Giáo trình Cấp thoát nước - Chương 9: Mạng lưới thoát nước đô thị

Nội dung text: Giáo trình Cấp thoát nước - Chương 9: Mạng lưới thoát nước đô thị

1. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC I ––– PHÁN LOAÛI NÆÅÏC THAÍI Theo ngu n g c tính ch t c a n c th i ng i ta phân lo i: 1/ Nc th i sinh ho t: th i t ch u xí, ch u ti u, ch u r a, ch u t m ch a nhi u ch t b n và vi trùng. N ng ch t b n ph thu c vào l ng n c s d ng. Nc th i s n xu t: 2/ Nc th i công nghi p: bao g m n c th i công ngh , n c th i t quá trình v sinh, n c th i t quá trình sinh ho t c a cán b công nhân trong nhà máy . 3/ Nc th i s n xu t trong các xí nghi p công nghi p: - Nc th i qui c s ch : ch y u là n c làm ngu i máy móc thi t b . Các lo i n c này có th dùng l i trong h th ng c p n c tu n hoàn cho nhà máy . - Nc th i b n: th ng c t o thành trong quá trình công ngh . Thành ph n n c th i s n xu t c a các nhà máy, xí nghi p r t a d ng và ph c t p, ph thu c vào lo i hình s n xu t, dây chuy n công ngh , thành ph n nguyên v t li u, ch t l ng s n ph m Trong n c th i sn xu t có nhi u các lo i c n l ơ l ng, các ch t h u c ơ ( acid, este, phenol, d u m , các ch t ho t ng b m t ), các ch t c ( xianua, arsen, th y ngân, mu i ng ), các ch t gây mùi, các mu i khoáng và m t s ng v phóng x . 4/ Nc m a. IIIIII ––– CAÏC HÃÛ THÄÚNG THOAÏT NÆÅÏC ÂÄ THË 1/ HÃÛ THÄÚNG THOAÏT NÆÅÏC CHUNG: Là h th ng mà t t c các lo i n c th i (sinh ho t, s n xu t, n c m a) c x chung vào m t m ng l i và d n n công trình làm s ch.
   u: - Bo m v sinh môi tr ng vì t t c các lo i n c th i u c làm s ch tr c khi ra sông h . - T ng chi u dài m ng l i ng ng nh do ó giá thành qu n lý h th ng nh .
   Nh c: Nguyãùn Lan Phæång = 123 = ÂHBKÂN
2. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC - Ch làm vi c c a h th ng không n nh, lúc m a nhi u l u l ng t ng nhanh d tràn ng. Khi khô n ng, l u l ng bé d n n t c n c ch y trong c ng gi m làm bùn c n ng , gây th i r a. - Chí phí xây d ng tr m b ơm, tr m làm s ch l n. - Ch công tác c a h th ng không n nh d n n v n hành tr m b ơm, tr m làm sch khó kh n làm chi phí qu n lí t ng lên. 1 5 4 2 1 3 6 7 Hình 10-1: S ơ h th ng thoát n c chung 1-ng ng thoát n c ng ph . 2-ng c ng góp ( ng chính c a 1 l u v c). 3-ng c ng góp chính ( ng chính c a toàn khu v c v c). 4-Tr m b ơm n c th i. 5-Tr m x lý n c th i. 6-Ca x nc vào ngu n. 7-Ngu n ti p nh n. Áp d ng: Xây d ng nh ng thành ph n m c nh con sông l n hay trong tr i k u xây dng khi ch a có ph ơ ng án thoát n c h p lý. 2/ HÃÛ THÄÚNG THOAÏT RIÃNG: Là h th ng có 2 hay nhi u m ng l i ng ng riêng d n t ng lo i n c th i khác nhau. * Theo c u t o h th ng thoát n c riêng có th phân thành các lo i sau: a/ Hãû thäúng riãng hoaìn toaìn: Là h th ng các lo i n c th i c th i vào t ng m ng l i ng ng riêng bi t. Nc th i sinh ho t và s n xu t c x lý tr c khi th i ra môi tr ng, còn n c m a x th ng vào ngu n ti p nh n. b/ Hãû thäúng riãng khäng hoaìn toaìn: Là h th ng ch cho n c th i sinh ho t và s n xu t b n ch y theo kênh, máng h ra sông h . Th ng h th ng này là h th ng m trong giai on giao th i, ch xây d ng h th ng riêng hoàn toàn. c/ Hãû thäúng riãng mäüt næía: Là h th ng có 2 m ng l i ng ng riêng, 1 d n n c th i s n xu t b n và 1 dn n c m a nh ng 2 m ng l i ng ng này l i n i v i nhau b ng c a x n c m a (gi ng tràn) trên các tuy n góp chính. * u: Nguyãùn Lan Phæång = 124 = ÂHBKÂN
3. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC - Ch công tác c a ng ng, tr m b ơm, tr m làm s ch c iu hoà, qu n lý d dàng, thu n ti n h ơn h th ng thoát n c chung. - Kích th c c ng, tr m b ơm, các công trình làm s ch bé nên h giá thành xây d ng, có th xây d ng nhi u t do ó gi m v n u t ban u. * Nh c: - Xây d ng nhi u m ng l i ng ng d n n v n u t xây d ng m ng l i l n. - Không m b o hoàn toàn v sinh môi tr ng vì th i c n c m a, n c r a, t i ng r t b n ra sông ngòi không qua làm s ch. 2 1 3 5 4 Sông Hình 10-2: S ơ h th ng thoát n c riêng hoàn toàn 1- M ng l i thoát n c m a; 2- M ng l i thoát n c sinh ho t; 3- M ng l i thoát n c s n xu t; 4- Tr m x lý n c sinh ho t; 5- Tr m x lý n c s n xu t 3/ HÃÛ THÄÚNG THOAÏT NÆÅÏC HÄÙN HÅÜP: Laì täøng håüp cuía caïc hãû thäúng trãn. Hãû thäúng naìy thæåìng gàûp åí caïc thaình phäú låïn, âaî coï hãû thäúng thoaït næåïc chung nay cáön caíi taûo måí räüng thç phaíi xáy thãm caïc khu nhaì måïi, ngæåìi ta näúi maûng læåïi sinh hoaût vaì saín xuáút báøn cuía khu måïi vaìo HTTN chung. Hãû thäúng naìy coï caí æu vaì nhæåüc âiãøm cuía caïc hãû thäúng trãn. III ––– TAÌI LIÃÛU CÅ SÅÍ ÂÃØ THIÃÚT KÃÚ & NÄÜI DUNG THIÃÚT KÃÚ Thi t k m ng l i thoát n c ô th th c hi n theo tiêu chu n qui ph m và h ng d n thi t k : TCXD51-72- tiêu chu n thi t k thoát n c ô th , 20TCN51-84- tiêu chu n thoát nc 1/ TAÌI LIÃÛU CÅ SÅÍ ÂÃØ THIÃÚT KÃÚ: - B n qui ho ch và các s li u v qui ho ch c a thành ph v i th i gian tính toán 20-25 n m và t ng m t b ng các xí nghi p công nghi p v i th i gian làm vi c h t công su t tính toán. - B n a hình khu v c thoát n c t l 1/5.000 ÷1/10.000 cho thành ph và 1/500 ÷ 1/2000 cho các xí nghi p có các ng ng m c cách nhau 0,5-1m. Nguyãùn Lan Phæång = 125 = ÂHBKÂN
4. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC - Các tài li u v dân s tính toán c a khu v c, N tt - Các tiêu chu n và ch th i n c c a khu v c. - Các tài li u v a ch t, a ch t thu v n, a ch t công trình, ch thu v n, các s li u v khí t ng, s li u v m t ph ng xá, sân nhà. 2/ NÄÜI DUNG THIÃÚT KÃÚ MAÛNG LÆÅÏI THOAÏT NÆÅÏC: Bao g m các vi c sau: - iu tra c ơ b n, s u t m và thu th p y các tài li u c n thi t nêu trên - Phân chia các l u v c thoát n c theo ng phân thu . - Vch tuy n m ng l i -Xác nh l u l ng tính toán cho t ng on ng, tính toán thu l c m ng l i (xác nh ng kính, d c, dày, v n t c n c ch y trong ng, sâu chôn ng - Tính toán và thi t k các công trình trên m ng l i (gi ng th m, gi ng chuy n b c, gi ng thu nc m a, c a x , tr m b ơm, ng qua các ch ng ng i ) - Th c hi n các b n v k thu t: m t b ng, m t c t các tuy n c ng và các công trình trên mng. IIVVIV ––– CAÏC SÅ ÂÄÖ MAÛNG LÆÅÏI THOAÏT NÆÅÏC M ng l i thoát n c làm vi c theo nguyên t c t ch y do ó s ơ mng l i thoát nc ph thu c ch y u vào a hình, v trí sông h , iu ki n t ai, m c n c ng m 1/ SÅ ÂÄÖ VUÄNG GOÏC: Các ng ng góp t ng l u v c xây d ng vuông góc v i dòng ch y c a sông. N c ma ch y th ng ra sông, không qua làm s ch Sông Hình 10-3: S ơ m ng l i vuông góc Áp d ng: nh ng n ơi có d c nghiêng v h ng sông th i n c m a và n c th i s n xu t quy c s ch. 2/ SÅ ÂÄÖ CÀÕT NHAU: Các ng ng góp t ng l u v c t vuông góc dòng ch y c a sông và n i v i ng ng chính t theo sông. Áp d ng: a hình khu v c thoát n c xuôi v h ng sông và c n thi t làm s ch t t c các lo i nc th i. Nguyãùn Lan Phæång = 126 = ÂHBKÂN
5. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC ng góp l u v c ng chính Sông Hình 10-4: S ơ m ng l i c t nhau 3/ SÅ ÂÄÖ SONG SONG: Các ng ng c a t ng l u v c t song song v i nhau và song song v i dòng ch y ca sông. ng c ng chính vuông góc sông Hình 10-5: S ơ song song Áp d ng: d c c a sông nh nh ng d c c a thành ph v phía sông l i l n. 4/ SÅ ÂÄÖ PHÁN VUÌNG: Hình 10-6: S ơ phân vùng Áp d ng: khi thành ph có nhi u khu v c có a hình chênh l ch l n. M i 1 khu v c có s ơ t ơ ng t s ơ c t nhau. N c th i khu v c trên t ch y n công trình làm s ch, còn khu v c d i ph i b ơm lên c ng chính c a khu v c r i a v tr m làm s ch. Nguyãùn Lan Phæång = 127 = ÂHBKÂN
6. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC 5/ SÅ ÂÄÖ PHÁN LY: Hình 10-7: S ơ phân ly Áp d ng: cho các thành ph l n ho c thành ph có a hình ph c t p. S ơ phân ly có th có 2 ho c nhi u tr m làm s ch. N c th i c a t ng khu v c c d n theo m ng l i riêng phân tán. V ––– VAÛCH TUYÃÚN MAÛNG LÆÅÏI THOAÏT NÆÅÏC ÂÄ THË 1/ NGUYÃN TÀÕC VAÛCH TUYÃÚN: - Ph i h t s c l i d ng a hình t ng theo chi u n c t ch y, tránh dùng nhi u tr m b ơm chuy n ti p, không kinh t . - V ch theo ng ng n nh t. - C ng ph i b trí d c theo ng ph , trong v a hè hay mép ng ho c có th b trí chung trong ng h m k thu t. B trí xa cây xanh và móng nhà 3-5m. - Tránh t ng qua sông, h , m l y, ng và c u xe l a, ê iu, các công trình ng m khác. Khi qua sông h m l y dùng unke, x/phông - ng ng góp chính ph i v c ng trình làm s ch và c a x n c vào ngu n. Công trình làm s ch b trí ngoài ph m vi xây d ng khu dân c , xí nghi p, t i thi u 500m, cu i h ng gió và cu i ngu n n c so v i khu dân c . 2/ TRÇNH TÆÛ VAÛCH TUYÃÚN MAÛNG LÆÅÏI THOAÏT NÆÅÏC ÂÄ THË: - Chia thành ph , khu dân c thành các l u v c thoát n c theo ng phân thu (l u vc thoát n c là ph n di n tích c a thành ph mà n c th i cho t p trung v 1 c ng góp). - V ch tuy n c ng góp t ng l u v c nh ng n ơi th p và ch n v trí t tr m làm s ch. - V ch tuy n c ng góp chính và n i các ng c a t ng l u v c v i tuy n c ng góp chính d n v tr m làm s ch. - V ch m ng l i ng ng ph n i v i các ng các l u v c. - Xác nh v trí các trm b ơm chuy n ti p (chi u sâu t ng quá 6m ph i có b ơm chuy n ti p), xác nh b ng tính toán thu l c m ng l i. Nguyãùn Lan Phæång = 128 = ÂHBKÂN
7. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC 3/ CAÏC PHÆÅNG AÏN VAÛCH TUYÃÚN: a/ Vaûch theo hçnh khäúi näøi: 3 1 2 10 8 5 6 7 Khu ph 12 11 10 9 gi ng th m Hình 10.8: S ơ v ch tuy n theo hình kh i n i. Các ng ngoài ph bao b c xung quanh t ng ô ph t t c các m t. on ng n m ph nào ch nh n ph n l u l ng do di n tích nghiêng v on ó. Áp d ng: a hình b ng ph ng, di n tích các ô ph l n và ch a có công trình xây dng n m trong ó. b/ Vaûch vãö phêa tháúp caïc ä phäú: 1 2 3 4 5 6 7 8 Hình 10.9: S ơ v ch tuy n nghiêng v phía th p ô ph . Các ng t ph n th p c a các ô ph . Áp d ng: Khi a hình có d c l n nghiêng v m t phía. Xác nh l u l ng tính toán thì on ng n m phía nào s nh n toàn b l u l ng do ph n di n tích bên trên nó. Nguyãùn Lan Phæång = 129 = ÂHBKÂN
8. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC c/ Vaûch xuyãn qua caïc ä phäú: Các ng t xuyên bên trong các ô ph , th ng kéo dài ra và n i t ô ph này qua ô ph khác. Cách này cho phép gi m c chi u dài toàn m ng. Hình 10-10: S ơ v ch tuy n xuyên qua ô ph . Áp d ng: Cho a hình b ng ph ng nh ng có nhi u ti u khu. VVIIVI ––– XAÏC ÂËNH LÆU LÆÅÜNG TÊNH TOAÏN 1/ XAÏC ÂËNH LÆU LÆÅÜNG TÊNH TOAÏN CUÍA MAÛNG LÆÅÏI: Tính theo l u l ng giây l n nh t q max (l/s). a/ Âäúi våïi næåïc thaíi sinh hoaût:
   Theo dân s tính toán (N tt ) và tiêu chu n n c th i (q i): K chung .N.q i qmax= = (l/s) 86400 Kchung : h s iu hoà chung Qmaî.giåì Kchung = K ngày .K gi = Qtbgiåì Kngày : h s không iu hoà ngày Qmax ngaìy K ngày = Qtbngaìy Kgi: h s không iu hoà gi , xác nh b ng t s Q max và Q tbgi trong ngày th i n c l n nh t. Qmax giåì K gi = Qtbgiåì Kchung ph thu c vào l u l ng trung bình giây q tb (l/s) n c th i ch y vào h th ng. Baíng 26: Hãû säú khäng âiãöu hoìa K chung : qtb (l/s) 5 15 30 50 100 200 300 500 800 1250 Kchung 3 2,5 2 1,8 1,6 1,4 1,35 1,25 1,2 1,15 Nguyãùn Lan Phæång = 130 = ÂHBKÂN
9. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC N: dân s tính toán qi: tiêu chu n th i n c sinh ho t (l/ng i.ngày), q i =(75-80)%q c
   Theo mô un dòng ch y hay l u l ng ơn v : (q o) t c lu l ng n c th i tính trên 1 ha di n tích khu nhà (l/s-ha): Mô un dòng ch y: q o =q i.P/86400 , (l/s-ha) Lu l ng tính toán → q max = q o.K chung .F , (l/s) P- m t dân s (ng i/ha); F: di n tích l u v c thoát n c có cùng m t dân s (ha). b/ Âäúi våïi næåïc thaíi saín xuáút: M ca .q m .K giåì qmax = (l/s) T.3600 Mca : s l ng s n ph m trong m t ca có n ng su t t i a ( sp/ca) qmax : tiêu chu n th i n c cho 1 ơn v s n ph m (l/s n ph m) T: Th i gian s n xu t trong ca (gi ) Kgi : h s không iu hoà gi ph thu c vào công ngh (h i chuyên gia công ngh ) 2/ XAÏC ÂËNH LÆU LÆÅÜNG TÊNH TOAÏN TÆÌNG ÂOAÛN ÄÚNG: Khi xác nh l u l ng