Tài liệu đồ án thi công công trình thủy lợi

Đồ án Thi công công trình Thủy Lợi CBHD PHẦN I: THI CÔNG PHẦN ĐẤT CHƢƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG I. GIỚ THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH Tên công trình: Đập Đồng Cam  Vị trí địa lý: Công trình được xây dựng tại Xã Hòa Hội, Huyện Phú Hòa, Tỉnh Phú Yên. Đập nối núi Trù Cát, xã Hòa Hội, huyện Phú Hòa ở bờ bắc với núi Qui Hậu, xã Sơn Thành Đông, huyện Tây Hòa ở bờ nam, đập nước ,có hai kênh dẫn nước là kênh Chính Bắc và Nam tưới tiêu cho cả vùng lúa Tuy Hòa , huyện Phú Hòa, Đông Hòa, Tây Hòa và một phần của huyện Tuy An Đồng Cam là công trình có giá trị thẩm mỹ lẫn kỹ thuật rất cao. Đập có ý nghĩa về mặt kinh tế, lịch sử cộng với cảnh quan tươi đẹp, kiến trúc độc đáo.  Địa chất, thủy văn: - Phú Yên là tỉnh ven biển thuộc vùng duyên hải Nam Trung Bộ Nam Việt Nam nằm trên vùng đồng bằng và bình nguyên rộng lớn. - Địa hình khu vực có độ cao trung bình từ 20 – 200m độ dốc phổ biến không quá 15 độ tương đối dốc từ bờ kênh cái sao cho kéo dài vào nội đồng, cao độ chênh lệch không lớn chổ cao nhất 0,8 - 2,5m. - Mực nước cao nhất trong mùa lũ là +16,0m; mực nước cao nhất trong mùa khô là +14,5m.  Đặc trƣng khí hậu: NVN 1 Đồ án Thi công công trình Thủy Lợi CBHD  Nhiệt độ: - Nhiệt độ trung bình năm khoảng 26,50C - Độ ẩm không khí - Độ ẩm bình quân năm 80 % - Độ ẩm lớn nhất trong năm 89 % - Độ ẩm nhỏ nhất trong năm 72 %  Bốc hơi: - Lượng bốc hơi bình quân năm 1368mm/năm - Lượng bốc hơi lớn nhất 5,9mm/ngàyđêm, nhỏ nhất 2,43mm/ngàyđêm.  Gió: - Hướng gió theo đổi theo mùa: - Mùa hè (khoảng từ tháng 4 - 9) gió Tây và Tây nam - Mùa đông (từ tháng 10 - 3) gió Bắc và Đông Bắc - Tốc độ gió trung bình 4,1m/s - Tốc độ gió lớn nhất 26,4m/s  Mƣa: - Lượng mưa trung bình cả năm từ 1600 – 1700mm - Có hai mùa rõ rệt:mùa khô từ tháng 1 đến tháng 8, mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12.  Vị trí: - Công trình được xây dựng trên sông Ba, bờ sông khá dốc.  Đặc điểm công trình: - Công trình được xây dựng gần mạng lưới điện Thành phố nên có thể sử dụng trực tiếp mạng lưới điện. - Nguồn nước sử dụng trong công trình được lấy từ hệ thống giếng khoan tại chổ. - Công trình nằm gần trung tâm và trục giao thông chính thành phố. Đủ điều kiện cung ứng đầy đủ các loại vật liệu xây dựng như: cát, đá, Ximăng, thép, cốp pha… - Khối lượng công tác lớn: chịu ảnh hưởng của thời tiết (mùa khô và mùa mưa), cường độ thi công cần phải cao để kết thúc công tác này, chuyển tiếp cho các công tác khác tiếp theo như bê tông, xây lát. - Máy đào đất, ôtô tự đổ, máy ủi, máy san, máy đầm,…phải đảm bảo được cung cấp đầy đủ cho công trình.  Nhiệm vụ công trình: Nhiệm vụ chính là tạo nguồn nước tưới ổn định cho trên 30 ngàn ha đất canh tác ở các huyện Phú Hòa, Đông Hòa, Tây Hòa, TP Tuy Hòa và một phần của huyện Tuy An.  Số liệu tính toán: α β GH b G H Đề Lưới ô vuôngCao độ đỉnh đê m1 m2 (độ) (độ) (m) (m) (m) (m) 12 90 5 80 18 40 17,5 1.5 3 150 250 II. CÔNG TÁC CHUẨN BỊ TRƯỚC KHI THI CÔNG NVN 2 Đồ án Thi công công trình Thủy Lợi CBHD Giải phóng mặt bằng: - Giải phóng mặt bằng bao gồm các công việc: + Di chuyển và phá dỡ nhà cửa, công trình cũ (nếu có): đảm bảo an toàn và tận thu vật liệu sử dụng. + Di chuyển các tảng đá to, có thể dùng các biện pháp sau: + Sử dụng thuốc nổ để phá vỡ đá + Sử dụng thiết bị cơ giới như máy ủi, máy kéo, máy đào,… + Chặt, hạ cây cối nằm trong mặt bằng xây dựng + Chặt hạ thủ công + Hạ cây bằng máy kéo, máy ủi. + Sử dụng máy cưa chạy điện + Đào gốc, rễ cây, có thể sử dụng các biện pháp sau đây: thuốc nổ, máy ủi, máy xới, máy đào + Dọn lớp đất hữu cơ, vét bùn, san lấp tạo mặt bằng thi công. Định vị công trình: - Từ các số liệu như cọc mốc chuẩn G, góc hướng, góc phương vị và độ dài đoạn GH được giao ta triển khai định vị công trình từ bản vẽ lên thực địa theo phương pháp tọa độ cực hoặc tọa độ vuông góc. - Phương pháp tọa độ cực: thích hợp với khu vực quang đãng, bằng phẳng và khoảng cách bố trí nhỏ hơn chiều dài thước. o Cách xác định: - Dùng la bàn xác định hướng Bắc đặt máy kinh vĩ tại G, ngắm máy theo hướng Bắc, chỉnh bàn độ về 0o0’0’’ quay một góc =90o theo chiều kim đồng hồ xác định được tia Gx dùng thước đo từ G theo hướng Gx một đoạn GH=80m xác định được điểm H. - Đặt máy tại điểm H ngắm về G, chỉnh bàn độ về 0o0’0’’ quay một góc =5o ngược chiều kim đồng hồ xác định được tia Hx. Tia Hx này chính là trục của tuyến đê và đánh dấu 2 điểm J và K ở 2 bên bờ cọc gỗ hay cọc thép đóng tạm. Hình thức tiêu nước: - Thi công hệ thống thoát nước mặt để đảm bảo cho mặt bằng công trường không bị đọng nước, không bị ngập úng trong suốt thời gian thi công. - Các phương pháp tiêu nước bề mặt: + Tạo độ dốc cho mặt bằng thi công. + Xây dựng hệ thống mương hoặc cống thoát nước. - Các phương pháp tiêu nước ngầm: + Bố trí hệ thống giếng xung quanh móng rồi bơm để hạ mực nước ngầm xuống. Dẫn dòng, ngăn dòng thi công: (60 ngày)  Dẫn dòng thi công: - Do đặc điểm công trình phần lớn được xây dựng trên sông, ao, hồ, … công trình nằm sâu trong mặt đất tự nhiên hay dưới mực nước ngầm. Vì vậy không tránh khỏi việc ảnh hưởng của nước đến công trình. NVN 3 Đồ án Thi công công trình Thủy Lợi CBHD - Phải đảm báo hố móng được khô ráo và đồng thời lợi dụng tổng hợp nguồn nước ở hạ lưu tới mức cao nhất. Cho nên cần phải tiến hành dẫn dòng thi công. - Các yêu cầu thiết kế khi dẫn dòng thi công: + Chọn tần xuất thiết kế và lưu lượng thiết kế. + Chọn phương pháp thích hợp từng giai đoạn. + Xác định trình tự thi công. + Phải chọn thời gian dẫn dòng thích hợp.  Ngăn dòng thi công: - Trong quá trình thi công các công trình thủy lợi trên sông hầu hết phải tiến hành ngăn dòng. Nó là một khâu quan trọng hàng đầu khống chế toàn bộ khối lượng thi công dặc biệt là việc thi công công trình đầu mối. - Kỹ thuật tổ chức và thi công ngăn dòng rất phức tạp. Do đó chúng ta hải nắm chắc quy luật dòng chảy để chọn đúng thời cơ, xác định lưu lượng, thời gian ngăn dòng thích hợp. - Có nhiều cách ngăn dòng: + Đổ đá ngăn dòng, đánh chìm xà lan. + Đắp đất bằng phương pháp thủy lực. + Nổ mìn định hướng, đóng cửa công. - Các phương pháp ngăn dòng: + Tiến hành ngăn dòng hạ lưu trước để tránh các vật liệu lắp trôi vào lòng công trình,gây bồi lắng làm ảnh hưởng đến công tác bốc véc đáy song công trình sau này + Phương pháp lắp đứng: là dùng vật liệu (đất, đá, bêtông đúc sẵn,…) đắp từ 2 bờ ra cho đến khi dòng chảy bị chặn lại. Biện pháp này thi công đơn giản, nhanh chóng rẻ tiền,không cần làm cầu công tác nhưng đến giai đoạn cuối thì lưu tốc dòng chảy lớn làm cho quá trình ngăn dòng phức tạp và khó khăn + Phương pháp lắp bằng: dùng vật liệu đắp đập ngăn dòng trên toàn bộ chiều rộng tuyến đê cho tới khi đập nhô lên khỏi mặt nước. Biện pháp này có diện thi công rộng, tốc độ nhanh, lưu tốc dòng chảy trong quá trình ngăn dòng không lớn nhưng phải làm cầu công tác nên tốn thêm nhân lực và thời gian cho công việc này - Xác định các thông số thiết kế ngăn dòng: + Chọn ngày, tháng ngăn dòng. + Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng + Xác định chiều rộng ngăn dòng. + Cao trình và chiều rộng đỉnh đập. + Mái dốc đập ngăn dòng. + Cần phải tính toán thủy lực trước khi ngăn dòng. + Cần phải chuẩn bị chu đáo các công tác chuẩn bị. + Phải thi công nhanh nhằm tránh hao hụt vật liệu. Xây dựng láng trại, nhà tạm: - Hệ thống cơ sở hạ tầng phục vụ thi công gồm có: + Hệ thống giao thông công trường. NVN 4 Đồ án Thi công công trình Thủy Lợi CBHD + Nhà tạm công trường. + Nhà kho. + Hệ thống cấp nước cho công trường. + Các hệ thống khác… - Hệ thống giao thông công trường: vì là công trình tạm phục vụ cho thời gian ngắn nên sử dụng loại mặt đường đất có gia cố, nền đường là đất tự nhiên, mặt trên có rãi một lớp cấp phối đá cuội sỏi theo một tỉ lệ nhất định đã được tính toán và thí nghiệm. Tất cả được trộn bằng thủ công, rãi lên mặt đường, san phẳng rồi dùng xe lu nặng từ 4 tấn đầm chặt, tạo thành một lớp mặt đường rắn chắc chịu lực. - Nhà tạm công trường: Do thời gian thi công ngắn và đa số công nhân có nhà ở gần công trường nên ta chỉ cần dựng nhà tạm bằng cây gỗ chặt trong rừng, phía trên lợp bằng tấm cao su. - Nhà ở dành cho ban chỉ huy công trường ta cũng dựng bằng gỗ chặt trong rừng, phía trên lợp bằng tole và dừng xung quanh cũng bằng tole. - Nhà kho: đây là công tác thi công đào hố móng nên chủ yếu ta dùng máy thi công do đó cần phải có kho chứa nhiên liệu như xăng, dầu. - Kho xăng, dầu: bố trí kho cách xa các công trình và các khu lân cận khoảng 50m và có hệ thống thu lôi chống sét, mái che đậy các thùng xăng, dầu để tránh nắng. - Hệ thống cấp nước cho công trường: đây là công trình thi công đào hố móng nên nước dùng cho công trường chủ yếu là nước sinh hoạt do đó phải bảo đảm các yêu cầu như: trong, sạch, không chứa các vi khuẩn gây bệnh, đạt các tiêu chuẩn về nước sạch do bộ y tế qui định. Vậy ta sử dụng nguồn nước do nhà máy nước của địa phương cung cấp. Do thời gian thi công lâu dài nên ta bố trí xây dựng các công trình trên cố định tránh di chuyển nhiều. NVN 5 Đồ án Thi công công trình Thủy Lợi CBHD CHƢƠNG II TÍNH TOÁN KHỐI LƢỢNG THI CÔNG TỪNG HẠNG MỤC I. TÍNH TOÁN KHỔI LƯỢNG ĐẤT ĐẮP  Cách xác định khối lượng đất như sau: - Để có thể tính toán khối lượng thi công, ta tiến hành theo các bước sau: - Căn cứ vào bản đồ địa hình, tuyến công trình và các số liệu đã cho để vẽ mặt bằng công trình. - Dựa vào hình dạng công trình trên bình đồ, chia công trình thành nhiều đoạn nhỏ, bằng các mặt cắt ngang, để tính khối lượng đất thi công, khối lượng này bao gồm: khối lượng đất thực vật cần bóc, lượng đất phải đắp, khối lượng bạt mái dốc đê chính, đê quai. Để tính được khối lượng này một cách chính xác, cần có nhiều mặt cắt ở những địa hình thay đổi. Lập thành bảng tính toán để tính khối lượng công trình theo từng đoạn rồi tổng hợp lại. - Khi tính đắp đê tuỳ theo địa hình và các mặt cắt ngang, ta có thể dùng các công thức hình học đơn giản để tính. Hình 2.1. Mô hình tính khối lượng đê - Thể tích khối đắp có thể tính gần đúng theo: V Trong đó: F1  F2 L 2 F1, F2: diện tích của 2 mặt cắt ngang gần nhau (m2) L: khoảng cách giữa hai mặt cắt ngang (m). Hình 2.2. Hình dạng mặt cắt ngang đê - Diện tích mặt cắt ngang đê tính như sau: NVN 6 Đồ án Thi công công trình Thủy Lợi CBHD F (b  B).H 2 Chiều cao chân đê thay đổi theo độ cao mặt đất tự nhiên. - Ta có thể lập bảng tính khối lượng như sau.  Tính khối lượng đất:  Bảng tính khối lượng Đê Chính: Đê Chính Mặt cắt 0_0 1_1 2_2 3_3 4_4 5_5 Cao trình đỉnh đê 17,5 17,5 17,5 17,5 17,5 17,5 Cao chiều trình chiều rộng chân cao đê đỉnh đê đê 17,5 16 14 12 10 7 0 1,5 3,5 5,5 7,5 10,5 18 18 18 18 18 18 chiều rộng chân đê 18 Diện tích mặt cắt Diện Khoảng tích cách trung giữa 2 bình mặt cắt 0 16,031 46,66 748,02 61,313 21,079 1292,4 128,81 27,113 3492,5 214,31 28,106 6023,5 349,31 20,329 7101,2 24,75 32,063 33,75 90,563 42,75 167,06 51,75 261,56 65,25 437,06 437,06 6_6 7_7 8_8 9_9 10_10 11_11 17,5 17,5 17,5 17,5 17,5 17,5 7 10 12 14 16 17,5 10,5 7,5 5,5 3,5 1,5 0 18 18 18 18 18 18 30,31 13247 65,25 437,06 349,31 17,465 6100,7 214,31 19,751 4232,9 128,81 16,885 61,313 23,472 1439,1 51,75 261,56 42,75 167,06 2175 33,75 90,563 24,75 32,063 18 16,031 0 0 16,68 Tổng NVN Thể tích 267,4 46120 7 Đồ án Thi công công trình Thủy Lợi CBHD Khối lượng đê quai thượng lưu: - Do thi công quanh năm nên ta chọn cao trình đê quai phụ thuộc vào mực nước max trong mùa lũ Zmax = +16m - Cao trình đỉnh đê quai: Zđê quai = Zmax + h = 18 + 0.5 = 16.5m Trong đó: h: độ vượt cao của đê quai (0,5 – 0,75m) - Chọn cao trình đê quai là +16,5m. Bảng tính khối lượng Đê Quai Thượng Lưu: đê quay phía thƣợng lƣu Mặt cắt 0_0 1_1 2_2 3_3 4_4 5_5 6_6 7_7 8_8 9_9 10_10 11_11 Diện tích mặt cắt chiều chiều Cao trình Cao trình chiều rộng rộng đỉnh đê chân đê cao đê đỉnh đê chân đê 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16 14 12 10 7 7 10 12 14 16 16,5 0 0,5 2,5 4,5 6,5 9,5 9,5 6,5 4,5 2,5 0,5 0 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 Diện Khoảng tích cách trung giữa 2 bình mặt cắt 0 2,2188 14,055 31,185 17,688 27,739 490,63 51,188 29,686 1519,6 98,688 17,067 1684,3 179,94 18,296 3292,1 233,94 27,632 6464,2 179,94 17,876 3216,6 98,688 19,068 1881,8 51,188 15,368 786,65 17,688 19,221 339,97 2,2188 0 0 7,855 17,428 9,75 4,4375 16,75 30,938 23,75 71,438 30,75 125,94 41,25 233,94 41,25 233,94 30,75 125,94 23,75 71,438 16,75 30,938 9,75 4,4375 8 Tổng NVN Thể tích 19724 8 Đồ án Thi công công trình Thủy Lợi CBHD  Khối lượng đê quai hạ lưu Bảng tính khối lượng Đê Quai Hạ Lưu: đê quay phía Hạ lƣu Mặt cắt 0_0 1_1 2_2 3_3 4_4 5_5 Cao trình đỉnh đê 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 Cao chiều trình chiều rộng chân cao đê đỉnh đê đê 16,5 0 16 0,5 14 2,5 12 4,5 10 6,5 7 9,5 8 8 8 8 8 8 chiều rộng chân đê 8 9,5 Diện tích mặt cắt Diện Khoảng tích cách trung giữa 2 bình mặt cắt 0 7_7 8_8 9_9 10_10 11_11 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 7 10 12 14 16 16,5 9,5 6,5 4,5 2,5 0,5 0 8 8 8 8 8 8 2,1875 13,878 30,358 16,875 25,377 428,24 47,875 21,139 90,875 29,468 2677,9 163,38 19,28 3149,9 211,38 30,114 6365,3 163,38 18,783 3068,7 90,875 12,669 1151,3 47,875 19,643 940,41 16,875 28,323 477,95 2,1875 74,77 163,56 4,375 15,5 29,375 1012 21,5 66,375 27,5 115,38 36,5 211,38 0 6_6 Thể tích 36,5 211,38 27,5 115,38 21,5 66,375 15,5 29,375 9,5 8 4,375 0 Tổng NVN 19466 9 Đồ án Thi công công trình Thủy Lợi CBHD  Khối lượng bốc lớp thực vật: Bảng tính khối lượng Lớp Thực Vật: khối lƣợng bốc lớp thực vật Mặt cắt 0_0 Cao chiều trình chiều dày đỉnh rộng lớp TV đê 17,5 0,5 18 Khoản Diện g cách tích giữa 2 TB mặt cắt diện tích 9 10,688 1_1 17,5 0,5 Thể tích 46,66 498,68 24,75 12,375 14,625 21,079 308,28 2_2 17,5 0,5 33,75 16,875 19,125 27,113 518,54 3_3 17,5 0,5 42,75 21,375 23,625 28,106 4_4 17,5 0,5 664 51,75 25,875 29,25 20,329 594,62 5_5 17,5 0,5 65,25 32,625 32,625 6_6 17,5 0,5 30,31 988,86 65,25 32,625 29,25 17,465 510,85 7_7 17,5 0,5 51,75 25,875 23,625 19,751 466,62 8_8 17,5 0,5 42,75 21,375 19,125 16,885 322,93 9_9 17,5 0,5 33,75 16,875 14,625 23,472 343,28 10_10 11_11 17,5 17,5 0,5 0,5 24,75 12,375 18 10,688 9 0 16,68 178,27 Tổng 5394,9  Tóm lại: NVN 10 Đồ án Thi công công trình Thủy Lợi - Khối lượng đất mặt phải bốc: - Khối lượng đê chính: - Đê quai thượng lưu: - Đê quai hạ lưu: CBHD 5394,9 m3 46120,1 m3 19724,4 m3 19465,6 m3 II. TÍNH TOÁN LƯỢNG NƯỚC CẦN TIÊU - Do thời gian thi công đê quai trong mùa khô nên mực nước sông max ở cao trình +16m. Do địa hình lòng sông không thay đổi nhiều nên ta tính diện tích 2 mặt cắt tại đê quai thượng lưu và hạ lưu. Hình:1 Mặt cắt ngang đê quai thượng lưu Hình:2 Mặt cắt ngang đê quai hạ lưu - Sử dụng phần mềm AutoCad ta tính được diện tích các mặt cắt trên. Bảng