Ñoà Aùn Thuûy Coâng
Ñaëng Haûi Sôn S5-44C
ÑOÀ AÙN SOÁ 2
THIEÁT KEÁ ÑAÄP ÑAÁT
PHAÀN I : TAØI LIEÄU CHO TRÖÔÙC
I. Nhieäm vuï coâng trình :
Hoà chöù treân nöôùc H treân soâng S ñaûm nhaän caùc nhieäm vuï
sau :
1. Caáp nöôùc töôùi cho 1650 ha ruoäng ñaát canh taùc.
2. Caáp nöôùc sinh hoaït cho 5000 daân.
3. Keát hôïp nuoâi caù ôû loøng hoà, taïo caûnh quan moâi tröôøng, sinh
thaùi vaø phuïc vuï du lòch.
II. Caùc coâng trình chuû yeáu ôû khu ñaàu moái :
1. Moät ñaäp chính ngaên soâng.
2. Moät ñöôøng traøn thaùo luõ.
3. Moät coáng ñaët ôû döôùi ñaäp ñeå laáy nöôùc.
III. Toùm taét moät soá taøi lieäu cô baûn :
1. Ñòa hình : Cho bình ñoà vuøng tuyeán ñaäp.
2. Ñòa chaát : Cho maët caét ñòa chaát doïc tuyeát ñaäp, chæ tieâu cô lyù
cuûa lôùp boài tích loøng soâng cho ôû baûng 1. Taàng ñaù goác raén
chaéc möùc ñoä nöùt neû trung bình,lôùp phong hoùa daøy 0,5÷1m
3. Vaät lieäu xaây döïng :
a. Ñaát : xung quanh xaây döïng vò trí ñaäp coù caùc loïai baûi vaät lieäu
nhö sau :
-Baûi vaät lieäu A coù : tröõ löôïng 800.000 m3, cöï ly 800 m.
-Baûi vaät lieäu B coù : tröõ löôïng 600.000 m3, cöï ly 600 m.
-Baûi vaät lieäu C coù : tröõ löôïng 1.000.000 m3, cöï ly 1 km.
-Chaát ñaát thuoäc loaïi thòt pha caùt, thaám nöôùc töông ñoái maïnh,
caùc chæ tieâu nhö ôû baûng1. Ñieàu kieän khai thaùc bình thöôøng.
-Ñaát seùt coù theå khai thaùc taïi vò trí caùch ñaäp 4km, tröõ löôïng
ñuû laøm thieát bò choáng thaám.
b. Ñaù : Khai thaùc taïi vò trí caùch soâng 8km, tröõ löôïng lôùn, chaát
löôïng ñaûm baûo ñaép ñaäp, laùt maùi. Moät soá chæ tieâu cô lyù : ϕ =
300 ; n = 0,35 (cuûa ñoáng ñaù); γk = 2,5 T/m3 (cuûa hoøn ñaù).
c. Caùt, Soûi : Khai thaùc ôû caùc baõi doïc soâng, cöï ly xa nhaát laø 3km,
tröõ löôïng ñuû laøm taàng loïc. Caáp phoái nhö ôû baûng 2.
Baûng 1 : Chæ tieâu cô lyù cuûa ñaát neàn vaø vaät lieäu ñaép ñaäp
Chæ tieâu
loaïi HS
Roå
ng n
Ñoä
aåm
W %
ϕ ( ñoä ) C ( T/m2 )
γk
(T/m3)
K
(m/s)
Töï
nhie
ân
Baûo
hoøa
Töï
nhieân
Baûo
hoøa
Ñaát ñaép
ñaäp
(cheá bò )
0,35 20 23 20 3,0 2,4 1,62 10-5
Seùt
( cheá bò ) 0,42 22 17 13 5,0 3,0 1,58 4.10-9
Caùt 0,40 18 30 27 0 0 1,60 10-4
1
Ñoà Aùn Thuûy Coâng
Ñaëng Haûi Sôn S5-44C
Ñaát neàn 0,39 24 26 22 1,0 0,7 1,59 10-6
Baûng 2 : Caáp phoái cuûa vaät lieäu ñaép ñaäp
d (mm)
loaïi d10 d50 d60
Ñaát thòt pha
caùt 0,005 0,05 0,08
Caùt 0,05 0,35 0,40
Soûi 0,50 3,00 5,00
4. Ñaëc tröng cuûa hoà chöùa :
-Caùc möïc nöôùc trong hoà vaø möïc nöôùc haï löu cho ôû baûng 3.
Traøn töï ñoäng coù coät nöôùc treân ñænh traøn laø Hmax = 3m.
-Vaän toác gioù tính toaùn öùng vôùi möùc ñaûm baûo P% cho ôû baûng
döôùi :
P% 2 3 5 20 30 50
V (m/s) 32 30 26 17 14 12
-Chieàu daøi truyeàn soùng öùng vôùi MNDBT :D (baûng 3);öùng vôùi
MNDGC :D’ = D + 0,3km
-Ñænh ñaäp khoâng coù ñöôøng giao thoâng chính chaïy qua.
