II. BỐ TRÍ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MẶT
b.Xác định các tham số tính toán lưu lượng
• Lưu lượng dòng chảy đổ về vị trí công trình phụ thuộc vào: diện tích lưu vực, độ dốc lòng suối, điều kiện địa hình, địa mạo, các yếu tố khí hậu, địa chất thuỷ văn...
• Lựa chọn chế độ làm việc của cống: Do nền đường đắp trên cống là thấp và lòng lạch không sâu lắm do vậy ta chọn chế độ chảy trong cống là chế độ chảy không áp.
• Đối với thiết kế sơ bộ, ta áp dụng công thức tính
đơn giản của Viện thiết kế giao thông vận tải Việt Nam. Q = A. Fn. K (m3/s). Trong đó:
A: Hệ số địa hình, địa mạo. Đối với vùng đồi trọc: A = 26. n: Hệ số với F<3 Km2 lấy n = 0,8
F≥15 Km2 lấy n = 0,7
K: Hệ số xét đến ảnh hưởng của khí hậu, chu kỳ tính toán và độ dốc lòng suối. K = K1.K2.K3
100 1
28
S K =
S100: Vũ suất mưa của trạm quan trắc với chu kỳ 100 năm. Tra tại trạm quan trắc ở Vinh .S100 = 37,6 hay (K1=1.343).
K2: Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ lũ tính toán, với chu kỳ tính toán là 25 năm thì hệ số K2 = 0.65.
K3: Hệ số xét đến ảnh hưởng độ dốc lòng suối i=10% => K3=1 Sau khi tính toán lưu lượng, theo quy phạm:
- Nếu Q ≤ 15 (m3/s): Thì dùng cống tròn. - Nếu 15 < Q < 25 (m3/s): Dùng cống bản.
- Nếu Q ≥ 25 (m3/s): Dùng cầu nhỏ, khẩu độ không nên nhỏ hơn 3m. Sau khi tính toán được lưu lượng tính toán tra với thiết kế sơ bộ tra bảng ta xác định được khẩu độ cống, chiều cao nước dâng trước cống và vận tốc nước chảy.
c. Tính toán gia cố sau cống
Dòng nước khi ra khỏi cống chảy với vận tốc cao, tốc độ ấy tăng 1,5 lần so với vận tốc nước trong cống làm xói lở phía sau cống ảnh hưởng đến nền mặt đường. Do đó phải thiết kế hạ lưu cống theo tốc độ nước chảy V = 1,5Vra và phần cuối phần gia cố phải có tường nghiêng chống xói sâu.
h t Lgc b h x
Hình 21: Sơ đồ tính toán gia cố sau cống Chiều dài phần gia cố sau cống: lgc = 3.b (m).
b: Khẩu độ cống (m).
Chiều sâu chân tường chống xói chọn theo công thức: ht ≥ h x + 0.5 (m).
hx: Chiều sâu xói tính toán xác định theo công thức: hx = 2.Hd. gc l b b . 5 , 2 + (m) Trong đó:
Hd: Chiều cao nước dâng trước cống (m) b: Khẩu độ cống (m).
Phần thượng lưu nên lấy bằng 1/2 so với hạ lưu.
d. Xác định chiều dài cống
Chiều dài cống được tính toán dựa vào khẩu độ cống và chiều cao nền đắp tại vị trí đặt cống theo sơ đồ sau:
Hình 22: Sơ đồ xác định chiều dài cống Hn: Cao độ nền đường (m).
Hd: Chiều cao nước dâng trước cống (m). Hc: Cao độ đỉnh cống (m).
Bn: Bề rộng nền đường (m).
Lc = Bn + 2m.(Hn – Hc) (m).
+ Trường hợp bảo đảm Hn ≥ Hd + 0.57 m (chiều dày kết cấu áo đường) ta có: Lc = Bn + 2x = Bn + 2(Hn - Hc).1,5 (m). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Trường hợp Hn < Hd + 0.57 m thì ta phải đào thấp mặt đất tự nhiên sao cho Hn = Hd + 0.57 m, khi đó ta có: Lc = Bn + 2x = Bn + 2.(Hd + 0,57 - Hc).1,5 (m) 1:1,5 1:1,5 Lc x x Hd 9 m H n H c
Bảng thống kê cống địa hình STT Lí trình F (km2) Q (m3/s) Hd (m) V (m/s) Hn Lc (m) LGC Ht (m) (m) (m) 1 Km0+240.00 0.024 0.68 0.87 2.17 2.21 47.6 9 4.5 0.92 1.0 Không áp 5.2. Tính toán thủy lực cống dọc.
Để xác định khẩu độ cống cần phải biết lưu lượng nước thiết kế. Q = Qmưa + Qthải
a) Lưu lượng nước mưa thiết kế của cống thoát nước dọc được tính theo công thức sau:
Qmưa = q. ψ .F (l/s) Trong đó:
Qmưa- lưu lượng nước mưa thiết kế (l/s) q- cường độ mưa rào thiết kế (l/s/ha)
ψ - hệ số dòng chảy
F- diện tích tụ nước mưa mà cống phải thoát (ha). • Xác định cường độ mưa rào thiết kế (q):
Cường độ mưa rào thiết kế thường được xác định theo số liệu thống kê về lượng mưa từng khu vực. Lượng mưa được biểu thị bằng cường độ mưa rào i (mm/phút), 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 kê số liệu thủy văn của khu vực (đo tại trạm Gia Lai): Tháng 6 có lượng mưa trung bình lớn nhất = 298 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 có cường độ mưa rào tính được:
Vậy cường độ mưa rào thiết kế: q = 167 . i = 167 . 1,66 = 277,22 (l/s/ha) • Xác định hệ số dòng 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 dòng chảy. Có nhiều nhân tố ảnh hưởng đến hệ số dòng chảy, nhân tố quan trọng nhất là vật liệu phủ mặt đất là tính chất đất.
Ở khu vực đô thị, thường có nhiều vật liệu phủ mặt khác nhau, cho nên hệ số dòng chảy của diện tích tụ nước lấy trị số bình quân, tính theo công thức sau:
1 1 2 2 n n 1 2 n ψ .F + ψ .F + ... + ψ .F ψ = F + F + ... + F Trong đó:
ψ - hệ số dòng chảy bình quân của khu vực.
F1,F2,…Fn - diện tích có vật liệu phủ mặt khác nhau (ha)
1, 2,... n
ψ ψ ψ - hệ số dòng chảy tương ứng vật liệu phủ mặt, có thể tra được ở
bảng 12-2 (Giáo trình Đường và Giao thông đô thị- Nguyễn Khải) Đối với mặt đường nhựa ψ1 = 0,9.
Nước mưa không chỉ chảy từ mặt đường mà còn từ mái nhà của nhà dân hai bên đường, từ vỉa hè xuống, do vật liệu lát hè là gạch block cũng là một dạng của bêtông ximăng, do đó hệ số dòng chảy vẫn là: ψ2 = 0,9.
Vậy hệ số dòng chảy bình quân của khu vực là: ψ = 0,9.
• Xác định diện tích tụ nước mưa mà cống phải thoát (F -ha):
Cống dọc mỗi bên đường thoát nước trong phạm vi mặt đường ở một bên dải phân cách, phạm vi vỉa hè một bên, và lấy ra hai bên nhà dân là 30m. Vậy bề rộng phạm vi tụ nước mưa mà cống dọc phải thoát là:
B = 11.5 + 8.5 + 30 = 50 m.
Chiều dài phạm vi thoát nước cống dọc là: 659 m (lấy bằng chiều dài đoạn dốc lớn nhất).
Vậy diện tích tụ nước mưa mà cống dọc phải thoát là: F = 50× 659 = 32950 (m2) = 3.3 (ha)
Thay các đại lượng đã tính được vào công thức ta tính được lưu lượng mưa thiết kế là: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Qmưa = 277.22× 0.9 ×3.3 = 823.3 (l/s) = 0.82 m /3 s
b) Lưu lượng nước thải sinh hoạt và sản xuất của cống thoát nước dọc . Qthải = Qdđ + Qtt = 0
Trong đó:
CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG