Bài giảng Công trình trên hệ thống thủy lợi: Chương 3 - Cống lộ thiên có nội dung trình bày các kiến thức chung, phân loại cống, các bộ phận của cống, dòng chảy ngoằn ngoèo - biện pháp khắc phục.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Công trình trên hệ thống thủy lợi: Chương 3 - GS.TS. Nguyễn Chiến
- §
CHƯƠNG 3-CỐNG LỘ THIÊN
H
T
L
3-1. KIẾN THỨC CHUNG
I- Khái niệm:
1. Cống:
Vật kiến trúc dùng để điều tiết Q, khống
chế mực nước trên kênh, sông
Vị trí đặt: trên kênh; đầu, cuối kênh
2. Cống lộ thiên:
Phía trên hở (không đắp đất).
Phân biệt với cống ngầm: 4 phía giáp đất
1
- II- Phân loại cống (theo chức năng, §
H
T
nhiệm vụ): L
1. Cống lấy nước (từ sông, hồ, kênh).
VD: Cống Liên Mạc, Xuân Quan …
2. Cống điều tiết: đặt trên kênh để khống chế mực
nước.
Một số đập dâng trên sông có chức năng như cống.
VD: đập Thảo Long.
3. Cống tiêu: Tháo nước từ 1 vùng ra sông, biển,
hồ, kênh.
Đối tượng tháo: nước mưa, nước thải, nước thừa.
2
- §
H
T
L
3
- 4. Cống phân lũ: §
H
Tháo một phần lưu lượng lũ từ sông sang vùng T
L
khác => bảo vệ cho hạ lưu.
VD: Đập Đáy, Vân Cốc (phân lũ sông Hồng).
5. Cống ngăn triều:
Ngăn mặn, giữ ngọt cho đồng.
Thường kết hợp tiêu => làm việc 2 chiều.
6. Cống tháo cát:
Áp dụng ở các CT lấy nước, điều tiết trên sông.
VD: đập Cầu Sơn, Bái Thượng, Thạch Nham …
7. Cống đa chức năng:
Tưới + tiêu.
Tiêu + ngăn triều … 4
- §
H
T
L
5
- §
H
III- Các bộ phận của cống T
L
+ 9.60
Ph Ý
a ®å n g 15 Ph Ý
a biÓn
7
+5.20 16
1 2 6 +4.50
+1.80 + 3.20 17 25
+1.80 + 1.30 22 23
11
8
9 18
-3.50 -3.50 10 9 - 3.50
- 4.50
-6.50
20 21
4 5 12 19 24
3 14 13 14 -6.00 r ä ®¸
- 14.50
Hình 14-3. Cắt dọc cống Lân II (Thái Bình – Xây dựng 1996)
1. Kênh dẫn thượng lưu 2. Bảo vệ mái thượng lưu 3. Sân trước bằng đá xây 4. Cầu thang mái kênh thượng lư
5. Sân trước bằng bê tông CT 6. Tường cánh thượng lưu 7. Cầu giao thông 8. Mố trụ
9. Khe phai 10. Cửa van 11. Tường ngực 12. Bản đáy cống
13. Cọc bê tông cốt thép 14. Cừ chống thấm 15. Cầu công tác 16. Cầu thả phai
17. Tường cánh hạ lưu 18. Mố tiêu năng 19. Bản đáy bể tiêu năng 20. Sân sau bằng bê tông CT
21. Sân sau bằng đá xây 22. Cầu thang mái kênh HL 23. Bảo vệ mái hạ lưu 24. Hố xói dự phòng
25. Kênh hạ lưu
Ghi chú: Kích thước cm
6
- III- Các bộ phận của cống: §
H
T
L
1. Thân cống: là phần quan trọng nhất.
Chức năng: điều tiết Q, H; nối tiếp với nền và bờ; giữ
ổn định.
Các bộ phận chính:
- Bản đáy.
- Trụ pin và trụ biên.
- Tường ngực
- Khe van, cửa van, khe phai.
- Cầu giao thông, cầu công tác, cầu thả phai.
- Có thể có cừ chống thấm (nối với bản đáy).
7
- 2. Phần nối tiếp thượng lưu. §
H
Chức năng: tạo sự thuận dòng, giảm tổn thất cột nước.
T
L
Các bộ phận:
- Tường cánh thượng lưu.
- Sân trước (có thể kết hợp chống thấm hoặc không).
3. Phần nối tiếp hạ lưu.
Chức năng: Tiêu năng phòng xói; nối tiếp dòng chảy từ xiết
sang êm.
Các bộ phận:
- Tường cánh hạ lưu
- Bể / sân tiêu năng (phía dưới có bố trí thoát nước, lọc ngược).
- Sân sau.
- Hố phòng xói (có thể có hoặc không).
