Dương Thanh Lượng Bài giảng môn học Thoát nước Chương 4 4 1 Chương 4 THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC (9 tiết 5LT+2BT+2ĐA IV 1 CÁC BỘ PHẬN CỦA SƠ ĐỒ HTTN KHU DÂN CƯ 1 Mạng thoát nước trong nhà Thiết bị t[.]
Chương THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC (9 tiết: 5LT+2BT+2ĐA IV-1 CÁC BỘ PHẬN CỦA SƠ ĐỒ HTTN KHU DÂN CƯ Mạng nước nhà Hình Sơ đồ tổng quát thiết bị thu HT dẫn nước thải nhà Ống thông Ống đứng Chậu tắm Chậu rửa Két xí Chậu xí Ống nhánh Chậu rửa Xiphơng 10 Lỗ kiểm tra 11 Ống dẫn ngồi nhà 12 Giếng thăm 13 Giếng kiểm 14 Giếng thăm mạng lưới đường phố - Thiết bị thu nước gồm có TBVS: hố xí, hố tiểu, chậu tắm, chậu rửa - Mạng dẫn NT bên trong: ống nhánh, ống đứng, ống dẫn nhà NT từ TBVS ống nhánh ống đứng ống dẫn mạng phố Ống đứng đặt góc dấu hộp gạch gỗ, phần nhô lên khỏi mái 0,7 m để thơng ***** (1) Mạng nước nhà Là HT cống ngầm kênh lộ thiên dùng để dẫn nước tới TB, TXL xả vào nguồn Tuỳ theo vị trí, quy mơ nhiệm vụ mà mạng TN ngồi nhà gồm: - Mạng TN sân nhà, tiểu khu - Mạng TN XNCN - Mạng TN đường phố Dương Thanh Lượng Bài giảng mơn học Thốt nước - Chương 4-1 Mạng tiểu khu nhận NT từ nhà tiểu khu v/chuyển mạng phố Để kiểm tra chế độ làm việc mạng tiểu khu, người ta xây dựng giếng thăm, giếng kiểm tra Đoạn cống nối từ giếng kiểm tra tới giếng thăm mạng lưới đường phố gọi nhánh nối Mạng TN đường phố thu NT từ mạng TN tiểu khu, có nhiều nhánh, bao trùm khu vực rộng lớn, dẫn nước tự chảy bơm Toàn khu vực chia thành lưu vực TN giới hạn đường phân thuỷ NT lưu vực tập trung cống góp lưu vực chuyển qua cống góp vận chuyển ngồi thị Hình Sơ đồ mạng thoát nước tiểu khu Mang TN tiểu khu Giếng thăm Giếng kiểm tra Các nhánh nối Mạng lưới phố Trạm bơm ống dẫn áp lực Dùng để vận chuyển NT lý địa hình lý KT-KT, khơng thể tự chảy Trên mạng có: - TB cục phục vụ cho hay vài CT - TB khu vực phục vụ cho vùng riêng biệt hay vài lưu vực - TB chuyển tiếp xây dựng cần chuyển NT từ vị trí tới vị trí khác - TB dùng để đưa NT lên CT xử lý xả NT nguồn tiếp nhận Cơng trình xử lý Gồm tất CT để xử lý NT cặn lắng Cống xả cửa xả nước vào nguồn tiếp nhận Dùng để chuyển NT XL vào nguồn tiếp nhận thường có phận xáo trộn NT với nước nguồn ***** (2) Dương Thanh Lượng Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4-2 IV-2 SƠ ĐỒ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC Việc lập sơ đồ MLTN cho thị khó phụ thuộc nhiều yếu tố: địa hình, địa chất, ĐCTV, mức độ phát triển ĐT, vị trí cơng trình xử lý xả nước Vạch tuyến MLTN quan trọng định tồn giá thành nước Hình Sơ đồ tổng quát mạng lưới thoát nước khu dân cư Ranh giới thị Cống góp lưu vực Ranh giới lưu vực Cống góp Mạng lưới cống ngồi phố Cống góp ngồi phạm vi đô thị Đường ống áp lực Cửa xả MLTN đa dạng, gặp loại: Sơ đồ vng góc - Tuyến cống góp lưu vực vng góc với hướng dịng chảy nguồn đổ trực tiếp vào nguồn - Sử dụng địa hình có độ dốc tốt, hướng nguồn - NT nước quy ước sạch, nước mưa Sơ đồ giao - Cống góp lưu vực có tuyến vng góc với hướng dịng chảy nguồn Dương Thanh Lượng Bài giảng mơn học Thốt nước - Chương 4-3 - Cống góp đặt song song với nguồn Địa trường hợp cần phải làm nước Sơ đồ phân vùng - Sử dụng địa hình có độ dốc lớn, dốc khơng đều, có nhiều triền khác nhau, tự chảy - Khu vực thoát nước chia thành khu vực nhỏ Tất cống khu vực nhỏ tập trung TXL, vùng thấp khơng tự chảy lên TXL dùng trạm bơm (khu vực) Sơ đồ không tập trung Sử dụng thị lớn có địa hình phức tạp thị phát triển theo kiểu hình trịn Hình Sơ đồ quy hoạch mạng lưới thoát nước theo địa hình a) Sơ đồ vng góc; b) Sơ đồ giao nhau; c) Sơ đồ phân vùng; d) Sơ đồ không tập trung TB - Trạm bơm; TXL - Trạm xử lý; CĐT Cánh đồng tưới ***** (3) Dương Thanh Lượng Bài giảng mơn học Thốt nước - Chương 4-4 IV-3 NGUYÊN TẮC VẠCH MẠNG LƯỚI Hết sức lợi dụng địa hình - Đặt cống dốc theo chiều dốc địa hình đảm bảo khả tự chảy nhiều - Tránh đào đắp nhiều - Tránh đặt nhiều trạm bơm Tổng chiều dài cống nhỏ Có sơ đồ sau: - Sơ đồ hộp (a): đ/hình bằng, tiểu khu có d/tích lớn cơng trình không xây sâu vào bên - Sơ đồ ranh giới thấp (b): địa hình dốc - Sơ đồ xuyên khu (c) Tuyến cống vị trí TXL hợp lý Tuyến cống thẳng tới TXL TXL đặt phía thấp khơng ngập lụt, cuối hướng gió chủ đạo mùa hè, cuối nguồn nước, khoảng cách VS tối thiểu 500m đ/v khu dân cư XNCN thực phẩm Giảm tối thiểu cơng trình giao tiếp Giảm bớt cống chui qua đường giao thông, cầu phà cơng trình ngầm khác Kết hợp lợi dụng cơng trình ngầm khác Để thuận tiện cho việc xây dựng, khai thác sử dụng IV-4 BỐ TRÍ CỐNG TRÊN ĐƯỜNG PHỐ Cống TN thường bố trí dọc theo đường phố, phần vỉa hè, mép đường Dương Thanh Lượng Bài giảng môn học Thốt nước - Chương 4-5 lịng đường Cũng bố trí chung đường ống khác (cấp nước, cáp điện, ) hào ngầm Đường rộng 30 m bố trí bên Hình Bố trí hợp lý mạng lưới cơng trình ngầm E- Mạng điện chiếu sáng T- Mạng lưới thoát nước ĐT- Mạng điện thoại N- Mạng dẫn nhiệt G - Mạng dẫn gas GT- Giếng thu nước mưa C- Mạng lưới cấp nước NM- Mạng lưới thoát nước mưa Hình Giải pháp đặt chung đường ống KT hào ngầm 1, - HTTN sinh hoạt 5- Ống dẫn gas 2- HTTN mưa 6- Đất san 4- Ống cấp nước 7- Đất cát san lấp - Đặt ống cho dễ thi công, sửa chữa bảo vệ đường ống khác, không làm xói mịn móng cơng trình, xâm thực ống cấp nước - Khoảng cách tối thiểu từ cống tới gờ móng nhà đ/v cống tự chảy 3m, đ/v cống áp lực 5m, tính theo cơng thức: h b L 0,5 tgα Trong đó: h - Ch cao đáy móng nhà đáy cống b - Ch rộng hào - Góc ma sát đất ***** (4) Dương Thanh Lượng Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4-6 - Khoảng cách từ thành cống đến đường ống kỹ thuật khác phải đảm bảo quy định (xem GT) Khoảng cách tối thiểu từ thành cống thoát nước thải - Đến dây cáp điện: 0,5 m - Đến cáp thông tin: 1,0 m - Đến ống cấp nhiệt: 1,5m - Đến loại quý: 2,0 m - Đến cáp cao 200mm: 3m - Đến cống cấp nước đặt thấp 0,5m: 5m - Nếu đặt hào đất, thì: Khoảng cách tối thiểu từ thành mép hào - Đến trục ray XN (ray gng) - Đến trục ray ngồi XN (đường tàu): - Đến bó vỉa đường phố: - Đến thành rãnh TN chân đất đắp: 1,5 m 4m 1,5 m 1,0 m - Khi gặp CT ngầm cần có biện pháp đơn giản để giải hợp lý Trường hợp cuối dùng đến điuke - Về nguyên tắc cáp điện, điện thoại phải cao cống thoát nước >0,3m Nếu cống thoát nước phải đặt sâu phải có biện pháp chống lún, gãy - Hạn chế phải xây dựng lại cơng trình khác - Khi gặp cống nước mưa cao độ cho cống chui qua cống tuỳ theo kích thước mối cống Có kiểu (hình vẽ) - Khi gặp ống cấp nước theo cách hình vẽ Cống TN tiểu khu đặt cao ống cấp mà không tuân theo quy định trên, phải cao ống cấp >0,5m Dương Thanh Lượng Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4-7 - Trên đường phố có cường độ giao thơng lớn, có nhiều loại đường ống, đường dây tốt nên bố trí chung tunel BTCT đúc sẵn Hình Tunel dùng để bố trí cơng trình ngầm 1- Thốt nước mưa; 2- Thoát nước bẩn; 3- Giếng thăm; 4- Cáp điện; 5- Cáp điện thoại; 6- Ống cấp nước; 7- Cấp nhiệt; 8- Rãnh ***** (5) Dương Thanh Lượng Bài giảng mơn học Thốt nước - Chương 4-8 IV-5 ĐỘ SÂU CHƠN CỐNG THỐT NƯỚC - Là khoảng cách từ mặt đất đến đáy cống - Thông thường cống TN phải đặt sâu để tránh bị phá hoại tác động học; thường chọn (0,5 0,7m) + d Nhưng sâu làm tăng giá thành mạng - Giá thành xây dựng phụ thuộc nhiều vào độ sâu chôn cống - Xác định độ sâu chôn cống ban đầu chủ yếu phụ thuộc địa hình Sơ đồ xác định độ sâu chôn cống ban đầu Ống thoát nước nhà Nhánh nối Cống sân nhà (tiểu khu) Giếng kiểm tra Cống nối tiểu khu với cống phố Giếng thăm mạng ngồi phố - Độ sâu chơn cống ban đầu H xác định theo CT: H = h + ii.Li + ik.Lk + Z2 Z1 + d + + + + + + h - Độ sâu chôn cống ban đầu sân nhà tiểu khu; h=(0,2 0,4)+d ii - Độ dốc cống sân nhà (tiểu khu) Li - Ch dài đoạn cống sân nhà (tiểu khu) ik - Độ dốc đoạn cống nối từ giếng KT tới cống phố Lk - Ch dài đoạn cống nối từ giếng KT tới cống phố Z1, Z2 - Cốt mặt đất giếng thăm cống sân nhà (tiểu khu) cống phố + d - Độ chênh đường kính cống ngồi phố cống sân nhà (tiểu khu) d=d2 d1 Độ sâu đặt cống