy bằng (0,8 ÷ 0,9) chiều cao cột nước tính toán
bán kính của cung nối được lấy bằng hoặc nhỏ hơn bán kính của trụ. Khoảng cách
giữa các trụ lấy bằng 0,5 ÷ 2,8m. Chiều sâu đóng cọc cừ trên nền mềm có thể lấy
bằng (0,5 ÷ 1,0) chiều cao cột nước tính toán.
2.3.22. Đối với đê quây hình liên
cung chiều rộng đê quây thường lấy bằng (0,8 ÷ 1,2) chiều cao cột nước tính
toán và bán kính của cung cong liên trục lấy bằng chiều dài của một đoạn (L)
(xem hình 7).
2.3.23. Phải kiểm tra các đê quây
cừ thép kiểu liên khung, liên trụ về:
- Độ ổn định chống trượt theo mặt
phẳng ngang nằm dưới chân cừ;
- Độ ổn định chống trượt của các
ván cừ kề nhau theo mặt phẳng thẳng đứng đi qua trục dọc của đê quây;
- Độ bền của các khớp của ván cừ;
- Độ ổn định của nền chống trồi đất
dưới ván cừ do tải trọng của đất đá đổ trong các khoang đê quây khi chiều cao
đất đá này trên 15 mét;
- Độ ổn định thấm của nền đê quây.
- Thấm qua đê quây.
Hình
7: Đê quây liên trụ, liên cung
a)
Đê quây liên trụ; b) Đê quây liên cung
1-
Hình trụ; 2- Cung tròn nối; 3- Tường bản phẳng; 4- Cung tròn liên tục
2.3.24. Vật liệu đổ trong các
khoang của đê quây liền trục, liên cung là đất cát hoặc hỗn hợp cát cuội sỏi. Khi
đổ vật liệu vào các khoang phải chú ý đổ đồng đều, chênh lệch giữa các khoang
kề nhau không quá 2m.
2.3.25. Đê quây bằng bê tông, đá
xây thường được sử dụng nơi lòng sông hẹp, nền đá. Đê quây loại này chịu được
cột nước cao, chống thấm, chống xói lở tốt, diện tích chiếm chỗ nhỏ nên dùng
làm đê quai dọc và nên kết hợp làm một bộ phận của công trình lâu dài để giảm
giá thành xây dựng.
2.3.26. Phải chọn thời đoạn nước
kiệt để thi công đê quây bêtông. Phần dưới nước thi công bằng phương pháp để bê
tông trong nước. Nếu chiều sâu nước nhỏ hơn 1,5 m có thể đổ bê tông theo phương
pháp lấn dần từ bờ ra.
Khi thi công phải tuân theo các yêu
cầu kỹ thuật của QPTL D6.78.
Đối với đê quây bằng đá xây nếu
không có điều kiện làm khô nền móng thì phần dưới nước phải đổ bê tông theo
phương pháp đổ trong nước, phần trên mực nước thì xây đá.
Việc kiểm tra ổn định và độ bền của
đê quây thực hiện như đối với tường chắn.
2.4. Tính
toán thủy lực dẫn dòng
2.4.1. Mục đích tính toán thủy lực
là xác định cao trình, kích thước, khối lượng các công trình dẫn dòng, từ đó so
sánh lựa chọn phương án dẫn dòng hợp lý nhất.
2.4.2. Cao trình đỉnh đê quây được
xác định:
s đqt = z + d + ∆s
(1)
s đqh = z + d (2)
Trong đó:
s
đqt – cao độ đỉnh đê quây thượng
s
đqh – cao độ đỉnh đê quây hạ
z – cao trình mực nước nông sau đê
quây hạ lưu ứng với lưu lượng lớn nhất thiết kế, (m);
d – độ cao an toàn tĩnh của đê quây
được lấy theo 0,6 hoặc 0,7m;
A – tổn thất thủy lực trên đường
dẫn nước từ thượng lưu và hạ lưu (m).
Chú thích:
- Nếu ở thượng lưu có thể trữ
nước đáng kể, phải xác định lưu lượng lớn nhất thiết kế thông qua tính toán
điều tiết.
- Nếu trước đê quây mặt nước có
chiều dài hứng gió đáng kể khi xác định cao trình đỉnh đê quây, phải tính thêm
chiều cao sóng leo.
2.4.3. Tính toán thủy lực dẫn dòng
phải tuân theo các tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm có liên quan. Khi tính toán
sơ bộ có thể tham khảo ở phụ lục 4 quy trình này.
2.5. Tính
toán kinh tế dẫn dòng
2.5.1. Giá thành công trình dẫn
dòng trước hết là giá thành trực tiếp của công trình dẫn nước và ngăn nước.
2.5.2. Khi đê quây là bộ phận của
công trình lâu dài thì đê quây càng cao, kích thước công trình dẫn nước càng
giảm. Trong trường hợp này chủ yếu là xét giá thành của công trình dẫn nước.
2.5.3. Khi đê quây là công trình
tạm thời độc lập với công trình chính thì giá thành là tổng chi phí của đê quây
và công trình dẫn nước. Phương án dẫn dòng phải có giá thành nhỏ nhất đồng thời
phải thỏa mãn các yêu cầu mà thiết kế đã đề ra đối với công tác dẫn dòng.
2.5.4. Trình tự tính toán kinh tế:
a) Đề xuất ít nhất là 3 phương án
dẫn dòng;
b) Tính khối lượng và giá thành các
phương án;
c) Lập biểu đồ quan hệ giữa giá thành
xây dựng và quy mô đê quây và công trình dẫn nước để xác định phương án có giá
thành nhỏ nhất (xem ví dụ ở hình 8).
1- Giá thành đê ngăn dòng
2- Giá thành tuynen
3- Giá thành tổng cộng
|
|
Hình
8: Biểu đồ giá thành công trình dẫn dòng
2.5.5. Chi phí dẫn dòng thi công
gồm:
- Giá thành của các công trình dẫn
dòng, C1;
- Giá thành các công trình phục vụ
liên quan đến dẫn dòng, C2
- Các chi phí khác, C3,
Giá thành C1 gồm chi phí
để xây dựng các công trình dẫn dòng. Nếu công trình dẫn dòng có một bộ phận kết
hợp với công trình chính thì chỉ tính phần chi phí tăng thêm.
Giá thành C2 gồm chi
phí về đảm bảo giao thông thủy, cấp nước cho hạ lưu, gia cố lòng sông, bảo vệ
các công trình công nông nghiệp và văn hóa, đền bù thiệt hại nếu có …
Giá thành C3 gồm các chi
phí khác như phá đê quây, ngăn dòng bảo vệ hố móng, chi phí bộ máy quản lý (do
kéo dài tiến độ), chi phí dự phòng …
Tổng giá thành sẽ là:
C =
C1 + C2 + C3 (đồng) (3)
Phương án dẫn dòng thi công hợp lý
là phương án có giá thành xây dựng nhỏ nhất
3. THIẾT KẾ
NGĂN DÒNG
3.1. Chọn
thời đoạn, tần suất và lưu lượng thiết kế
3.1.1. Các yêu cầu đối với thời
đoạn ngăn dòng:
- Thời kỳ nước sông kiệt để có lưu
lượng tính toán nhỏ, ngăn dòng thuận lợi nhanh chóng, an toàn và giá thành hạ;
- Sau khi ngăn dòng nâng đê quây
ngăn dòng lên tới cao trình thiết kế để đảm bảo thi công công trình chính bảo
đảm an toàn chống lũ tiểu mãn và lũ chính vụ của mùa mưa kế đó. Thường chọn
thời đoạn đầu mùa khô lúc này lưu lượng sông không nhất nhiết phải là nhỏ nhất.
3.1.2. Lưu lượng thiết kế ngăn dòng
là lưu lượng trung bình ngày của thời đoạn dự kiến ngăn dòng ứng với tần suất
quy định. Thời đoạn ngăn dòng có thể là tháng hoặc tuần (10 ngày) của tháng dự
kiến ngăn dòng. Nếu ở thượng lưu tuyến ngăn dòng có thể hình thành khu chứa
nước lớn thì khi tính toán phải chú ý đến khả năng điều tiết này.
3.2. Các
phương pháp ngăn dòng và điều kiện áp dụng
3.2.1. Các sơ đồ ngăn dòng thường
gặp là:
- Lấp dòng lấn dần (phương pháp lấp
đứng);
- Lấp dòng toàn tuyến (phương pháp
lấp bằng);
- Lấp dòng tức thời bằng nổ mìn
định hướng;
- Lấp dòng lấn dần kết hợp với toàn
tuyến.
3.2.2. Trong mọi trường hợp nên áp
dụng phương pháp ngăn dòng bằng cách lấp lấn dần. Khi lòng sông là đất dễ bị
xói trôi thì cửa hạp long phải được gia cố.
3.2.3. Trường hợp lòng sông là đất
dễ bị xói, nếu lưu lượng tính toán ngăn dòng tới 1500 m3/s, độ dâng
mực nước cuối cùng lớn hơn 0,5m thì phải dùng phương pháp lấp toàn tuyến.
Chú thích: Với cùng
điều kiện thủy văn thì phương pháp lấp toàn tuyến có ưu điểm là vận tốc ở cửa
ngăn dòng nhỏ hơn, diện thi công rộng hơn, cường độ thi công cao hơn; nhưng có
nhược điểm là phải làm cầu thi công, giá thành thường lớn. Phường lấp lấn dần
có lưu lượng đơn vị tăng dần, vận tốc ở thời đoạn cuối lớn, diện thi công hẹp,
cường độ thi công thấp nhưng có ưu điểm là tổ chức thi công đơn giản hơn. Khi
lòng dẫn không bị xói thì khối lượng vật liệu sử dụng để lấp dòng của cả hai
phương pháp là tương tự như nhau. Khi lòng dẫn bị xói thì khối lượng vật liệu
cần sử dụng của phương pháp lấn dần còn phụ thuộc vào phạm vi và mức độ phải
gia cố ở cửa hạp long.
3.2.4. Ở những sông suối nhỏ, độ
dâng mực nước cuối cùng không vượt quá 0,2m có thể dùng tàu hút bùn để bồi lấp
sông.
3.2.5. Khi địa hình thuận lợi, hai
bên bờ có đồi núi cao và dốc, lòng sông không rộng quá 100m thì có thể dùng
phương pháp lấp dòng tức thời bằng phương pháp nổ mìn định hướng.
3.2.6. Phương pháp ngăn dòng được
lựa chọn trên cơ sở so sánh kinh tế kỹ thuật, các phương án đưa ra cần phù hợp
với các điều kiện địa hình, địa chất, vật liệu và thiết bị, máy móc thi công.
Đối với công trình quan trọng, nếu công tác ngăn dòng phức tạp và có ảnh hưởng
lớn đến chất lượng và tiến độ thi công thì sau khi tính toán lý thuyết nếu xét
cần phải làm thí nghiệm mô hình để kiểm tra trước khi quyết định phương án
chọn.
3.2.7. Các bước ngăn dòng bằng
phương pháp lấn dần bao gồm:
- Đắp băng-két thu hẹp lòng sông
cho đến khi vận tốc dòng chảy tăng đến trị số giới hạn cho phép;
- Gia cố cửa hạp long;
- Chuẩn bị mặt bằng ngăn dòng;
- Đắp băng két ngăn dòng bằng vật
liệu cỡ lớn;
- Đắp đập ngăn dòng theo thiết kế.
3.3. Thiết
kế gia cố và thu hẹp lòng sông
3.3.1. Trước khi ngăn dòng phải đắp
băng két thu hẹp lòng dòng chảy tại tuyến ngăn dòng. Cao độ đỉnh băng két phải
cao hơn mực nước ở thượng lưu khi chặn dòng 0,5 ÷ 0,7m, chiều rộng đỉnh băng
két phải đủ rộng để cho xe máy hoạt động trong quá trình thi công ngăn dòng.
3.3.2. Chiều rộng cửa hạp long phải
đảm bảo an toàn cho tàu thuyền qua lại và không gây ra xói lở ở lòng dẫn. Vận
tốc cho phép bằng 0,5 ÷ 2,0 m/s đối với tàu thuyền và 2,5 ÷ 3,0 m/s đối với bè
mảng; khi vận tốc thiết kế vượt qua giới hạn trên cần có ý kiến của cơ quan
quản lý giao thông thủy.
3.3.3. Khi lòng dẫn không bị xói và
không có yêu cầu giao thông thủy thì vận tốc dòng chảy ở cửa hạp long phụ thuộc
vào sự ổn định của vật liệu (không bị đẩy trôi) làm băng két lấn sông.
3.3.4. Khi lòng dẫn bị xói thì phải
gia cố cửa hạp long (trước khi ngăn dòng). Phạm vi gia cố phải lớn hơn phạm vi
tính toán sẽ bị xói trong quá trình ngăn dòng. Theo kinh nghiệm thường lấy 5 ÷
10m về phía thượng lưu và 40 ÷ 100m về phía hạ lưu của tuyến ngăn dòng.
Nếu thấy cần thiết phải kiểm tra
bằng thí nghiệm mô hình
3.3.5. Khi ngăn dòng bằng phương
pháp lấn dần thì tại vị trí hai đầu băng két gặp nhau phải gia cố có chiều dày
và chiều dài lớn hơn những chỗ khác. Chiều dày lớp gia cố lấy bằng 0,5 ÷ 1,5m
(0,5 ÷ 0,6zmax) nhưng không nhỏ hơn ba lần đường kính trung bình của
vật liệu gia cố.
3.3.6. Vật liệu gia cố thường dùng
đá có đường kính trung bình không bị dòng chảy cuốn trôi và có cấp phối thích
hợp. Kích thước vật liệu gia cố phải được xác định qua tính toán thủy lực, thí
nghiệm mô hình (nếu thấy cần thiết).
3.4. Thiết
kế băng két ngăn dòng
3.4.1. Phải bố trí tuyến của băng
két ngăn dòng so với tuyến của công trình chính như sau:
- Ở thượng lưu khi lòng dẫn không
bị xói;
- Ở hạ lưu khi lòng dẫn bị xói.
3.4.2. Khi ngăn dòng bằng phương
pháp lấn dần từ hai bờ thì đoạn cửa hạp long cuối cùng nên chọn ở chỗ lòng sông
không bị xói và có chiều sâu không lớn. Khi lấp vật liệu từ một phía thì nên
kết thúc băng két ở phía bờ thoải và không xói.
3.4.3. Khi đắp băng két, để đá
không bị trôi thì mái dốc nên chọn như sau:
Nếu lấp toàn tuyến: mái
thượng lưu 1 : 1,3
mái
hạ lưu 1 : 2,0
Nếu lấp lấn dần: mái
thượng lưu 1 : 1,3
mái
hạ lưu 1 : 1,5
Khi đắp băng két bằng đất thì tuân
theo điều 2.3.5 (phần chú thích) của quy trình này.
3.4.4. Chiều rộng đỉnh băng két khi
lấp toàn tuyến thì lấy lớn hơn hoặc bằng 1,0m và khi lấp dần bằng ô tô tự đổ
thì lấy bằng 8 ÷ 20m.
Chú thích:
- Trường hợp băng két ngắn, ô tô
tự đổ lùi xe để đổ thì chiều rộng băng két bằng 8 ÷ 15m;
- Trường hợp băng két dài mà ô
tô phải quay vòng thì chiều rộng đỉnh băng két bằng 15 ÷ 20m. Nếu băng két vừa
dài vừa hẹp thì cứ cách 60m phải mở rộng đỉnh ở một đoạn, đủ cho ô tô quay vòng
3.4.5. Kích thước vật liệu đắp băng
két phải thay đổi tương ứng với từng giai đoạn thủy lực ngăn dòng
3.4.6. Diện tích mặt cắt ngang băng
két ngăn dòng tính theo X.V.I zơbat khi lấp toàn tuyến.
(4)
Trong đó:
e = hhl – ho
= hhl – qpg/Vmax;
Nmax = 0,25 qmax
zmax;
Vmax =1,2
Nmax – Công suất đơn vị
lớn nhất của dòng chảy qua cửa hạp long, T/m3;
zpg – dộ dâng mực nước
phân giới, (m);
zmax – độ dâng mực nước
lớn nhất, (m);
qpg – lưu lượng đơn vị
trên băng két đá ứng với độ dâng mực nước phân giới, (m3/s/m);
Vmax – vận tốc lớn nhất
của dòng chảy mà viên đá không bị trôi (m/s);
hhl – chiều sâu nước ở
hạ lưu, (m);
ho – chiều sâu trung
bình của đoạn dốc nước, (m);
gd
- khối lượng đơn vị của đá, (T/m3);
g0
- khối lượng đơn vị của nước, (T/m3);
D – đường kính của vật liệu, (m);
n – hệ số độ nhám của đá phụ thuộc
vào kích thước của viên đá;
D < 25 cm thì n = 0,05;
D > 25 cm thì n = 0,10;
Khi lấp lấn dần thì cho phép dùng
công thức trên để tính nhưng trong đó thay zpg = z (z là độ dâng mực
nước thượng lưu tương ứng với chiều rộng cửa hạp long tính toán) qpg
= q (q là lưu lượng đơn vị tương ứng).
3.5. Tính
toán thủy lực ngăn dòng
3.5.1. Phải tính toán thủy lực ngăn
dòng để xác định kích thước của các công trình dẫn dòng và ngăn dòng, chuẩn bị
vật liệu thiết bị thi công, thiết kế tổ chức thi công ngăn dòng và để làm cơ sở
cho việc tiến hành thí nghiệm công tác ngăn dòng bằng mô hình.
3.5.2. Tính toán thủy lực ngăn dòng
cần được tiến hành ở giai đoạn thiết kế kỹ thuật và bản vẽ thi công.
Trước ngày dự kiến ngăn dòng phải
tính toán kiểm tra lại với những số liệu thủy văn mới nhất theo dự báo để kịp
thời bổ sung, điều chỉnh phương án ngăn dòng và chuẩn bị ngăn dòng.
3.5.3. Trong tính toán thủy lực
ngăn dòng phải làm sáng tỏ quy luật biến đổi và sự phân bố lưu lượng ở cửa hạp
long và công trình dẫn dòng; quy luật biến đổi của độ dâng mực nước thượng lưu
của vận tốc dòng chảy ở cửa hạp long trong quá trình ngăn dòng.
Phải căn cứ vào tính toán thủy lực
ngăn dòng để xác định cao trình, kích thước của băng két ngăn dòng và của cửa
tháo nước, kích thước và khối lượng vật liệu ngăn dòng.
3.5.4. Độ dâng mực nước lớn nhất ở
thượng lưu zmax được xác định khi tháo toàn bộ lưu lượng dẫn dòng
qua công trình dẫn dòng (kênh dẫn vào, kênh dẫn ra và công trình tháo nước).
3.5.5. Để tính toán thủy lực ngăn
dòng cần có các tài liệu sau:
- Lưu lượng tính toán ở thời đoạn
ngăn dòng;
- Đường quan hệ Q = F (Hhl);
- Mặt bằng đoạn sông ở tuyến công
trình, tỉ lệ 1 : 500; 1 : 2000
- Mặt cắt ngang sông, theo tuyến
ngăn dòng và các mặt cắt ở trên và dưới tuyến ngăn dòng cách nhau 25 ÷ 50m
không ít hơn 5 mặt cắt, có tỉ lệ 1 : 200 ÷ 1 : 500;
- Hệ số nhám lòng dẫn của đoạn ngăn
dòng.
Tính toán thủy lực ngăn dòng: xem
phụ lục số 5
3.6. Thiết
kế tổ chức thi công ngăn dòng
3.6.1. Nội dung thiết kế tổ chức
thi công ngăn dòng:
a) Tại tuyến ngăn dòng: thiết kế
biện pháp gia cố lòng sông tại cửa hạp long; thu hẹp lòng sông; làm cầu tạm nếu
ngăn dòng bằng phương pháp lấp toàn tuyến;
b) Tại tuyến dẫn dòng thiết kế kênh
dẫn dòng, dự kiến các điều kiện để cho phép ngập nước hố móng và một bộ phận
công trình, thiết kế biện pháp và trình tự phá đê quây đợt I;
c) Các công việc chuẩn bị và phụ
trợ: sản xuất vật liệu lấp dòng, vận chuyển và kho bãi chứa vật liệu, thiết kế
hệ thống chiếu sáng; quy định nội dung công tác quan trắc thủy văn, thống kê,
kiểm tra an toàn lao động trong suốt quá trình ngăn dòng.
d) Thành lập lực lượng thi công
ngăn dòng, ban chỉ đạo ngăn dòng và giao nhiệm vụ kế hoạch cụ thể cho các đơn
vị tham gia thi công.
