Chương 2: Thiết kế mạng lưới thoát nước ngoài nhà docx

Trang 1/41
x
Chơng 2: Thiết kế mạng lới thoát nớc ngoài nhà (15 tiết)
2.1 Những vấn đề cơ bản về thiết kế HTTN ngoài nhà: (1.5 tiết)
2.1.1 Các tài liệu cơ bản để thiết kế:
a/ Tài liệu quy hoạch:
Khi thiết kế cần thu thập đầy đủ các tài liệu sau:
Chức năng các ô đất:
Ví dụ: + Khu dân c: số tầng nhà, mật độ dân số
+ Khu công nghiệp: quy mô, công nghệ
+ Nhà trẻ, trờng học, bệnh viện: số ngời, số giờng bệnh
+ Công trình công cộng, công viên, cây xanh: mật độ xây dựng, diện tích
sử dụng đất
Quy hoạch chiều cao của khu vực nghiên cứu và quy hoạch chung toàn vùng:
Ví dụ: Dựa vào bản vẽ quy hoạch chiều cao có thể xác định đợc các đờng phân
lu, đờng tụ thuỷ để thiết kế mạng lới thoát nớc sao cho phù hợp.
Các tài liệu về quy hoạch giao thông, quy hoạch cấp, thoát nớc, các công trình
ngầm khác (điện, thông tin liên lạc)
b/ Bản đồ địa hình:
Bản đồ địa hình với các đặc điểm, các điều kiện tự nhiên, điều kiện xây dựng
công trình:
Ví dụ: Dựa vào đặc điểm, điều kiện của địa hình để bố trí mạng lới, vị trí đặt
trạm bơm, trạm xử lý, miệng xả sao cho hệ thống thoát nớc hoạt động ổn định và
kinh tế nhất.
c/ Tài liệu địa chất, địa chất thuỷ văn:
Tài liệu địa chất:
Ví dụ: cần tiến hành thăm dò khoan địa chất để xác định các chỉ tiêu cơ lý của
đất. Dựa vào đó thiết kế kết cấu các công trình đảm bảo tính ổn định kỹ thuật và
kinh tế.
Tài liệu địa chất thuỷ văn:
+ Lu lợng, mực nớc tối đa, tối thiểu, trung bình của nguồn nớc của khu vực

nghiên cứu, tốc độ dòng chảy, hiện tợng bùn cát bồi lấpNhững số liệu này thông
thờng có thể lấy tại các trạm đo đạc thuỷ văn. Nếu tài liệu không đầy đủ thì phải
tiến hành quan sát đo đạc.
Trang 2/41
+ Các số liệu địa chất thuỷ văn của nguồn nớc lân cận: vì khi tiến hành xây dựng
có thể ảnh hởng cả về chất lợng và lu lợng các nguồn nớc lân cận.
d/ Tài liệu về khí tợng:
Tài liệu khí hậu, khí tợng: để xác định quy mô của HTTN.
Ví dụ : Dựa vào cờng độ ma xác định đợc lu lợng nớc ma cho HTTN.
Dựa vào đặc điểm khí hậu của khu vực để bố trí trạm xử lý, trạm bơm nớc thải
sao cho hợp lý, không ảnh hởng tới hoạt động, sức khoẻ dân c trong khu vực.
e/ Tài liệu về điều kiện vệ sinh:
Cần tìm hiểu điều kiện vệ sinh và điều kiện xả nớc thải vào nguồn (sông, hồ).
Trong mọi trờng hợp, nớc thải không đợc gây ảnh hởng có hại tới vệ sinh
môi trờng của nguồn tiếp nhận.
Dựa vào các tài liệu về điều kiện vệ sinh để xác định khả năng tự làm sạch của
nguồn tiếp nhận nớc thải, từ đó xác định mức độ xử lý cần thiết nớc thải.
f/ Tài liệu về kinh tế:
Điều kiện cung cấp năng lợng điện(cho xây dựng và quản lý), vật liệu xây
dựng địa phơng, điều kiện vận chuyển, sự phân bố lực lợng công nhân xây dựng
và các số liệu tổng hợp khác.
g/ Tiêu chuẩn thiết kế thoát nớc:
Thiết kế phải tuân theo các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành: TCVN hoặc các tiêu
chuẩn nớc ngoài có tính chất tơng đơng.
Ví dụ:
Thiết kế mạng lới thoát nớc bên ngoài công trình TCVN 51-2008
Tiêu chuẩn thiết kế ống cống bê tông cốt thép TCXDVN. 372 - 06
Tính toán các đặc trng dòng chảy lũ 22 TCN 220-95
Công tác thu thập tài liệu và nội dung yêu cầu cũng còn phụ thuộc vào mức
độ của từng giai đoạn thiết kế. Các số liệu tổng hợp thờng phục vụ cho giai đoạn

lập nhiệm vụ thiết kế. Các số liệu chi tiết phục vụ cho giai đoạn thiết kế sơ bộ và
thiết kế kỹ thuật.



Trang 3/41
2.1.2 Cơ sở lý thuyết để tính toán thuỷ lực mạng lới thoát nớc:
a. Trạng thái dòng chảy và khả năng vận chuyển của dòng nớc trong cống:
(0.5 tiết)
a.1. Trạng thái dòng chảy:
Mục đích nghiên cứu trạng thái dòng chảy:
Trong quá trình chuyển động của nớc thải, cặn sẽ lắng lại ở trong cống gây khó
khăn cho công tác quản lý, mất vệ sinh và bất lợi cho hệ thống cống về mặt thuỷ lực.
Vì vậy, chúng ta cần nghiên cứu trạng thái dòng chảy để lợi dụng đặc điểm thuỷ lực
tạo khả năng chuyển tải cặn lắng có chứa trong nớc thải, giảm khả năng lắng cặn
trong cống.
Trong cặn lắng thờng chứa 3-8% chất hữu cơ, 92-97% là các chất vô cơ (chủ
yếu là cát). Chất hữu cơ không hoà tan có thể vận chuyển dễ dàng trong cống thoát
nớc, còn chất vô cơ trong điều kiện thuỷ lực bất lợi có thể lắng lại làm giảm khả
năng chuyển tải của dòng nớc và đôi khi làm tắc cống.
Các trạng thái cơ bản của dòng chảy:
- Chảy tầng: (Re<2320) V nớc giảm dần từ mặt nớc xuống đáy cống hay khả
năng vận chuyển của dòng nớc ở đáy rất kém vì đáy cống có ma sát lớn. Do đó, khi
nớc ở trạng thái chảy tầng, cống dễ bị lắng cặn.
- Chảy rối: (Re>2320) V nớc cũng giảm dần từ mặt nớc xuống đáy cống
nhng xuất hiện V rối , các lớp nớc đợc xáo trộn lẫn nhau. Nớc chảy không theo
lớp, khi hạt cặn đang lắng thì gặp Vrối đẩy hạt cặn nổi lên, vì vậy khả năng cặn bị
lắng xuống giảm.
- Chuyển động đều: là chuyển động mà tại các mặt cắt khác nhau theo chiều dài
cống, các yếu tố thuỷ lực không thay đổi (hình dạng, diện tích ớt, V = const)