8
- §
H
T
L
9
- §
H
T
L
10
- 14-2. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC LỖ CỐNG §
H
T
L
I- Xác định mực nước thiết kế thượng, hạ lưu cống
1. Mực nước hạ lưu (Zh).
a) Cống lấy nước: Vẽ đường mặt nước trong kênh hạ lưu,
xuất phát từ cao trình mực nước khống chế nơi sử dụng.
b) Cống phân lũ, cống tiêu:
- Sông ra biển: theo quan hệ Z~Q (dựa vào kết quả tính
thuỷ văn).
- Sông vùng triều: theo dạng triều thiết kế (Zh không phụ
thuộc vào Q).
11
- 2. Mực nước thượng lưu (Zt) §
H
T
a- Cống lấy nước. L
Mực nước trước cửa vào:
Z1
∆ Z2
Zcv = max(ZTV, Zpg). ∆ Z3
ZTV = Z1-(∆Z1+∆Z2);
Z1 = f(Q1);
Z2 = f(Q1-Q); Q
∆Z1 = Z1-Z2;
3k v2
∆Z2 = ⋅ Q1 Q1 - Q
2(1 − k ) 2g
Q Q1 − Q
k = ;v =
Q1 Ω2
12
- a) Cống lấy nước (tiếp): §
H
T
Zpg = Zd +Hpg; (mực nước phân giới trong sông). L
Zd – Cao độ đáy sông trước cửa vào;
Hpg = f(Q1 – Q): độ sâu phân giới trong sông.
Mực nước trước cống:
Zt = Zcv - ∆Z3;
∆Z3 - tổn thất cột nước dọc kênh từ cửa vào đến vị trí
cống.
b) Cống tiêu, cống phân lũ:
Căn cứ vào mực nước phải khống chế trong vùng.
13
- §
H
T
3. Lựa chọn cặp (Zt, Zh) thiết kế. L
Vẽ đường quá trình mực nước: Zt ~ t; Zh ~ t.
Zt , Zh
5 D
Chọn thời điểm tính toán bất lợi: 4
Zt ~ t
3
- Tính khẩu diện: Khi ∆Z=Zt-Zh nhỏ,
2 Z h~ t
C
Q tương đối lớn. B
1A
- Tính tiêu năng: Khi ∆Z=Zt-Zh lớn,
Q tương ứng. 5 6 7 8 9 10 11 12 t
14
- II- Lựa chọn kiểu ngưỡng cống & lưu §
H
T
lượng đơn vị: L
1. Chọn lưu lượng đơn vị (q).
Ý nghĩa. q ảnh hưởng đến:
- Quy mô cống (q lớn thì B nhỏ).
- Vấn đề nối tiếp và tiêu năng.
Kinh nghiệm: chọn q nhỏ trong các trường hợp:
- (Zt-Zh) lớn.
- hh nhỏ.
- Nền yếu, dễ xói.
- Cống có quy mô lớn.
15
- 2. Lựa chọn kiểu ngưỡng cống. §
H
T
Thường chọn ngưỡng đỉnh rộng khi:
L
- cần hạ thấp cao trình ngưỡng (cống tiêu).
- khi q đã định, không đòi hỏi hệ số lưu
lượng lớn.
- khi thời gian thi công gấp rút
Dùng ngưỡng thực dụng khi:
∇ kênh đã định (theo địa hình) mà cần
đáy
nâng ∇ ưỡng để giảm q, giảm chiều cao
ng
van.
16
- III- Xác định kích thước lỗ cống: §
H
T
L
1. Trường hợp mở cửa van hoàn toàn:
a) Chảy tự do
Q
∑ b = εm 2g H3 / 2
o
ε - hệ số co hẹp bên Xác định theo quy phạm
m - hệ số lưu lượng tính toán thuỷ lực đập tràn
Ghi chú: - cách xác định ε và m là khác nhau đối với đập tràn
đỉnh rộng & thực dụng.
- thường xác định ∑b theo phương pháp đúng dần.
17
- §
H
T
b) Chảy ngập L
Tiêu chuẩn ngập: phân biệt đập tràn đỉnh rộng và thực
dụng – Theo QP Thuỷ lực đập tràn.
Sơ đồ tính toán:
n
n
k
Đập tràn thực dụng Đập tràn đỉnh rộng
18
- Xác định ∑b: §
H
- Đập tràn thực dụng:
T
L
Q
∑b = σ ⋅ εm 2g H 3 / 2
n o
σ =f ( h n / H o )
n
-Đập tràn đỉnh rộng:
Q
∑b = ϕ ⋅ ϕ ⋅ εm 2g H 3 / 2
n g o
ϕ =f ( m )
n
ϕ = 0,5ε +0,5
g
Ghi chú: ∑b xác định theo p2 đúng dần.
19
- §
2. Trường hợp mở van 1 phần: H
T
L
Tính như chảy qua lỗ
a) Chảy tự do:
Sơ đồ: V2
2g
C
h
c
C
Công thức:
Q = ϕ ⋅ αab 2g (H o − αa )
α - hệ số co hẹp đứng, α = f(a/H); 20
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
