Tkc q5 chuong 06 thiet ke he thong thoat nuoc mua ngoai nha (rev3)

Chương

6
THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỐT NƯỚC MƯA NGỒI
NHÀ

Tháng 10/2017
Người thực hiện:

Nguyễn Văn Đức

Người kiểm tra:

Trương Minh Đức

Ngày

Ký tên


MỤC LỤC
1.

YÊU CẦU THIẾT KẾ ................ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

2.

TRIẾT LÝ THIẾT KẾ ................................................................................... 1

2.1.

Tiêu chuẩn áp dụng ........................................................................................ 2

2.2.

Phần mềm thiết kế .......................................................................................... 2

2.3.

Tài liệu tham khảo: ......................................................................................... 2

2.4.

Quy trình thiết kế ............................................................................................ 2

3.

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KỸ THUẬT .................................... 7

3.1.

Các yêu cầu .................................................................................................... 7

3.2.

Các tiết diện cống ........................................................................................... 9

3.3.

Giải pháp kiến nghị: ..................................................................................... 10

4.

PHỤ LỤC ĐÍNH KÈM ................................................................................ 11


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

1.

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

TỔNG QUAN

Hệ thống thoát nước mưa được thiết kế nhằm mục đích thốt nước mưa cho tồn bộ mặt
bằng nhà máy nhằm đảo bảo điều kiện vận hành an tồn trong suốt vịng đời hoạt động của
nhà máy.
Nước mưa trong Nhà máy sẽ được thu và thoát bằng hệ thống thốt nước xung quanh các
cơng trình và dọc đường. Nước mưa sẽ được thải ra ngồi mơi trường sau khi được xử lý ở
bể tách dầu. Nước mưa có nhiễm các thành phần nguy hại khác sẽ được đưa về khu xử lý
riêng.

2.

YÊU CẦU THIẾT KẾ

Khi thiết kế hệ thống thoát nước việc lựa chọn sơ đồ và các giải pháp cơ bản phải phù hợp
với tổng mặt bằng và hệ thống công nghệ của nhà máy. Các giải pháp kỹ thuật được thiết
kế phải dựa trên cơ sở so sánh chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án đề xuất.
Phương án được chọn là phương án kinh tế và đảm bảo khả năng thực hiện một cách

thuận lợi.
u cầu thiết kế cho các cơng trình xây dựng trong nhà máy Nhiệt điện phải theo sát các
quy định trong Hợp đồng và các tiêu chuẩn áp dụng được quy định.
Các yêu cầu cụ thể cho công tác thiết kế hệ thống thốt nước mưa ngồi nhà của Nhà máy
nhiệt điện được liệt kê như sau:
-

Xác định hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn áp dụng;

-

Xác định hệ thống phần mềm, ứng dụng được phép áp dụng trong thiết kế;

-

Xác định các thông số cần thiết cho thiết kế, yêu cầu về vật liệu;

-

Phân tích đánh giá các giải pháp kỹ thuật để đề xuất giải pháp khả thi về kinh tế, kỹ
thuật.

3.

TRIẾT LÝ THIẾT KẾ
Hệ thống thoát nước mưa ngoài nhà cho các Nhà máy điện được tính tốn trên ngun tắc
chảy trọng lực (tự chảy).
Quyển 5, Chương 6 – Thiết kế hệ thống thoát nước mưa ngoài nhà
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 1 / 11


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Nước mưa trong Nhà máy sẽ được thu và thốt bằng hệ thống thốt nước xung quanh các
cơng trình và dọc đường. Nước mưa sẽ được thải ra ngồi mơi trường sau khi được xử lý
ở bể tách dầu. Nước mưa có nhiễm các thành phần nguy hại khác sẽ được đưa về khu xử
lý riêng.
3.1.

Tiêu chuẩn áp dụng

Tính tốn hệ thống thốt nước mưa chủ yếu áp dụng các tiêu chuẩn như sau:
-

TCVN 7957:2008 – Thoát nước – Mạng lưới bên ngồi và cơng trình – Tiêu chuẩn
thiết kế.

-

TCVN 9113:2012 – Ống bê tơng cốt thép thốt nước.

-

TCVN 4447-2012 – Công tác đất – Quy phạm thi công và nghiệm thu.

-

QCVN 07-2:2016/BXD – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia: Các cơng trình hạ tầng kỹ
thuật – Cơng trình thốt nước.

-

Nghị định 80/2014/NĐ-CP về thốt nước và xử lý nước thải.

-

Các tiêu chuẩn và quy định khác có liên quan...

3.2.

Phần mềm thiết kế

Thiết kế hệ thống thoát nước mưa ngoài nhà chủ yếu dùng các phần mềm sau đây:
-

Bộ phần mềm Microsoft Office: Word, Excel.

-

Phần mềm Autocad.

-

Phần mềm Sap 2000.

3.3.

Tài liệu tham khảo:

-

Thiết kế bản vẽ thi công hệ thống thốt nước mưa ngồi trời của dự án Nhà máy
Điện Vĩnh Tân 4, Nhà máy Điện Vĩnh Tân 1, Nhà máy Điện Duyên Hải 1, Nhà máy
điện Duyên Hải 3, Nhà máy điện Ơ Mơn 1.

3.4.

Giáo trình Cấp thốt nước.
Quy trình thiết kế

Thiết kế hệ thống thốt nước mưa theo quy trình như sau:

Quyển 5, Chương 6 – Thiết kế hệ thống thốt nước mưa ngồi nhà
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 2 / 11


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Thu thập số liệu thủy văn

Phân chia lưu vực

Vạch tuyến thốt nước

Tính tốn thủy lực và thiết kế trắc
dọc

3.4.1. Thu thập số liệu thủy văn khu vực dự án
Để có thể tiến hành cơng tác tính tốn, thiết kế hệ thống thốt nước mưa ngồi nhà thì
chúng ta cần phải có số liệu thủy văn khu vực nhà máy. Các số liệu cần thiết đó là lượng
mưa và cao độ mực nước.
3.4.2. Phân chia lưu vực thoát nước
Chia diện tích thốt nước thành các lưu vực: bằng trực giác căn cứ vào bản đồ địa hình và
căn cứ vào thiết kế của các hạng mục cơng trình. Nếu địa hình bằng phẳng thì chia diện
tích sao cho việc tập trung nước được nhanh nhất.
3.4.3. Vạch tuyến thoát nước
Trên mặt bằng đã phân chia lưu vực, thực hiện vạch các tuyến thoát nước cho nhà máy.
Vạch tuyến là xác định vị trí và hướng dịng chảy. Thơng thường tuyến thốt nước sẽ đi
dọc theo đường giao thơng.
Tuyến thốt nước chính: có nhiệm vụ thu tồn bộ nước mưa của một khu vực dẫn đến
điểm thải. Dựa vào mặt bằng cụ thể của từng nhà máy để xác định có bao nhiêu tuyến
thốt nước chính.
Tuyến thốt nước lưu vực : có nhiệm vụ thu nước tồn bộ lưu vực mà nó phụ trách và cho
chảy vào tuyến thốt nước chính.
Quyển 5, Chương 6 – Thiết kế hệ thống thoát nước mưa ngoài nhà
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 3 / 11

Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Việc vạch tuyến thoát nước phải tuân thủ những nguyên tắc sau đây:
 Hết sức lợi dụng địa hình:
-

Đặt hệ thống thốt nước dốc theo chiều dốc của địa hình nhằm đảm bảo khả
năng tự chảy nhiều nhất;

-

Tránh đào đắp nhiều.

 Tổng chiều dài cống nhỏ nhất;
 Khi vạch tuyến thoát nước mưa cần phải biết rõ sự bố trí các cơng trình ngầm, tránh
giao chéo.
Song song với việc vạch tuyến thì ta cũng tiến hành bố trí hố ga dọc theo tuyến thốt nước,
tại vị trí các hố ga bố trí miệng thu nước từ mặt đường để dẫn vào hố ga.
3.4.4. Tính tốn
a. Xác định lưu lượng tính tốn
 Trường hợp khu vực nhà máy đã có số liệu mưa:
Lưu lượng tính tốn thốt nước mưa được xác định theo công thức tổng quát sau:
Q = K.C.I.F (m3/s)
Trong đó:
Q: Lưu lượng (m3/s)
F: Diện tích lưu vực (ha)
I: Lượng mưa thiết kế (mm/giờ)

K: Hệ số (K=0.00278)
C: Hệ số dòng chảy
Số liệu về lượng mưa khu vực nhà máy sẽ được tính tốn dựa trên các số liệu của trạm
thủy văn gần nhất và thường được thể hiện như trong bảng sau:

Quyển 5, Chương 6 – Thiết kế hệ thống thốt nước mưa ngồi nhà
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 4 / 11


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Thời gian

Tần suất
1

3

5

10

25

50

20 phút

57.6

52.5

49.9

46.1

40.4

34.8

1 giờ

119.8

103.7

96.1

85.5

70.8

58.7

1 ngày

180.3

156.5

145.0

128.9

105.5

84.9

(Số liệu tham khảo dự án Nhà máy Điện Duyên Hải 1, đơn vị: mm)
Theo như quy định khi tính tốn sẽ tính với tần suất 10% và thơng thường sẽ tính cho trận
mưa 1 giờ.
Hệ số dòng chảy C xác định bằng mơ hình tính tốn q trình thấm. Trong trường hợp
khơng có điều kiện xác định theo mơ hình tốn thì đại lượng C, phụ thuộc tính chất mặt
phủ của lưu vực và chu kỳ lặp lại trận mưa tính tốn P, xác định theo Bảng 5 của TCVN
7959:2008 như sau:

Mặt đường atphan
Mái nhà, mặt phủ bêtông

Chu kỳ lặp lại trận mưa tính tốn P
(năm)
2
5
10
25

50
0.73
0.77
0.81
0.86
0.90
0.75
0.80
0.81
0.88
0.92

Mặt cỏ, vườn, cơng viên (cỏ chiếm dưới 50%)
- Độ dốc nhỏ 1-2%
- Độ dốc trung bình 2-7%
- Độ dốc lớn

0.32
0.37
0.40

Tính chất bề mặt thốt nước

0.34
0.40
0.43

0.37
0.43
0.45

0.40
0.46
0.49

0.44
0.49
0.52

Khi lưu vực tính tốn có nhiều loại bề mặt khác nhau thì hệ số dịng chảy C được xác định
trên cơ sở tính đến tỷ lệ có được bởi các loại bề mặt khác nhau của vùng đặc trưng cho lưu
vực đó. Cách xác định dựa vào cơng thức:
n

 F .C
i

C

i

i 1

n

F

i

i 1

Trong đó:
Quyển 5, Chương 6 – Thiết kế hệ thống thốt nước mưa ngồi nhà
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 5 / 11


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Fi: Diện tích bề mặt có tính chất i.
Ci: Hệ số dịng chảy liên quan đến diện tích Fi.
 Trường hợp khu vực nhà máy chưa có số liệu mưa:
Lưu lượng tính tốn thốt nước mưa được xác định theo cơng thức tổng qt sau:
Q= q.C.F (l/s)
Trong đó:
q: Cường độ mưa tính tốn (l/s.ha )
C - Hệ số dịng chảy (Lấy theo bảng trên)
F - Diện tích lưu vực (ha)
Cường độ mưa tính tốn (q) được xác định theo công thức:
q

A(1  C lg P)
(t  b) n

Trong đó:
q: Cường độ mưa (l/s.ha);

t: Thời gian dịng chảy mưa (phút);
P: Chu kỳ lặp lại trận mưa tính tốn (10 năm);
A,C,b,n- Tham số xác định theo điều kiện mưa của địa phương, có thể chọn theo
Phụ lục B của TCVN 7957:2008; đối với vùng khơng có thì tham khảo vùng lân
cận.
Thời gian dòng chảy mưa (t) được xác định như sau:
t=t1+t2 (phút)
Trong đó:
t1: Thời gian nước mưa chảy trên bề mặt, nó phụ thuộc khoảng cách, độ dốc, loại
bề mặt,...và thông thường lấy t1=10 phút.
t2: Thời gian nước chảy trong cống hay mương (t2=L/V) (L: chiều dài, V: vận tốc).
Quyển 5, Chương 6 – Thiết kế hệ thống thoát nước mưa ngoài nhà
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 6 / 11


