Đồ án Môn học thi công thi công đập đất đầm nén

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG THI CÔNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN I. ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG 1.1. Nhiệm vụ: Công trình thuỷ lợi IA-KO được xây dựng trên suối IA-Gláe thuộc xã IA-KO, huyện Chư-Sê tỉnh Gia Lai, cách thị xã Plâycu về phía Tây-Nam khoảng 50 Km. Công trình Thuỷ lợi IA-KO có các nhiệm vị chính sau: + Công trình có nhiệm vụ cung cấp nước tưới cho 800 ha cà phê. + Tận dụng diện tích mặt hồ tương đối rộng để nuôi trồng thuỷ sản. + Cải thiện điều kiện khí hậu khắc nghiệt của khu vực xây dựng công trình và các khu dân cư lân cận. 1.2. Kết cấu công trình thuỷ công: 1.2.1. Đập đất: Đập đất được xây dựng tại tuyến I, tại đầu khu tưới I(đã trồng cà phê). Đây là đập đồng chất đắp bằng đất được lấy từ các bãi vật liệu: bãi I(thượng lưu bờ phải), bãi II(thượng lưu bờ trái), bãi III(hạ lưu bờ phải). Mái thượng lưu được lót lớp đá hộc dày 20 cm tiếp theo là lớp đệm dăm và cát mỗi lớp có bề dày 10cm có cấu tạo như một tầng lọc ngược. Mái hạ lưu làm các rãnh tiêu nước bằng đá xây dọc theo mái đập ở cao trình cơ 457m. Nước mưa sẽ theo các rãnh chảy về chân đập. Phần mái trên cơ và dưới cơ (ngoài phạm vi lót đá) làm các rãnh xiên chứa cát sỏi, các rãnh chân mái chia thành các ô vuông có kích thước 4x4 m2, trong các ô trồng cỏ. Đỉnh đập được dải một lớp cấp phối, lớp trên rải dăm sỏi dày 10cm và lớp dưới là cát dày 5cm. Phạm vi lòng suối từ cao trình 452m đến chân đập hạ lưu có thiết bị thoát nước kiểu lăng trụ. Phạm vi hai bên bờ dùng thiết bị thoát nước kiểu ốp mái từ cao trình 457m đến chân đập. Thông qua tính toán ta xác định các thông số cơ bản của đập đất như sau: TT Thông số Đơn vị Trị số 1 Cao trình đỉnh đập m 464 2 Chiều rộng đỉnh đập m 5 3 Chiều cao đập lớn nhất m 15 4 Chiều dài đỉnh đập m 327 5 Cao trình cơ thượng và hạ lưu Chiều rộng cơ m m 457 3 6 Mái đập thượng lưu mt Mái đập hạ lưu mh m m 3,5 3,75 7 Cao trình đỉnh lăng trụ thoát nước m 452 8 Dung trọng đất đắp thiêt kế T/m3 1,3 1.2.2. Cống lấy nước: Vị trí cống được bố trí ở bờ trái dưới đập chính. Dựa vào kết quả tính toán bồi lắng lòng hồ theo tuổi thọ công trình xác định được MNC = 455,5m và chọn cao trình đáy cống là 454,4m. Hình thức cống: Chọn hình thức cống là loại cống hộp được làm bằng BTCT M200, có tháp van đặt ở mái thượng lưu. Các kích thước của cống như sau: TT Thông số Đơn vị Trị số 1 Cao trình đáy cửa vào m 454,4 2 Chiều dài cống m 65 3 Mặt cắt ngang cống bxh m 0,9x1,2 4 Độ dốc cống i 0,003 5 Chiều dày thành cống m 0,4 6 Lưu lượng tháo qua cống m3/s 1,4 7 Máy đóng mở Bộ 1 8 Lưới chắn rác Chiếc 2 1.2.3. Tràn xả lũ: Vị trí tràn xả lũ bố trí ở phần vai phải đập chính. Hình thức tràn đỉnh rộng không có van, nối tiếp với hạ lưu bằng dốc nước và tiêu năng bằng bể tiêu năng. Trên tràn có bố trí cầu dân dụng để tiện quản lý, vận hành và sửa chữa khi cần thiết. Các thông số cơ bản của tràn xả lũ: TT Thông số Đơn vị Trị số 1 Cao trình ngưỡng tràn m 459,8 2 Bề rộng tràn (kể cả trụ bin) m 30,8 3 Lưu lượng tháo qua tràn m3/s 175,55 4 Cột nước tràn m 2,56 5 Độ dốc tràn % 8 6 Chiều dài tràn m 149,6 Các