lớn gây khó khăn cho công tác x/dựng quản lý; thường tối đa 8m (đ/v đất có địa chất ĐCTV tốt) 4,5 m (đ/v đất yếu) Dương Thanh Lượng Bài giảng mơn học Thốt nước - Chương 4-9 IV-6 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TỐN CHO TỪNG ĐOẠN CỐNG Đoạn cống tính tốn khoảng cách điểm (giếng thăm) mà lưu lượng quy ước không đổi Qttr CC a 15 Qcs Qttr CC d Qdđ Qcq n-1 n-2 16 b c Qtt n n+1 Đoạn cống thứ n, tính từ nút n đến nút n có lưu lượng tính tốn: Qttn = (Qdđn + Qcsn + Qcqn ).Kcn + Qttrn Qttn - LL tính toán cho đoạn thứ n tuyến cống xét Qdđn - LL dọc đường, từ khu nhà thuộc lưu vực nằm bên đổ vào đoạn cống Qcqn - LL chuyển qua, từ đoạn cống phía trước đổ vào điểm đầu đoạn cống Qcsn - LL cạnh sườn, từ cống nhánh cạnh sườn đổ vào điểm đầu đoạn cống Qttrn - LL tập trung, từ đơn vị thải nước lớn nằm riêng biệt phía đầu đoạn cống Qcq, Qcs, Qttr đổ vào đầu đoạn cống có giá trị khơng đổi đoạn cống Qdđ tăng dần từ "0" đầu đoạn cống lớn cuối đoạn Để đơn giản coi Qdđ modul lưu lượng q0 nhân với diện tích F lưu vực nước ***** (6) Ví dụ Xác định Qtt cho khu DC XNCN P=220 ng/ha, q=300 l/ng/ngđ Nếu bỏ lưu lượng từ trường học q'=273 l/ng/ngđ Qttr: từ trường học 1,17 l/s, từ XNCN 55 l/s Giải - Coi khu vực lưu vực TN, NTSH chung với NTSX; TXL đặt gần bờ sơng cách khu vực 700 m phía đơng nam - Tiến hành vạch tuyến cống chính, cống đường phố, chia mạng lưới, đánh số điểm tính tốn, xác định diện tích lưu lượng - Tínhq0: Dương Thanh Lượng Bài giảng mơn học Thốt nước - Chương 4-10 q0 = q N 24 3600 273 220 =0,694 l/s/ha 24 3600 Đoạn 16-15: Qdđ = l/s Qcs = l/s Qttr = l/s Qcq = 55,0 l/s Qttr= l/s Tổng cộng Q = 55 l/s Đoạn 15-14: Qdđ = 5d.q0=4,0 0,694=2,78 l/s Qcs = ( 1a+ 5a).q0=(4,0+4,0) 0,694=5,55 l/s Qttr = l/s Qcq = 55 l/s Kc=2,08 (nội suy từ bảng 2-2) Qsh =2,78 + 5,55 = 8,33 l/s Qshtt = 8,33 2,08 = 17,32 l/s Tổng cộng LL NT đoạn 15-14: Q=17,32+55,0=72,32 l/s Đoạn 14-13: Qcq = 72,32 l/s từ đoạn 15-14 Qcs từ tuyến 29-14 Qdđ từ diện tích 6d Qttr từ TH 1,17+1,17=2,34l/s Bằng cách tương tự xác định cho tất đoạn cống lại lập bảng Dương Thanh Lượng Bài giảng mơn học Thốt nước - Chương 4-11 Sơ đồ vạch tuyến mạng lưới nước thải thị Bảng Bảng thống kê lưu lượng nước thải theo tuyến cống 16-10-0 LL tr bình từ tiểu khu, l/s 15-14 5d 14-13 6d 13-12 7d 12-11 8d 11-10 - 10-0 - - - - - - - ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ (4)*(6) (5)*(6) (5) - (8) - (9) - (10) - (12) - 8,00 0,694 2,78 5,55 4,00 28,00 0,694 2,78 19,43 3,00 28,00 0,694 2,08 19,43 2,50 25,00 0,694 1,74 17,35 52,05 71,14 1,60 113,82 - 16,50 0,694 - 11,45 71,14 82,59 82,59 82,59 ^ (14) - (15) 55,00 17,32 - 55,00 72,32 1,80 54,96 2,34 55,00 112,30 1,70 88,49 10,00 57,34 155,83 1,17 67,34 182,33 1,58 130,49 - 68,51 199,00 1,58 130,49 - 68,51 199,00 ^ ^ ^ ^ ^ ảng (10)*(11) ^ 52,05 (7)+(8)+(9) 30,54 (13) 55,00 2,08 Tra b 8,33 8,33 30,54 (11) - 4,00 Chuy Trên Ph ển ôải xuống 1a,5a 1b,1c,1d,2a, 6a,5b,5c 2b,2c,2d,3a, 7a,6b,6c 3b,3c,3d, 8a,7b,7c 4b,4c,4d,8b,8c (4) - (12)+(13)+(14) (3) - LL tính tốn Trên+Trên Trái (2) - Dọc Cạnh đường sườn Nh điập từ ểm tập trung (1) 16-15 Nh ập (7) - Cạnh sườn Nh ập (6) - Dọc đường Nh ập Dọc đường Lưu lượng, l/s HS không LL tập trung Cạnh Chuyển Tổng điều Tiểu Cục Chuyển sườn qua cộng hoà khu qua Nh ập Modul LL, l/s/ha Nh ập D tích, Nh ập TT tiểu khu (ký hiệu) TT đoạn cống ***** (7) IV-7 NGUYÊN TẮC CẤU TẠO MLTN VÀ THIẾT KẾ TRẮC DỌC Thiết kế trắc dọc cống gồm cơng việc: - Xđ vị trí cống trắc dọc - Xđ độ sâu chôn cống - Xđ độ dốc đoạn cống - Xđ điểm nối tiếp cống hố ga giếng thăm - Lập bảng tính tốn thuỷ lực - Triển khai kết tính tốn lên trắc dọc Trên trắc dọc thể hiện: - Các giếng (tên giếng) - Khoảng cách giếng - Cốt đáy cống - Cốt mặt đất - Cốt san - Các số liệu tính tốn (d, i, q, v, h/d ) Ngoài trắc dọc thể thêm: - Mặt cắt địa chất tiêu lý lớp đất - Những chỗ giao với chướng ngại vật (sông, hồ, mương rãnh, ); CT mặt đất (nhà, đường xá ) CT ngầm (cống TN mưa, ống cấp nước, cáp điện ngầm ) Các nguyên tắc cần đảm bảo thiết kế trắc dọc cống thoát nước: - Cần đ/bảo yếu tố th/lực: tốc độ, độ đầy, độ dốc độ sâu đặt cống ph/vi cho phép - Lúc đầu chọn độ dốc theo ĐH, sau điều chỉnh lại - V phải tăng dần, Vđoạn sau Vđoạn trước Tuy nhiên V>1,5m/s Vđoạn sau< Vđoạn trước khơng nhỏ 20% - Giảm tốc độ phải có giếng chuyển bậc - D/chảy cống nhánh không cản trở d/chảy cống MN chỗ tiếp xúc khơng dềnh lên - Khi độ dốc lớn dùng dốc nước sau có giếng chuyển bậc để giảm tốc độ - Nối cống: Nối ngang mặt nước Nối ngang đỉnh cống Dương Thanh Lượng Bài giảng mơn học Thốt nước - Chương 4-14 + Khi cùng đường kính độ đầy hsau>htrước: dùng cách nối ngang mặt nước + Các trường hợp khác nối ngang đỉnh cống - Trên bình đồ, đoạn cống giếng thăm phải đường thẳng Khoảng cách tối đa lmax đoạn ống lấy theo quy phạm sau: Đối với HTN SH, CN Với cống d=200 450 mm: Với cống d=500 600 mm: Với cống d=700 1000 mm: Với cống d>1000 mm: lmax= 50 lmax= 75 lmax= 100 lmax= 150 m m m m Đối với HTTN mưa Với cống d=300 450 mm: Với cống d=500 600 mm: Với cống d=700 900 mm: Với cống d=1000 1400 mm: Với cống d=1500 2000 mm: Với cống d>2000 mm: lmax= 50 lmax= 75 lmax= 100 lmax= 150 lmax= 200 lmax= 300 m m m m m m - Tại nơi thay đổi d, giao lưu dòng chảy phải xây dựng giếng thăm cống thay máng hở lượn với góc ngoặt, góc chuyển tiếp d