3.6.2. Gia cố và thu hẹp lòng sông.
Thiết kế gia cố và thu hẹp lòng
sông phải thông qua tính toán thủy văn, thủy lực và điều kiện bảo đảm giao
thông thủy và các điều kiện khác về thi công như đã nêu ở các điều 3.3.2 ÷
3.3.4 của quy trình này.
Vật liệu dùng để gia cố lòng sông
tại cửa hạp long thường là đá hộc.
Khi đổ đá các xà lan được neo theo
các tuyến đã định dọc theo sông và được định vị bằng các máy trắc đạc (xem hình
9)
Lòng sông được thu hẹp theo trình
tự sau: ô tô tự đổ đổ đá tại đầu băng két, máy ủi san đá lấn dần từ bờ ra (có
thể đổ lấn từ 1 bờ hoặc từ cả 2 bờ ra). Có thể dùng xà lan mở đáy để đổ đá.
Hình
9 – Sơ đồ đặt xà lan khi gia cố lòng sông
3.6.3. Phá đê quây
Khi xây dựng công trình đầu mối
theo hai giai đoạn thì trước khi ngăn sông phải phá đê quây đợt I.
Vị trí, kích thước, cao trình khối
lượng của đoạn đê quây cần phá phải được xác định thông qua tính toán (chỉ thí
nghiệm mô hình khi thật cần thiết).
Phải phá đê quây đúng theo quy định
của thiết kế. Việc phá đê quây không hết sẽ làm cho mực nước thượng lưu dâng
cao hơn mực nước thiết kế ngăn dòng, gây khó khăn cho việc ngăn dòng.
Công tác phá đê quây được tiến hành
theo hai giai đoạn:
Giai đoạn 1: - Đào thu nhỏ mặt cắt
đê quây bao gồm phần đỉnh, lăng trụ đá phía trong hố móng, lớp đá gia cố ở mái
dốc ngoài, thu dọn các vật cản có thể làm trở ngại cho việc phá đê quây ở giai
đoạn 2 (hình 10). Cần chú ý những điều sau:
- Cao trình đỉnh đê quây sau khi
phá giai đoạn 1 còn phải cao hơn cao trình mực nước thực tế là 1m.
- Chiều rộng đỉnh đê quây không nhỏ
hơn từ (1 ÷ 2) lần chiều cao cột nước trước đê quây và phải kiểm tra gradien thấm
(đê quây bằng đất á cát thì gradien thấm không được lớn hơn 0,5).
Hình
10 – Sơ đồ mặt cắt tối thiểu của đê quây
Giai đoạn 2: Phá hết đê quây làm
ngập hố móng để tháo nước qua công trình dẫn dòng. Nên phá đê quây hạ lưu trước
đê quây thượng lưu sau.
Để tạo cửa mở ban đầu có thể dùng
máy ủi hoặc nổ mìn. Để phá tiếp đến mặt cắt thiết kế có thể dùng máy đào gầu
nghịch hoặc gầu dây.
Nếu là đê quây kiểu ván cừ chuồng
gỗ thì trình tự phá là đào lăng trụ đất đá trước, sau đó nhổ ván cừ, phá chuồng
gỗ
3.6.4. Chuẩn bị vật liệu ngăn dòng
ở cửa hạp long.
a) Vật liệu lấp dòng thường dùng là
đá hộc, đá quá cỡ, các khối lăng thể bê tông. Kích thước, trọng lượng của các
vật liệu trên phải qua tính toán thủy lực để xác định.
Đôi khi còn dùng hình thức rọ đá,
nhồi hỗn hợp đất đá vào bao tải, rồng tre hoặc liên kết các hòn đá để đủ kích
thước và trọng lượng theo yêu cầu của tính toán.
b) Các bãi chứa vật liệu ngăn dòng
thường bố trí càng gần cửa hạp long càng tốt (ở một bờ nếu ngăn dòng từ một
phía, ở hai bờ nếu lấp dòng từ hai phía).
c) Vật liệu ngăn dòng phải bố trí
riêng từng loại, từng kích thước để thuận tiện cho việc thi công.
d) Dự trù khối lượng vật liệu để
ngăn dòng phải kể đến khối lượng dự trữ thêm.
- 5 ÷ 10% khối lượng tính toán đối
với đá các cỡ;
- 20% khối lượng tính toán đối với
các vật liệu lớn khác
e) Các máy móc, thiết bị, xe máy để
thi công ngăn dòng phải được dự trữ từ 50 ÷ 100% số lượng máy móc, thiết bị, xe
máy tính toán trong thiết kế thi công tổ chức ngăn dòng.
3.6.5. Vận chuyển và đổ vật liệu
ngăn dòng
a) Khi chọn xe máy vận chuyển phải
căn cứ vào khối lượng vật liệu, khoảng cách vận chuyển, cường độ thi công đổ
vật liệu, loại vật liệu, điều kiện địa hình và khả năng cung cấp thiết bị.
b) Nên sử dụng ô tô tự đổ để vận
chuyển và đổ các loại vật liệu ngăn sông vì ô tô có tính cơ động lớn, dễ tổ
chức thi công, bảo đảm cường độ thi công cao.
c) Phải căn cứ vào năng suất của ô
tô và năng suất của máy xúc, cần cẩu để chọn số lượng 2 loại xe máy này cho phù
hợp.
d) Hệ thống đường phải đảm bảo cho
ô tô vận chuyển được liên tục, an toàn. Cần bố trí lực lượng duy tu, đề phòng
sự cố.
e) Để bốc xếp các đá quá cỡ và các
khối bê tông lớn phải dùng cần trục. Để thuận tiện cho việc cẩu phải chôn sẵn
các móc thép (đường kính và độ sâu chôn các móc thép phải được tính toán đảm
bảo an toàn) vào các khối bê tông, đá quá cỡ.
3.6.6. Chiếu sáng khu vực thi công
ngăn dòng
Mạng lưới điện chiếu sáng phải đảm
bảo nhìn thấy rõ các mục tiêu sau:
a) Bãi vật liệu, đường vận chuyển,
dấu hiệu đường và các tín hiệu của các nhân viên điều độ;
b) Bề mặt của băng két, đập, các vị
trí tiếp giáp của băng két (để kiểm tra, phát hiện thấm và xói lở);
c) Mặt nước thượng lưu và hạ lưu
của băng két ngăn dòng (hệ thống neo cầu nếu có);
Đèn pha chiếu sáng đặt trên trụ
hoặc trên dây (Hình 11).
Hình
11: Chiếu sáng vùng ngăn dòng
3.6.7. Quan trắc thủy văn khi ngăn
dòng
a) Việc quan trắc thủy văn phải
được đặt ra để phục vụ cho công tác ngăn dòng. Phải bố trí đủ cán bộ và thiết
bị chuyên môn để thực hiện việc này.
b) Trước và trong thời gian ngăn
dòng phải tổ chức mạng lưới các trạm đo cao trình mực nước để theo dõi sự diễn
biến của dòng chảy. Nên bố trí 8 ÷ 12 trạm đo mực nước và 2 ÷ 3 tuyến đo đạc
thủy văn.
c) Phải bố trí các trạm đo cao
trình mực nước ở:
- Cửa kênh dẫn vào công trình dẫn
dòng (1 trạm);
- Mé thượng lưu và hạ lưu của đê
quây thượng và đê quây hạ thuộc phần hố móng của công trình chính (từ 2 ÷ 4
trạm);
- Thượng và hạ lưu của tim trục
công trình chính bằng bê tông như đập, nhà máy thủy điện (2 trạm);
- Cuối kênh dẫn ra (1 trạm);
- Thượng lưu và hạ lưu cửa hạp long
cách nhau 20 ÷ 30m (2 trạm);
- Các tuyến thủy văn (2 ÷ 3 trạm);
Chú thích:
- Trong thời gian ngăn dòng cứ 1
giờ đo cao trình mực nước 1 lần
- Thời gian trước và sau khi
ngăn dòng thì ít nhất 2 lần đo cao trình mực nước trong một ngày.
d) Ở các tuyến thủy văn phải đo đạc
và xác định các trị số đo lưu lượng của sông, lưu lượng qua cửa hạp long, qua
công trình dẫn dòng và vận tốc dòng chảy ở các thời điểm tương ứng.
Trong thời gian ngăn dòng cứ 1 ÷ 2
giờ phải đo lưu lượng qua tuyến thủy văn 1 lần.
e) Lượng nước tích đọng ở thượng
lưu được xác định gần đúng với thời đoạn 1 ÷ 2 giờ tương ứng với sự phát triển
của băng két ngăn dòng, qua các thông số như: Chiều rộng trung bình và độ dốc
của đường mặt nước; độ dâng mực nước ở thượng lưu của tuyến ngăn dòng.
f) Để theo dõi sự diễn biến của
lòng sông, sự ổn định của lớp vật liệu gia cố lòng sông phải đo chiều sâu đáy
sông ở các mặt cắt đo đạc bố trí ở thượng và hạ lưu băng két ngăn dòng với
khoảng cách bố trí 0; 10; 50; 100; 150; 250m và tiếp theo cách nhau 100 ÷ 200m,
tùy theo mức độ xói lở.
g) Để xác định khối lượng băng két
ngăn dòng phải tiến hành đo các mặt cắt ngang của băng két bằng máy thủy bình ở
các mặt cắt cách nhau 10m một.
Phải lập tài liệu hoàn công của
băng két ngay khi vừa kết thúc ngăn dòng, trước khi mở rộng đắp dày và tôn cao.