tính toán, MLTN c phân thành các on ng tính toán là nh ng on ng n m gi a 2 gi ng th m trong ó q và i tính toán c xem là không i còn chuy n ng c a n c c coi là u. Chi u dài on ng tính toán b ng chi u dài 1 khu nhà ho c chi u dài c a on ng c p n c t on có n i bên n on ti p theo. qtt = q shmax + ∑qttr (l/s) q shmax = q shtb .K chung (l/s) q shtb = q d + q t + q b (l/s) qd: l u l ng d c ng ch y vào on ng tính toán t các nhà d c theo chi u dài on ng (l/s) qt: l u l ng t i t các khu trên (tr c) xu ng. (l/s) qb: l u l ng n i t các ng bên vào (l/s) ∑qttr : l u l ng t p trung c a các i t ng s d ng n c l n nh xí nghi p công nghi p, các nhà t m công c ng ch y vào on ng tính toán. (l/s) Ví d ụ 1: Yêu c u xác nh l u l ng th i cho các on ng trong tuy n ng chính c a m ng li thoát n c (hình v ). - Cho bi t m t dân s c a khu v c 300 ng i/ ha - Tiêu chu n th i n c 200 l/ng i,ng êm - L u l ng t p trung tr ng h c 1.5 l/s - L u l ng t p trung t XNCN 20 l/s Yêu c u v ch tuy n ph ơ ng án: v ch tuy n theo hình kh i n i Nguyãùn Lan Phæång = 131 = ÂHBKÂN
10. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC 14m 15m 400m 300m 13.5m Công 300m viên cây xanh XNCN 300m 13m 14.5 m Hướng d ẫn: 1. V ch tuy n nghiêng theo hình kh i n i 3a P CÔNG VIÊN CÂY XANH d b 2 c 1 P NGHI CÔNG 5a 4a d d b b NGHI XÍ c TXL 1 2 3 4 q t .P 200× 300 2. Xác nh modun dòng ch y: q o = q = = = ,0 694 (l/sha) o 86400 86400 Xác nh l u l ng tính toán cho t ng on ng: q tt = q shmax + qttrung (l/s) q shmax = ( q dd + q b + q t ) . K chung (l/s) Lp b ng xác nh l u l ng tính toán cho tuy n ng 1 – 4 – TXL Kí hi u ô Di n q q q . ng ph có tích ô o shtb k q (l/s) ttrung q (l/s) (l/sha) (l/s) chung shmax (l/s) tt lu l ng ph 32.9 1 – 2 4c,d 6 0.694 4.16 3.1 12.9 20.0 3d; 2 – 3 4a,b,c; 18.75 0.694 13.01 2.38 30.96 20.0 50.96 5d,c 3 – 4 3; 4; 5 30 0.694 20.82 2.04 42.47 21.5 63.97 Nguyãùn Lan Phæång = 132 = ÂHBKÂN
11. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC VII ––– TÊNH TOAÏN THUYÍ LÆÛC MAÛNG LÆÅÏI THOAÏT NÆÅÏC 1/ CAÏC TIÃÚT DIÃÛN ÄÚNG & CAÏC ÂÀÛC TÊNH THUYÍ LÆÛC: Trong th c t có nhi u lo i ti t di n ng- c ng. Vi c l a ch n ti t di n c n c vào iu ki n c th t ng n ơi, xu t phát t các yêu c u: - Có kh n ng chuy n t i l n nh t - Có b n t t d i tác ng c a t i tr ng ng và t nh - Giá thành xây d ng trên 1 m dài là nh nh t - Thu n ti n trong qu n lý (c r a c ng ) c tính thu l c t t nh t c a các ti t di n c ng c xác nh b ng kh n ng chuy n ti l n nh t khi t cùng 1 nghiêng và di n tích ti t di n t b ng nhau. Do ó c ng có ti t di n tròn là t t nh t vì kh n ng chuy n t i l n, b n v ng t t và ph ơ ng pháp s n xu t c ng d hoàn thi n. c dùng t i 90%. 0,5R R 2R H 2R h R R (a) (b) h h b b (c) (d) h H h b (e) (f) Hình 10-11: Ti t di n ng, c ng thoát n c. Nguyãùn Lan Phæång = 133 = ÂHBKÂN
12. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC 2/ CAÏC CÄNG THÆÏC TÊNH TOAÏN THUYÍ LÆÛC: Bao g m vi c xác nh ng kính c ng, d c, dày và t c n c ch y. Dùng công th c c a dòng ch y n nh và u * Công th c l u l ng: Q = ω.v * Công th c tính v n t c: v = C RI Q: l u l ng n c th i (m 3/s) v: v n t c n c ch y (m/s) a: di n tích ti t di n t (m 2) R: bán kính thu l c R = ω/X X: chu vi t I: d c thu l c, l y b ng d c c ng λ.v 2 I = 4 2.R g g: gia t c tr ng tr ng (m/s 2). λ: h s ma sát d c ng .   1 ∆e a 2 = −2lg +  λ 13,68R R e  ∆e: nhám t ơ ng ơ ng (cm). a2: h s tính n c tính c a nhám thành c ng và thành ph n v t ch t l ơ l ng c a n c th i. 4vR Re = γ Re: h s Rênol, c tr ng cho ch dòng ch y . * C: h s sêdi- h s tính n nh h ng c a ch nhám trên b m t trong c a ng, hình th c ti t di n ng và thành ph n, tính ch t n c th i C = R y/n y: ch s m ph thu c vào nhám, hình dáng và kích th c ng y = 2,5 n - 0,13 - 0,75( n -0,1) khi D≤ 4000m thì n = 0,013 và y = 1/6 * Giá tr ∆e, a 2 và n có th l y theo b ng sau: Bng 27: B ng xác nh ∆∆∆e , a2 , n Ông, kênh, máng ∆∆∆e a2 n Sành 1,35 90 0,013 Bê tông và bê tông c t thép 2 100 0,014 Xi m ng ami ng 0,6 73 0,012 Nguyãùn Lan Phæång = 134 = ÂHBKÂN
13. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC Gang 1 83 0,013 Thép 0,8 79 0,012 Bê tông và bê tông c t thép trát nh n thành 0,8 50 0,013 Bê tông trát v a m t s t 0,5 70 0,013 Gch 3,15 110 0,015 VIII ––– CAÏC THÄNG SÄÚ THUYÍ LÆÛC 1/ ÂÆÅÌNG KÊNH ÄÚNG TÄÚI THIÃØU Dmin: Theo tiêu chu n 20TCN51-84: - ng trong sân nhà, ng d n n c th i s n xu t: d min = 150 mm - ng d n n c th i sinh ho t t ng ph : d min =200mm, m ng l i ti u khu và ng ph - ng n c m a và thoát n c chung: t trong sân d min = 300mm, t ngoài ph d min = 400m - ng d n bùn có áp d min = 150mm 2/ ÂÄÜ ÂÁÖY TÄÚI ÂA hmax /D: Theo TC/20TCN51-84. Bng 28: y t i a cho phép: D(mm) 200-300 350-450 500-900 >1000 hmax /D 0,5 0,7 0,75 0,8 Vi m ơ ng có chi u cao H ≥ 09m và ti t di n ngang b t k thì h/D ≤ 0,8 Vi c ng thoát n c m a và thoát n c chung thì h/D max = 1 3/ VÁÛN TÄÚC TÊNH TOAÏN: Vn t c tính toán ph thu c thành ph n và thô các h t l ơ l ng có trong n c th i, vào bán kính thu l c R và dày c a ng. Khi tính toán có th l y v n t c t i thi u theo bng sau: Bng 29: V n t c t i thi u V min : D(mm) 150-250 300-400 450-500 600-800 900-1200 1300-1500 >1500 vmin (m/s) 0,7 0,8 0,9 1 1,15 1,3 1,5 m b o v min ≤ vtt ≤ 4 ÷ 8 m/s (4m/s - ng phi kim lo i, 8m/s - ng kim lo i). 4/ ÂÄÜ DÄÚC TÄÚI THIÃØU imin : imin : ch n trên c ơ s m b o v n t c t i thi u. Ngoài ra còn ph thu c ng kính ng. i v i ng c ng thoát n c sinh ho t xác nh g n úng i = 1/D . Trong ó: D là ng kính - D(mm) Nguyãùn Lan Phæång = 135 = ÂHBKÂN
14. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC Bng 30: d c t i thi u imin : D [mm] 150 200 300 400 600 800 1000 1200 imin 0,008 0,005 0,004 0,0025 0,002 0,016 0,014 0,012 IIXXIX ––– ÂÄÂÄÜÜ Ü SÁUSÁU CHÄNCHÄN ÄÚNGÄÚNG 1/ ÂÄÜ SÁU CHÄN ÄÚNG BAN ÂÁÖU: L l Z1 Z2 h i H ∆d Hình 10-12: sâu chôn ng ban u H = h + i(L + l) + Z 2 - Z 1 + ∆d (m) H: sâu chôn ng ban u c a m ng l i ng ph (m). h: sâu t ng nh nh t gi ng xa nh t c a ng trong sân nhà hay ti u khu. i: d c t ng c a m ng l i trong sân nhà hay ti u khu. L + l: chi u dài các on ng t gi ng xa nh t n im n i v i m ng l i ng . ∆d: Kho ng cách gi a 2 áy ng c a m ng l i ngoài ph và m ng l i ngoài ng ph sân nhà t i im n i v i nhà. 2/ ÂÄÜ SÁU ÄÚNG TIÃÚP THEO: Hn +1 = H m + il ni , (m) Hn: chi u sâu t ng im tr c, (m). i: d c t ng. lni : chi u dài on ng gi a 2 im tínhtoán. 3/ ÂÄÜ SÁU ÂÀÛT ÄÚNG LÅÏN NHÁÚT: sâu t ng l n nh t H max ph thu c vào ph ơ ng pháp thi công, vào v t li u ng, iu ki n a ch t, a ch t thu v n và các th tiêu kinh t k thu t khác * N u thi công h : t khô, t t Hmax = 7-8m t x u Hmax = 5-6m * ào kín (kích ép): H max : không h n ch . Nguyãùn Lan Phæång = 136 = ÂHBKÂN
15. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC X ––– MÀÛT CÀÕT DOÜC TUYÃÚN & NGUYÃN TÀÕC CÁÚU TAÛO MAÛNG LÆÅÏI THOAÏT NÆÅÏC 1/ DÆÛNG MÀÛT CÀÕT DOÜC TUYÃÚN: Sau khi tính toán ph i d ng m t c t d c các tuy n ng. Trên m t c t d c ph i th hi n y l u l ng, ng kính, v n t c, d c, day, chi u dài các on tính toán cao mt t và áy c ng, chi u sâu t ng c a các gi ng th m Q (l/s) 4,54 7,39 9,79 20,39 25,53 D (mm) 300 300 300 350 350 i (1/1000) 6 6 6 4 3,5 Khoaíng caïch (m) 600 720 622 445 512 Cäút mâáút (m) 12 11,5 10 9,8 9,7 9,2 Cäút âaïy äúng (m) 8,2 7,2 7,2 6,2 6,1 5,1 7,3 6,3 6,3 5,2 Âiãøm tênh toaïn B1 B2 B3 B4 B7 B8 Hình 10-13: B n v c t d c tuy n ng 2/ NGUYÃN TÀÕC CÁÚU TAÛO MAÛNG LÆÅÏI THOAÏT NÆÅÏC: Các on ng gi a các gi ng ph i là on th ng. T i nh ng ch thay i h ng n c ch y, thay i ng kính, t i ch giao l u c a các dòng ch y ph i xây d ng gi ng th m Trên các on ng th ng theo 1 kho ng cách nh t nh c ng ph i t gi ng th m: D = 150 - 300 mm : 20m D = 400 - 600 mm : 40m D = 700 - 1000 mm : 60m D > 1000mm : 100m Vn t c n c ch y ph i t ng d n. Khi v n t c n c ch y l n h ơn 1,5 m/s thì v n t c on ng sau l n h ơn ng tr c nh ng không quá 15-20%. Trên m ng l i thoát n c c n xây d ng các mi ng x d phòng x n c th i vào h th ng thoát n c m a ho c h khi có s c . Các im ngo t và các im u n i gi a tuy n n và tuy n i theo h ng dòng ch y ph i t o m t góc ≥ 90 o. Còn góc chuy n ti p c a máng h : D < 400mm - 90 o, D ≥ 400m: ≤ 60 0. Nguyãùn Lan Phæång = 137 = ÂHBKÂN
16. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC XXIIXI –––CÁÚU–CÁÚU TAÛO MAÛNG LÆÅÏI THOAÏT NÆÅÏC 1/ ÄÚNG & CÄÚNG THOAÏT NÆÅÏC: Yêu c u c a v t li u dùng xây d ng m ng l i thoát n c: ch c, không th m n c, bn ch ng n mòn và s mài mòn, tr ơn gi m s c c n thu l c và giá ph i r . a/ ÄÚng saình: Sn xu t theo ki u 1 u loe, 1 u tr ơn b ng t sét d o ch u l a, l = 0,5 - 1,2, D = 50 - 600mm, ch u c áp l c 20 - 40 N/cm 2. ng sành có u im không th m n c, ch ng xâm th c t t, thành ng tr ơn nh n. ng sành có u im: dòn, d v , chi u dài bé (ph i nhi u m i n i). Hình 10-14: N i ng gang 1- u tr ơn; 2- Mi ng loe; 3- V a atphan; 4- S i gai t m bitum; 5- V a xi m ng amiang. b/ ÄÚng bã täng & bã täng cäút theïp: D = 100 - 4000m; l = 2 - 4 m. Ni ng b ng các ng l ng (m ng sông) và vùng cao su ho c nh a ng, v a xi mng c ng nh các lo i v t li u khác. Hình 10-15: ng c ng u Hình 10-16: ng c ng v i m i n i ki u âm d ơ ng và ai p Nguyãùn Lan Phæång = 138 = ÂHBKÂN
17. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC Hình 10-17: Các ki u n i ng a) Lo i vòng tròn tr ơn b) Lo i vòng gi hàm Hình 10-18: Mô hình m i n i âm d ơ ng lo i liên k t m m a) Lo i vòng tròn tr ơn b) Lo i vòng gi hàm Hình 10-19: Mô hình n i ki u l ng ghép ng c ng Móng c ng úc s n Tm (a) (b) Hình 10-20: Móng c ng (a) Móng c ng úc s n ch có kh i m ng. (b) Móng c ng úc s n g m t m và kh i m ng. Nguyãùn Lan Phæång = 139 = ÂHBKÂN
18. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC c/ ÄÚng phibräximàng: ng phibrôxim ng dùng xây d ng m ng l i thoát n c có hai u tr ơn, ng kính 150-600mm c ch t o b ng xim ng pooc l ng mác >400 và 20% s i ami ng. Ông c n i v i nhau bng ng l ng và vòng cao su. Ông có t i tr ng bé ch ng xâm th c t t, không d n in, tr ơn nh n, có chi u dài l n, ch ng b mài mòn, dòn, d v. c/ ÄÚng gang, theïp: ng gang, thép dùng t ng qua ng ô tô, xe l a, sông, ng l y ho c dùng cho ng có áp l c. Ôúng gang: D = 50-1000mm, l = 2-5m ng thép: D n 1400mm, l n 24m. 2/ GIÃÚNG THÀM: 1 2 700 4 3 5 1000 6 6 Hình 10-21 : C u t o c a gi ng th m 1. Np gi ng; 2. C gi ng; 3. Tay n m; 4.Vai gi ng; 5. Thân gi ng; 6. ng thoát n c; Gi ng th m là công trình c nh trong h th ng thoát n c dùng ki m tra và t y ra m ng l i thoát n c Gi ng th m c chia thành: - Gi ng th m th ng: xây d ng trên các on ng th ng, kho ng cách gi a các gi ng 35-200m. - Gi ng ngo t: xây d ng nh ng v trí có s bi n i v d c t ng ho c i hng trên m t b ng. - Gi ng nút: xây d ng nh ng v trí n i ng ng thoát v i nhau. - Gi ng ki m tra. Gi ng th m có th xây d ng b ng g ch, bê tông, bê tông c t thép. Trên m t b ng có th là hình tròn hay hình ch nh t. Cu t o gi ng g m lòng máng áy, ph n công tác gi a và ph n c có n p y trên. Nguyãùn Lan Phæång = 140 = ÂHBKÂN
19. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC * Cách n i ng trong gi ng th m: . Hình 10-22 : Cách n i cng trong gi ng th m. (a) Ni ngang nh cng; (b) N i ngang m c n c. 3/ CÁÚU TAÛO ÄÚNG THOAÏT NÆÅÏC QUA CHÆÅÏNG NGAÛI VÁÛT: Ph thu c vào cách b trí m ng l i và chênh l ch theo chi u cao gi a chúng. - Khi s chênh l ch nhau v chi u cao công trình không l n thì h p lý nh t là xây dng on v t d i d ng iuke. 1 3 Hình 10-23 : iu ke. 1- Ging ón vào iuke; 2- ng x s c ; 3- Gi ng ra kh i iuke; 4- ng lu n. - i v i sông sâu: c u v t. - Khi qua ng s t, ng giao thông nên dùng ng bao. Hình 10-24 : ng qua ng s t. 1- ng thép; 2- ng gang. Nguyãùn Lan Phæång = 141 = ÂHBKÂN
20. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC  Ví d ụ 2: Tính toán th y l c cho bài ví d 1. 1. Tính toán th y l c cho tuy n ng chính 1- 4 – TXL a. d c m t t ng ng 1 - 2 2 - 3 3 – 4 imd ‰ 0.75 0.67 1 b. Bng tính th y l c tuy n chính 1 – 4 – TXL Chi u sâu h = Ct m t t Ct áy ng . l q D i V l chôn ng tt h/D i.l (m) (m) ng (m) (l/s) (mm) (‰) (m/s) (m) (m) u Cu i u Cu i u Cu i 1–2 400 32.90 400 4 0.83 0.35 1.60 14.00 13.70 12.00 10.40 2.00 3.30 2–3 300 50.96 400 3 0.84 0.48 0.90 13.70 13.50 10.40 9.50 3.30 4.00 3-4 500 63.97 400 3 0.89 0.56 1.50 13.50 13.00 9.50 8.00 4.00 5.00  Ghi chú: - Ct m t t l y theo ng ng m c trên b n (có th l y theo c t sang n n). - Ch n D ≥ D min - d c bé nh t: i = i min (i = 1/D). - Chi u sâu chôn ng ban u xác nh theo công th c ã h c. Khi không có s li u y có th l y theo kinh nghi m = 1.5 – 2 m. - Ct áy ng = C t m t t - sâu chôn ng. - Ct áy ng c a im ti p theo = C t áy ng c a im tr c - t n th t áp l c ca on ng tính toán. - Ct áy ng u tiên c a on ti p theo ph thu c vào ph ơ ng pháp n i ng. Trong bài ví d s d ng cách n i ngang nh ng. XII ––– HÃÛ THÄÚNG THOAÏT NÆÅÏC MÆA 1/ CÁÚU TAÛO HÃÛ THÄÚNG THOAÏT NÆÅÏC MÆA: Gi ng thu n c m a: th ng có d ng tròn D = 0,8 - 1,0 ho c ch nh t 0,6x0,9m; trên n p có np y có khe h thu n c và ng n rác chui vào h th ng, th ng t rãnh ng, các ngã 3, 4 phía cu i dòng ch y, cách nhau 50-80m (x = tính toán). Chi u cao gi ng ≥ 10m, np y th p h ơn v a hè 2-3cm. 2 2 6 5 6 5 Nguyãùn Lan Phæång = 142 = ÂHBKÂN
21. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC 3 1 Hình 10-25: C u t o gi ng thu n c m a 1. Ca thu n c m a 2. Bó v a 3. Va hè 4. ng n i 5. Tm ch n rác 6. Ca á bó v a 4 Các ng n i t gi ng thu n c m a n gi ng th m ca ng ng (c ng) chính có chi u dài ≤ 40m. Gi ng th m trên ng c ng chính có kích th c ph thu c vào ng kính ng n i và ng chính. ng kính ng (mm) 1500mmm có th xét n ph n công tác c a gi ng. ng kính ng chính xác nh theo l u l ng tính toán, th ng c xây d ng gi a ng, ti t di n tròn hay ch nh t. Ca x n c m a có 2 ki u: m ơ ng h (không có gia c b ) ho c mi ng x có l kín khi có gia c b . 2/ CAÏC THÄNG SÄÚ ÂÀÛC TRÆNG: 1. C ng m a: là l ng m a r ơi trong m t ơn v th i gian. + C ng theo chi u cao l p n c (q h) là t s gi a chi u cao l p n c o c v i th i gian m a t (phút) t c q h = h/t (mm/phút) + C ng m a theo th tích (q) là l ng m a tính toán trên 1 ha di n tích (l/s.ha). Gi a q hvà q v có m i quan h q h = 166.7q v 2. Th i gian m a: 3. Chu k m a: là th i gian (n m) trong ó nh ng tr n m a có cùng c ng và th i gian nh nhau l p l i 1 l n. 4. Chu k tràn c ng (P): là th i gian (n m) c a nh ng tr n m a v t quá c ng tính toán gây ra hi n t ng tràn c ng l p l i mt l n. Vi c xác nh chu k tràn c ng trong tính toán thi t k có ý ngh a kinh t và k thu t ln. Nu chu k tràn c ng gi m thì ng kính ng gi m, giá thành xây d ng gi m nh ng d ng p l t. Nu chu k tràn c ng t ng thì ng kính ng t ng và giá thành xây d ng t ng nh ng an toàn h ơn, h th ng ít ng p l t. Nguyãùn Lan Phæång = 143 = ÂHBKÂN
22. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC Vì v y c n c vào v trí c a tuy n ng (trên ng ph chính hay ti u khu) và iu ki n làm vi c c a c ng ch n chu k tràn c ng thích h p v i giá tr t 0,25 - 2,0 n m theo TCN 51-84: i v i khu dân c : Bng 31: Chu k tràn c ng: V trí làm vi c c a c ng V trí tuy n c ng Thu n l i Trung bình Bt l i Rt b t l i Trên ng khu v c (ti u khu) 0,25 0,35 0,5 1,0 Trên ng ph chính 0,35 0,50 1,0 2,0 Gi i thích iu ki n: - Thu n l i: Di n tích l u v c ≤ 150ha, a hình b ng ph ng, d c trung bình c a m t t i ≤ 0,005, ng c t theo ng phân thu ho c ph n trên s n d c cách ng phân thu ≤ 400m. - Trung bình: Di n tích l u v c > 150 ha, a hình b ng ph ng, d c m t t i ≤ 0,005, ng t phía th p s n d c, d c c a s n ≤ 0,02. - B t l i: di n tích l u v c > 150 ha, ng ng t phía th p c a s n d c, ng t theo khe t n c c a s n d c v i i sd > 0,02. - R t b t l i: ng ng thoát n c ch tr ng, th p. * i v i xí nghi p công nghi p: chu k tràn c ng xác nh do h u qu c a vi c tràn cng gây ra cho các xí nghi p công nghi p