tính khối lượng nước cần tiêu: mặt cắt NVN bảng tính khối lƣợng nƣớc cần tiêu tổng diện tích khoảng diện tích chiều mặt cắt cách 2) TB (m dài (m2) (m) (m) tổng thể tích(m3) 11 Đồ án Thi công công trình Thủy Lợi thƣợng lƣu hạ lƣu 933,200 CBHD 150,0 939,8 946,300 400 375900,00 250,0 - Thể tích nước: V = 375900 m3 Ướt tính thời gian tiêu nước cho công trình là 12 ngày. Nhưng trong quá trình thi công thì thời gian này có thể kéo dài do lưu lượng thấm. Tiêu nước mặt  Tiêu nước thời kì đầu: - Thường gặp khi xây dựng các công trình trong nước sau khi đắp đê quây ngăn nước thì tiến hành bơm nước đọng bằng các trạm bơm. - Ta bố trí máy bơm đặt trên thuyền bơm để thuận lợi cho quá trình tiêu nước. Sơ đồ bố trí như hình: Hình: Mô hình bố trí máy bơm trên thuyền bơm - Biện pháp tiêu nước thời kì đầu - Xác định lưu lượng nước cần tiêu: Q  3 V  qt  qm m / h T  Trong đó: qđ  V lưu lượng nước cần tiêu trong thời gian T(m3/h) T qt = (1 – 2).qđ: lưu lượng nước do thấm(m3/h) qm: Lưu lượng mưa. (rất nhỏ có thể bỏ qua do ngăn dòng vào mùa khô). Ta có tổng lượng nước tiêu tính toán ban đầu là V = 375900 m3. - Lưu lượng nước cần tiêu: Trong trường hợp chưa xác định T và tốc độ hạ thấp mực nước trong ngày đêm (m/mđ) mà không gây sạc lỡ mái hố móng. Thường lấy Δh=(0,5-1m) chọn Δh =0,75m và chiều cao cột nước vào mùa lũ max +16m nên chiều cao cột nước của ta là : Zsmax  Z z min  16  (7)  9m Trong đó: Zsmax : là cao trình mực nước lũ cao nhất Z min :là cao trình thấp nhất (+7m) NVN 12 Đồ án Thi công công trình Thủy Lợi CBHD Vậy nếu ta chọn mỗi ngày hạ mực nước là : Δh =0,75m thì ta có 12 ngày để hạ nước và tiêu hết nước trong hố móng qđ  V 375900   1305, 2(m3 / h) 12T 12* 24 Tổng chiều dài đường thấm được tính như sau : L  LTL  LHL  2 L Trong đó: LTL : chiều dài đê quay thượng lưu , LTL = 223,5 m LHL : chiều dài đê quay hạ lưu , LHL = 226,3 m L1 = Khoảng cách đê quay thượng lưu và đê quay hạ lưu , L1 = 340m L  LTL  LHL  2L1 = 223,5+226,3+2x340 = 1129,8 m qo=0,02(l/s)/m=0,072(m3/h)/m qt  Lxq0  1129,8x0,072  81,3(m3 / h) Q1 = qt + qđ = 1305,2 + 81,3 = 1385,5 m3/h Chọn 3 máy bơm đa cấp mitsuky có lưu lượng bơm 300 m3/h, 2 máy bơm đầu rời trục pentax có lưu lượng là 240 m3/h, chọn dự phòng thêm 1 máy bơm đa cấp mitsuky có lư lượng là 300m3/h và 1 máy bơm đầu rời trục pentax có lưu lượng là 240m3/h  Tiêu nước thường xuyên - Đây là thời kì thi công công trình. Lưu lượng cần tiêu trong giai đoạn này là nước mưa và nước thấm. (Do thời gian thi công kéo dài khoảng 12 tháng, nên ta tính đến lưu lượng do nước mưa). Q2 = q m + q t Trong đó: + Lưu lượng nước do mưa: qm = F .h .k 24 F: diện tích hứng nước mưa (m2).191000 h: lưu lượng mưa bình quân ngày trong thời gian thi công (h=0,004m) k: hệ số kể đến nước mưa chảy từ ngoài vào (1 – 1,5). qt: lưu lượng nước do thấm. qm = 477,5(m3/h) + Lưu lượng nước do thấm qua đê: Hệ số thấm qua đê: 0,2 (l/s)/m Tổng chiều dài thấm: L = Ltl + Lhl + 2.H= 133,004+135,21+2.340 = 948,214m H: chiều dài từ thượng lưu đến hạ lưu (340m) NVN 13 Đồ án Thi công công trình Thủy Lợi CBHD Tổng lưu lượng thấm qua đê quai thượng lưu và hạ lưu: qt = 0,72.948,214 = 682,71 m3/h Q2 = qt + qm = 682,71+477,5=1160,21 m3/h Chọn 2 máy bơm đa cấp mitsuky có lưu lượng bơm 300 m3/h, 2 máy bơm đầu rời trục pentax có lưu lượng là 240 m3/h, 1 máy bơm li tâm trục ebara có lưu lượng bơm 144 m3/h, chọn dự phòng thêm 1 máy bơm li tâm trục ebara có lưu lượng bơm 144 m3/h và 1 máy bơm đầu rời trục pentax có lưu lượng là 240 m3/h CHƢƠNG III XÁC ĐỊNH THỜI GIAN VÀ TRÌNH TỰ THI CÔNG 1. XÁC ĐỊNH THỜI GIAN THI CÔNG Thời gian thi công gồm 2 thời kỳ: - Thời kỳ chuẩn bị công trình: - Thời kỳ xây dựng công trình chính: + Thi công