Baûng 3 : Taøi lieäu thieát keá ñaäp ñaát vaø coáng ngaàm
Ñeà
soá
Sô
ño
à
Ñaëc tröng hoà chöùa Möïc nöôùc haï
löu (m) Qcoáng (m3/s) Möïc
nöôù
c
ñaàu
keân
h (m)
D
(km)
MNC
(m)
MNDBT
(m)
Bình
thöôøn
g
Max
Khi
MNC
(QTK)
Khi
MNDBT
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
45 D 2.2 88.0 108.0 85.0 87.0 4.5 4.0 87.78
5. Taøi lieäu thieát keá coáng :
-Löu löôïng laáy nöôùc öùng vôùi MNDBT vaø MNC (QTK) : cho ôû baûng 3
.
-Möïc nöôùc khoáng cheá ñaàu keânh töôùi : baûng 3.
-Taøi lieäu veà keânh chính : heä soá maùi m = 1,5; ñoä nhaùm n =
0,025 ;
ñoä doác ñaùy : i = (3÷5).10-4
2
Ñoà Aùn Thuûy Coâng
Ñaëng Haûi Sôn S5-44C
PHAÀN II : NOÄI DUNG THIEÁT KEÁ ÑAÄP ÑAÁT
1. Thuyeát minh :
-Phaân tích choïn tuyeán ñaäp, hình thöùc ñaäp.
-Xaùc ñònh caùc kích thöôùc cô baûn cuûa ñaäp.
-Tính toaùn thaám vaø oån ñònh.
-Choïn caáu taïo chi tieát.
2. Baûn veû :
-Maët baèng ñaäp.
-Maët caét doïc ñaäp (hoaëc chính dieän haï löu ).
-Maët caét ngang ñaïi dieän ôû giöõa loøng soâng vaø theâm soâng.
-Caùc caáu taïo chi tieát.
PHAÀN III : TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ ÑAÄP ÑAÁT
A. NHÖÕNG VAÁN ÑEÀ CHUNG :
I. Nhieäm vuï coâng trình :
-Caáp nöôùc töôùi cho 1650 ha ruoäng ñaát canh taùc.
-Caáp nöôùc sinh hoaït cho 5000 hoä daân.
-Keát hôïp nuoâi caù ôû loøng hoà, taïo caûnh quan moâi tröôøng, sinh
thaùi vaø phuïc vuï du lòch.
II. Choïn tuyeán ñaäp :
-Döïa vaøo bình ñoà khu ñaàu moái ñaõ cho, phaân tích caùc ñieàu kieän
cuï theå ( ñòa hình, ñòa chaát, vaät lieäu xaây döïng…) ñeå choïn
tuyeán ñaäp hôïp lyù.
III. Choïn loaïi ñaäp :
-Caên cöù vaøo ñieàu kieän ñòa hình ñòa chaát vaø vaät lieäu xaây
döïng, phaân tích ñeå xaùc ñònh loaïi ñaäp. Ôû ñaây ta choïn phöông
aùn laø ñaäp ñaát.
IV. Caáp coâng trình vaø caùc chæ tieâu thieát keá :
1. Caáp coâng trình : Ñöôïc xaùc ñònh töø 2 ñieàu kieän sau :
a. Theo chieàu cao coâng trình vaø loaïi neàn :
Xaùc ñònh chieàu cao cuûa ñaäp ta tính sô boä cao trình ñænh ñaäp :
∇Zñ = MNDBT+3 + d = 108.0 + 3 + 2 = 113.0 (m).
ÔÛ ñaây ta choïn : d = 2 m
Hñ = ∇Zñ - Zñaùy = 113 – 80 = 33 (m)
Tra baûng phuï luïc (P1-1) öùng vôùi Hñ = 33 (m) vaø daïng ñaát
neàn laø : caùt, soûi, ñaát seùt taûng cöùng vaø nöõa cöùng ta ñöôïc
⇒ Caáp coâng trình cuûa ñaäp laø : caáp III.
b. Theo nhieäm vuï coâng trình vaø vai troø cuûa coâng trình trong heä
thoáng :
3
Ñoà Aùn Thuûy Coâng
Ñaëng Haûi Sôn S5-44C
Coâng trình coù nhieäm vuï laø cung caáp nöôùc sinh hoaït nhieàu
hôn laø cho töôøi.
Tra baûng phuï luc (P2-1) vôùi nhieäm vuï töôùi laø thöù yeáu vaø
möùc töôùi laø 1650 ha ta ñöôïc ⇒ Caáp coâng trình cuûa
ñaäp laø : caáp III
⇒ Vaäy trong hai ñieàu kieän chon treân ta choïn coâng trình coù caáp
lôùn nhaát. Vaäy caáp cuûa coâng trình laø caáp III.
2. Caùc chæ tieâu thieát keá : Töø caáp coâng trình (caáp III) xaùc ñònh
ñöôïc :
-Taàn suaát löu löôïng, möïc nöôùc lôùn nhaát ñeå tính oån ñònh, keát
caáu coâng trình tra baûng phuï luïc (P1-3) ta ñöôïc : P% =1,0.
