5.1 CÁC NGUYấN TẮC CHUNG
- Cụng trỡnh thoỏt nước mưa trong phạm vi đường được thiết kế theo “ Quy phạm thiết kế hệ thống thoỏt nước mưa đụ thị”.
- Thoỏt nước mưa của đường phố, đường quảng trường nằm trong hệ thống thoỏt nước mưa của nỳt phải đảm bảo:
+ Thu, thoỏt hết nước ở cỏc nguồn xung quanh đổ vào khụng để xảy ra hiện tượng ỳng ngập.
+ Thu, thoỏt nhanh nước trờn bề mặt đường (phần xe chạy, dải đi bộ, hố phố, dải cõy xanh, ...).
+ Đưa nước ra khỏi đường, dẫn vào đường ống chớnh hoặc địa điểm thu nước của hệ thống thoỏt nước của đường.
5.2 LỰA CHỌN CHẾ ĐỘ THOÁT NƯỚC CHO KHU VỰC
Khi thiết kế đường đụ thị, để đảm bảo giao thụng hoạt động bỡnh thường, cải thiện điều kiện vệ sinh đụ thị và trỏnh cho mặt đường mau bị hư hỏng, cần phải đảm bảo thoỏt nước tốt.
Thoỏt nước ở đường là một bộ phận của hệ thống thoỏt nước đụ thị. Để đảm bảo sản suất và sinh hoạt của người dõn, ngoài thoỏt nước mưa, cũn phải đảm bảo thoỏt nước thải sinh hoạt và nước thải của cỏc nhà mỏy (nước thải cụng nghiệp).
Đối với nước mưa cần cho thoỏt nước kịp thời, nếu khụng, nước sẽ đọng lại và gõy cản trở giao thụng, ảnh hưởng sản suất và đời sống dõn cư.
Cao độ tự nhiờn trong khu vực nằm tương đối cao nờn khụng bị ảnh hưởng bởi mực nước sụng suối và mực nước ngầm.
Hiện nay tại khu vực nỳt đó cú hệ thống thoỏt nước hoàn chỉnh do đú giải phỏp thoỏt nước ở đõy là: nước mưa và nước thải cú hệ thống thoỏt nước riờng , nước thải sinh hoạt được dẫn đến trạm xử lý nước thải trước khi đem xả ra mụi trường tự nhiờn , nước mưa được dẫn qua hệ thống cống dọc để dẫn ra hồ tự nhiờn thoỏt trực tiếp.
5.3. CÁC LOẠI HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA VÀ CHỌN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA CHO TUYẾN
5.3.1. Cỏc loại hệ thống thoỏt nước mưa đường phố
Căn cứ vào đặc điểm cấu tạo, cú thể cú cỏc hệ thống thoỏt nước mưa đường phố sau đõy:
+ Hệ thống cống ngầm: rónh biờn, giếng thu nước, giếng thăm, mạng đường ống nhỏnh, đường ống chớnh.
MT
5.3.2. Bố trớ rónh biờn, giếng thu nước, ống thoỏt nước và cỏc cụng trỡnh trờn mạng lưới
5.3.2.1. Rónh biờn
Rónh biờn dựng để thu nước từ mặt đường, bói đất xung quanh chảy đến. Vị trớ rónh: bố trớ rónh sỏt vỉa hố phố ở hai bờn.
Độ sõu rónh so với mặt bú vỉa: 20cm.
Dốc dọc của rónh: bằng độ dốc dọc của đường được lỏt bằng tấm đan bờ tụng cú độ dốc ngang 10%, rộng 30cm.
5.3.2.2. Giếng thu nước, giếng thăm
Giếng thu nước mưa được đặt ở cỏc vị trớ sau đõy để thu nước tới rónh dọc cỏc đường phố, đường và quảng trường vào hệ thống:
- Bố trớ trờn vỉa hố tiếp giỏp với bú vỉa của hố khoảng cỏch giữa cỏc giếng là 40-50m.
- Trong đoạn cong cú siờu cao bố trớ giếng ở phần phõn cỏch khoảng cỏch cỏc giếng là 50 m, giếng thu được đặt vào dải trồng cỏ tiếp giỏp với bú vỉa của vỉa hố.
- Loại giếng thu giỏn tiếp (kiểu hàm ếch) cấu tạo cú lưới chắn rỏc. Chắn song lưới chắn rỏc đặt thấp hơn mộp rónh dọc là 2 – 3 cm.
- Đường kớnh của cống nối (từ giếng thu về giếng thăm) là 30 cm . Độ dỗc dọc của ống nối dựng là 2%.
- Giếng thăm được bố trớ tại cỏc vị trớ thu nước từ giếng thu .
- Cỏc giếng thu bố trớ hố lắng bựn sõu 0,35m .
5.3.2.3. Cống thoỏt nước dọc
Mục đớch của việc bố trớ cống dọc là nhằm dẫn nước từ rónh biờn, ga thu ra ngoài phạm vi của đường. Cống dọc cú nhiệm vụ thoỏt nước cho mặt đường. Cống dọc được thiết kế là cống trũn BTCT, đường kớnh 1m. Chiều dài một đốt cống là 1m.
Trờn mặt bằng, cống được bố trớ bờn dưới hố phố và cứ cỏch 40-50m được bố trớ một ga thăm. Cống dọc được bố trớ song song với tim đường, bố trớ ở hai bờn đường trờn phần vỉa hố cỏch tim đường 16m.
Múng thõn cống bằng đỏ dăm và cỏt dày 30cm. Mối nối cống bằng vữa XM.
Chốn ống cống bằng BT đỏ (1*2) M200.
Cỏc ống cống được quột nhựa đường núng (2 lớp) phũng nước.
5.3.2.4. Cống ngang đường
5.3.2.5. Tớnh toỏn thủy văn cống 5.3.2.5.1. Tớnh toỏn thủy văn cống dọc
Để xỏc định khẩu độ cống cần phải biết lưu lượng nước thiết kế.Lưu lượng nước mưa thiết kế được của cống thoỏt nước dọc được tớnh theo cụng thức sau
Qmưa = q. ψ.F (l/s) Trong đú:
Qmưa- lưu lượng nước mưa thiết kế (l/s) q- cường độ mưa rào thiết kế (l/s/ha)
ψ- hệ số dũng chảy
F- diện tớch tụ nước mưa mà cống phải thoỏt (ha).
• Xỏc định cường độ mưa rào thiết kế (q):
Cường độ mưa rào thiết kế thường được xỏc định theo số liệu thống kờ về lượng mưa từng khu vực. Lượng mưa được biểu thị bằng cường độ mưa rào i (mm/phỳt), được chuyển đổi thành cường độ mưa rào thiết kế q với đơn vị l/s/ha:
1.10000.1000
q = .i = 167.i (l/s/ha)
1000.60
Theo thống kờ số liệu thủy văn của khu vực (đo tại trạm đo Nụng cống – Thanh Húa):
Lượng mưa và lượng bốc hơi trung bỡnh cỏc thỏng trong năm
Thỏng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Lượng mưa 60 75 107,5 125 144,5 132,4 125 130 107,5 85,5 75 65 Bốc hơi 60 100 220 340 400 360 340 240 220 180 100 70
Ta cú thỏng 5 cú lượng mưa trung bỡnh lớn nhất = 400 mm.
Giả sử trường hợp bất lợi là lượng mưa lớn nhất này tập trung trong một ngày và thời gian mưa là 3h. Ta cú cường độ mưa rào tớnh được:
400
2, 22( / ỳt) 3.60
i = = mm ph
Vậy cường độ mưa rào thiết kế: q = 167 * i = 167 . 2,22 = 371 (l/s/ha)
• Xỏc định hệ số dũng chảy (ψ):
Nước mưa chảy vào đường ống chỉ là một phần của toàn bộ nước mưa. Tỉ số lượng nước mưa chảy vào đường ống và lượng nước mưa toàn bộ là hệ số dũng chảy. Cú nhiều nhõn tố ảnh hưởng đến hệ số dũng chảy, nhõn tố quan trọng nhất là vật liệu phủ mặt đất là tớnh chất đất.
Ở khu vực đụ thị, thường cú nhiều vật liệu phủ mặt khỏc nhau, cho nờn hệ số dũng chảy của diện tớch tụ nước lấy trị số bỡnh quõn, tớnh theo cụng thức sau:
MT 1 1 2 2 n n 1 2 n ψ .F + ψ .F + ... + ψ .F ψ = F + F + ... + F Trong đú:
ψ- hệ số dũng chảy bỡnh quõn của khu vực.
F1,F2,…Fn - diện tớch cú vật liệu phủ mặt khỏc nhau (ha)
1, 2,... n
ψ ψ ψ - hệ số dũng chảy tương ứng vật liệu phủ mặt, cú thể tra được ở
bảng 12-2 (Giỏo trỡnh Đường và Giao thụng đụ thị- Nguyễn Khải) Đối với mặt đường nhựa ψ1 = 0,9.
Nước mưa khụng chỉ chảy từ mặt đường mà cũn từ mỏi nhà của nhà dõn hai bờn đường, từ vỉa hố xuống, do vật liệu lỏt hố là gạch block cũng là một dạng của bờtụng ximăng, do đú hệ số dũng chảy vẫn là: ψ2 = 0,9.
Vậy hệ số dũng chảy bỡnh quõn của khu vực là: ψ = 0,9.
• Xỏc định diện tớch tụ nước mưa mà cống phải thoỏt (F -ha):
Cống dọc mỗi bờn đường thoỏt nước trong phạm vi mặt đường ở một bờn dải phõn cỏch, phạm vi vỉa hố một bờn, và lấy ra hai bờn nhà dõn là 30m. Vậy bề rộng phạm vi tụ nước mưa mà cống dọc phải thoỏt là:
B = 10,5 + 8 + 30 = 48,5 m.
Chiều dài phạm vi thoỏt nước cống dọc là: 589,81 m (lấy bằng chiều dài đoạn dốc lớn nhất).
Vậy diện tớch tụ nước mưa mà cống dọc phải thoỏt là:
F = 48,5 x 589,81 = 28605,785 (m2) = 2,86 (ha)
Thay cỏc đại lượng đó tớnh được vào cụng thức ta tớnh được lưu lượng mưa thiết kế là:
Qmưa = 371*0.9*2,86 = 954,954 (l/s) = 0,955 3 m /s
• Tớnh toỏn thủy lực cống:
Chọn khẩu độ cống dọc, sau đú tớnh toỏn khả năng thoỏt nước của cống, so sỏnh với lưu lượng thiết kế mà cống cần phải thoỏt. Từ đú kết luận cống đó chọn cú đỏp ứng yờu cầu thoỏt nước hay khụng. Trỡnh tự tớnh toỏn như sau.
a. Chọn khẩu độ cống (hay đường kớnh cống) là D = 1,0m. b. Vận tốc nước chảy trong cống:
v = C. R.i Trong đú:
i: độ dốc thủy lực hay độ dốc đỏy ống cống, i = 0,3%. R:bỏn kớnh thủy lực (m)
ω R =
χ
Trong đú:
ω- tiết diện ướt của cống (m2)
χ- chu vi ướt (m) Với cống trũn: R = 2 D = 1 2= 0,5m.
C: hệ số lưu tốc, kể đến độ nhỏm của thành ống tớnh theo cụng thức N.N. Paplopski. 1/6 1 C = .R n Trong đú:
n: hệ số nhỏm, phụ thuộc vật liệu làm cống, đối với cống bờtụng cốt thộp: n=0,013.
Suy ra: C = 0,0131 .0,51/6 = 68,53
Thay cỏc đại lượng vào cụng thức ta được vận tốc nước chảy trong cống là: v= 68,53 0,5.0,003 2,65= ( m/s)
c. Khả năng thoỏt nước của cống:
Q = v. ω
Trong đú:
Q- lưu lượng nước mà cống thoỏt được ( 3 m /s)
ω- tiết diện ướt của cống (m2)
2 2 2 D 1 ω = π. = π. = 0,785 m 2 2 ữ ữ v- tốc độ nước chảy, v = 2,65 m/s. Vậy: Q = 0,785 . 2,65 = 2.08 m3/s > 0,955 m3/s
Ta thấy rằng khả năng thoỏt nước của cống tớnh được lớn hơn nhiều so với lưu lượng nước mưa thiết kế. Do đú cú thể kết luận được khẩu độ cống đó chọn cú thể đỏp ứng được lưu lượng nước mưa và nước thải sinh hoạt nhà dõn.
MT
CHƯƠNG 6