đắp đê chính. + Thi công phần bê tông. Số ca làm việc : 2 ca/ngày và những ngày đặt biệt như hợp long thì chọn 3 ca/ngày 2. TRÌNH TỰ THI CÔNG - Thực hiện dẫn dòng và ngăn dòng thi công. - Chuẩn bị công trường: giải phóng mặt bằng; làm rãnh thoát nước; tiêu nước; làm láng trại, kho bãi, nhà tạm, làm đường; điện nước;…… - Thi công đê chính: bốc lớp thực vật, khai thác đất; vận chuyển đất; đổ đất; san đất và đầm đất. - Công tác hoàn thiện: Bạt mái, gia công mái thượng, hạ lưu; làm đường trên đập… 3. CHỌN BIỆN PHÁP THI CÔNG VÀ MÁY THI CÔNG + giải phóng mặt bằng là loại rừng cây cấp I có bãi hoặc đồi tranh lau lách, sim mua, cỏ lau, cỏ lác trên địa hình khô ráo, thỉnh thoảng có cây con hoặc cây có đường kính lớn hơn hoặc bằng 10cm. + thành phần công viêc: chuẩn bị, cưa chặt hoặc ủi đổ cây, nhổ gốc cây rễ cây… - Ta chọn phương pháp phát rừng tạo mặt bằng bằng cơ giới dựa theo ĐM và DTXD 24-1776 phá rừng bằng cơ giới mã hiệu AA.1121 NVN thành phần hao phí nhân công 3,0/7 máy ủi 140CV đơn vị công ca mật độ tiêu chuẩn trên 100m2 rừng 0 >5 2 3 5 0,075 0,123 0,286 0,418 0,535 0,0103 0,0155 0,0204 0,0249 0,0274 14 Đồ án Thi công công trình Thủy Lợi CBHD Dựa vào bảng vẽ mặt bằng AUTOCAD ta tính được: Mặt bằng xây dựng có tổng diện tích: Smb= 294300m2 Mặt bằng diện tích lòng song: Ss= 14985m2 Vậy Diện tích mặt bằng cần giải phóng : S= Smb - Ss =294300-14985=279315m2 Mật độ cây tiêu chuẩn trên 100m2 rừng là  2 Số nhân công n  S .0,123 279315.0,123   344 công 100 100 Để sử dụng máy thi công có hiệu quả ta chọn thi công trong 25 ngày Số công nhân làm việc trong 1 ngày 344  13, 76 công chọn 14 công làm việc 25 Số ca máy ủi loại 140CV làm việc trong 1 ngày n  279315.0, 0155  1, 73 ca(2 ca) 100.25  Thi công đê quai - Ta chọn biện pháp thi công bằng phương pháp lấp đứng do thi công đơn giản, nhanh chóng, rẻ tiền. Ta chọn loại đê quai bằng đất, dùng ô tô đổ đất đắp lấn dần từ bờ 2 bờ ra giữa dòng theo sơ đồ như hình. Hình:3 Biện pháp thi công đê quai - Khi thi công đến giữa dòng do tốc độ dòng chảy lớn nên ta sử dụng bê tông đúc khối sẵn để ngăn dòng.trong giai đoạn thi công này cần phải thi công nhanh chống và phải chuẩn bị chu đáo về thiết bị cũng như nhân lực và vật liệu cần phải chính xác, bố trí thi công cho các đơn vị phải thực hiện một cách nhịp nhàng, liên tục không để chồng chéo và chờ đợi nhau. - Đắp đê quai phần dưới nước thi công bằng cách đổ đất trong nước, phần trên khô bằng phương pháp đầm nén (đổ, san và đầm đất) sử dụng ô tô, máy ủi và máy đầm. - Thông thường ta đắp đê quai ở hạ lưu trước, thượng lưu sau để tránh tình trạng đất đá trôi vào khu vực thi công tăng khối lượng bốc lớp thực vật do chiều dài từ đê thượng lưu tới đê chính có chiều dài ngắn (L=150m).  Thi công đê chính: - Bóc lớp đất mặt: thường dùng loại máy ủi vạn năng để bàn gạt có thể thay đổi theo độ dốc địa hình,hướng ủi đất không nên vuông góc với đường đồng mức(trừ trường NVN 15 Đồ án Thi công công trình Thủy Lợi CBHD hợp địa hình thoải). Đất ủi thường được dồn thành đống về phía hạ lưu đập và được chuyển đi đến bãi thải bằng máy đào và ô tô. - Đào và vận chuyển đất thường dùng tổ hợp máy đào và ô tô vận chuyển, cần phải tính sự đồng bộ giữa máy đào và ô tô sao cho hợp lý giữa dung tích gầu xúc và dung tích thùng xe vận chuyển (với số gầu đổ thường từ 4 ÷ 6 gầu cho 1 xe ô tô). - San đất thường dùng máy san hoặc máy ủi để chiều dày lớp san được đảm bảo. - Đầm đất thường chọn loại máy đầm chân dê vì có áp lực nén đơn vị rất lớn, chất lượng đầm đồng đều, bề mặt lớp đất sau khi đầm được xới tơi, tạo sự liên kết tốt cho việc đắp các lớp sau. - Bạt mái và gia cố mái đập được làm bằng thủ công - Trong quá trình thi công đập đất,phải bố trí hệ thống đường vận chuyển đất và các cao trình thi công sao cho ít nhất mà vẫn đảm bảo yêu cầu về độ dốc và bán kính vòng của đường vận chuyển.Thông thường mỗi đường thi công có thể đảm bảo được chiều cao đắp từ 15 ÷ 25m.Nên tận dụng cơ đập để làm đường thi công lên cao trình bên trên của đập để giảm thiểu số lượng đường thi công xuống ít nhất.  Tính số lượng máy thi công: - Căn cứ vào sự lựa chọn biện pháp và loại máy thi công, cũng như khối lượng công tác của từng công việc và thời gian phải hoàn thành, tiến hành tính toán khối lượng công tác trung bình và khối lượng lớn nhất phải thi công trong một ngày đêm, đồng thời tính năng suất máy thi công cho các công đoạn: đào, vận chuyển đắp đất v.v... Từ đó tính ra số lượng máy thi công cần thiết, tương ứng với các công việc. - Nếu số lượng máy tính ra quá nhiều hoặc quá ít thì phải điều chỉnh lại cho phù hợp với thực tế,với điều kiện cung cấp máy: nếu số lượng máy quá nhiều thì ta phải giảm số lượng đi bằng cách tăng số ca làm việc lên 1 ÷ 2 ca/ngày đêm hoặc chọn loại máy có công suất lớn hơn. - Nếu số lượng máy quá ít thì cần tăng lượng máy này bằng cách chọn loại máy thi công có công suất nhỏ hoặc giảm thời gian thi công (vượt thời hạn thi công). Nếu thi công thủ công, phải căn cứ vào định mức năng suất lao động tính ra số lượng người cần thiết. CHƢƠNG IV TÍNH NĂNG SUẤT VÀ CHỌN TỔ HỢP MÁY I. THI CÔNG ĐÊ CHÍNH Bảng tính khối lượng từng đợt như trong bảng đợt thi công 1 2 3 NVN chiều dày (m) 3 2 2 cao trình thể tích (m) (m3) +7 đến +10 26449,3 +10 đến +12 10256,4 +12 đến +14 5667,49 16 Đồ án Thi công công trình Thủy Lợi 4 2 5 1,5 CBHD +14 đến +16 2732,53 +16 đến 1015,42 +17,5 Chia đê chính ra làm 5 đợt thi công theo các cao trình tự nhiên,vì khối lượng đê chính quá lớn do đó ta chia đê chính làm 5 khoảng thi công để thuận lợi cho việc tính toán tổ hợp máy cũng như thuận lợi trong việc bố trí thi công . Ta chọn khoảnh có khổi lượng đất đắp trung bình để tính tổ hợp máy ( khoảnh 3 khối lượng là 5667,49 m3 ). Ta giả sử thi công khoảnh 3 trong vòng 13 ngày. Thể tích đào đắp trung bình ngày là : Vn  V  k t 5667, 49 1.2 3   523, 2 (m /ngày) n 13 Trong đó: Vn : thể tích đào đắp trung bình trong 1 ngày (m3/ngày). V : tổng thể tích đất đắp khoảnh 3 ,V=5667,49 m3. kt : hệ số tơi của đất đắp đập. n : thời gian dự kiến đắp đập (ngày). 1.1.1.1. Tính năng suất và chọn máy đào Thể tích đào đất trung bình mỗi tháng là : Vt  26  Vn  26  523, 2  13602 (m3/tháng). Mỗi đợt có chiều dày lớp đất thi công khác nhau từ 3m đến 1,5m và được chia ra làm nhiều lớp nhỏ để thi công theo tổ hợp máy tính toán cho tới khi đạt được chiều dày thiết kế thì kết thúc 1 đợt làm việc theo nguyên tắc đổ san và đầm. việc tổ chức đổ san đầm phải phối hợp 1 cách nhịp nhàng không có sự gián đoạn hay chờ đợi trong lúc thi công để đảm bảo tiến độ thi công. Trình tự thi công đổ san và đầm như sau: ta thực hiện các công tác trên theo hướng song song với tuyến đê chính để tránh tạo nên những đường xung yếu thuận đường nước thấm từ thượng lưu đến hạ lưu. Sau khi đầm xong phải lấy mẫu để kiểm tra ( chiều dày lớp san là 0,5m sau khi đầm xong còn lại là 0,3m và để lớp tiếp theo kết hợp với lớp dưới thì ta phải xới lớp cũ lên một lớp 2cm rồi sau đó mới đổ lớp mới lên rồi san ra và đầm tiếp). cũng áp dụng trình tự trên cho các đợt tiếp theo cho tới khi hoàn thành. Sơ đồ thi công trên đập NVN 17 Đồ án Thi công công trình Thủy Lợi CBHD Hình 1:vị trí thi công của các loại máy ở ca trước Hình 2:vị trí thi công của các loại máy ở ca tiếp theo. Tính năng suất máy đào: - Ta có năng suất máy đào là : 13602 m3/tháng nên ta dựa vào bảng 2.1 hướng dẫn đồ án thi công ta chọn dung tích gàu xúc