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

b. Tính tốn thủy lực
Lưu lượng dịng chảy được tính tốn theo cơng thức Mainning:
QP = (1/n) x A x R 2/3 x S 0.5(m3/s)
Trong đó:
QP :

Lưu lượng (m3/s)

n:

Hệ số nhám Manning (n= 0.013 cho bê tơng)

A:

Diện tích dịng chảy (m2)

R:

Bán kính thủy lực (m). R=A/P

S:

Độ dốc

P:

Chu vi ướt

Sử dụng cơng thức Manning, vận tốc dịng chảy được tính tốn như sau:
V = (1/n)x R 2/3 x S 0.5 (m/s)
Trong q trình tính tốn thủy lực, kiểm tra điều kiện lưu lượng và vận tốc thỏa mãn các
yêu cầu đã đặt ra. Các điều kiện đó là:
-

Qp>Q

-

Vận tốc nhỏ nhất < V < Vận tốc lớn nhất

Nếu 1 trong 2 điều kiện trên khơng thỏa thì phải tính tốn lại bằng cách thay đổi độ dốc
hoặc kích thước cống.
Từ kết quả tính tốn thủy lực cho tồn bộ tuyến thoát nước, ta tiến hành thiết kế trắc dọc.
4.

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KỸ THUẬT
4.1.

Các yêu cầu

a. Vận tốc cho phép
Khi thiết kế hệ thống thoát nước mưa ngoài nhà cần kiểm tra các điều kiện vận tốc như
sau:
Vận tốc nhỏ nhất

:

Quyển 5, Chương 6 – Thiết kế hệ thống thốt nước mưa ngồi nhà
Ấn bản 03, tháng 10/2017

0.4 m/s
Trang 7 / 11


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Vận tốc lớn nhất trong đường ống

:

2.4 m/s

Vận tốc lớn nhất trong mương hở

:

1.80 đến 2.4 m/s

Vận tốc lớn nhất trong mương trồng cỏ

:

1.0 m/s

b. Đường kính và độ đầy tính tốn
Đường kính nhỏ nhất của cống thốt nước mưa được quy định như sau (TCVN
7957:2008):
Đường kính nhỏ nhất D (mm)
Loại hệ thống thoát nước
Trong tiểu khu

Đường phố

200

400

Hệ thống thoát nước mưa

Đối với cống thoát nước mưa được thiết kế chảy đầy hoàn toàn.
c. Độ dốc, độ sâu cống
Độ dốc nhỏ nhất của cống imin phải chọn trên cơ sở đảm bảo vận tốc dòng chảy nhỏ nhất
đã qui định cho từng loại đường cống và kích thước của chúng. Thơng thường lựa chọn
imin=1/D (D là đường kính ống).
Độ dốc cống nối từ giếng thu nước mưa đến cống thốt nước lấy bằng 0,02.
Độ sâu chơn cống: thơng thường cống phải đặt sâu để tránh bị phá hoại do tác động cơ
học. Thường chọn ≥ (0.5÷0.7m). Nếu sâu quá sẽ làm tăng giá thành mạng lưới. Xác định
độ sâu chôn cống ban đầu chủ yếu phụ thuộc địa hình.
Nhằm mục đích hạn chế ảnh hưởng của thủy triều đến khả năng thốt nước thì cao độ của
điểm xả phải được thiết kế cao hơn mực nước triều cao trung bình ở khu vực dự án.
d. Vật liệu, tải trọng thiết kế
 Cường độ bê tông: là cường độ chịu nén của khối trụ bê tông (150x300mm), được bảo
dưỡng trong điều kiện tiêu chuẩn và thí nghiệm nén ở tuổi 28 ngày nhân với hệ số
chuyển đổi qua khối lập phương (150x150x150mm) là 1.2, cường độ bê tông được quy
định theo bảng sau:

Quyển 5, Chương 6 – Thiết kế hệ thống thốt nước mưa ngồi nhà
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 8 / 11


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2





Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Cấp bê tông – Cường độ bê tông

Cấu kiện

C30 hay 30MPa

Cống tròn, đúc bằng phương pháp quay ly tâm

C20 hay 20MPa

Hầm ga, các cấu kiện BTCT của hầm ga, của
cống

C15 hay 15MPa

Bê tơng lót

Cốt thép:
-

Cốt thép Đường kính ≤ 10mm dùng loại AI-CT3, Ra≥2100 Kg/cm2

-

Cốt thép đường kính > 10mm dùng loại AII-CT5, Ra≥2700 Kg/cm2

Tải trọng thiết kế:
-

Cống ngang đường: thiết kế với tải trọng H30-XB80.