kích cơ bản của cầu qua tràn và dốc nước: TT Thông số Đơn vị Trị số 1 Bề rộng cầu m 5 2 Chiều dài cầu m 32,4 3 Cao trình mặt cầu m 464 4 Chiều rộng dốc nước m 20 5 Chiều dài dốc nước m 137,1 1.2.4. Các công trình trên kênh: Tuyến kênh chính chạy dọc theo con đường lớn phía trước khu lán trại đội 3 và chạy dọc sát đường, có chiều dài khoảng 4km. 1.3. Đặc điểm vùng xây dựng công trình: 1.3.1. Điều kiện địa hình: Công trình đầu mối hồ chứa nước IA-KO được xây dựng trên suối IA-Gláe thuộc đất xã IA-KO, huyện Chư-Sê tỉnh Gia Lai, cách thị xã Plâycu về phía Tây-Nam khoảng 50 km. Khu hưởng lợi có diện tích đất tự nhiên là 1200 ha, nằm về phía Bắc xã IA-KO trải dài từ 13034’25”¸13031’50” vĩ độ Bắc và từ 107058’55”¸ 108002’15” kinh độ Đông. Khu tưới được giới hạn bởi: Phía Bắc giáp suối IA-Gláe. Phía Nam giáp suối IA-Lô. Phía Đông giáp suối IA-Kô. Phía Tây giáp chân núi Chư-Sê. Nhìn chung vùng trồng cây cà phê có địa hình dạng tương đối bằng phẳng, lượn sóng nhẹ thấp dần về hai phía Đông và Tây. Cao độ trung bình là 460m, nơi cao nhất có cao trình 505m (khu tưới I), nơi thấp nhất có cao trình 400m (khu tưới II), độ dốc trung bình của vùng từ 80¸ 100, điều kiện thuận lợi cho cơ giới hoá. Trung tâm Khoa học & triển khai KTTL đã tiến hành đo đạc các tài liệu sau: Bình đồ lòng tỷ lệ 1/2000. Bình đồ khu đầu mối tỷ lệ 1/500. Bình đồ khu tưới (đập, cống & tràn) tỷ lệ 1/500. Trắc dọc các tuyến. 1.3.2. Điều kiện địa chất: Qua xem xét lại thực địa, phân tích một số mẫu đất xét về nguyên nhân thành tạo, địa chất vùng được phân ra thành các lớp theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau: - Lớp 1: Bùn sét hữu cơ, màu xám đen, xám xanh. Trạng thái dẻo chảy, đất yếu, nguồn gốc aluvi. Bề dày lớp này khoảng hơn 1m phân bố dọc lòng suối. - Lớp 2: á sét màu nâu nhạt, trạng thái bở lẫn rễ cây đang phân huỷ, kết cấu xốp, bề dày từ 0,5m¸1,5m. Diện phân bố hẹp ở vai đập. - Lớp 3: Đất sét màu nâu sẫm, trạng thái 1/2 cứng, đất sượng đồi đồng nhất. Bề dày từ 4,5m¸6m. Diện phân bố rộng ở vai đập. - Lớp 4: Đây là sản phẩm phong hoá gần hoàn toàn của đá Riolít thành sét có lẫn dăm mềm, phần còn lại vẫn giữ được kiến trúc lỗ rỗng của đá, đất hạt. 1.3.3. Đặc diểm khí hậu: Địa bàn dự án nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa cao nguyên, trong năm có 2 mùa, nhiệt độ trung bình năm là 21,80C; nhiệt độ cao vào các tháng 4,5,6. Nhiệt độ cao nhất đo được vào tháng 4 là 360C. Nhiệt độ thấp nhất đo được vào các tháng 12 và tháng 1, nhiệt độ thấp nhất đo được là 5,70C. Mùa mưa tại vùng xây dựng công trình bắt đầu từ rất sớm, kéo dài từ tháng 5 tới tháng 10. Độ ẩm không khí tương đối cao nhất vào các tháng mùa mưa, dao động từ 80%90%. Lượng mưa trung bình nhiều năm là 1664mm, lượng mưa mùa mưa chiếm tới 90% lượng mưa cả năm. Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 5 năm sau, lượng mưa mùa khô chỉ chiếm 10% lượng mưa cả năm. Trung bình một năm có 154 ngày mưa, trong đó có 40 ngày dông. Trung bình một năm có 2377 giờ nắng, nắng nhiều nhất vào các tháng mùa khô, từ tháng 12 đến tháng 4. Trung bình một tháng có trên 230 giờ nắng. Lượng bốc hơi trung bình nhiều năm tại Plâycu là 914mm (đo bằng ống Piche). Lượng bốc hơi lớn nhất vào các tháng 2 đến tháng 5 là các tháng mưa ít, nhỏ nhất là vào tháng 11 lạnh ẩm. Lượng mưa lớn nhất vào tháng 3, tháng 4 khi nhiệt độ không khí bắt đầu tăng, các tháng mùa mưa lượng bốc hơi giảm, lượng bốc hơi nhỏ nhất vào các tháng mùa đông. Tốc độ gió trung bình năm là 3,0m/s, tốc độ gió cao nhất có thể đạt đến 28m/s. Hướng gió thịnh hành về mùa khô là Đông bắc, hướng gió về mùa mưa là Tây nam. 1.3.4. Đặc điểm thuỷ văn: Mùa lũ bắt đầu từ tháng 6 và kết thúc vào tháng 10, mùa kiệt bắt đầu từ tháng 11 và kết thúc vào tháng 5. Mô đuyn dòng chảy trung bình nhiều năm của khu vực dao động trong khoảng 1819(l/s.km2). Trong vùng có các suối phân bố đều khắp, gồm các suối sau: - Suối IA-Gláe nằm ở ranh giới phía Bắc với chiều dài qua vùng 20 km, chiều rộng 2080m, lượng nước khá dồi dào, quanh năm có nước. Có khả năng xây dựng đập tưới nước từ 500800ha cà phê và hoa màu lương thực. - Suối IA-KO nằm ở ranh giới phía Đông của vùng, có khả năng đắp đập phục vụ tưới cho 200ha. - Phía Nam và Tây của vùng có các suối nhánh đổ về suối IA-Lâu, chảy theo hướng Đông bắc-Tây nam, cũng có khả năng xây dựng đập thuỷ lợi nhỏ phục vụ tưới cho dưới 200ha. Phân phối dòng chảy mùa kiệt: Nhóm Lưu lượng dòng chảy theo tháng mùa khô Q(m3/s)/tháng Thời gian thi công (năm) 11 12 1 2 3 4 5 2 I 5.2 4.7 4.2 4.1 4.2 4.1 4.3 3 II 5.4 4.9 4.4 4.3 4.4 4.3 4.5 2 III 5.6 5.1 4.6 4.5 4.6 4.5 4.7 3 IV 5.8 5.3 4.8 4.7 4.8 4.7 4.9 2 V 6.0 5.5 5.0 4.9 5.0 4.9 5.1 3 VI 6.2 5.7 5.2 5.1 5.2 5.1 5.3 2 VII 5.1 4.6 4.1 4.0 4.1 4.0 4.2 3 VIII 5.3 4.8 4.3 4.2 4.3 4.2 4.4 2 IX 5.5 5.0 4.5 4.4 4.5 4.4 4.6 3 X 5.7 5.2 4.7 4.6 4.7 4.6 4.8 2 Quan hệ Q~Z ở hạ lưu tuyến đập: Q(m3/s) 0 1.1 2.6 11.5 38.8 80.5 135.0 206.0 299.0 414.0 Zhạ(m) 665.5 666.0 666.5 667.0 667.5 668.0 668.5 669.0 669.5 670.0 Dòng chảy lũ thiết kế: Ứng với tần suất 10 % ta có lưu lượng đỉnh lũ Qmax và tổng lượng lũ Wlũ theo từng sinh viên trong 1 nhóm: SV/Nhóm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Qlũ(m3/s) 255 260 265 270 275 280 285 290 295 300 Wlũ (106m3) 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 Quan hệ dung tích hồ và cao trình mực nước ngầm như sau: Zhồ(m) 665.5 670.0 675.0 680.0 685.0 690.0 695.0 700.0 705.0 Vhồ(106 m3) 0 0.17 1.19 3.12 6.74 11.74 18.73 27.89 39.37 Fhồ(Km2) 0 0.12 0.31 0.58 0.81 1.20 1.60 2.07 2.52 1.3.5. Động đất: Khu vực xây dựng công trình có động đất cấp 7. 1.4. Tình hình dân sinh kinh tế, hiên trạng thuỷ lợi địa phương: Khu vực xây dựng công trình hiện có 5 làng dân tộc đang sinh sống, đời sống kinh tế phụ thuộc phần lớn vào việc sản xuất nông nghiệp. Nói chung kinh tế còn kém phát triển, văn hoá xã hội chưa cao. Nhân dân trong vùng nhìn chung sản xuất chủ yếu dựa vào vụ mùa, bằng phương thức làm rẫy, quảng canh, năng suất thấp, đất đai ngay càng bị bạc màu và có chiều hướng bị thoái hoá. Để xoá đói giảm nghèo cho nhân dân trong khu vực cần phải mở rộng diện tích để sản xuất và để đạt được năng suất cao cần phải cung cấp đầy đủ nước tưới cho khu vực, để đáp ứng được nhu cầu đó ta cần phải xây dựng một số công trình thuỷ lợi tại địa phương. Trong vùng xây dựng công trình Thuỷ lợi IA-KO hiện