- Chuyển động không đều: là chuyển động mà tại các mặt cắt khác nhau theo
chiều dài của cống, các yếu tố thuỷ lực (hình dạng, diện tích ớt, V) thay đổi.
Ngoài ra, dòng chảy còn ở trạng thái ổn định hoặc không ổn định.
Trong thực tế, nớc thải trong MLTN chuyển động không đều, không ổn
định (đặc biệt cống kích thớc nhỏ). Để đơn giản trong tính toán ngời ta coi
chuyển động đó là chuyển động đều ở trạng thái rối.
a.2. Khả năng vận chuyển của dòng nớc:
Định nghĩa: là khả năng trong một đơn vị thời gian cho một lu lợng đi qua
một tiết diện tính toán nào đó.


Trang 4/41
b. Công thức cơ bản để tính toán thuỷ lực: (1tiết)
Mục đích tính toán thuỷ lực mạng lới thoát nớc: xác định đờng kính
cống, độ dốc đặt cống thoả mn các yếu tố thuỷ lực nh độ đầy, tốc độ dòng chảy
Các công thức thờng dùng:
- Công thức lu lợng:
Q = .V
- Công thức vận tốc:
Trong dòng chảy đều, theo công thức Sezy, ta có:
v = C. R i
Trong đó: Q - lu lợng(m3/s).
- diện tích tiết diện ớt (m2).
V - tốc độ chuyển động(m/s).
R- bán kính thuỷ lực (m) R=/
i - độ dốc thuỷ lực(thờng lấy bằng độ dốc đặt cống)
(Độ dốc thuỷ lực là độ chênh mực nớc giữa hai mặt cắt trong một đơn vị
chiều dài dòng chảy giữa hai mặt cắt đó). i = hd/l
C- hệ số Sezy, tính đến ảnh hởng của độ nhám trên bề mặt trong
của cống (n, Ce), hình dạng tiết diện cống (R), thành phần tính chất của nớc thải.

- Những công thức kinh nghiệm xác định hệ số Sezy:
+ Công thức Manning:
C = 1 .R
1/6

n
Trong đó: n hệ số nhám
Phạm vi áp dụng: Công thức này cho những kết quả tốt đối với ống và kênh
hở, có n<0.02, R<0.5m.
+ Công thức Foocrayme:
C = 1. R
1/5

n
Phạm vi áp dụng: Công thức này thích hợp đối với các kênh đất có n>0.02.
+ Công thức Pavlopski:
C = 1. R
y

n
Trang 5/41
y= 2.5 n - 0.13 - 0.75 R ( n - 0.1)
Trong đó: y=f(n,R) . Công thức này đề ra trên cơ sở nghiên cứu tổng hợp các
công thức trên .
Phạm vi áp dụng: Công thức này áp dụng đối với ống và kênh hở, R<3m-5m.
+ Công thức Federop:
C = 8g : Hệ số ma sát dọc đờng.
(Hệ số sức cản thuỷ lực, hệ số sức kháng do ma sát)
Trờng hợp tự chảy: 1 = -2lg( Ce + a2 )
13.68R Re

Trờng hợp có áp: 1 = -2lg( Ce + a2 )
3.42d Re
Trong đó : Ce - độ nhám tơng đơng (cm).
a2 - hệ số tính đến đặc tính của độ nhám thành cống và thành phần
chất lơ lửng của nớc thải.
Re - hệ số Reynolds, đặc trng chế độ dòng chảy.
Các giá trị n, Ce, a2 có thể tham khảo bảng sau:
Loại ống
Ce(cm)
a2 n
Cống:
- Bê tông và bê tông cốt thép
- Ximăng amiăng
- Gang
- Thép


0.20
0.06
0.10
0.08

100
73
83
79

0.014
0.012
0.013

0.012
Kênh:
- Gạch
- Đá có trát vữa ximăng

0.315
0.635

110
150

0.015
0.017

Trang 6/41
c. Tổn thất cục bộ trong mạng lới thoát nớc:
Tổn thất cục bộ trong mạng lới thoát nớc xảy ra tại những nơi nh: giếng
chuyển hớng dòng chảy, giếng nối cống nhánh vào cống chính (giếng hội lu),
giếng chuyển bậc Tổn thất cục bộ thờng gây ra hiện tợng dềnh nớc trong cống
thoát nớc tự chảy. Khi đó tốc độ dòng chảy giảm, các chất lơ lửng lắng đọng xuống
đáy cống.Vì vậy, khi tính toán thuỷ lực cống tự chảy với D>500mm thì tại những
nơi tốc độ dòng chảy giảm nhanh nh vị trí chuyển hớng dòng chảy, vị trí nối cống
nhánh vào cống chính cần tính tổn thất cục bộ theo công thức:
h cb = v
2

2g
Trong đó: - hệ số kháng cục bộ (tìm ra bằng thực nghiệm).
v - vận tốc trung bình của dòng chảy(m/s).
g - gia tốc rơi trọng trờng (m/s

2
).
Trong thực tế, để khắc phục tổn thất áp lực do tổn thất cục bộ gây ra thì tại các
giếng chuyển hớng cần tăng độ dốc lòng máng , tại các giếng hội lu cần hạ lòng
máng xuống một độ sâu bằng độ tăng chiều dày của dòng chảy ở đó.
- Đối với các cống dẫn áp lực có thể lấy theo bảng sau:
Vị trí gây tổn thất cục bộ
Giá trị của hệ số


- Cửa thu nớc vào kênh mơng
- Cửa thu nớc vào ống gờ nhọn
- Cửa thu nớc vào ống ở dới mực nớc
- Van khoá với mức độ mở :
+ Hoàn toàn
+ 3/4
+ 1/2
- Van một chiều
- Cút ống 90
0
, D100 1000mm
0.1
0.5
1.0

0.05
0.26
2.06
5
0.39 - 0.5

Trang 7/41
2.2 Đờng kính tối thiểu, độ đầy tối đa, vận tốc và độ dốc: (1.0 tiết)
2.2.1 Đờng kính tối thiểu:
Mục đích qui định D tối thiểu: Trong những đoạn đầu của cống thoát nớc,
Qtính toán thờng không lớn, do đó có thể dùng các loại ống đờng kính bé. Tuy
nhiên, thực tế khả năng tắc cống loại D150mm > 2 lần so với cống D200mm . Trong
khi đó giá thành xây dựng của hai loại cống này chênh nhau không đáng kể nhng
chi phí quản lý cho cống D150mm nhiều hơn. Vì vậy, không phải lúc nào cống có D
nhỏ là kinh tế, mà nó có một giới hạn nhất định nào đó.
Qui định D tối thiểu đối với từng loại HTTN: (Theo TCXD 51-2008)
+ ống thoát nớc thải sinh hoạt đặt ở đờng phố : 200mm.
+ ống trong sân: 150mm.
+ ống thoát nớc thải sản xuất: 200mm.
+ ống thoát nớc ma và thoát nớc chung đặt ở đờng phố 400mm, đặt trong
sân: 200 mm.
+ ống dẫn bùn có áp : 150 mm.
+ ống nối từ giếng thu nớc ma đến đờng cống : 300 mm.
Khi các khu dân c có Qnớc thải < 500 m3/ngđ cho phép dùng ống D200mm
đặt ở đờng phố.
Trong các trờng hợp đặc biệt, ống thoát nớc thải sản xuất cho phép có D<200
mm.
2.2.2 Độ đầy tối đa:
Khái niệm độ đầy tơng đối (h/d): độ đầy tơng đối là tỷ lệ giữa chiều cao lớp
nớc chảy trong cống với đờng kính cống.
Mục đích xác định độ đầy tối đa:

- Đối với nớc thải: nớc không bao giờ choán đầy cống vì các lý do sau:
+ Nớc thải có chứa các chất hữu cơ thờng xuyên bị phân huỷ và sinh ra các
khí CO2, CH4, H
2
Sdo đó cần một khoảng không để đảm bảo việc thông hơi cho
đờng cống, đẩy các chất khí này ra ngoài.
+ Tạo điều kiện tốt về thuỷ lực để vận chuyển những chất lơ lửng.
+ Tạo thành thể tích dự trữ cho những lu lợng bổ sung mà khi tính toán cha
lờng trớc.(Ví dụ: nớc thâm nhập từ lòng đất thấm vào trong cống)
- Đối với HTTN ma và HTTN chung: cống đợc tính chảy đầy hoàn toàn
(h/d=1).
Trang 8/41
Qui định độ đầy tối đa: (Theo TCXD51- 2008)
Đối với loại nớc thải
Đờng kính (mm) Sinh hoạt Sản xuất
d = 150-300 0.6 0.70
d = 350-450 0.7 0.80
d = 500 - 800 0.75 0.85
d >=900 0.8 1.00

2.2.3 Vận tốc và độ dốc:
a/ Vận tốc tính toán:
Mục đích xác định vận tốc tính toán:
Trạng thái của dòng chảy phụ thuộc chủ yếu vào những chất không hòa tan
(vô cơ hoặc hữu cơ), tùy thuộc vào trọng lợng riêng mà nó có thể nổi trên mặt
nớc, phân tán đều trong dòng chảy hay lắng đọng trong lòng cống. Sự làm việc
bình thờng của cống là các chất không hòa tan đó đợc vận chuyển liên tục nhờ
dòng nớc và không bị lắng đọng. Vì vậy, khi tính toán thủy lực vận tốc dòng chảy
phải đảm bảo yêu cầu trên. Ngoài ra, vận tốc đó không gây ảnh hởng lớn đối với độ
bền của cống và không làm xói mòn vật liệu cống.

Qui định vận tốc tính toán:
+ Tốc độ phân bố rất không đều theo mặt cắt ớt của cống (hình vẽ), ở trung
tâm dòng chảy tốc độ lớn hơn các vùng khác. Trong tính toán MLTN, ngời ta sử
dụng tốc độ trung bình mặt cắt ớt dòng chảy, thờng lấy trong khoảng Vtới hạn xói
mòn vật liệu làm cống và Vkhông lắng cặn.(Vkl<V<Vkx)

+ Tốc độ giới hạn không lắng (Vtự làm sạch): là tốc độ mà dòng chảy đủ
sức chuyển tải lợng cặn lắng với tổ hợp thành phần xác định.
Thực tế, V>Vkl chỉ có ý nghĩa lý thuyết vì trong đó cha đề cập tới những yếu
tố quan trọng nh số lợng chất lơ lửng và thành phần các hạt.
Trang 9/41
Khi tính toán thủy lực MLTN, ngời ta quy ớc tốc độ tối thiểu bằng hoặc lớn
hơn tốc độ không lắng áp dụng cho các loại cống, có thể tham khảo bảng sau:
(sử dụng đối với nớc thải sinh hoạt và nớc ma)
Cống với đờng kính(mm) Tốc độ tối thiểuVtt (m/s)
D = 150 250mm
D = 300 400mm
D = 450 500mm
D = 600 800mm
D = 900 1200mm
D = 1300 1500mm
D > 1500mm

0.7
0.8
0.9
1.0
1.15
1.20
1.30

Đối với nớc thải đ lắng trong (hệ thống cống chung ở nớc ta, nớc đ cho
qua các bể lắng, khi cho chảy trong cống) thì Vmin có thể giảm xuống tới 0.4m/s.
Đối với cống luồn(cống điuke) Vmin = 1m/s.
+ Tốc độ tới hạn không xói mòn: là tốc độ lớn nhất cho phép của dòng chảy ở
trong cống, với tốc độ lớn hơn sẽ làm mài mòn vật liệu làm cống.
Đối với cống bằng kim loại: Vkx=8(m/s) - nớc thải
Vkx=10(m/s)- nớc ma
Đối với cống phi kim loại: Vkx=4(m/s) - nớc thải
Vkx=7(m/s) nớc ma
Đối với kênh mơng đất: phụ thuộc vào đờng kính trung bình hạt và độ sâu
của dòng chảy(tham khảo TCXD 51-2008).
Đối với nớc thải sản xuất tốc độ dòng chảy nhỏ nhất nên lấy theo quy định
của các cơ quan chuyên ngành hoặc theo các tài liệu nghiên cứu.
b/ Độ dốc tối thiểu:
Mục đích xác định độ dốc tối thiểu:
Để đạt Vkhông lắng, trong một số trờng hợp phải tăng độ dốc đặt cống(ví dụ :
những đoạn cống ở đầu mạng lới). Khi đó, giá thành xây dựng cống tăng lên đáng
kể, vì vậy cần xác định độ dốc tối thiểu.
Định nghĩa độ dốc tối thiểu:
Là độ dốc mà khi ta tăng lu lợng đạt mức độ đầy tối đa, thì tốc độ dòng chảy
đạt tốc độ không lắng.
Trang 10/41
Độ dốc tối thiểu có thể xác định theo công thức kinh nghiệm :
I min = 1/ d
Trong đó : d- đờng kính cống(mm)
Ví dụ: d=1000mm I min= 0.001.
Độ dốc <0.0005 rất ít khi sử dụng trong thực tế.
Chú ý: Việc tính toán theo độ dốc tối thiểu chỉ hạn chế trong trờng hợp đặc
biệt. Nói chung độ dốc phải chọn xuất phát từ yêu cầu về tốc độ nh đ nói ở trên.

2.2.4 ví dụ tính toán: (1.0 tiết)
Nớc thải chảy trong cống bê tông cốt thép với Q=20(l/s), I = 0.003, h/d = 0.6.
Xác định đờng kính cống và tốc độ dòng chảy.
a/ Phơng pháp thủ công:
Bài toán giải theo phơng pháp gần đúng.
Với độ đầy h/d=0.6, dựa vào công thức hình học có diện tích tiết diện ớt:
= 0,492.d
2

Chu vi ớt: = 1,7723.d
Bán kính thuỷ lực: R = 0,2776.d
Cống là BTCT nên n = 0,014
Thay vào công thức Sezy: (Trong đó hệ số C tính theo công thức Manning)
V = C. R.i = 1 R
1/6
. R.i
n
= 1 (0,2776.d)
2/3
. i
0,014
Q = *V = 0,492.d
2
. 1 (0,2776.d)
2/3
. 0.003
0,014
= 0.819*d
8/3
0.02

d
8/3
0.024
d 0.024
3/8

d 0.247 (m)
Khi d=250 mm:
Vận tốc nớc chảy trong cống là:
V = 1 (0,2776.d)
2/3
. i
0,014
Trang 11/41
= 0.66 (m/s).
Lu lợng tính toán: q=.v = 0,492.0.25
2
.0.66 = 0,0203(m
3
/s).
= 20,30(l/s). Nghĩa là gần với lu lợng đ cho.
Vậy với Q=20(l/s), I = 0.003, h/d = 0.6 ta chọn D250mm, v = 0.66(m/s)
b/ Phơng pháp dùng bảng tra thuỷ lực:
Dùng bảng tra thuỷ lực (sổ tay tính toán thuỷ lực hoặc các phần mềm vi tính)
- Dựa vào bảng tra thuỷ lực: (Trong đó hệ số C tính dựa theo công thức
Federop).
Với Q=20(l/s), i = 0.003 ta chọn D250mm, v = 0.67(m/s), h/d = 0.58.
Kết luận:
- Kết quả tính theo hai cách chỉ sai số khoảng 3%.
- Nguyên nhân: trong các bảng tra thuỷ lực, hệ số C tính dựa theo công thức

Federop nên độ chính xác cao hơn. Ngoài việc tính tới ảnh hởng của độ nhám n,
bán kính thuỷ lực R hệ số C còn tính tới sự ảnh hởng của nhiệt độ nớc thải và
nồng độ chất lơ lửng của nớc thải.
Khi tính toán thủ công, đối với ống và kênh hở có n<0.02, R<0.5m thì hệ số C
nên dùng theo công thức Manning vì cho kết quả tốt và công thức khá ngắn gọn.
2.3 Trình tự vạch tuyến MLTN ngoài nhà: (2.0 tiết)
2.3.1 Phân chia lu vực thoát nớc:
Lu vực thoát nớc là phần diện tích mà nớc thải cho chảy tập trung về một
cống góp chính. Phân ranh giới lu vực là các đờng phân thuỷ. Các cống tuyến
chính thờng đặt theo đờng tụ thuỷ. MLTN có thể gồm một hay một vài cống góp
chính tuỳ theo điều kiện địa hình và quy mô thành phố.
2.3.2 Xác định vị trí trạm làm sạch và điểm xả sau khi làm sạch:
- Mục đích :
Trạm làm sạch có ảnh hởng lớn về kinh tế-kỹ thuật, điều kiện vệ sinh môi
trờng vì vậy cần xác định vị trí trạm làm sạch và vị trí xả nớc sau khi làm sạch.
- Yêu cầu:
+ Phải đặt ở phía thấp hơn so với địa hình thành phố nhng không bị ngập do lũ
lụt.
+ Phải đặt cuối hớng gió chính đặc biệt về mùa hè, cuối nguồn nớc và đảm
bảo khoảng cách vệ sinh đối với khu dân c và các xí nghiệp công nghiệp (thờng
lấy 500m).
Trang 12/41
+ Thuận tiện trong việc sử dụng nớc thải và cặn lắng của nó vào mục đích
nông nghiệp, đồng thời có thể tận dụng khả năng làm sạch tự nhiên để giảm nhẹ việc
xây dựng công trình làm sạch nhân tạo.
+ Địa hình thuận lợi, địa chất tốt, mực nớc ngầm nằm sâu.
2.3.3 Chọn kiểu hệ thống thoát nớc: (xem lại 1.1.3 đã học).
2.3.4 Vạch tuyến mạng lới thoát nớc:
Vạch tuyến MLTN hoặc chọn sơ đồ MLTN là giai đoạn rất quan trọng của
việc thiết kế thoát nớc bởi nó quyết định toàn bộ giá thành thoát nớc.

- Nguyên tắc vạch tuyến MLTN:
Phải hết sức lợi dụng địa hình đặt ống theo chiều từ khu vực cao đến khu vực
thấp đảm bảo mạng lới tự chảy là chủ yếu, tránh đào đắp nhiều, tránh đặt nhiều
trạm bơm.
Nói chung các đờng ống chính đều nằm theo các đờng phố. Trờng hợp cá
biệt có thể xuyên qua các tiểu khu nhà ở. Khi đó, cần thoả thuận với kiến trúc s quy
hoạch Thành phố.
Tổng chiều dài đờng ống của mạng lới là nhỏ nhất, không để trờng hợp
nớc chảy vòng quanh co, tránh đặt cống sâu.
Một số ví dụ vạch tuyến MLTN:
- Vạch tuyến theo chu vi:

Cống đợc đặt dọc theo các đờng phố bao quanh tiểu khu.
Sơ đồ này áp dụng khi địa hình bằng phẳng, tiểu khu có diện tích lớn và công
trình không xây dựng sâu vào bên trong.
Trang 13/41
- Vạch tuyến theo ranh giới thấp:

Cống đặt theo đờng phố ở phía ranh giới thấp của tiểu khu
Sơ đồ này áp dụng khi địa hình có độ dốc tơng đối lớn.
- Vạch tuyến xuyên khu:


Khi địa hình bằng phẳng, khu vực thoát nớc lớn thì có thể vạch tuyến theo
kiểu xuyên khu (xem hình vẽ).
Trang 14/41
Các cống góp chính vạch theo hớng về trạm xử lý và cửa xả nớc vào nguồn
tiếp nhận.
Giảm tới mức tối đa các đờng ống cắt qua sông, hồ, cầu, đờng sắt, đê đập
và các công trình ngầm khác.

Cần kết hợp bố trí cống thoát nớc cùng với các công trình ngầm khác trong
các hào, rnh, tuy nen để đảm bảo cho việc xây dựng, khai thác sử dụng đợc thuận
lợi.
2.3.5 Phân chia tiểu lu vực trong các ô đất:
Việc phân chia lu vực thoát nớc sao cho đờng ống dẫn từ các công trình
đến đờng ống trên đờng phố là ngắn nhất.
Nguyên tắc phân chia lu vực: dựa vào một số yếu tố sau
- Chức năng ô đất.
- Địa hình.
- Lu lợng tính toán sơ bộ.


2.3.6 Độ sâu chôn ống:
- Mục đích :
Độ sâu chôn ống ảnh hởng nhiều đến kinh phí đầu t và thời gian xây dựng.
Vì vậy, chọn độ sâu chôn cống nhỏ nhất để đảm bảo có lợi về mặt kinh tế là vấn đề
rất quan trọng.
Trang 15/41
- Nguyên tắc chọn độ sâu chôn ống:
+ Thông thờng phải đảm bảo cho cống không bị phá hoại do tác động cơ học
gây nên, nhng cũng phải đảm bảo một độ sâu cần thiết. Trong điều kiện thông
thờng, độ sâu chôn cống ngoài phố không nhỏ hơn (0.5m+d) đối với nơi không có
xe cơ giới qua lại, không nhỏ hơn (0.7m+d) đối với nơi có xe cơ giới qua lại (d-
đờng kính cống ngoài phố).
+ Độ sâu chôn cống còn phụ thuộc vào địa hình và quy hoạch tầng hầm của các
ngôi nhà. Tuy nhiên, nếu cống thoát nớc trong sân nhà và tiểu khu đặt với độ sâu
không cần thiết thì sẽ tăng chiều sâu của toàn mạng lới và làm tăng giá thành xây
dựng. Vì vậy cần phải xác định độ sâu chôn cống ban đầu, độ sâu này chủ yếu phụ
thuộc vào địa hình, khi không có tài liệu sơ bộ lấy bằng 1.5m-2.0m. Khi có số liệu
cụ thể thì có thể xác định theo công thức sau:

H= h+(il+IL)+z
1
-z
2
+ (m)
Trong đó:
H - độ sâu chôn cống đầu tiên của cống thoát nớc đờng phố (m).
h - độ sâu chôn cống đầu tiên của cống trong sân nhà hay trong tiểu khu
(0.2- 0.4)m+d (d- đờng kính cống tiểu khu).
l- chiều dài của cống trong sân nhà hay tiểu khu (m)
i- độ dốc của cống trong sân nhà hay tiểu khu.
L-chiều dài đoạn nối từ giếng kiểm tra tới cống ngoài phố(m).
I -độ dốc đoạn cống nối.
Z
1
- cốt mặt đất của giếng thăm đầu tiên của cống ngoài phố.
Z
2
- cốt mặt đất của giếng thăm đầu tiên của cống trong sân nhà hay tiểu khu
(m).
- độ chênh kích thớc của cống ngoài phố và cống trong sân nhà(tiểu khu).
Trang 16/41

+ Độ sâu chôn cống không nên đặt sâu quá sẽ gây khó khăn cho công tác xây
lắp và quản lý. Do đó, cần quy định độ sâu tối đa đặt cống. Nói chung, trong điều
kiện địa chất công trình và địa chất thuỷ văn thuận lợi, độ sâu tối đa không nên vợt
quá 6-8m, trờng hợp đất yếu không vợt quá 4-4.5m. Với độ sâu lớn hơn cần đặt
trạm bơm để tăng áp.
Đối với các khu đô thị lớn thờng có các trạm bơm tăng áp. Khi đó, trạm bơm
phải đợc bố trí phù hợp, muốn vậy cần lu ý:

+ Nên đặt ở những chỗ có địa hình thấp nhất so với khu vực.
+ Tránh phải đặt trạm bơm tăng áp nhiều lần hoặc phải bơm cho những khu vực
quá lớn.
+ Nên đặt vào những khu vực xây dựng đợt đầu để thuận lợi cho việc phân đợt
xây dựng.
2.4 Bố trí cống trên mặt cắt ngang đờng phố: (0.5 tiết)
2.4.1 Yêu cầu :
+ Cống thoát nớc thờng bố trí dọc theo các đờng phố, có thể dới phần vỉa
hè, mép đờng hoặc dới lòng đờng. Nếu bố trí mạng lới ở một phía đờng phố
thì nên ở phía có ít mạng lới ống ngầm và có nhiều nhánh thoát nớc đổ vào. Trên
những đờng phố rộng 30m hoặc lớn hơn, có thể bố trí đờng ống thoát nớc ở hai
bên đờng(nếu chỉ tiêu kinh tế cho phép).
+ Bố trí phù hợp với từng loại đô thị và xu hớng phát triển lâu dài của đô thị vì
vậy phải đảm bảo tính đồng bộ, hệ thống, liên hoàn
Trang 17/41
+ Việc bố trí mạng lới thoát nớc cần đảm bảo khả năng thi công lắp đặt, sửa
chữa và bảo vệ các đờng ống khác khi có sự cố, đồng thời không cho phép làm xói
mòn nền móng công trình hoặc xâm thực ống cấp nớc
2.4.2 Qui định khoảng cách đặt cống:
Tham khảo tài liệu: QCXDVN01:2008/BXD.
Khoảng cách mặt bằng từ cống thoát nớc đến gờ móng nhà, tuynen, các công
trình không đợc <5m đối với ống có áp, không <3m đối với ống tự chảy. Khoảng
cách tính toán có thể xác định theo công thức sau:
L = h + b +0.5
tg 2
Trong đó:
L- Khoảng cách tính từ tim cống đến móng công trình.
h- chiều cao giữa đáy móng nhà(công trình) và đáy cống (m).
- độ dốc tự nhiên của đất.
b- chiều rộng của mặt cắt đào đặt cống(m).

Khong cỏch ti thiu gia cỏc cụng trỡnh h tng k thut ngm ụ th khụng
nm trong tuy-nen hoc ho k thut c quy nh trong bng 1.
Bng 1: Khong cỏch ti thiu gia cỏc cụng trỡnh h tng k thut ngm ụ
th khụng nm trong tuy-nen hoc ho k thut (m)
Loi ng ng
ng
ng
cp
nc
Cng
thoỏt
nc
thi
Cng
thoỏt
nc
ma
Cỏp
in

Cỏp
thụng
tin
Kờnh
mng
thoỏt nc,
tuy-nen
Khong cỏch theo chiu ngang
ng ng cp
nc

0,5 1,0 0,5 0,5 0,5 1,5
Cng thoỏt nc
thi
1 0,4 0,4 0,5 0,5 1,0
Cng thoỏt nc
ma
0,5 0,4 0,4 0,5 0,5 1,0
Cỏp in 0,5 0,5 0,5 0,1 0,5 2,0
Cỏp thụng tin 0,5 0,5 0,5 0,5 - 1,0
Tuynel, ho k thut

1,5 1,0 1,0 2,0 1 -
Khong cỏch theo chiu ng
ng ng cp
nc
- 1,0 0,5 0,5 0,5
Cng thoỏt nc
thi
1,0 - 0,4 0,5 0,5
Cng thoỏt nc
ma
0,5 0,4 - 0,5 0,5
Cỏp in 0,5 0,5 0,5 0,1 0,5
Cỏp thụng tin 0,5 0,5 0,5 0,5 -
Trang 18/41
- Khi bố trí đường ống cấp nước sinh hoạt song song với đường ống thoát
nước bẩn, khoảng cách giữa các đường ống không được nhỏ hơn 1,5m, khi đường
kính ống cấp nước 200mm khoảng cách đó không được nhỏ hơn 3m và khi đường
kính ống cấp nước lớn hơn 200mm thì trên đoạn ống đi song song đường ống cấp
nước phải làm bằng kim loại.

- Khoảng cách giữa các đường ống cấp nước có đường kính lớn hơn 300mm
và với cáp thông tin không được nhỏ hơn 1m.
- Nếu bố trí một số đường ống cấp nước song song với nhau khoảng cách
giữa chúng không được nhỏ hơn 0,7m khi đường kính ống 300mm; không được nhỏ
hơn 1m khi đường ống 400-1.000mm; không được nhỏ hơn 1,5m khi đường kính
ống trên 1.000mm. Khoảng cách giữa các đường ống có áp lực khác cũng áp dụng
tiêu chuẩn tương tự.

- Khoảng cách tối thiểu giữa các hệ thống hạ tầng kỹ thuật ngầm đô thị khi
đặt chung trong tuy-nen hoặc hào kỹ thuật được quy định trong bảng 2.
Bảng 2: Khoảng cách tối thiểu giữa các hệ thống hạ tầng kỹ thuật ngầm đô thị
khi đặt chung trong tuy-nen hoặc hào kỹ thuật (m)
Loại đường ống
Đường ống
cấp nước
Cống thoát nước
thải, thoát nước
mưa
Cáp điện
Cáp
thông
tin
Đường ống cấp nước 0,8 1,0 0,5 0,5
Cống thoát nước thải,
thoát nước mưa
1,0 0,4 0,5 0,5
Cáp điện 0,5 0,5 0,1 0,5
Cáp thông tin 0,5 0,5 0,5 0,1

- Khoảng cách tối thiểu giữa các công trình hạ tầng ngầm khác tuân thủ quy

chuẩn xây dựng các công trình ngầm đô thị.
Trang 19/41

2.5 Xác định lu lợng tính toán cho từng đoạn cống: (0.5 tiết).
2.5.1 Khái niệm đoạn cống tính toán:
Đoạn cống tính toán là khoảng cách giữa hai điểm (giếng thăm) mà lu lợng
dòng chảy quy ớc là không đổi.
2.5.2 Các loại lu lợng:
a/ Lu lợng dọc đờng:
+ Khái niệm: Là lợng nớc từ các khu nhà thuộc lu vực nằm dọc hai bên
đoạn cống đổ vào đoạn cống tính toán.
+ Đặc điểm: Lu lợng dọc đờng là một đại lợng biến đổi (xem hình vẽ).

a b

Để đơn giản trong tính toán, ngời ta coi lu lợng dọc đờng mà đoạn cống
phục vụ đều đổ vào điểm đầu và không đổi trên đoạn cống đó.
b/ Lu lợng chuyển qua:
+ Khái niệm: Là lợng nớc từ đoạn cống phía trên đổ vào điểm đầu của đoạn
cống tính toán.
c/ Lu lợng cạnh sờn:
Trang 20/41
+ Khái niệm: Là lợng nớc từ cống nhánh cạnh sờn đổ vào điểm đầu của
đoạn cống tính toán.
d/ Lu lợng tập trung:
+ Khái niệm: Là lợng nớc chuyển qua đoạn cống từ các đơn vị thải nớc lớn
nằm riêng biệt ở phía trên đoạn cống tính toán (XNCN, trờng học, công trình công
cộng )
+ Đặc điểm: Lu lợng cạnh sờn, lu lợng chuyển qua, lu lợng tập trung
đổ vào đầu đoạn cống và có giá trị không đổi suốt chiều dài đoạn cống tính toán.

e/ Ví dụ:
55
50
45
40
1
2
xncn
qxncn
a
b c
2.6 Tính toán mạng lới thoát nớc bẩn: (2.5 tiết)
2.6.1 Dân số tính toán:
- Khái niệm: Dân số tính toán là số ngời sử dụng HTTN tính đến cuối thời
gian quy hoạch xây dựng (thờng lấy 15-25năm) đợc xác định khi lập quy hoạch
tổng thể.
Dân số tính toán phụ thuộc: loại nhà, số tầng nhà, mức độ trang thiết bị vệ
sinh và tiện nghi ngôi nhà và đợc xác định theo mật độ dân số P.
- Công thức: N = P.F
Trong đó: P - mật độ dân số (ngời /ha).
Trang 21/41
F - diện tích của khu nhà ở (ha).
Theo kinh nghiệm, xây dựng HTTN quy mô đạt hiệu quả kinh tế khi
P>50 ngời/ha. Với mật độ dân số bé hơn, chỉ nên xây dựng HTTN cục bộ.
2.6.2 Tiêu chuẩn và chế độ thải nớc:
- Tiêu chuẩn thải nớc: là lợng nớc thải ra cho một đối tợng dùng nớc
trong một đơn vị thời gian.
+ Tiêu chuẩn thải nớc thờng lấy bằng tiêu chuẩn cấp nớc.
+ Tiêu chuẩn thải nớc phụ thuộc vào mức độ hoàn thiện thiết bị vệ sinh, điều
kiện khí hậu, điều kiện vệ sinh, phong tục tập quán, điều kiện kinh tế x hội, trình

độ dân trí, khoa học kỹ thuật
+ Tiêu chuẩn thải nớc sinh hoạt của các khu dân c có thể tham khảo bảng sau:
Số
TT
Mức độ tiện nghi của ngôi nhà Tiêu chuẩn thải nớc
sinh hoạt q (l/ngời.
Ngđ)
1 Nhà có vòi tắm riêng, không có các thiết bị vệ
sinh
60 - 100
2 Nhà có thiết bị vệ sinh, tắm hơng sen và
HTTN bên trong
100 - 150
3 Nhà có thiết bị vệ sinh, chậu tắm và HTTN
bên trong
150 - 250
4 Nh trên và có tắm nớc nóng cục bộ 200 - 300
+ Tiêu chuẩn thải nớc sinh hoạt trong các xí nghiệp công nghiệp có thể tham
khảo bảng sau:
Tính chất phân xởng Tiêu chuẩn thải nớc sinh hoạt q
(l/ngời. Ngđ)
- Phân xởng nóng toả nhiệt 35
- Phân xởng lạnh 25
+ Tiêu chuẩn thải nớc từ nhà tắm của công nhân sau giờ làm việc, đối với tắm
hơng sen riêng biệt: q= 40-60(l/ngời.1lần tắm). Thời gian tắm thờng lấy
45 phút.
+ Tiêu chuẩn thải nớc sản xuất xác định theo đơn vị sản phẩm hay lợng thiết
bị cần cấp nớc, phụ thuộc vào dây chuyền công nghệ sản xuất, nguyên liệu tiêu
Trang 22/41
thụ ban đầu và sản phẩm sản xuất của từng nhà máyKhi thiết kế sơ bộ có thể

tham khảo số liệu của những XNCN tơng tự . Đối với giai đoạn lập quy hoạch,
lu lợng nớc thải tính theo m3/ha diện tích khu công nghiệp.
- Hệ số không điều hoà:
+ Mục đích: Tiêu chuẩn thải nớc sinh hoạt đ nêu là đại lợng trung bình.
Trong thực tế, nớc thải ra không đều theo thời gian và không gian (giờ ban đêm
nớc thải ít hơn ban ngày, những khu nhà cao tầng nớc thải lớn hơn những khu
nhà thấp tầng) Vì vậy, khi tính toán HTTN không những cần biết lu lợng trung
bình mà còn biết cả chế độ thay đổi lu lợng theo từng giờ trong ngàyĐiều đó
đợc đặc trng bằng hệ số không điều hoà.
+ Hệ số không điều hoà ngày:
Là tỷ số giữa lu lợng ngày lớn nhất và lu lợng ngày trung bình (tính trong
năm).
Kng = Qmax.ng
Qtb.ng
+ Hệ số không điều hoà giờ:
Là tỷ số giữa lu lợng giờ tối đa và lu lợng giờ trung bình (trong ngày thải
nớc tối đa).
Kh = Qmax.h
Qtb.h
+ Hệ số không điều hoà chung:
Là tỷ số giữa lu lợng giờ tối đa trong ngày thải nớc tối đa và lu lợng
ngày trung bình.
Kc = Kng.Kh
+ Chú ý:
Khi tính toán MLTN, ngời ta thờng sử dụng Kc. Hệ số này có thể lấy căn cứ
vào lu lợng trung bình giây nớc thải sinh hoạt theo bảng sau:
Qtb
s

(l/s)

5 10 20 50 100 300 500 1000
5000
K
0 max
2.5 2.1 1.9 1.7 1.6 1.55 1.5 1.47 1.44
K
0 min
0.38 0.45 0.5 0.55 0.59 0.62 0.66 0.69 0.71
Ghi chú: Các giá trị nằm trong khoảng giữa hai giá trị lu lợng trung bình ghi
trong bảng, xác định theo cách nội suy.
Trang 23/41
2.6.3 Công thức xác định lu lợng tính toán nớc thải:
- Định nghĩa: Lu lợng tính toán nớc thải là lu lợng lớn nhất (có thể xảy
ra) mà HTTN phải đáp ứng.
- Lu lợng nớc thải sinh hoạt khu dân c:
Qtb
ng
= N.q (m
3
/ngđ)
1000
Qmax
ng
= N.q .Kng (m
3
/ngđ)
1000

Qtb
h

= N.q (m
3
/h)
24.1000
Qmax
h
= N.q .Kng.Kh (m
3
/h)
24.1000
Qtb
s
= N.q (l/s)
86400
Qmax
s
= N.q .Kc (l/s)
86400
Trong đó: Qtb
ng
, Qtb
h
, Qtb
s
lu lợng trung bình ngày, giờ, giây
Qmax
ng
, Qmax
h
, Qmax

s
lu lợng lớn nhất ngày, giờ, giây
q tiêu chuẩn thải nớc (l/ng.ngđ).
N dân số tính toán.
- Lu lợng nớc thải sản xuất:
Qtb sx
ng
= m.P (m
3
/ngđ)
1000
Qmax sx
s
= m.P1.Kh (l/s)
3600.T
Trong đó: m- lợng nớc thải tính trên sản phẩm (l/sản phẩm, l/tấn).
P1- số lợng sản phẩm trong ca có năng suất lớn nhất (tấn, sản phẩm).
P- số lợng sản phẩm trong ngày (tấn, sản phẩm).
T- số giờ làm việc trong ca (h).
- Lu lợng nớc thải sinh hoạt trong các XNCN:
Qtb
ng
= 25.N1+35.N2 (m
3
/ngđ)
1000
Trang 24/41
Qmax
h
= 25.N3.K1

h
+35.N4.K2
h
(m
3
/h)
1000.T
Qmax
s
= 25.N3.K1
h
+35.N4.K2
h
(l/s)
3600.T
Trong đó: N1,N2 - số lợng công nhân của phân xởng lạnh, phân xởng nóng
trong ngày.
N3,N4 - số lợng công nhân trong ca đông nhất của phân xởng
lạnh, phân xởng nóng.
K1
h
, K2
h
: hệ số không diều hoà giờ của phân xởng lạnh, phân xởng
nóng.( K1
h
=3, K2
h
=2.5)
T- số giờ làm việc trong ca (h).

- Lu lợng nớc thải từ nhà tắm trong các XNCN:
Qtb
ng
= 40.N5+60.N6 (m
3
/ngđ)
1000
Qmax
s
= 40.N7+60.N8 (l/s)
45.60
Trong đó: N5, N6- số lợng công nhân sử dụng nhà tắm của phân xởng lạnh,
phân xởng nóng trong ngày.
N7,N8- số lợng công nhân trong ca đông nhất của phân xởng lạnh, phân
xởng nóng.
2.6.4 Biểu đồ dao động lu lợng nớc thải:
+ Mục đích: Trong thực tế, nớc thải ra không đều theo thời gian giữa các
đối tợng dùng nớc.
Ví dụ: nớc thải sinh hoạt 24h/24h thờng tăng vào 5h-9h và 17h-21h, nớc
thải các XNCN thờng tăng ở những thời điểm đầu mỗi ca và trớc giờ nghỉ ăn
tra, nớc thải từ các trờng học 8-12h/ngày
Vì vậy, khi tính toán HTTN cần biết chế độ thay đổi tổng lu lợng khu vực
nghiên cứu theo từng giờ trong ngàyĐiều đó đợc thể hiện qua biểu đồ dao động
lu lợng nớc thải.
Trang 25/41
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
1
2
3
4

5
6
7
lu lợng %
giờ trong ngày
Qtb=100%:24=4.17%
6.5%
- Nếu cho rằng, nớc thải ra đồng đều trong ngày đêm, thì biểu đồ dao động
lu lợng là đờng thẳng song song với trục hoành. Lu lợng trung bình % là: Qtb
= 100%:24=4.17%.
- Lu lợng tối đa theo biểu đồ trên là vào 11-12h, chiếm 6.5% tổng lu lợng
ngày đêm, tơng ứng với hệ số không điều hoà giờ:
Kh = 6.5 = 1.6
4.17
2.6.5 Tổng lu lợng nớc thải:
- Theo mật độ dân số:
Dựa vào P, q, K xác định lu lợng nớc thải sinh hoạt theo các công thức
2.6.1 và 2.6.3. Kết quả tính toán lu lợng đa vào bảng sau:
Ký
hiệu
diện
tích
tiểu
khu
Flu
vực(ha)
P
(ng/ha)
N
(ngời)

q(l/ng.
ngđ)
Lu lợng trung
bình
Ghi
chú
Ngày
M3/
ng
Giờ
M3/
h
Giây
l/s
1 2 3 4 5 6 7 8 9
- Theo lu lợng đơn vị hay môđun lu lợng:
+ Phơng pháp này đợc xây dựng trên cơ sở cho rằng nớc thải của khu dân c
thờng tỷ lệ với diện tích. Giả thiết toàn bộ lu lợng nớc từ diện tích mà đoạn