-Öùng vôùi caáp coâng trình tra baûng phuï luïc (P1-6) ta ñöôïc heä soá
tin caäy Kn = 1,15.
-Taàn suaát gioù lôùn nhaát vaø gioù bình quaân lôùn nhaát :
P% = 4 vaø Vmax = 28 (m/s) .
-Caùc möùc ñaûm baûo soùng tra baûng phuï luïc (P2-1)
Möùc baûo ñaûm cuûa möïc nöôùc tính toaùn %lôùn nhaát laø 5% vaø
thaáp nhaát laø 100%.
Möùc baûo ñaûm cuûa vaän toác gioù lôùn nhaát P% = 50 laø V = 12
(m/s ) ( caáp III ).
B. XAÙC ÑÒNH KÍCH THÖÔÙC CÔ BAÛN CUÛA ÑAÄP ÑAÁT :
I. Ñænh ñaäp :
1. Cao trình ñænh ñaäp : Xaùc ñònh töø 2 möïc nöôùc : MNDBT vaø MNDGC.
Z1 = MNDBT +
∆
h + hsl + a. (2-1)
Z2 = MNDGC +
∆
h’ + h’sl + a’. (2-2)
Trong ñoù :
∆
h vaø
∆
h’ : ñoä deành do gioù öùng vôùi gioù tính toaùn lôùn nhaát
vaø gioù bình quaân lôùn nhaát.
hsl vaø h’sl : chieàu cao soùng leo ( coù möùc baûo ñaûm 1% ) öùng
vôùi gioù tính toaùn lôùn nhaát vaø gioù bình quaân lôùn nhaát.
a vaø a’ : ñoä vöôït cao an toaøn
Cao trình ñænh ñaäp choïn theo trò soá naøo lôùn nhaát trong caùc
keát quaû tính theo (2-1) vaø (2-2).
a. Xaùc ñònh
∆
h vaø hsl öùng vôùi gioù lôùn nhaát V :
-Xaùc ñònh h theo coâng thöùc sau :
h = 2.10-6.
Hg
DV
.
.
2
.cosαB = 2.10-6.
28.81,9
10.2,2.28
32
= 0,013 (m).
Trong ñoù : V = 28 (m/s).
D = 2.2 km
g = 9,81 (m2/s)
H : chieàu saâu nöôùc tröôùc ñaäp :
H = MNDBT – cao trình maët ñaát = 108 – 80 = 28 (m).
cosαB = 0 : laø goùc keïp giöõa truïc doïc cuûa hoà vaø
höôùng gioù.
-Xaùc ñònh hsl :
4
Ñoà Aùn Thuûy Coâng
Ñaëng Haûi Sôn S5-44C
Theo QPTL C1-78, chieàu cao soùng leo coù möùc ñaûm baûo 1% xaùc
ñònh nhö sau :
hsl1% = k1.k2.k3.k4.hs1% (*)
Trong ñoù : hs1% - chieàu cao soùng öùng vôùi möùc ñaûm baûo 1%;
- k1.k2.k3.k4 caùc heä soá hs1% xaùc ñònh nhö sau ( theo QPTL C1-78).
-Giaû thieát ñaây laø tröôøng hôïp soùng nöôùc saâu : ( H > 0,5.
λ
)
-Tính caùc ñaïi löôïng khoâng thöù nguyeân :
V
tg.
=
28
21600.81,9
= 7567,7
Trong ñoù :
t : thôøi gian gioù thoåi lieân tuïc (s). khi khoâng coù taøi lieäu laáy t = 6
giôø ( ñoái vôùi hoà chöùa ).
Tính :
2
.
V
Dg
=
2
3
28
10.2,2.81,9
=27,53.
Tra ñoà thò (P2-1) öùng vôùi 2 ñaïi löôïng khoâng thöù nguyeân treân ta
ñöôïc caùc caëp giaù trò sau
Öùng vôùi
V
tg.
= 7567,7 tra ñoà thò ta ñöôïc :
=
=
7,3
.
07,0
.
2
V
g
V
hg s
τ
Öùng vôùi
2
.
V
Dg
= 27,53 tra ñoà thò ta ñöôïc :
Choïn caëp coù trò soá nhoû nhaát trong 2 caëp giaù trò treân :
Choïn
2
.
V
Dg
= 27,53 ta ñöôïc
)(0,3
81,9
28.05,1.05,1
)(72,0
81,9
28.009,0.009,0 22
s
g
V
m
g
V
hs
===⇒
===⇒
τ
Vaäy giaù trò böôùc soùng
=
.2
.2
g
=
14,3.2
0,3.81,9 2
= 14,1 (m)
Kieåm tra laïi ñieàu kieän giaû thieát ta ñöôïc :
H = 28 (m) > 0,5.
λ
= 0,5.14,1 = 7,05 (m)
Vaäy chöùng toû giaû thieát laø ñuùng. Töùc ñaây laø tröôøng hôïp
soùng nöôùc saâu.
-Tính hs1% = K1%.
s
h
= 2,1.0,72 = 1,512 (m)
5