ó nh sau: - Qui trình công ngh không b h h ng P = 1-2 n m. - Quy trình công ngh b h h ng P = 3-5 n m. - V i các xí nghi p công nghi p t ch tr ng thì Px = tính toán v i P > 5 n m. 5. Chu k gi i h n (P g.h ) là chu k tràn ng khi ng p t i chi u cao gi i h n, chu k này này ph thu c vào iu ki n t c ng (thu n l i, b t l i ) và t/c l u v c thoát n c, có th t 10- 100 n m. Bng 32: Chu k gi i h n : Tính ch t l u v c Thu n l i Trung bình Bt l i Rt b t l i Khu nhà , khu CNvà ng ti u khu 10 10 25 50 ng ph chính 10 25 50 100 3/ TÊNH TOAÏN HÃÛ THÄÚNG THOAÏT NÆÅÏC MÆA: a/ Xaïc âënh læu læåüng tênh toaïn (Q tt ): Qtt = µ.Ψ.qv.F (l/s) µ: h s phân b m a (ph thu c vào di n tích thu n c m a). Bng 33: h s phân b m a. F(ha) < 300 300 500 1000 2000 3000 4000 µ 1 0,96 0,94 0,91 0,87 0,83 0,8 + Xác nh theo công th c: Nguyãùn Lan Phæång = 144 = ÂHBKÂN
23. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC 1 µ = 1+ ,0 001 F. 3/2 Ψ: h s dòng ch y ph thu c vào l p ph b m t ( c , bê tông), iu ki n t ai, d c a hình, c ng m a và th i gian m a 0,2 0,1 Ψtb = Ztb.q v .T qv: C ng m a tính toán (l/s.ha). T: Th i gian m a (phút). Ztb : h s m t ph trung bình c a l u v c ( trung bình c ng c a l u v c thì Ztb có th xem nh không i ( không ph thu c vào c ng và th i gian m a) . Bng 34: H s dòng ch y và h s m t ph trung bình. Dng b m t Ψ Ztb Mái nhà và m t ng bê tông 0,95 0,24 Mt ng á lát và nh a 0,60 0,224 Mt ng á h c 0,45 0,145 Mt ng á d m không có ch t k t dính 0,40 0,125 ng trong v n b ng s i 0,35 0,09 Mt t 0,30 0,064 Bãi c 0,15 0,038  Cách xác định c ường độ m ưa tính toán: + N u có s li u o m a b ng máy t ghi nhiu n m thì dùng bi u q = Γ(t) thành l p theo ph ơ ng pháp th ng kê v i các chu k khác nhau. + N u ch có s li u m a và các y u t khí h u khác cho hàng tháng ho c n m thì xác nh bng công th c ho c k t qu nghiên c u khoa h c. + N u không có s liu o m a thì suy oán theo nh ng n ơi có iu ki n t ơ ng t . Có th tham kh o công th c tính toán: n qv = 20 .q 20 (1 + ClgP)/T (l/s.ha). n,c: là các h s ph thu c vào các iu ki n a lý t ng n ơi và chu k tràn c ng P. Có th dùng ph ơ ng pháp toán phân tích các s li u ã quan tr c b ng máy t ghi ho c l y theo b ng phân vùng m a. q20 c ng m a ng v i th i gian m a là 20 phút và P = 1n m. P: chu k tràn c ng (n m). T: th i gian m a tính toán (phút). b/ Thåìi gian tênh toaïn: Là th i gian mà gi t m a t im xa nh t trong l u v c tính toán ch y n ti t di n tính toán. Th i gian ó g i là th i gian t i h n, còn ph ơ ng pháp tính theo th i gian t i h n gi là ph ơ ng pháp c ng t i h n. T = t 0+ t 1 + t 2 t0: th i gian n c ch y t i r nh ng ( t im xa nh t c a ti u khu, khu v c ). Th i gian này g i là th i gian t p trung n c b m t. t 0 ph thu c vào kích th c a hình, c ng Nguyãùn Lan Phæång = 145 = ÂHBKÂN
24. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC ma và lo i ph m t ng. Khi tính toán s ơ b , n u ti u khu không có m ng l i thoát n c ma thì t 0≥ 10’, n u có t 0 = 5’ . t1: th i gian n c ch y theo rãnh ng n gi ng thu n c m a g n nh t. t1 = 1,25.l 1/v 1 (giây) l1: chi u dài rãnh ng (m). v1:v n t c n c ch y cu i rãnh ng (m/s). 1,25: h s xét n kh n ng t ng v n t c ch y trong quá trình m a . (t v = 0 n v = v 1 cu i rãnh). t2: th i gian n c ch y trong c ng n ti t di n tính toán (sau gi ng thu u tiên) t2 = r. ∑l2/v 2 (giây) r: h s ph thu c d c khu v c (i kv ) Bng 35: H s r. ikv 0,03 r 2 1,5 1,2 l2: chi u dài m i on c ng tính toán, (m). v2: v n t c n c ch y trong on c ng tính toán, (m/s). c/ Tênh toaïn thuyí læûc: Xác nh d min , h/D, v tt , i min  dmin : - ng n c t gi ng n c m a n ng c ng ≥ 300 mm. - ng thoát n c m a và thoát n c chung t ng ph ≥ 400 mm. - ng thoát n c m a và thoát n c chung t trong sân ≥ 300 mm.  h/D = 1.  vtt l y theo n c th i sinh ho t.  imin : t gi ng thu n c m a n c ng ≥ 0,02. Riêng rãnh thoát n c m a tu theo m t ph có th l y i min = 0,003 - 0,005. Nguyãùn Lan Phæång = 146 = ÂHBKÂN