của máy đào 0.8 m3. Tra PL-5 ta chọn máy đào gào sấp EO – 4321 - Năng suất máy: Nx = 60.q.nck.kđ. Trong đó: 1 60 1 .Ktg = 60.0,8. .0,9. .0,9  97, 2 (m3/h) K toi 20 1, 2 q: thể tích gàu xúc (m3). nck= 60 : số chu kì đào trong 1 phút Tck Tck: thời gian thực hiện 1 chu kì đào của máy Trung bình Tck = (15-22s) cho 1 chu kỳ. chọn Tck: 20s kđ: hệ số đầy gầu, phụ thuộc vào loại gầu, cấp và độ ẩm của đất loại đất khô (0,75-0,9) chọn kđ:0,9 Ktoi: hệ số tơi của đất (Kt = 1,14 – 1,28) đất lẫn sỏi, á sét nhẹ,á cát với cuội Ktg: hệ số sử dụng thời gian (Ktg = 0,8 – 0,9) - Khối lượng đất đào trong 1ngày của máy: V = Nx.6 = 97,2.6 = 583,2 (m3/ngày) Số máy đào cần thiết: m  Vn 532, 2   0.89 (máy). V 583, 2 Ta chọn 1 máy đào EO – 4321  Tính năng suất ôtô: Nôtô = Trong đó: 60.V .K tg t1  t 2  t 3 (m3/h) 3 V: Thể tích thùng xe (m ) Ktg: hệ số sử dụng thời gian (0,8 – 0,9) t1: thời gian ôtô lùi vào chỗ lấy đất và trút vật liệu (1 – 2 phút) t2 = 60.V .k : thời gian đổ vật liệu vào thùng Nx k = 1,1: hệ số tăng thời gian t3 = l .K c : thời gian vận chuyển đi và về v l: chiều dài đoạn đường đi và về l = 4km v: vận tốc trung bình của xe v = 10km/h NVN 18 Đồ án Thi công công trình Thủy Lợi CBHD Kc: hệ số chậm trễ Khoảng cách từ nơi đào đất đến công trình là 2km. Chọn ô tô HUYNDAI – HD 8 DM có thể tích thùng xe: V = 4.2,2.0,69 = 6,1 m3 60.V .k 60.6,1.1,1   4,14 phút Nd 97, 2 l 4 t3 = .K c  60. .1, 05  8, 4 phút v 30 t2 = Năng suất ôtô: Nôtô = 60.V .Ktg t1  t2  t3  60.6,1.0,9 3  22, 65 (m /h) 2  4,14  8, 4 Số ôtô phục vụ 1 máy đào: Nx 97, 2   4, 29 n= N ôtô 22, 65 chọn 5 ôtô HUYNDAI – HD 8 DM Chọn 5 ôtô HUYNDAI – HD 8 DM phục vụ cho 1 máy đào  Tính năng suất máy ủi: - Năng suất của máy ủi được tính theo công thức sau: Nủi = Vb . Trong đó: K dôc .N ck .K tg .(1  K roi .Lvc ) K toi Vb: thể tích khối đất trước ben khi bắt đầu vận chuyển (m3) Vb = B.h 2 2. tan  B, h: chiều dài và chiều cao của lưỡi ủi tgφ: góc nội ma sát của đất ở trạng thái động Krơi: hệ số mất mát đất khi ủi(0,0025-0,0032) Lvc: khoảng cách ủi đất của máy(50m) Kdốc: hệ số ảnh hưởng của dốc khi máy làm việc(1,2) Ktơi: hệ số tơi của đất(1,2-1,3) 3600 Nck = T : số chu kỳ ủi đất trong một giờ ck Tck: thời gian của một chu kỳ ủi đất (giây) 4 L Tck =  i  2tquay  thaben  mtsang số 1 Vi NVN 19 Đồ án Thi công công trình Thủy Lợi đất đi và về CBHD Li, Vi: đoạn đường, vận tốc của các giai đoạn: cắt đất, vận chuyển, đổ (rải) tquay = 10'': thời gian quay vòng thạ ben = 1 - 2'': thời gian hạ ben tsang số = 4 - 5'': thời gian san số m: số lần sang số Ktg: hệ số sử dụng thời gian (0,7 - 0,8) - Ta chọn máy ủi vạn năng D-5B của hang CATERPILLAR công suất 108CV. - Thể tích đất trước bàn gạt: B.h 2 3, 66.0,8552   2,86 m3 Vb = 2.tan  2.tan 25 Chọn Tck = 100s Diện tích mặt cắt ngang khối đất trước bàn gạt khi máy ủi xuống dốc V 2,86 S b   0, 78m 2 B 3, 66 Với đất đồi rắn cấp III,cho lưới ủi đất với chiều sâu 0,15 ta được đoạn đường cắt của máy Chiều dài đoạn đường vận chuyển lấy 70m,Ta lấy vận tốc của máy khi cắt đất là 3,5km/h = 0,972m/s, khi ủi đất 5km/h =1,38m/s, khi về không là 10km/h =2,8m/s ta có một chu kỳ của máy như sau: 4 L 5, 2 70 75, 2   2  2  4,5   107 s Tck=  i  2tquay  thaben  mtsangsố= 0,972 1,38 2,8 1 Vi - Ta có năng suất của máy ủi là: K 1, 2 3600 Nui  Vb dôc .Nck .Ktg .(1  K roi .Lvc )  2,86. . .0,8.(1  0, 0032.50)  59, 69 m3/h Ktoi 1,3 107 - Năng suất máy làm việc trong ngày: Nủi/ngày = Nủi.6= 59,69.6 = 358,14 m3/ngày - Khối lượng cần bóc trong 10 ngày nên: Vd  5394,9  539, 49(m3 / ngay) 10 - Số máy ủi cần thiết để phối hợp với máy đào n - NVN Vd Nui / ngày  539, 49  1,5 358,14 Vậy chọn 2 máy ủi sẽ phục vụ cho 1 máy đào  Tính năng suất máy đầm: 20