Mục lục 9
9
Ch"ơng 2. Đập hỗn hợp đất đá, đập đá đổ, đập đá xây
230
2.1. Tổng quát và phân loại
230
2.1.1. Tổng quát về đập đá đổ
230
2.1.2. Phân loại đập đá đổ
232
2.2. Vật liệu để xây dựng đập đá đổ
233
2.2.1. Tổng quát
233
2.2.2. Tính chất vật liệu đá
234
2.3. Lựa chọn loại đập
238
2.4. Mặt cắt ngang của đập đá đổ
239
2.4.1. Đỉnh đập
239
2.4.2. Mái dốc của đập đá đổ
240
2.5. Kết cấu chống thấm trong đập đá đổ
241
2.5.1. Tổng quát
241
2.5.2. Vật chống thấm bằng đất
241
2.5.3. Vật chống thấm không phải là đất
246
2.6. Đập đá đổ t-ờng trọng lực
252
2.7. Biện pháp và kết cấu chống thấm ở nền đập đá đổ
253
2.7.1. Đá gốc lộ ra bề mặt đất hoặc bị che phủ một lớp trầm tích có độ dày nhỏ
253
2.7.2. Nền đá gốc nằm cách mặt đất một độ sâu khá lớn nh^ng vẫn có thể với tới đ^ợc
256
2.7.3. Đá gốc nằm ở độ sâu không có khả năng với tới về thực tế
256
2.8. Biện pháp tháo lũ thi công qua đập đá đổ đang xây dựng
257
2.8.1. Tháo lũ thi công theo sơ đồ dốc n^ớc
258
2.8.2. Tháo lũ thi công theo sơ đồ đập tràn ng^ỡng rộng
259
2.8.3. Tháo lũ bằng ph^ơng pháp thấm n^ớc qua đá đổ
262
2.9. Đập đất đá thấm n-ớc và tràn n-ớc
265
2.9.1. Khả năng thấm n^ớc qua đập đá đổ
265
2.9.2. Đập đá đổ có bề mặt gia cố để tràn n^ớc
266
2.10. Đập đất đá xây dựng bằng nổ mìn định h-ớng
267
2.10.1 Điều kiện xây dựng
267
2.10.2. Loại đập thi công bằng nổ mìn định h^ớng
268
2.10.3. Tính chất cơ lí của đất trong đập đá đổ thi công bằng nổ mìn định h^ớng
269
2.10.4. Tính toán các thông số chính trong nổ mìn
269
2.11. Đập đá xây
273
2.11.1. Phân loại đập đá xây
273
2.11.2. Ưu nh^ợc điểm của đập đá xây
274
Ch"ơng 3. Kết cấu gia cố mái dốc đập đất đá
278
3.1. Tổng quát
278
3.2. Thiết kế tầng đệm d-ới kết cấu gia cố
280
3.2.1. Tổng quát
280
10 sổ tay KTTL * Phần 2 - công trình thủy lợi * Tập 1
3.2.2. Tầng đệm d^ới kết cấu gia cố bằng lớp che phủ liên tục
281
3.2.3. Tầng đệm d^ới gia cố bằng tấm bê tông có khe nối hở
281
3.2.4. Chiều dày của các lớp đệm d^ới gia cố bằng bê tông cốt thép
284
3.2.5. Tầng đệm d^ới gia cố bằng đá
284
3.3. Thiết kế gia cố bằng đá
288
3.3.1. Tổng quát
288
3.3.2. Tính gia cố bằng đá đổ
289
3.3.3. Gia cố bằng đá xếp
293
3.4. Thiết kế gia cố bằng lớp phủ bê tông cốt thép đổ liền khối hoặc đổ theo tấm lớn
sau đó lấp kín các khe nối bằng bê tông
295
3.4.1. Tính toán ổn định chung của lớp gia cố
295
3.4.2. Tính độ bền và biến dạng của lớp gia cố bê tông cốt thép
296
3.4.3. Cấu tạo của lớp gia cố bê tông cốt thép đổ liền khối
299
3.5. Thiết kế gia cố hở bằng tấm bê tông cốt thép lắp ghép
300
3.5.1. Tính ổn định và c^ờng độ của tấm gia cố
300
3.5.2. Cấu tạo của gia cố hở
301
3.6. Một số loại gia cố khác
303
3.6.1. Gia cố bằng bê tông atphan
303
3.6.2. Gia cố bằng vữa cát nhựa đ^ờng liên kết với đá
304
3.6.3. Gia cố mái dốc bằng đất xi măng
305
3.6.4. Gia cố mái dốc bằng dầm gỗ
305
3.6.5. Sử dụng mái dốc thoải không có gia cố
305
3.7. Thiết kế gia cố nhẹ
306
Ch"ơng 4. thấm qua đập đất đá
307