3.6.8. Công tác thống kê, kiểm tra
a) Để chỉ đạo tác nghiệp công tác
ngăn dòng được tốt phải tổ chức hệ thống thống kê kiểm tra. Các số liệu, tài
liệu ngăn dòng phải được tổng hợp báo cáo kịp thời cho chỉ huy trưởng ngăn
dòng.
b) Việc thống kê khối lượng vật
liệu ngăn dòng phải được tiến hành ở ngay trên băng két, ở từng máy xúc, cần
trục, ô tô.
3.6.9. Tổ chức chỉ đạo ngăn dòng
Để chỉ đạo công tác ngăn dòng phải
thành lập ban chỉ huy ngăn dòng bao gồm: chỉ huy trưởng, các đốc công về xúc,
vận chuyển đổ vật liệu, các nhóm tác nghiệp, nhóm thủy văn.
Dưới quyền đốc công có các trưởng
ca, đội trưởng điều độ viên trên băng két, thợ trực sửa chữa máy thi công.
Phải bố trí hệ thống loa truyền
thanh mạnh để chỉ huy toàn bộ hiện trường.
Vị trí chỉ huy phải bao quát được
hiện trường.
3.6.10. Thi công chặn dòng ở cửa
hạp long
Sau khi đã chuẩn bị chu đáo để công
trình dẫn dòng sẵn sàng làm việc thì tiến hành chặn dòng cửa hạp long.
a) Chặn dòng bằng phương pháp lấn
dần (lấn đứng);
- Khi cửa hạp long không lớn (≤
50m) và chiều rộng đỉnh băng két bằng 6 ÷ 8m, thì ô tô tự đổ có thể lùi đến mép
đầu băng két để đổ vật liệu;
- Nếu chiều dài tới cửa hạp long
quá 50m thì phải mở rộng mặt băng két 1 đoạn để ô tô quay vòng (theo quy định
của công trường tùy loại xe để đảm bảo an toàn). Khi đổ ô tô chở vật liệu đi
thẳng vào chỗ quay vòng sau đó lùi ra đầu băng két đổ vật liệu;
- Nếu chiều rộng của mặt băng két
là 12 ÷ 15m thì ô tô tự đổ có thể đi thẳng vào đầu băng két rồi quay vòng để
đổ;
- Phải đổ đá lớn ở góc thượng lưu
đầu băng két, kế đó về hạ lưu thì đổ đá có kích thước nhỏ dần. Tốc độ tiến ra
của đầu băng két phía thượng lưu luôn luôn lớn hơn 3 ÷ 5m so với tốc độ tiến độ
của đầu băng két phía hạ lưu;
- Phải bố trí cán bộ chỉ huy việc
lui ô tô để đổ vật liệu, chú ý khoảng cách an toàn. Vật liệu còn nằm trên mặt băng
két phải được ủi xuống nước bằng máy ủi để đá lăn theo sườn mái dốc;
- Thời điểm khi hai đầu băng két
gần gặp nhau hoặc đầu băng két gần tiến tới bờ là lúc phải đảm bảo cường độ lấp
cao nhất và phải sử dụng các vật liệu có kích thước đủ lớn theo tính toán.
b) Chặn dòng bằng phương pháp toàn
tuyến (lấp bằng);
- Nếu dùng cầu phao để thi công
chặn dòng thì chỉ được đổ vật liệu từ phía hạ lưu cầu. Nếu dùng cầu trên trụ
thì có thể đổ vật liệu xuống nước theo hai phía thượng lưu và hạ lưu của cầu;
- Để thi công với cường độ cao thì
chiều rộng mặt cầu phải bảo đảm ô tô đi loại theo hai chiều và phải bảo đảm ô
tô quay vòng và đổ (hình 12);
- Nếu ô tô đi vào cầu từ hai phía
thì mặt cầu phải được ra hai đoạn: đoạn bờ trái và đoạn bờ phải (hình 12);
Hình
12 – Sơ đồ ô tô đi trên cầu
- Mặt cầu được phân ra từng đoạn
20m, ở mỗi đoạn phải có cán bộ theo dõi, điều độ đổ vật liệu cho băng két lên
dần;
- Phải phát hiện kịp thời những hư
hỏng của cầu và kịp thời sửa chữa.
c) Chặn dòng phương pháp nổ mìn
định hướng:
- Khi gặp điều kiện địa hình, địa
chất thuận lợi (sông hẹp, bờ núi dốc và cao) có thể ngăn sông bằng phương pháp
nổ mìn định hướng;
- Khi thiết kế nổ mìn phải tuân
theo quy trình nổ mìn trong xây dựng thủy lợi và quy phạm an toàn của liên Bộ
Nội vụ và Lao động.
3.7. Kỹ thuật
an toàn lao động trong thi công dẫn dòng và ngăn dòng
Khi thiết kế tổ chức thi công và
thi công ngăn dòng phải chấp hành quy phạm QPVN 14-79 về kỹ thuật an toàn trong
xây dựng và tuân theo các yêu cầu sau:
- Những người không có trách nhiệm
không được có mặt ở hiện trường ngăn dòng chặn dòng. Khi chặn dòng phải đình
chỉ mọi hoạt động của tàu thuyền qua tuyến hạp long cũng như qua chỗ phá đê
quây, và phải neo đỗ ở khoảng cách an toàn;
- Trên băng két đá các máy thi công
chỉ được di chuyển theo hướng đã định và phải đứng cách mép mái dốc ít nhất là
1m;
- Khi đổ vật liệu xuống đầu băng
két, ô tô phải đứng cách mép mái dốc ít nhất là 2m kể từ trục bánh xe sau.
- Mép hai bên cầu phải đặt các dầm
gỗ đủ lớn và đủ chắc để khi ô tô lùi không bị lao xuống sông;
- Khi xếp và vận chuyển đá quá cỡ,
khối bê tông lớn, không được đặt chúng tựa lên thành ben ô tô và phải dùng ô tô
chuyên dùng. Việc cẩu, vận chuyển, lùi xe, đổ các vật liệu lớn phải giao cho
công nhân có tay nghề cao, và phải được thực tập trước trên cạn;
- Khi lùi xe để đổ vật liệu lái xe
phải mở sẵn cửa ca bin, đề phòng bất trắc;
- Công trường phải bố trí sẵn người
cứu nạn, biết bơi lặn giỏi, có đủ phao cấp cứu; Bộ phận y tế phải thường trực
trên hiện trường trong suốt thời gian chặn dòng và có đủ phương tiện cấp cứu
thông thường.
PHỤ LỤC I
BẢNG TRA CỨU VẬN TỐC TRUNG BÌNH CHO PHÉP (V không xói)
Bảng
1: Vận tốc trung bình cho phép đối với đất không dính
Loại
đất
|
Độ
lớn các hạt đất đá (mm)
|
Vận
tốc cho phép (m/s) khi chiều sâu dòng chảy bằng
|
1m
|
3m
|
10m
|
Bụi và bùn
|
0,005-0,05
|
0,15-0,21
|
0,18-0,22
|
0,3
|
Cát nhỏ
|
0,05-0,25
|
0,21-0,33
|
0,22-0,40
|
0,3-0,5
|
Cát trung bình
|
0,25-1,00
|
0,33-0,52
|
0,40-0,63
|
0,5-0,76
|
Cát lớn
|
1,0-2,5
|
0,52-0,71
|
0,63-0,86
|
0,76-1,05
|
Sỏi nhỏ
|
2,5-5,0
|
0,71-0,88
|
0,86-1,06
|
1,05-1,3
|
Sỏi trung bình
|
5,0-10,0
|
0,88-1,12
|
1,06-1,35
|
1,30-1,66
|
Sỏi lớn
|
10,0-15,0
|
1,12-1,26
|
1,35-1,52
|
1,66-1,85
|
Cuội nhỏ
|
15,0-25,0
|
1,26-1,53
|
1,52-1,85
|
1,85-2,27
|
Cuội trung bình
|
25,0-40,0
|
1,53-1,79
|
1,85-2,16
|
2,27-2,63
|
Cuội lớn
|
40,0-75,0
|
1,79-2,22
|
2,16-2,60
|
2,63-3,18
|
Đá cuội nhỏ
|
75,0-100,0
|
2,22-2,42
|
2,60-2,84
|
3,18-3,48
|
Đá cuội trung bình
|
100-150
|
2,42-2,80
|
2,84-3,3
|
3,47-4,0
|
Đá cuội lớn
|
150-200
|
2,80-3,06
|
3,3-3,7
|
4,0-4,5
|
Đá hộc nhỏ
|
200-300
|
3,06-3,55
|
3,7-4,2
|
4,5-5,15
|
Đá hộc trung bình
|
300-400
|
3,55-3,84
|
4,2-4,6
|
5,15-5,60
|
Đá hộc lớn
|
400-500
|
3,84-4,10
|
4,6-5,0
|
5,6-6,05
|
Bảng
2: Vận tốc trung bình cho phép đối với lớp áo, mặt gia cố nhân tạo
Loại
gia cố
|
Vtb
ứng với chiều sâu trung bình dòng chảy bằng (m)
|
0,4
|
1,0
|
2,0
|
3
|
- Đá đổ, tùy theo độ lớn của đá
|
Lấy
theo bảng 1
|
- Đá lát đơn, có kích thước hòn
cuội (cm)
|
|
|
|
|
15
|
2,5
|
3,0
|
3,5
|
3,8
|
20
|
2,9
|
3,5
|
4,0
|
4,3
|
- Đá lát 2 lớp, các hòn đá có mặt
lồi và phẳng, với kích thước hòn đá (cm)
|
|
|
|
|
15
|
3,1
|
3,7
|
4,3
|
4,6
|
20
|
3,6
|
4,3
|
5,0
|
5,4
|
- Rọ đá
|
<
4,2
|
<
5,0
|
<
5,7
|
<
6,2
|
- Gia cố bằng lá cây, cành
|
1,8
|
2,2
|
2,5
|
2,7
|
- Trồng cỏ tươi, phẳng
|
0,6
|
0,8
|
0,9
|
1,0
|
- Xếp nghiêng
|
1,5
|
1,8
|
2,0
|
2,2
|
- Xây gạch
|
1,6
|
2,0
|
2,3
|
2,5
|
- Xây đá trung bình
|
5,8
|
7,0
|
8,1
|
10,0
|
- Xây đá yếu, gạch chắc
|
2,9
|
3,5
|
4,0
|
4,4
|
- Bê tông và bê tông cốt thép có
lớp trát xi măng hoặc phun vữa, thi công kỹ
|
|
|
|
|
Mác
|
200
|
75
|
9,0
|
10,0
|
11
|
|
150
|
5,8
|
7,0
|
8,1
|
8,7
|
|
100
|
5,0
|
6,0
|
6,9
|
7,5
|
PHỤ LỤC 2
SƠ ĐỒ TỔ CHỨC CHỈ ĐẠO NGĂN DÒNG
Bảng
1. Vận tốc trung bình cho phép đối với đất dính
Loại
đất
|
Khối
lượng đơn vị khô (kg/m3)
|
Vtb
ứng với chiều sâu trung bình của dòng chảy bằng (m)
|
0,4
|
1,0
|
2,0
|
3,0
|
Sét nặng á sét béo hạt 0,005-0,05
|
|
|
|
|
|
Ít chặt
|
≥
1200
|
0,33
|
0,40
|
0,46
|
0,50
|
Chặt trung bình
|
1200-1660
|
0,70
|
0,85
|
0,95
|
1,1
|
Khá chặt
|
1660-2040
|
1,0
|
1,2
|
1,4
|
1,5
|
Rất chặt
|
2040-2140
|
1,4
|
1,7
|
1,9
|
2,1
|
Bảng
2: Vận tốc trung bình cho phép đối với đá
Tên
loại đất
|
Vtb
ứng với chiều sâu trung bình của dòng chảy bằng (m)
|
0,4
|
1,0
|
2,0
|
≥
3
|
0,4
|
1,0
|
2,0
|
≥
3
|
|
Mặt
đá thô
|
Mặt
đá nhẵn
|
A. Đá trầm tích
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cuội kết, mác nơ, sét phiến, đá
phiến
|
2,1
|
2,5
|
2,9
|
3,1
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Đá vôi rồng, cuội kết chặt, cát
kết vôi, cát kết đôlômit
|
2,5
|
3,0
|
3,4
|
3,7
|
4,2
|
5,0
|
5,7
|
6,2
|
Cát kết đôlômit, đá vôi đào, đá
vôi silic
|
3,7
|
4,5
|
5,2
|
5,6
|
5,8
|
7,0
|
8,0
|
8,7
|
B. Đá kết tinh
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cẩm thạch, granit xienit, gôbia
Poocphia, Endezit
|
16
|
20
|
23
|
25
|
25
|
25
|
25
|
25
|
Diabaz, Bazan Qnaczit
|
21
|
25
|
25
|
25
|
25
|
25
|
25
|
25
|
PHỤ LỤC 3
TÍNH TOÁN THỦY LỰC DẪN DÒNG
1) Trong thiết kế dẫn dòng qua
lòng sông thu hẹp phải xác định mức độ thu hẹp cho phép, chiều sâu lòng sông bị
bào mòn và độ dâng mực nước ở thượng lưu (Xem hình 1).