nay chưa có một công trình thuỷ lợi nào cả. Từ trước đến nay sản xuất nông nghiệp hoàn toàn phụ thuộc vào tình hình nguồn nước tự nhiên nên sản xuất nông nghiệp đạt năng suất rất thấp, đất đai ngày càng bị bạc màu và thoái hoá nên cần phải tổ chức lại sản xuất, chuyển đổi cơ cấu cây trồng và nhất là phải xây dựng công thuỷ lợi để cung cấp nước tưới cho vùng. 1.5. Điều kiện thi công: 1.5.1. Thời gian thi công: Theo QĐ Số 23 của Bô NN&PTNT công trình thuỷ lợi đầu mối IA-KO được thi công với thời gian là 2-3 năm, công trình bắt đầu khởi công vào 1/10 của năm thi công thứ nhất và kết thúc vào ngày 30/9 của năm thi công thứ hai. 1.5.2. Vật liệu xây dựng: Vật liệu đắp đập phân bố theo diện rộng ở hai sườn đồi, đắp đập đạt 1,3 T/m3. Trữ lượng và cự vận chuyển trung bình của các bãi vật liệu đến tuyến công trình được tổng hợp lại như sau: Hạng mục Tên bãi Trữ lượng (m) Chiều sâu bóc bỏ (m) Chiều sâu khai thác (m) Cự ly trung bình đến tuyến đập (m) Ghi chú Bãi 1 300.000 0,2 3 700 Thượng lưu bờ phải Bãi 2 200.000 0,2 3 600 Thượng lưu bờ trái Bãi 3 150.000 0,2 3 250 Hạ lưu bờ phải Tổng 650.000 Các loại vật liệu xây lát khác: + Đá hộc, đá dăm khai thác tại mỏ đá Phú Cường cách công trình 40km, hoặc khai thác tại chỗ núi Chư Gô. + Cát phải chuyên trở cách tuyến công trình 80km. + Xi măng, sắt thép lấy ở thị xã Plâycu. 1.5.3. Tình hình giao thông: Vị trí xây dựng công trình cách huyện lỵ Chư Sê (nằm trên đường số 4) là 18 km và cách đường ô tô vào xã IA-KO (đường cấp phối) là 1,5km. Tuy nhiên khi thi công phải làm thêm khoảng 1,5km đường để đảm bảo vận chuyển vật liệu tới chân công trình. 1.5.4. Khả năng thi công: Đơn vị thi công có đầy đủ máy móc, thiết bị vật tư, trình độ quản lý và tổ chức thi công cho công trình. Đảm bảo công trình thi công đúng tiến độ, an toàn và chất lượng. 1.6. Khả năng cung cấp điện nước : 1.6.1. Cung cấp điện Cách công trình có đường dây cao thế 35KV chạy qua. Có hai phương án cung cấp điện: Sử dụng điện lưới. Sử dụng điện máy phát. 1.6.2. Cung cấp nước Gần khu vực xây dựng có nước suối đủ chất lượng và số lượng theo yêu cầu, nên sử dụng nguồn nước này để cung cấp nước cho xây dựng và thi công. II. NỘI DUNG ĐỒ ÁN 2.1. Nêu phương án dẫn dòng từng thời đoạn trong các năm thi công? Chọ lưu lượng và tần suất thiết kế dẫn dòng? 2.2. Tính thủy lực cho phương án dẫn dòng đã chọn? (Lòng sông thu hẹp, kênh, máng, cống ngầm, tràn tạm, đường hầm, khe răng lược, tính điều tiết qua tràn tạm, tràn chính ...). Từ đó tính được các mốc khống chế đắp đập? 2.3. Tính toán khối lượng đắp đập? (PP tính, tính khối lượng cần đắp đập, khối lượng đào đất tại mỏ vật liệu, vẽ biểu đồ cường độ đắp đập Qđắp~Đợt đắp, F~Z, V~Z). 2.4. Quy hoạch và sử dụng bãi vật liệu? Lập bảng quy hoạch và sử dụng bãi vật liệu? 2.5. Chọn phương án đào và vận chuyển đất lên đập? (Nêu và chọn PA, tính toán lượng xe máy, kiểm tra sự phối hợp của các xe máy?). 2.6. Xác định các thông số đầm nén? (Chọn máy đầm, tính tải trọng đầm, độ dày dải đất đầm, số lần đầm...). 2.7. Tổ chức thi công mặt đập? (Tính cường độ khống chế đắp đập, số đoạn công tác cho một cao trình đại diện, cường độ thi công thực tế, bố trí dây truyền thi công)?