4.1. Tổng quát
307
4.2. Những bài toán thấm ổn định đặc tr-ng trong đập đất
314
4.2.1. Thấm qua đập đất đồng chất trên nền không thấm, không có vật thoát n^ớc
314
4.2.2. Thấm qua đập đất đồng chất trên nền không thấm, hạ l^u đập có vật thoát n^ớc
318
4.2.3. Thấm qua đập không đồng chất trên nền không thấm
322
4.2.4. Thấm qua đập trên nền thấm n^ớc chiều dày có hạn
331
4.2.5. Thấm qua đập đất có vật chống thấm (VCT) trên nền thấm n^ớc chiều dày có hạn
340
4.3. Thấm không ổn định trong đập đất
346
4.4. ổn định thấm của đất
350
4.4.1. Tổng quát
350
4.4.2. ổn định thấm của đất rời
353
4.4.3. ổn định thấm của đất dính (đất sét)
357
Ch"ơng 5. ổn định và biến dạng của đập đất đá
363
5.1. ổn định của mái dốc đập
363
Mục lục 11
11
5.1.1. Tổng quát
363
5.1.2. Tính ổn định mái dốc theo mặt tr^ợt hình trụ tròn
365
5.1.3. Tính ổn định mái dốc theo mặt tr^ợt phẳng hoặc theo mặt tr^ợt gồm một
số mặt phẳng
374
5.1.4. Tính ổn định mái dốc theo mặt tr^ợt hỗn hợp
375
5.1.5. Tính ổn định mái dốc đập theo trạng thái ứng suất biến dạng
375
5.1.6. Tính ổn định t^ờng nghiêng và lớp bảo vệ
376
5.1.7. Tính ổn định mái dốc hạ l^u theo điều kiện sạt lở do dòng thấm gây ra
378
5.1.8. Đặc điểm tính toán ổn định mái dốc đập đất đá và đập đá đổ
379
5.2. Tính toán áp lực kẽ rỗng
380
5.2.1.Tổng quát
380
5.2.2. Tính áp lực kẽ rỗng theo ph^ơng pháp đ^ờng cong nén
381
5.2.3. Tính áp lực kẽ rỗng theo lý thuyết thấm cố kết
382
5.3. Tính toán lún ở đập đất đá
385
5.3.1. Tổng quát
385
5.3.2. Tính toán lún của đập hoặc các bộ phận đập cấu tạo bằng đất sét
386
5.3.3. Tính toán lún đối với các bộ phận cấu tạo bằng đất hạt lớn trong đập đất đá
và đập đá đổ
387
5.4. Tính toán trạng thái ứng suất - biến dạng của đập đất đá
391
5.5. Tính ổn định đập đất đá có kể đến lực động đất
391
5.5.1. Tổng quát
391
5.5.2. Tác động của môi tr^ờng n^ớc đối với ổn định công trình khi có động đất
396
Phụ lục. Tính toán ổn định trIợt sâu công trình trên nền đất bằng phần mềm
slope/w
399
1. Giới thiệu phần mềm Slope/w
399
2. Xây dựng ví dụ mẫu cho phần mềm Slope/w
401
3. ứng dụng phần mềm Slope/w tính toán ổn định tr^ợt sâu công trình trong điều
kiện Việt Nam
407
Tài liệu tham khảo
411
12 sổ tay KTTL * Phần 2 - công trình thủy lợi * Tập 1
A. Những vấn đề chung
trong thiết kế công trình thủy lợi
Ch#ơng 1. Phân loại, phân cấp và các giai đoạn hình thành
công trình thủy lợi
Ch#ơng 2. Chọn tuyến và bố trí công trình
Ch#ơng 3. Tải trọng và tác động
Ch#ơng 4. Tính toán thấm qua nền
và vòng quanh công trình thủy lợi
Ch#ơng 5. Một số ph#ơng pháp tính toán kết cấu
trong thiết kế công trình thủy lợi
14 sổ tay KTTL * Phần 2 - công trình thủy lợi * Tập 1
A - Những vấn đề chung trong thiết kế công trình thủy lợi 15
Công trình thủy lợi có nhiều loại với quy mô, tính năng khác nhau,
đ-ợc xây dựng để khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên n-ớc phục vụ cho
nhiều mục đích - ngành kinh tế hoặc cho một đối t-ợng ngành nào đó.