Hình
1: Sơ đồ thu hẹp lòng sông
Mức độ thu hẹp lòng sông (1)
Trong đó:
ωo – diện tích ướt ban đầu
của lòng sông (m2)
ωc – diện tích ướt còn
lại của lòng sông đã bị thu hẹp (m2).
Người ta thường lấy η = 0,3 ÷ 0,65
để đảm bảo điều kiện không xói của lòng sông, bờ sông và đê quây, bảo đảm
thuyền bè đi lại an toàn [V] ≤ 2 m/s. Muốn vậy phải xác định vận tốc trung bình
tại mặt cắt thu hẹp Vc và diện tích ướt cần thiết ωx để
tháo lưu lượng thiết kế Q. Như vậy:
m/s (2)
m2; (3)
Ở đây:
μ1 – hệ số co hẹp ngang
Nếu thu hẹp một bên μ = 0,95;
Nếu thu hẹp hai bên μ = 0,90
[Vx] – Vận tốc không xói
cho phép (xem P.L.1)
- Nếu Vc > [Vx]
thì lòng sông bị bào mòn cho đến khi Vc = [Vx]
Nếu chiều sâu bào mòn lòng sông
vượt quá mức độ cho phép thì phải có biện pháp bảo vệ lòng sông, đê quây.
- Độ dâng mực nước ở thượng lưu khi
dòng sông bị thu hẹp (xem hình 2).
z = (4)
Ở đây:
Vs và Vc – là
các vận tốc trung bình của sông trước đê quây và trên mặt cắt bị thu hẹp – hệ
số lưu tốc, φ = 0,90 – 0,95
Hình
2. Sơ đồ lòng sông thu hẹp
2) Tháo lưu lượng thiết kế dẫn
dòng qua kênh dẫn
Công thức lưu lượng tổng quát trong
trường hợp dòng chảy đều:
Q =
ω.C. m3/s; (5)
Ở đây:
ω - diện tích ướt lòng kênh;
C – hệ số Chesy, theo Maning C = ; (6)
R – bán kính thủy lực;
J – độ dốc mặt nước;
n – hệ số nhám lòng sông
Trong trường hợp các kênh dẫn có
chế độ dòng chảy ổn định không đều tính theo phương pháp tương ứng (xem các sổ
tay tính toán thủy lực).
3) Tháo lưu lượng thiết kế dẫn
dòng qua tuynen (cống ngầm)
Điều kiện làm việc của tuynen có thể
có áp hoặc không áp.
a) Khi chế độ thủy lực của tuynen
là không áp, công thức lưu lượng:
Q =
ω.C. m3/s; (7)
Cao trình mực nước thượng lưu (hình
3)
stl = shl + iL + z (8)
Hình
3
Ở đây:
ω - diện tích ướt tuynen; (m2)
J – độ dốc dọc tuy nen;
R – bán kính thủy lực; (m)
C – hệ số Chesy,
shl
– cao trình mực nước ở hạ lưu;
i – độ dốc mặt nước trong tuynen
khi chảy đều;
L – chiều dài tuynen; (m)
z – độ chênh mặt nước cửa vào
tuynen, (m)
(9)
-
tổn thất cửa vào, tùy theo hình dạng cửa vào lấy bằng 0,2 ÷ 0,5;
V – Vận tốc dòng chảy trong tuynen;
(m/s)
g – gia tốc trọng trường, (m / s2);
b) khi chế độ thủy lực của tuynen
là có áp (hình 4)
- Nước ở hạ lưu ngập miệng tuynen
Q
= μω ; (m3/s) (10)
Hình
4
- Nước ở hạ lưu không ngập miệng
tuynen
Q
= μ.ω ; (m3/s) (11)
Ở đây:
ω – diện tích mặt cắt ngang
tuynen, m2;
μ – hệ số lưu lượng, tính
theo công thức:
(12)
Trong đó:
D – đường kính tuynen, m;
-
hệ số ma sát theo chiều dài,
Đối với tuy nen có D lớn (lớn hơn
5-6m) có thể lấy bằng 0,025;
L – chiều dài của tuynen; m,
z – chênh lệch mực nước thượng hạ
lưu, m;
H – cột nước tính từ mực nước
thượng lưu đến điểm giữa cửa ra của tuynen.
4) Tháo lưu lượng thiết kế dẫn
dòng qua cửa tràn răng lược
Công thức lưu lượng như sau:
- Chảy không ngập Q = m.bc (13)
- Chảy ngập Q = m.bc.σn
(14)
Ở đây:
Ho – Chiều sâu nước có
kể đến vận tốc tiến gần ở thượng lưu, m;
m – hệ số lưu lượng, thường từ 0,3
÷ 0,385;
bc – chiều dài tràn nước
tổng cộng; m
σn – hệ số ngập,
phụ thuộc tỉ số hng/Ho;
hng – chiều sâu cột nước
ở hạ lưu trên ngưỡng tràn, m.
Hệ số ngập σn
hng/Ho
|
0,7
|
0,8
|
0,85
|
0,9
|
0,95
|
0,96
|
0,97
|
0,98
|
σn
|
1,0
|
0,928
|
0,855
|
0,739
|
0,552
|
0,499
|
0,436
|
0,36
|
Theo tác giả Ki-xilép thì tiêu
chuẩn ngập là:
hng > 1,25 hpg
Trong đó: hpg – chiều
sâu phân giới, (m)
Cần chú ý rằng chiều rộng tràn nước
khống chế bởi điều kiện chống xói ở hạ lưu:
; (m) (15)
Ở đây:
Q – Lưu lượng tháo qua cửa răng
lược, m3/s.
V1 – lưu tốc cho phép
không xói ở hạ lưu, m/s.
h1 – độ sâu dòng chảy
trên sân sau khi tháo hết lưu lượng Q
|
Hình 5 - Tháo lưu lượng
thiết kế dẫn dòng qua cửa tràn răng lược
1 - Nhóm bậc
2 - Chiều cao bậc
3 - Cửa van
4 - Phần bê tông đá đổ
5 - Cao trình đỉnh tràn thiết
kế
|
5) Tháo lưu lượng thiết kế dẫn
dòng mùa lũ qua đập đá đổ đang xây dựng dở dang
Công thức lưu lượng Q = QT
+ QTR , m3/s (16)
Ở đây:
QT – lưu lượng tháo qua
tuynen dẫn dòng, m3/s
QTR – lưu lượng tháo qua
cửa tràn trên đập đá đổ, m3/s
Chuẩn bị phần đập để tháo lưu lượng
QTR theo hai sơ đồ:
a) Sơ đồ dốc nước – Mái thượng lưu
ở trong giới hạn mặt cắt thiết kế của đập (Hình 6a)
b) Sơ đồ đập tràn đỉnh rộng (Hình
6b)
Khối đắp thực hiện theo mặt cắt
thiết kế đập nhưng thấp hơn.
Hình
6: Sơ đồ tháo một phần lưu lượng lũ qua đập
a)
Dốc nước; b) Đập tràn đỉnh rộng
1
– Khối đá đổ; 2 – Tường nghiêng; 3 – Gia cố bê tông tràn
Chú thích: khi tháo
theo các sơ đồ (a, b) phải kiểm tra lưu lượng đơn vị lớn nhất, vận tốc lớn
nhất, độ dốc cho phép của dốc nước, chiều dày gia cố: xói lở hạ lưu.
PHỤ LỤC 4
TÍNH TOÁN THỦY LỰC NGĂN DÒNG
I. SỰ PHÂN BỐ CỦA LƯU LƯỢNG SÔNG
TRONG QUÁ TRÌNH HẠP LONG:
Qs
= Qhl + Qth + Qdd + Qtđ (1)
Trong đó Qhl – lưu lượng
qua cửa hạp long; Qth – lưu lượng thấm qua kẽ; Qdd – lưu
lượng qua công trình dẫn dòng; Qtd – lưu lượng tích đọng ở thượng
lưu.
Khi chưa phá đê quây đợt I thì Qdd
= 0; Qtđ = 0; Qs = Qhl + Qth
Khi ngăn dòng xong sẽ có: Qtđ
= 0; Qhl = 0; Qth = 0; Qs = Qdd
1) Lưu lượng qua cửa hạp long
tính theo công thức:
Qhl
= mB; (2)
B – chiều rộng cửa hạp long; Ho
= H + (hình 1) (*)
vo = Qhl/BH;
m – hệ số lưu lượng lấy như sau:
Lấp toàn tuyến m = 0,46 (z/Ho)1/6
(3)
Lấp lấn dần m = (1 – z/Ho)
Khi z/H < 0,35; (4)
Khi z/H ≥ 0,35 lấy m = 0,385.
|
Phần chia lưu lượng sông khi hợp
long toàn tuyến
|
|
|
Mặt
cắt đê ngăn sông toàn tuyến
|
Sơ
đồ tính toán qua kè ngăn sông toàn tuyến
|
|
|
Hình
1: Sơ đồ tính toán nước qua cửa hạp long khi lấp lấn dần
2) Lưu lượng thấm qua băng
két đá đổ
a) Khi hạp long toàn tuyến:
Qth
= k . B . hk . , (5)
Trong đó:
ith - độ dốc thủy lực
trung bình của dòng thấm,
ith
= z/1,7 hk (6)
B – Chiều rộng cửa hạp long, m;
hk – chiều cao của băng
két đá, m;
k – hệ số thấm rối, lấy theo bảng
1, nhưng phải đổi ra m/s.
Bảng
1
Vật
liệu để lấp
|
Độ
rộng
|
Hệ
số thấm cm/s khi đường kính quy đổi d, cm bằng
|
10
|
20
|
40
|
50
|
75
|
90
|
130
|
160
|
200
|
Khối
lượng, kg, bằng
|
1,36
|
10,5
|
80
|
160
|
500
|
1000
|
3000
|
5000
|
10000
|
Đá
|
0,4
|
23,5
|
34,5
|
50
|
57
|
69
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Khối bê tông hình hộp
|
0,475
|
-
|
-
|
61
|
68
|
83
|
93
|
110
|
120
|
136
|
Khối bê tông tứ diện
|
0,5
|
-
|
-
|
-
|
76
|
93
|
100
|
120
|
140
|
150
|
Khung bê tông cốt thép
|
0,8
|
-
|
-
|
-
|
200
|
250
|
280
|
330
|
360
|
410
|
Ghi chú: Đường
kính quy đổi tính như sau: khối bê tông hình hộp cạnh a thì d = 1,24a; khối tứ
diện cạnh a thì d = 0,61a; tấm bê tông có các cạnh là a, b, c thì d = 1,24
b) Khi lấp lấn dần:
Qth
= kLkh’ ; (7)
Trong đó:
Lk – chiều dài của kè
đang đắp có nước thấm qua;
h’ – chiều sâu nước trung bình
trước kè;
ith
= z/2mtb (hhl + z) + b ; (8)
mtb – hệ số mái trung
bình của băng két; hhl – chiều sâu mức nước ở hạ lưu; b – chiều rộng
đỉnh băng két.
3) Lưu lượng tích đọng ở
thượng lưu Qtđ – khi cường độ đắp kèm không lớn và dung tích
hồ chứa ở thượng lưu không đáng kể thì coi Qtđ = 0, ngược lại thì Qtđ
được tính theo kinh nghiệm:
Qdd/Qs
|
0,10
|
0,25
|
0,50
|
0,75
|
0,90
|
1
|
Qtđ/Qs
|
0,05
|
0,10
|
0,15
|
0,20
|
0,05
|
0
|
4) Lưu lượng qua công trình
dẫn dòng Qdd tính như phụ lục IV
II. ĐỘ DÂNG MỨC NƯỚC Ở THƯỢNG
LƯU: gồm tổng các độ dâng ở kênh dẫn ra Zdr, qua đê quây hạ lưu
Zđqh, qua hố móng hạ lưu Zhmh qua công trình dẫn dòng Zdd
qua hố móng thượng lưu Zhmt qua đê quây thượng lưu Zđqt
và ở kênh dẫn đến Zdđ
z =
zdr + zđqh + zbmh + zdd + zhmt
+ zđql + zđd (9)
1) Các độ dâng mức nước tính như
sau:
zdr
= idr . Ldr = (10)
Trong đó: ωdr, Cdr,
Rdr, Ldr – mặt cắt ướt, hệ số chesy, bán kính thủy
lực và chiều dài kênh dẫn ra (hệ số nhám lấy bằng 0,03 ÷ 0,035);
2) zđqh = ; (11)
Trong đó: Vđqh, Vhmh
– vận tốc nước ở cửa mở đê quây hạ lưu và ở hố móng hạ lưu;
3) zhmh = zmbt
≈ 0,02 ÷ 0,03m;
4) zdd – tính như chỉ
dẫn ở phụ lục 4
5) zđqt = (12)
Trong đó: Vđqt, Vhmt
– vận tốc ở cửa mở đê quây thượng lưu và hố móng thượng lưu;
6) zdđ = idđ.Ldđ
= (13)
Trong đó: ωdđ, Cdđ,
Rdđ, Ldđ – mặt cắt ướt, hệ số chesy, bán kính thủy lực và
chiều dài kênh dẫn đến.
III. TÍNH TOÁN THỦY LỰC NGĂN
DÒNG TIẾN HÀNH THEO TRÌNH TỰ SAU:
1) Tính độ dâng mức nước ở tuyến
dẫn dòng ứng với các lưu lượng dẫn dòng khác nhau. Kết quả tính toán ghi vào
bảng 2.
Bảng
2
Qdd/Qs
|
zdr
|
Zđqh
+ zhmh
|
Zdđ
|
Zhmt
+ zđqt
|
Zdd
|
z
= Σzi
|
∇hl
|
∇tl
= ∇hl
+ z
|
0,1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,25
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,50
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,75
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,90
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Các độ chênh mức nước tính như mục
II.
Cao trình mức nước hạ lưu ∇hl
tra theo đường cong quan hệ
Q =
f (Hhl);
Cao trình mức nước thượng lưu ∇tl =
∇hl
+ z
2) Tính các thông số hạp long, kết
quả tính toán ghi vào bảng 3
Khi lấp toàn tuyến
Bảng
3
Qdd/Qs
|
z
|
Qtđ
|
Qth
|
Qhl
|
∇hl
|
∇tl
|
H
|
∇kè
|
hkè
|
∆z
|
Vhl
|
P
|
∆w
|
∆t
|
0,0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,25
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,50
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,75
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,90
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,00
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Trong đó trị số z lấy theo bảng 2;
lưu lượng tích đọng Qtđ lưu lượng thấm tính như mục I. Lưu lượng qua
cửa hạp long:
Qhl
= Qs – Qtđ – Qth – Qdd
Cột nước trên đỉnh kè H = Ho
- tính đúng dần theo công thức (2), lúc
đầu cho H = Ho.
Cao trình đỉnh kè ∇kè = ∇tl –
H.
Chiều cao của kè hkè = ∇kè - ∇đáy sông
Độ dâng mức nước tại đỉnh kè ∆z
(xem hình 1) của phụ lục này
Tính như sau:
z/H0
|
0
|
0,05
|
0,1
|
0,15
|
0,2
|
0,25
|
0,3
|
0,4
|
0,5
|
0,6
|
0,7
|
0,8
|
0,9
|
1,0
|
∆z/H
|
0
|
0,05
|
0,09
|
0,12
|
0,16
|
0,2
|
0,22
|
0,27
|
0,29
|
0,3
|
0,31
|
0,31
|
0,32
|
0,32
|
Vận tốc trung bình của dòng chảy
trên đỉnh kè tính theo công thức:
Vhl
= (14)
Đường kính đá
D
≥ 1,23 . (15)
Ở đây -
khối lượng đơn vị của đá và nước
Thể tích của kè tăng từ hk1
÷ hk2:
(16)
Thời gian đổ
(17)
Trong đó: l cường độ đổ, m3/h
Khi lấp lấn dần
Bảng
4
Qdd/Qs
|
Qtđ
|
Qs-Qtđ
|
hhl
|
z
|
H
|
Vo
|
Ho
|
Bhl
|
Qhl
|
∆z
|
∇hl
|
D
|
∆w
|
∆t
|
0,1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,75
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ứng với mỗi trị giá Qdd
tính được trị số z (bảng 2)
Chiều sâu mức nước hạ lưu hhl
xác định bằng đường quan hệ QTT = f (hhl)
Trong đó: QTT = Qs
- Qtđ
Lưu lượng tích đọng Qtđ
ở thượng lưu tính như ở mục 1
Chiều sâu mức nước thượng lưu (xem
hình 1) bằng H = hhl + z
Ho
= H -
Chiều rộng cửa hạp long Bhl
được tính từ công thức
Qs
= mBhl
Các ký hiệu xem các công thức (2 ÷
7) của phụ lục này
Tính lưu lượng qua cửa hạp long Qhl
theo (%) và lưu lượng thấm qua kè Qth theo (7)
Tính vận tốc dòng chảy ở cửa hạp
long theo (14) trong đó ∆z/H tính theo:
z/Ho
|
0,05
|
0,1
|
0,15
|
0,2
|
0,3
|
0,4
|
0,5
|
0,6
|
0,7
|
∆z/H
|
0,04
|
0,07
|
0,1
|
0,13
|
0,18
|
0,22
|
0,23
|
0,23
|
0,23
|
Đường kính vật liệu tính theo (15)
Khối lượng vật liệu ∆w = (b + mtbhk)
. hk. AB
Trong đó:
b – chiều rộng đỉnh kè;
mtb – mái dốc trung bình
của đỉnh kè;
hk – chiều cao của kè;
AB – chiều dài kè được đắp thêm
trong thời gian ∆t.
Bảng 2, 3 và 4 vẽ các biểu đồ Q =
f(z), V = f(z), để dễ sử dụng.
PHỤ LỤC 5
TÍNH TOÁN ĐÊ QUÂY KIỂU CŨI GỖ
Cũi gỗ nên làm bằng các thanh gỗ
tiết diện 16 x 16cm khi cột nước bằng 8 – 10m, tiết diện 24 x 24cm khi cột nước
bằng 16-18m. Cạnh mỗi khoang cũi thường lấy bằng 1,5 đến 3,2m (cột nước càng
lớn thì cạnh khoang càng nhỏ). Các thanh dọc và thanh ngang của cũi được liên
kết với nhau ở chỗ chúng giao nhau bằng các đinh đĩa, ở phạm vi cột nước nhỏ
dùng đinh đĩa tiết diện 14 x 14mm dài bằng 2 lần chiều dày các thanh gỗ trừ 3cm,
ở phạm vi cột nước lớn dùng đinh đĩa 22 x 22mm dài bằng 3 lần chiều dày các
thanh gỗ trừ 3 – 5cm.
Nếu đê quây chỉ cao tới 6m, có thể
sử dụng bất kỳ loại gỗ nào. Nếu đê quây có chiều cao lớn hơn 6m phải sử dụng
loại gỗ tương đối tốt.
Nếu trong cũi dự kiến sẽ đổ đất,
cát, mặt ngoài cũi phải được bít kín bằng các gỗ bìa. Đáy cũi tiếp giáp với nền
lát bằng các thanh gỗ dùng để đóng cũi. Nếu cũi đặt trên lớp bùn, đáy cũi không
đặt trên vành cũi cuối cùng mà đưa lên cao hơn để đế cũi có thể cắt qua lớp bùn
khi đổ chất gia tải (cát, đá, …) vào các khoang cũi.
Đê quây kiểu cũi gỗ phải được tính
toán về ổn định chống trượt theo công thức:
(1)
Trong đó:
K – hệ số an toàn về ổn định (K =
1,2);
f – hệ số ma sát của kết cấu gỗ
trên nền;
Trường hợp trong cũi đổ đá
trên nền đá f = 0,6
trên nền cát ẩm f = 0,35
trên nền á cát ẩm f = 0,30
trên nền sét ẩm f = 0,20
|
|
Pc - trọng lượng cũi và
chất gia tải, KN;
En – áp lực nước từ phía
chịu áp (khi trong hố móng không có nước), hoặc hiệu số áp lực nước (khi trong
hố móng có nước), KN;
Eđ – áp lực đất đắp từ
phía chịu áp, KN;
Trọng lượng 1 mét dài cũi xác định
bằng công thức (KN)
Pc
= ρcgHcb; (2)
Trong đó:
ρc – tỉ trọng quy đổi
của cũi, T/m3;
g – gia tốc trọng trường, m/s2;
H – chiều cao và chiều rộng cũi, m.
Tỷ trọng quy đổi của cũi tính theo
công thức:
ρc
= mg ρg + m1ρ1 . (1 – n1); (3)
trong đó:
mg và m1 –
hàm lượng gỗ và chất gia tải theo thể tích trong 1 mét chiều dài đê quây cũi gỗ
(tính bằng phần cũi đơn vị);
ρg và ρ1 – tỷ
trọng của gỗ và chất gia tải (ở thể chặt) T/m3;
n1 – độ rỗng của chất
gia tải
Ví dụ: Giả thiết trung bình trong 1
m3 cũi có 0,14 m3 gỗ (mg = 0,14) và 0,86 m3
đất gia tải (m1 = 0,86).
ρg = 0,65 T/m3,
ρ1 = 2,6 T/m3; n1 = 0,5; Hc = 10m;
b = 11m
ρc = 0,14 . 0,65 + 0,86
. 2,6 (1-0,5) = 1,21 T/m3.
Pc = 1,21 . 9,81 . 10 .
11 = 1306 KN = 130 tấn lực
Áp lực nước lên đê quây tính bằng
công thức:
En = 0,5 g ; (4)
Trong đó:
ρ - tỉ trọng của nước (ρ = 1 T/m3).
Áp lực đất đắp lên đê quây tính
bằng công thức:
Eđ
= 0,5g (5)
Trong đó: -
khối lượng thể tích của đất đắp, có xét đến tình trạng lơ lửng trong nước (T/m3)
Nếu trong hố móng có nước, còn phải
xét lực của nước đẩy nổi cũi và chất gia tải trong phạm vi chiều sâu h2
của lớp nước trong hố móng.
Để tính toán độ bền của cũi, phải
kiểm tra các ứng suất nén bẹt các thớ gỗ ở các mặt tì của các vành cũi dưới
cùng theo công thức chung:
(6)
Trong đó:
σnb - ứng suất tính toán
chống nén bẹt của gỗ, tính bằng MPg (MPg = 10 KG/cm2)
Pg – lực nén của kết cấu
gỗ lên 1m chiều dài của tường cũi gỗ, kN;
-
lực nén của đất đá gia tải truyền vào khung cũi gỗ trên 1 m dài đê quây, kN;
=
nP1;
P1 – trọng lượng của
đất, đá gia tải trong 1m chiều dài đê quai, kN;
n – hệ số truyền áp lực của gia tải
lên khung cũi gỗ, phụ thuộc vào kích thước cũi gỗ và chất gia tải (n bao giờ
cũng bé hơn 1, để tính toán sơ bộ đối với đất loại cát lấy n = 0,5, đối với đá
– 0,6; Khi tính chi tiết, có thể sử dụng công thức nêu bên dưới);
F – diện tích mặt tì của các vành
cũi dưới cùng trên 1m chiều dài đê quây, m2;
ΣMp – tổng các mô men
của các lực thẳng đứng với trục đi qua tâm mặt cắt đê quây KN.cm;
ΣME – tổng các mômen của
các lực nằm ngang (En và Eđ) ứng với mặt nền, kN.cm
W – mômen kháng của mặt cắt tính
toán của mặt tì của các vành cũi ứng với trục dọc đi qua tâm của mặt cắt nằm
ngang của đê quây cũi gỗ, cm3;
Hệ số n có thể tính bằng công thức:
n =
1,0 - (7)
trong đó:
u – chu vi trong của khoang cũi, m;
F – diện tích mặt cắt ngang của
khoang cũi, theo ánh sáng lọt qua, m2;
Hc – chiều cao cũi;
ln – 2,728
K’ – hệ số tùy thuộc vào loại vật
liệu gia tải
K’ = 0,2 đối với đá;
K’ = 0,23 đối với cát;
K’ = 0,25 đối với á cát.
Đối với đất loại cát (cát, á cát)
áp lực của vật liệu gia tải lên thành cũi kín
hay xuyên thông cùng lấy như nhau. Nếu vật liệu gia tải là đá đối với cũi xuyên
thông (không bưng kín bằng gỗ bìa) tính được phải
nhân thêm với hệ số 1,2 (hệ số xét tới sự tăng áp lực lên khung gỗ do các hòn
đá bị kẹt chặt giữa các thanh gỗ của cũi).
Trong tính toán sơ bộ hệ số n có
thể lấy khoảng bằng 0,5
Tính toán đê quây bằng cừ thép kiểu
tổ ong
Dưới đây là tính toán đê quây tổ
ong dạng liên trụ (trụ tròn) và dạng liên cung (đáy quạt).
Phải thực hiện các tính toán sau:
- Tính toán ổn định chống trượt
theo mặt phẳng nằm ngang đi qua chân ván cừ;
- Tính toán chống cắt giữa các ván
cừ kề nhau theo mặt phẳng thẳng đứng đi qua tim dọc của đê quây;
- Tính toán độ bền của các khớp ván
cừ;
- Tính toán ổn định nền chống trồi
đất dưới chân các ván cừ do trọng lượng gia tải trong các khoang đê quây (tổ
ong), khi chiều cao tự do của các khoang tổ ong dưới 15-20m, không cần thực
hiện tính toán này;
- Tính toán thấm qua nền và qua
thân đê quây
Đê quây tổ ong dạng trụ tròn (liên
trụ) và đáy quạt (liên cung) được sử dụng khi chiều cao tự do của đê quây không
lớn hơn 15 – 20 mét.
Đê quây dạng trụ tròn làm việc tốt
hơn đê quây dạng đáy quạt vì mỗi khoang của nó làm việc độc lập, không phụ
thuộc vào các khoang bên cạnh, khi một khoang bị sự cố, các khoang bên cạnh
không bị ảnh hưởng.
Khi đổ chất gia tải vào các khoang
của loại trục tròn có thể đổ theo bất kỳ trình tự nào, còn đối với loại đáy
quạt phải bảo đảm cao trình đất đá ở các khoang kề nhau không được chênh nhau
quá 2m.
Tuy vậy đê quây loại đáy quạt lại
có ưu điểm là tốn ít ván cừ hơn loại trụ tròn (ít hơn 20 – 25%).
Ván cừ phải được đóng vào tầng đất
phù sa bồi tích không ít hơn 1/2 chiều cao tự do của đê quây nếu tầng không
thấm không ở nông hơn. Nếu tầng không thấm ở rất sâu độ cắm cừ được xác định
bằng tính toán, tùy thuộc vào cột nước và tính không thấm nước của đất.
Đường kính của các khoang trụ tròn
thường lấy trong phạm vi 0,8 – 0,9 chiều cao tính toán của đê quây (từ đáy sông
có dự kiến đã bị xói đến đỉnh đê quây); chiều rộng đê quây loại đáy quạt có thể
lấy trong phạm vi 0,8 – 1,2 chiều cao tính toán, các bán kính lượn cong của các
tường ngoài thường lấy bằng chiều dài mỗi đoạn (R=L).
Khoảng cách khe sáng giữa các
khoang trụ tròn kề nhau thường lấy bằng 0,8-2,0 bán kính lượn cong của các
tường ngăn các khe hở giữa các khoang trụ tròn lấy nhỏ hơn một chút so với
đường kính của bản thân khoang trụ tròn (Hình 3).
b - chiều rộng khoang
L - chiều dài khoang
|
|
Hình
1. Mặt cắt đê quây tổ ong loại đáy quạt
Hình
2. Đê quây khoang trụ tròn
1-
khoang chủ yếu dạng trụ tròn; 2- cung chắn khe hở giữa hai trụ tròn; 3- cừ chạc
ba nối cung chắn với khoang chủ yếu
Tính toán trượt ngang theo mặt
phẳng dưới chân cừ và tính toán lật được thực hiện như đối với các công trình
chịu áp khác (trong tính toán chú ý xét cả áp lực đất bị động và chủ động của
đất nền (từ đáy sông đến chân cừ) ở hai phía của đê quây). Trong tính toán giả
thiết là chỉ có trọng lượng vật liệu gia tải chịu lực đẩy ngang tuy rằng trong
thực tế các tường cừ cũng tham gia vào việc chống trượt. Hệ số an toàn chống
trượt thường lấy không nhỏ hơn 1.1, chống lật không nhỏ hơn 1,25.
Tính toán độ bền chống cắt trong mặt
phẳng thẳng đứng đi qua trục dọc của đê quây được tiến hành từ điều kiện là lực
cắt theo mặt phẳng đứng được tiếp nhận bởi các lực ma sát của cát gia tải trong
khoang tổ ong và lực ma sát trong các khớp của các tường ngang (trong tính toán
chỉ xét 2 tường ngang, tức là 2 khớp). Khối lượng thể tích và góc ma sát trong
của cát gia tải lấy theo các trị số trung bình gia quyền nếu gia tải bằng các
lớp cát khác nhau.
Đối với nền không phải là đá và đê
quây tổ ong loại đáy quạt tính theo công thức:
(1)
Trong đó:
k = hệ số an toàn; lấy không nhỏ
hơn 1,1;
M – Mômen tổng của các ngoại lực
tác động từ phía chịu áp, ứng với điểm giữa nền của khoang tổ ong tính cho 1
mét chiều dài đê quây, kNm;
E – lực đẩy ngang theo hướng nằm
ngang của đất ở trong khoang tổ ong trên suốt chiều cao của nó, tính cho 1 mét
chiều dài, kN;
b - chiều rộng của khoang, m (xem
hình 1);
tgφ – hệ số ma sát trong của chất
gia tải;
tgφo – hệ số ma sát của
chất gia tải trên mặt tường cừ (đối với cát ẩm lấy bằng 0,4, đối với cát bão
hòa nước – 0,25);
f – hệ số ma sát trong các khớp ván
cừ (lấy bằng 0,4);
Mh – mômen của các lực
tác động từ phía hạ lưu, ứng với điểm giữa của nền khoang tổ ong, tính cho 1
mét chiều dài đê quây, kNm.
Trong trường hợp nền đá, hệ số an
toàn đối với các khoang tổ ong hình đáy quạt được xác định bằng công thức:
(2)
Đối với các khoang tổ ong dạng trụ
tròn, hệ số an toàn được xác định theo các công thức sau:
đối với nền không phải là đá:
(3)
đối với nền đá:
(4)
Trong đó: D – đường kính của khoang
tổ ong
Tính toán độ bền của các khớp chống
xé đứt do tác động của các lực chủ yếu – lực đẩy ngang của đất đổ trong khoang
và áp lực nước bên trong, các lực này được tiếp nhận bởi hình trụ tròn có đường
kính tính toán, coi như một vòng tròn mỏng.
Hình
3 – Các sơ đồ tính toán độ bền của các khớp ván cừ;
a)
Đối với các khoang tổ ong hình đáy quạt;
b)
Đối với các khoang tổ ong hình trụ tròn.
Sức kháng tính toán của các ván cừ
Liên xô ЩП – 1 chống xé đứt lấy bằng 20kN/cm (2000 KG/cm) theo chiều dài của
ván cừ.
Khi xác định các lực xé đứt khớp
ván cừ của các khoang tổ ong, coi như lực xét đứt ứng với một đơn vị chiều dài
của đê quây, theo chiều cao ván cừ.
Lực tối thiểu xé đứt khớp ván cừ
được xác định bằng cách xây dựng các biểu đồ của lực xé đứt theo chiều cao ván
cừ đối với các lực nằm ngang khác nhau
Các lực xét đứt trong các khoang tổ
ong phụ thuộc vào:
- Lực đẩy ngang của đất gia tải
- Tác động của các tải trọng tập
trung truyền vào khoang;
- Áp lực thủy tĩnh không cân bằng
tác động trong khoang và truyền vào ván cừ hạ lưu;
- Các tải trọng tập trung truyền
qua ván cừ ở góc vào khoang chủ yếu;
Trong tính toán này hệ số an toàn
phải lấy không nhỏ hơn 1,5.
Các lực xé đứt được xác định theo
các công thức sau đây:
Lực đẩy ngang của đất gia tải Pđ;
1) Đối với khoang đáy quạt
a) Ở thành ngang, khi l ≥ R;
Pđ
= σ.l; (5)
b) Ở thành đáy quạt ngoài (có bán
kính R);
Pđ
= σ . R; (6)
Trong đó:
l – khoảng cách giữa các thành
ngang, m (xem hình 2);
σ – tung độ của biểu đồ áp lực đất
gia tải xác định theo công thức Culông như đối với tường thẳng, kN/m2:
σ =
ρđgH1tg2(450 - ); (7)
H1 – khoảng cách từ bề
mặt khối gia tải đến mặt cắt đang xét, m
ρđ – khối lượng thể tích
của khối đất gia tải, T/m3.
2) đối với khoang trụ tròn
Pđ
= σ . R; (8)
tức là ứng với một nửa áp lực trên
mặt phẳng rộng bằng đường kính (2R) ở mỗi mặt cắt xem xét.
Lực xé đứt do áp lực thủy tĩnh
không cân bằng truyền vào cừ hạ lưu bên trong:
1) Đối với khoang đáy quạt
a) Khi l ≥ R
Pu
= ρ . ghol; (9)
b) Khi l ≤ R:
Pu
= ρ . ghoR; (10)
trong đó: ho = (H1
+ h1)/2 – tung độ trung bình của áp lực thủy tĩnh bên trong khoang
tổ ong (đường bão hòa trong khoang đi xiên từ phía thượng lưu xuống phía hạ
lưu) (xem hình 4). Nếu ở phía hố móng có lăng trụ đất bão hòa nước thì ho
được giảm đi một trị số bằng cột nước trong lăng trụ đất.
2) Đối với khoang trụ tròn lực xé
đứt do áp lực thủy tĩnh bằng:
(11)
Lực xé đứt do các tải trọng tập
trung truyền từ cung chắn (cung chắn khe hố giữa 2 khoang chủ yếu hình trụ tròn
kề nhau – cung chắn này có bán kính r xem hình 2) qua cừ chạc ba vào khoang chủ
yếu)
Po = σ . r cosβ (12)
Trong đó:
σ – cường độ áp lực nước và của vật
liệu gia tải đổ trong khoang của cung chắn khe hở giữa các khoang chủ yếu;
r – bán kính của cung chắn (xem
hình 2);
β – góc giữa trục của khoang chủ
yếu và hướng tiếp xúc của cung chắn (xem hình 3, b),
Tổng các lực xé đứt lớn nhất ở một
mặt cắt nằm ngang nào đó là lực tính cho 1 đơn vị chiều dài của ván cừ tại mặt
cắt đó, nó bằng
P =
Pđ + Pn + Pc (13)
Nếu còn có những lực khác nữa sẽ
tính toán để cộng thêm
Nếu tổng các lực nói trên tính cho
1cm chiều dài ván cừ thì nó không được lớn hơn lực kháng đứt của khớp ván cừ
(bằng 20000 N/cm = 2000 KG/cm) đối với cừ phẳng của Liên Xô.
TÍNH
THẤM QUA ĐÊ QUÂY CỪ THÉP
Số liệu về tính thấm của cừ thép
chưa được nghiên cứu cụ thể, thường tính áng chừng là độ thấm nước qua một hàng
cừ bằng 0,02 – 0,04 hệ số thấm của chất gia tải (cát) đổ trong khoang.
Tính thấm qua đê quây cừ thép theo
trình tự sau:
- Xác định lưu lượng thấm qua khối
gia tải, không xét đến ván cừ theo công thức:
hoặc (14)
trong đó:
a = b/Hn chiều rộng
tương đối của đê quây.
Hn – cột nước trước đê
quây, m;
b – chiều rộng trung bình của đê
quây, m;
l – chiều dài đê quây, m;
q – lưu lượng quy đổi (q = Q/kl);
k – hệ số thấm
- Tính lưu lượng thấm qua một đơn
vị chiều dài đê quây tổ ong
qcừ
= 0,25q (15)
- Xác định tung độ điểm ra của dòng
thấm ở cừ hạ lưu, thường lấy bằng:
h1
= 1,35 qcừ (16)
- Xác định cột nước H1
trong khoang
H1
= (17)
- Căn cứ các trị số H1
và h1 vẽ đường bão hòa ở trong khoang
Nếu đường bão hòa quá cao, có thể
hạ thấp bằng cách bố trí tiêu nước trong khối gia tải, hoặc khoan các lỗ thoát
nước ở các ván cừ hạ lưu.
Hình
4. Đường bão hòa trong khoang
MỤC LỤC
1 Các quy định
chung
2 Thiết kế dẫn
dòng
3. Thiết kế
ngăn dòng
Phụ lục 1 Bảng tra cứu vận
tốc trung bình cho phép
Phụ lục 2 Sơ đồ tổ chức
chỉ đạo ngăn dòng
Phụ lục 3 Tính toán thủy
lực dẫn dòng
Phụ lục 4 Tính toán thủy
lực ngăn dòng
Phụ lục 5 Tính toán đê
quây kiểu cũi gỗ