-

Cống trên vỉa hè: Thiết kế với tải trọng H10.

4.2.

Các tiết diện cống

Trong thực tế xây dựng hệ thống thoát nước, chúng ta thường gặp nhiều loại tiết diện
cống. Việc lựa chọn tiết diện này hay tiết diện khác là căn cứ vào điều kiện cụ thể của từng
nơi mà quyết định. Nói chung phải xuất phát từ các yêu cầu sau:
-

Có khả năng chuyển tải lớn nhất;

-

Có độ bền dưới tác động của tải trọng động và tĩnh;

-

Giá thành xây dựng thấp;

-

Thuận tiện trong quản lý.

Thơng thường có các loại tiết diện như sau:

Quyển 5, Chương 6 – Thiết kế hệ thống thốt nước mưa ngồi nhà
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 9 / 11


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Ở các Nhà máy nhiệt điện, hệ thống thoát nước mưa chủ yếu sử dụng 2 loại mặt cắt a và b
để thuận tiện trong việc thiết kế cũng như thi cơng.
Để có thể lựa chọn mặt cắt tối ưu cho thiết kế hệ thống thốt nước thì ta cần phân tích ưu,
nhược điểm của 2 loại mặt cắt này. Chi tiết được thể hiện trong bảng sau:
Ưu điểm

Cống trịn

-

Giá thành rẻ

-

Thi cơng nhanh, dễ dàng

Nhược điểm
-

hợp cho các khu vực nhỏ.
-

Cống chữ nhật
4.3.

Tải được lưu lượng nhỏ, phù

Hay bị tắc, khó vệ sinh

Dễ dàng vệ sinh, duy tu, bảo -

Giá thành cao

dưỡng

Thi cơng khó hơn, thời gian

Tải được lưu lượng lớn.

-

thi công lâu

Giải pháp kiến nghị:

Tùy vào điều kiện cụ thể của từng nhà máy trên cơ sở so sánh kinh tế kỹ thuật của từng
phương án mà mà lựa chọn loại mặt cắt phù hợp.
Từ việc phân tích những ưu nhược điểm của từng loại mặt cắt như trên cũng như qua thực
tế các Dự án Nhà máy nhiệt điện đã thực hiện kiến nghị sử dụng cống trịn để sử dụng cho
hệ thống thốt nước ngoài nhà trong các dự án Nhà máy nhiệt điện vì những lý do như
sau:
-

Các nhà máy nhiệt điện có diện tích khơng q lớn cho nên lưu lượng thốt nước mưa
cũng khơng lớn.

-

Cống trịn hiện nay đã được sản xuất tại nhà máy với công nghệ hiện đại, chất lượng
được kiểm sốt dễ dàng và thuận lợi. Kích thước đa dạng với đường kính từ 200mm
đến 2000mm.

-

Thời gian thi cơng cống trịn nhanh, giá thành rẻ.

Quyển 5, Chương 6 – Thiết kế hệ thống thốt nước mưa ngồi nhà
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 10 / 11


Tổng công ty Phát điện 3

Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

5.

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

PHỤ LỤC ĐÍNH KÈM
-

Tham khảo Quyển 9.
STT

Số hiệu bản vẽ

Tên bản vẽ

1.

NĐ-0841K.30.SW-0041

Minh họa mặt bằng phân chia lưu vực và thốt nước

2.

NĐ-0841K.30.SW-002

Mặt bằng và mặt cắt điển hình hố ga và cửa thu nước

3.

NĐ-0841K.30.SW-003

Mối nối cống và móng cống điển hình

4.

NĐ-0841K.30.SW-004

Cấu tạo điển hình bể tràn dầu

Quyển 5, Chương 6 – Thiết kế hệ thống thoát nước mưa ngoài nhà
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 11 / 11