Những yêu cầu chủ yếu về thiết kế công trình thủy lợi (TCXDVN 285:2002),
đó là:
1. Khi lập Dự án thủy lợi phải căn cứ vào mục tiêu phát triển kinh tế x
hội của từng thời kỳ đ đ-ợc hoạch định trong kế hoạch phát triển
quốc gia - vùng lnh thổ, kế hoạch phát triển của các ngành và quy
hoạch khai thác l-u vực, nhằm đề xuất ph-ơng án khai thác và sử
dụng tài nguyên n-ớc một cách hợp lý nhất.
2. Việc lựu chọn hình thức bậc thang, quy mô công trình, hình loại công
trình, bố trí tổng thể, các thông số cũng nh- các mực n-ớc tính toán
điển hình cần phải đ-ợc quyết định trên cơ sở so sánh các chỉ tiêu
kinh tế - kỹ thuật giữa các ph-ơng án có xét tới đầy đủ các yếu tố liên
quan nh- địa điểm xây dựng, các điều kiện tự nhiên vùng chịu ảnh
h-ởng của dự án, nhu cầu hiện tại và t-ơng lai của các ngành có liên
quan đến nguồn n-ớc thuộc l-u vực đang xem xét, sự thay đổi chế độ
thủy văn - môi tr-ờng ở th-ợng hạ l-u công trình, những thiệt hại
vật chất do ngập úng gây ra.
3. Khi thiết kế công trình thủy lợi phải đạt đ-ợc các yêu cầu về độ bền
vững của công trình, thuận lợi và an toàn trong quản lý vận hành, có
bố cục kiến trúc hợp lý với cảnh quan xung quanh, sử dụng tối đa vật
liệu tại chỗ, biện pháp thi công tối -u, thời gian xây dựng hợp lý, tổ
chức đền bù di dân tái định c-, tổ chức dọn lòng hồ và vùng kế cận,
bảo vệ những công trình kiến trúc văn hóa lịch sử có giá trị, tận
dụng khai thác hoặc bảo vệ các mỏ có ích trong lòng hồ, bảo vệ các
vùng đất nông nghiệp có giá trị ở mức cao nhất, đề xuất các biện
pháp và ph-ơng tiện đảm bảo an toàn khi thi công và khai thác sau
này v.v
4. Khi thiết kế công trình thủy lợi còn phải xét đến các mặt nh- khả
năng kết hợp một số chức năng trong một hạng mục công trình, khả
năng đ-a vào khai thác từng phần công trình để kịp thời phát huy
hiệu quả, cơ cấu lại các công trình hiện có và đề xuất giải pháp cải
tạo, khắc phục để chúng phù hợp khi Dự án mới đi vào hoạt dộng,
quy chuẩn hóa bố trí thiết bị, kết cấu và ph-ơng pháp thi công xây
lắp nhằm đẩy nhanh tiến độ, hạ giá thành , tận dụng cột n-ớc tạo
ra để phát điện và cho các mục đích khác.
16 sổ tay KTTL * Phần 2 - công trình thủy lợi * Tập 1
5. Đánh giá tác động môi tr-ờng và thiết kế tổng thể các biện pháp bảo
vệ trên cơ sở dự báo sự thay đổi của chúng sau khi hình thành hệ
thống thủy lợi.
6. Khi thiết kế các công trình thủy lợi chủ yếu cấp I, II và III phải bố trí
thiết bị kiểm tra - đo l-ờng để quan trắc sự làm việc của công trình
và nền trong suốt quá trình xây dựng và khai thác nhằm đánh giá
độ bền vững của công trình, phát hiện kịp thời những h- hỏng,
khuyết tật để quyết định biện pháp sửa chữa, phòng ngừa sự cố và
cải thiện điều kiện khai thác.
Khi có luận chứng thỏa đáng có thể không đặt thiết bị kiểm tra
đo l-ờng trong công trình cấp III hoặc đề nghị bố trí thiết bị cho công
trình cấp IV.
7. Khi thiết kế các công trình thủy lợi chủ yếu cấp I, II cần tiến hành
một số nghiên cứu thực nghiệm để đối chứng, hiệu chỉnh, chính xác
hóa các thông số kỹ thuật và tăng thêm độ tin cậy cho đồ án. Đối
t-ợng và phạm vi nghiên cứu tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của từng
công trình và đ-ợc đề xuất ngay trong giai đoạn lập Báo cáo nghiên
cứu khả thi. Công tác này cũng đ-ợc thực hiện cho hạng mục công
trình cấp d-ới khi có luận chứng cần thiết.
8. Khi thiết kế các công trình thủy dạng khối lớn phải tính đến việc
phân bố hợp lý vật liệu trong thân công trình phù hợp với trạng thái
ứng suất, biến dạng, yêu cầu chống thấm nhằm giảm giá thành mà
vẫn đảm bảo đ-ợc các yêu cầu kỹ thuật.
9. Các công trình thủy phải đảm bảo các tiêu chuẩn về ổn định, độ bền,
không cho phép nứt hoặc hạn chế độ mở rộng vết nứt, biến dạng của
công trình và nền trong mọi điều kiện làm việc. Đồng thời phải thỏa
mn các yêu cầu giới hạn về tính thấm n-ớc, tác động xâm thực hóa
học, cơ học của n-ớc, bùn cát và các vật trôi nổi; tác động xói ngầm
trong thân và nền công trình; tác động của sinh vật và thực vật
10.
Khi thiết kế sửa chữa, phục hồi, nâng cấp và mở rộng công trình cần
đáp ứng thêm những yêu cầu về mục tiêu sửa chữa, phục hồi, nâng
cấp hay mở rộng công trình. Trong thời gian cải tạo, nâng cấp công
trình về nguyên tắc không đ-ợc gây ra những ảnh h-ởng quá bất lợi
cho các hộ đang dùng n-ớc. Cần nghiên cứu sử dụng lại công trình
cũ ở mức tối đa. Cần thu thập đầy đủ các tài liệu khảo sát, thiết kế,
thi công, quản lý, quan trắc, sự cố đ xảy ra của công trình cũ, kết
hợp với các nghiên cứu khảo sát chuyên ngành để đánh giá đúng
chất l-ợng, tình trạng kỹ thuật, trang thiết bị, nền và công trình làm
cơ sở cho việc lựa chọn các giải pháp kỹ thuật.
A - Những vấn đề chung trong thiết kế công trình thủy lợi 17
Ch"ơng 1
Phân loại, phân cấp và các giai đoạn
hình thành công trình thủy lợi
!"#$%&'#($)*+$,* +$,/0#1$,/2#3$.4#$
1.1. Phân loại và phân cấp công trình thủy lợI
1.1.1. Phân loại công trình thủy lợi
Tùy theo nhu cầu sử dụng và các yếu tố tự nhiên nh@ chế độ thủy văn nguồn n@ớc,
điều kiện địa chất, địa hình, vật liệu xây dựng v.v , công trình thủy lợi gồm nhiều loại
khác nhau với qui mô và tính chất rất khác nhau. D@ới đây là sự phân loại công trình
thủy theo một số mặt đặc tr@ng nhất.
a. Theo nhiệm vụ và chức năng
Công trình thủy lợi đ@ợc chia thành 4 nhóm chính là:
1. Công trình dâng n@ớc;
2. Công trình lấy n@ớc;
3. Công trình dẫn n@ớc;
4. Công trình tháo n@ớc, xả n@ớc.
Công trình dâng n@ớc có chức năng tạo ra sự dâng mực n@ớc ở phía tr@ớc nó phục
vụ cho các mục tiêu sử dụng khác nhau, ví dụ để dẫn n@ớc tự chảy vào hệ thống t@ới,
hoặc để tạo cột n@ớc phát điện. Tùy quy mô dâng n@ớc, có thể hình thành hồ chứa điều
tiết chế độ dòng chảy tự nhiên của sông suối, hoặc không tạo hồ điều tiết.
Công trình lấy n@ớc có nhiệm vụ lấy một l@ợng n@ớc nhất định từ nguồn n@ớc
phục vụ nhu cầu sử dụng của một ngành nào đó nh@ lấy n@ớc t@ới, cấp n@ớc sinh hoạt
hoặc cấp n@ớc công nghiệp, lấy n@ớc vào trạm thủy điện, v.v
Công trình dẫn n@ớc có nhiệm vụ chuyển tải n@ớc từ vị trí này đến vị trí khác.
Phạm vi chuyển n@ớc có thể trong một vùng hẹp hoặc giữa các l@u vực hay từ quốc gia
này đến quốc gia khác.
Công trình tháo n@ớc đ@ợc sử dụng để tháo n@ớc thừa từ hồ chứa (tr@ờng hợp này
gọi là công trình xả lũ), để kết hợp tháo bùn cát hoặc tháo cạn hồ chứa.
b. Theo phạm vi và mục tiêu sử dụng
Về mặt này công trình thủy lợi đ@ợc chia thành hai nhóm:
1. Công trình chung, cho phép sử dụng cho nhiều ngành, nhiều mục tiêu khác
nhau. Các nhóm công trình nêu ở mục a đều là công trình chung.
18 sổ tay KTTL * Phần 2 - công trình thủy lợi * Tập 1
2. Công trình chuyên dụng, phục vụ cho một ngành nào đó, ví dụ trạm thủy điện
(phục vụ cho mục tiêu phát điện), âu thuyền (phục vụ cho giao thông thủy), hệ thống
t@ới (phục vụ t@ới ruộng), v.v
c. Theo thời gian sử dụng
Trong tr@ờng hợp này công trình thủy lợi đ@ợc chia thành công trình lâu dài đ@ợc
sử dụng th@ờng xuyên trong suốt quá trình khai thác và công trình tạm thời - chỉ sử
dụng trong thời gian thi công hoặc sửa chữa công trình lâu dài, ví dụ đê quây, công
trình dẫn dòng thi công, v.v
d. Theo mục đích và tầm quan trọng
Theo mục đích và tầm quan trọng thì công trình thủy lợi gồm công trình chủ yếu
(hay công trình chính) và công trình thứ yếu (hay công trình phụ).
Công trình thủy lợi chủ yếu là công trình khi sửa chữa hoặc bị h@ hỏng sẽ ảnh
h@ởng đến sự làm việc bình th@ờng của hệ thống sử dụng n@ớc, ví dụ giảm công suất
hay ngừng hoạt động của nhà máy thủy điện, giảm hay ngừng hoạt động của hệ thống
thủy nông t@ới tiêu, hệ thống vận tải thủy, v.v Ngoài ra, khi công trình thủy chủ yếu
bị sự cố còn có thể gây ra các hậu quả nghiêm trọng nh@ ngập úng đất đai, phá hoại các
công trình dân sinh kinh tế khác, đe dọa an toàn tài sản và tính mạng của dân c@ vùng
hạ du, v.v Ví dụ về công trình thủy chủ yếu là đập, đê ngăn lũ, nhà máy thủy điện,
kênh dẫn chính, bể áp lực, âu thuyền, v.v
Công trình thủy lợi thứ yếu là công trình khi bị h@ hỏng sẽ ảnh h@ởng đến sự làm
việc bình th@ờng của các công trình thủy chủ yếu nh@ng không gây ra các hậu quả
nghiêm trọng. Ví dụ về công trình thủy thứ yếu là các đê h@ớng dòng, cửa van sửa chữa,
cầu công tác không chịu tải trọng của máy nâng chuyển, bến cảng phụ, công trình gia
cố bờ, v.v
Ngoài ra, còn có thể có những phân loại khác nh@ theo vị trí xây dựng, theo chiều
cao công trình hay chiều cao cột n@ớc tác dụng, theo vật liệu xây dựng, kết cấu xây
dựng, Sự phân loại chi tiết này th@ờng đ@ợc áp dụng cho từng công trình trong tr@ờng
hợp cụ thể.
1.1.2. Phân cấp công trình thủy lợi (gọi tắt là công trình thủy: CTT)
Những CTT lâu dài đ@ợc phân thành cấp dựa theo tầm quan trọng của nó đối với
nền kinh tế, có xét đến hậu quả khi chúng ngừng hoạt động hay bị sự cố.
Theo Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 285:2002, công trình thủy lợi đầu
mối đ@ợc phân thành 5 cấp dựa vào hai yếu tố chính là năng lực phục vụ (bảng 1-1) và
đặc tính kỹ thuật của hạng mục công trình thủy.
Nếu công trình thủy lợi chủ yếu ở cụm công trình đầu mối đảm bảo đồng thời cho
nhiều ngành kinh tế khác nhau thì cấp của nó đ@ợc lấy theo chỉ tiêu của hạng mục có
cấp cao nhất ghi trong bảng 1-1 hoặc bảng 1-2.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét