CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC BẰNG THÉP - YÊU CẦU KỸ THUẬT TRONG THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU

∆ TCVN TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN xxxxx : 2022

Xuất bản lần 1

CƠNG TRÌNH THỦY LỢI
- ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC BẰNG THÉP
- YÊU CẦU KỸ THUẬT TRONG THIẾT KẾ,
CHẾ TẠO, THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU

Hydraulic structures - Steel pipelines - Technical requirements
for design, manufacture, construction and acceptance

HÀ NỘI - 2022

TCVN xxxxxx : 2022

Mục lục Trang
Lời nói đầu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1. Phạm vi áp dụng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2. Tài liệu viện dẫn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3. Thuật ngữ và định nghĩa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

4. Thiết kế đường ống. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

4.1. Bố trí đường ống và một số yêu cầu kỹ thuật. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

4.2. Vật liệu làm đường ống và phụ kiện. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.3. Tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng lên đường ống . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4.4. Tính tốn kết cấu đường ống . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

5. Chế tạo ống, sơn phủ, vận chuyển, lưu kho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

5.1. Qui định chung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

5.2. Chế tạo ống . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5.3. Sơn phủ bảo vệ bề mặt. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

5.4. Thử nghiệm áp lực đường ống . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

5.5. Đóng gói, vận chuyển, lưu kho. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

6. Thi công lắp đặt đường ống . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

6.1. Qui định chung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

6.2. Đào hào đặt ống và xử lý nền. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

6.3. Lắp đặt đường ống chôn lấp . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

6.4. Lắp đặt đường ống đặt hở. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

7. Nghiệm thu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

7.1. Nghiệm thu từng công đoạn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

7.2. Nghiệm thu hồn cơng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

8. Quan trắc, giám sát an toàn và kiểm tra khi vận hành . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

8.1. Quan trắc và giám sát an toàn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

8.2. Kiểm tra khi vận hành. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Phụ lục A Các hệ số dùng để xác định cường độ tính toán của vật liệu . . . . . . ……. 52

3

TCVN xxxxxx : 2022

Phụ lục B Tính kết cấu ống đặt hở. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Phụ lục C Tính kết cấu ống chôn lấp. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

Phụ lục D Ống phân nhánh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

Tài liệu tham khảo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

4

TCVN xxxxxx : 2022
Lời nói đầu
TCVNxxxxxx:2022 Cơng trình thủy lợi - Đường ống dẫn nước bằng thép - Yêu cầu kỹ thuật
trong thiết kế, chế tạo, thi công và nghiệm thu được biên soạn mới trên cơ sở tham khảo một

số tiêu chuẩn đã được ban hành trong nước và một số tiêu chuẩn và hướng dẫn của nước
ngồi có liên quan.
TCVNxxxxxx:2022 do Viện Thủy điện và năng lượng tái tạo biên soạn, Bộ Nông nghiệp và
Phát triển nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa
học và Công nghệ công bố tại Quyết định số …../QĐ-BKHCN ngày …. tháng … năm 2022.

5

TCVN xxxxxx : 2022 TCVN XXXXX : 2022

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

Cơng trình thủy lợi - Đường ống dẫn nước bằng thép - Yêu
cầu kỹ thuật thiết kế, chế tạo, thi công và nghiệm thu

Hydraulic structures - Steel pipelines - Technical requirements for design,
manufacture, construction and acceptance

1 Phạm vi áp dụng

1.1 Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật thiết kế, chế tạo, thi công và nghiệm thu
các đường ống dẫn nước bằng thép có áp trong cơng trình thủy lợi được chơn lấp trong đất
hoặc có đoạn đặt hở, có đoạn chơn lấp. Ống được thiết kế, chế tạo nếu là loại khơng có ống
chế tạo sẵn hoặc có ống chế tạo sẵn nhưng không đáp ứng yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật.

1.2 Tiêu chuẩn này không áp dụng cho đường ống thép áp lực chơn trong thân đập, ống thép
lót của cống xả sâu, cống xả cát, ống thép lót trong đường hầm dẫn nước.

2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu

viện dẫn ghi năm cơng bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với tài liệu viện dẫn không ghi
năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có):

TCVN 2097:1993 Sơn-Phương pháp cắt xác định độ bám dính của màng;
TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế;
TCVN 3223:2000 Que hàn điện dùng cho thép cacbon thấp và thép hợp kim thấp - Ký hiệu,
kích thước và yêu cầu kỹ thuật chung;
TCVN 4396:2018 Thử không phá hủy – Thử hạt từ;
TCVN 4447:2012 Công tác đất – Thi công và nghiệm thu;
TCVN 6115:2015 Hàn và các quá trình liên quan - Phân loại khuyết tật hình học ở kim loại -
TCVN 6735:2018 Thử không phá hủy mối hàn-Thử siêu âm-Kỹ thuật, mức thử nghiệm và
đánh giá,
TCVN 8298:2009 Cơng trình thủy lợi - Yêu cầu kỹ thuật trong chế tạo và lắp ráp thiết bị cơ
khí, kết cấu thép;
TCVN 8646:2011 Phun kẽm bảo vệ bề mặt kết cấu thép và thiết bị cơ khí-Yêu cầu kỹ thuật;
TCVN 8789:2011 Sơn bảo vệ kết cấu thép-Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử;
TCVN 8790:2011 Sơn bảo vệ kết cấu thép-Quy trình thi cơng và nghiệm thu;
TCVN 8985:Đặc tính kỹ thuật và chấp nhận các qui trình hàn vật liệu kim loại – Quy tắc chung;
TCVN 9361:2012 Cơng tác nền móng - Thi cơng và nghiệm thu;

6

TCVN xxxxxx : 2022

TCVN 10307:2014 Kết cấu cầu thép - Yêu cầu kỹ thuật chung về chế tạo, lắp ráp và sai lệch
giới hạn của lỗ và trụ khí, kết cấu thép;
TCVN 10351:2014 (ISO 7452:2013) Thép tấm cán nóng, - Dung sai kích thước và hình dạng
Hot-rolled steel plates - Tolerances on dimensions and shape; Phần I Hàn nóng chảy;
TCVN 1122:2015 Ống thép cho đường nước và đường nước thải;
TCVN 11244 Đặc tính kỹ thuật và chấp nhận các quy trình hàn vật liệu kim loại – Thử qui trình

hàn.

3 Thuật ngữ, định nghĩa và chữ viết tắt
3.1 Thuật ngữ và định nghĩa
3.1.1
Dư lượng dư chiều dày thành ống (Pipe spare thickness)
Phần chiều dày ống thép được lấy dư ra để đề phòng khả năng ống bị han gỉ, mài mịn, xâm
thực trong q trình làm việc ảnh hưởng đến an toàn của đường ống. Phần chiều dày này
khơng được kể vào khi tính tốn kiểm tra độ bền, độ cứng và ổn định của ống.
3.1.2
Đai hãm (Fixing collar)
Đai bố trí bên ngồi vỏ ống thép để ngăn không cho ống xê dịch theo hướng trục ống.
3.1.3
Đai tựa (Supporting ring)
Đai được bố trí ở đoạn giữa ống thép trong phạm vi gối đỡ để cố định ống vào gối.
3.1.4
Đường kính danh nghĩa (danh định, qui ước) (Norminal diameter)
Ký hiệu là DN, là đường kính trong của ống hay còn gọi là cỡ ống, thường được dùng để gọi
kèm với tên của ống, được tính trịn số theo đơn vị là mm hoặc inch.
3.1.5
Đường ống thép chôn lấp (Buried steel pipeline)
Đường ống thép được đặt trực tiếp trên mặt nền của hào đào, sau đó lấp đất lại theo đúng
yêu cầu kỹ thuật.
3.1.6
Đường ống thép đặt hở (Exposed steel pipeline)
Đường ống thép được đặt lộ thiên và được giữ bởi các mố néo và mố đỡ.
3.1.7

7

TCVN xxxxxx : 2022

Khớp co giãn (Expansion Join)
Khớp nối giữa hai đầu ống thép nằm trong đoạn giữa hai mố néo để đầu ống có thể chuyển
dịch khi chịu tác động thay đổi của nhiệt độ, lún của nền hoặc chế tạo khơng chính xác.
3.1.8
Lớp đệm (Cushion)
Lớp vật liệu có mô đun biến dạng nhỏ hơn mô đun biến dạng của thép được bố trí ở giữa mặt
ngồi của vỏ ống thép và bê tông ở mố néo.
3.1.9
Mố néo hoặc mố ôm (Anchor block)
Mố giữ cố định (ngàm chặt) đường ống tại vị trí mố, khơng cho ống có bất kỳ chuyển vị nào
tại vị trí này.
3.1.10
Mố đỡ (Support)
Mố đặt dọc theo đường ống trong đoạn giữa hai mố néo kề liền. Mố đỡ chỉ giữ không cho ống
chuyển vị theo phương đứng và ngang tại vị trí của mố.
3.1.11
Nước va (Water hammer)
Hiện tượng áp lực nước trong đường ống tăng cao đột ngột (nước va dương) hoặc hạ thấp
đột ngột (nước va âm) phát sinh khi lưu tốc trong đường ống thay đổi đột ngột.
3.1.12
Ống phân nhánh (ống rẽ nhánh, chạc ống) (Bifurcated pipe)
Đoạn ống ở vị trí đường ống phân nhánh để chia nước từ đường ống chính sang đường ống
nhánh hoặc từ đường ống nhánh sang đường ống nhánh cấp thấp hơn.
3.1.13
Sai lệch độ tròn của đường ống thép (Steel pipe roundness tolerance)
Trị số chênh lệch của hai đường kính vng góc với nhau tại cùng một tiết diện ống thép.
3.1.14
Thép lặng (Killed steel)

Thép được khử oxy triệt để với các chất khử mạnh như ferro, silic, nhơm, do đó khơng có khí
thốt ra khỏi bề mặt thép lỏng. Thép đông nguội lặng lẽ, không sôi và khơng bắn tóe hoa lửa,
có cấu trúc đồng nhất và sít chặt. So với thép sơi, thép lặng có chất lượng cao hơn, cứng và
bền hơn
3.1.15

8

TCVN xxxxxx : 2022

Thép ram (Thermal refined steel)
Thép được xử lý nhiệt để trở nên cứng hơn, dai hơn, chống gỉ và chống mài mòn tốt hơn,
chịu nhiệt cao hơn và có cường độ lớn hơn
3.1.16
Thép tấm TMCP (TMCP steel plate)
Thép tấm được chế tạo với sự kiểm sốt q trình cơ-nhiệt (Thermo-Mechanical Control
Process) trong khâu cán và làm nguội để có tính nổi trội về độ bền, độ dai và tính hàn;
3.1.17
Thử áp lực đường ống (Water pressure test)
Nạp đầy nước vào đường ống và tạo áp lực lớn hơn áp lực thiết kế ống phải chịu theo qui
định để kiểm nghiệm chất lượng thiết kế, chế tạo, lắp đặt trước khi đưa đường ống vào vận
hành.
3.1.18
Ứng suất màng (Membrane stress)
Ứng suất pháp kéo hoặc nén phân bố đều trên chiều dày ống gây ra bởi áp lực phân bố đều
bên trong hoặc bên ngồi ống khi ống có chiều dày nhỏ so với bán kính.
3.1.19
Ứng suất uốn (Bending stress)
Ứng suất pháp gây ra bởi mô men uốn, phân bố không đều trên chiều dày ống, có trị lớn nhất
ở mặt trong hoặc mặt ngoài ống.

3.1.20
Ứng suất cục bộ hay ứng suất tập trung (Concentrated stress)
Ứng suất có giá trị tăng đột biến trong phạm vi nhỏ của vùng phân bố ứng suất, thường xảy
ra ở vị trí gần chu vi của các lỗ khoét hoặc bên cạnh các gờ, đai tăng cứng.
3.1.21
Vành tăng cứng (Reinforced ring)
Đai thép bố trí mặt ngồi ống để tăng cường khả năng chịu áp lực của đường ống trong q
trình gia cơng, chế tạo, lắp ráp và vận hành khai thác.
3.1.22
Vành chặn nước (Front-end ring)
Vành bố trí tại đoạn bắt đầu của ống thép để ngăn rò rỉ nước.
3.1.23
Vật chắn nước (Water stop)

9

TCVN xxxxxx : 2022

Tấm kim loại (đồng, thép không gỉ) hoặc nhựa PVC bố trí ở vị trí khe nối để ngăn chặn nước
thấm hoặc rò rỉ ở qua khe nối.

3.2 Chữ viết tắt
3.2.1
BTCT
Bê tông cốt thép
3.2.2
CHKC
Cơ học kết cấu
3.2.3
LTĐH

Lý thuyết đàn hồi
3.2.4
PTHH
Phần tử hữu hạn
3.2.5
SBVL
Sức bền vật liệu

4. Thiết kế đường ống
4.1 Bố trí đường ống và một số yêu cầu kỹ thuật
4.1.1 Qui định chung

4.1.1.1 Tuyến ống nên chọn sao cho chiều dài ngắn, ít điểm chuyển hướng trên mặt bằng và
mặt đứng. Đỉnh của ống nên bố trí thấp hơn đường áp lực thấp nhất của đường ống ít nhất
2m để tránh xảy ra áp lực âm trong ống. Ở các vị trí tuyến ống chuyển hướng phải uốn cong
ống, bán kính cong khơng nên nhỏ hơn từ 2 đến 3 lần đường kính của ống. Nếu vị trí chuyển
hướng trên mặt bằng và trên mặt đứng ở gần nhau thì nên đưa vào một vị trí. Tương tự, nếu
đoạn ống có đoạn mặt cắt thu hẹp dần nằm gần vị trí đoạn ống được uốn cong để chuyển
hướng thì nên nhập hai đoạn ống làm một.

4.1.1.2 Góc ngoặt của đốt ống nối với đoạn ống cong kề liền khơng nên lớn hơn 10º. Góc
đỉnh của đoạn ống có đường kính thay đổi dần dọc theo chiều dài đoạn ống (ống hình cơn
hoặc hình chóp cụt) khơng nên lớn hơn 7º.

4.1.1.3 Để đáp ứng yêu cầu về an toàn, quản lý vận hành, sửa chữa, trên tuyến đường ống
cần bố trí các cơng trình và thiết bị như tháp điều áp, cửa van (van) công tác, cửa van (phai)
sửa chữa, cửa van (van) điều tiết, van xả cặn, van xả khí, lỗ (hố) thăm. Cửa van (van) cơng
tác bố trí ở cửa vào đường ống cần có chức năng đóng nhanh, vận hành tự động, có chức
năng điều khiển từ xa để có thể kịp thời chặn nước trong trường hợp xảy ra sự cố bất thường

10

TCVN xxxxxx : 2022

trên đường ống. Số lượng và vị trí lắp đặt van điều tiết, van xả cặn, van xả khí được xác định
thơng qua tính tốn thủy lực và luận chứng kinh tế kỹ thuật. Đường kính của lỗ (hố) thăm
khơng nên nhỏ hơn 500mm, khoảng cách giữa các lỗ thăm phải đáp ứng được yêu cầu kiểm
tra, sửa chữa đường ống.

4.1.1.4 Mối hàn của đường ống được phân thành 3 loại phụ thuộc vào mức độ quan trọng:
a) Mối hàn loại 1, chủ yếu bao gồm các loại sau:
+ Mối hàn dọc thành ống, mối hàn vòng thành ống đặt hở trong nhà xưởng, đường

hàn vịng ở vị trí hợp long của đốt ống nối ở đầu hoặc cuối đoạn đường ống, mối hàn mép
sang phanh chờ hàn ở công trường.

+ Mối hàn dọc, mối hàn vòng của các ống phân nhánh, mối hàn đối đầu của các cấu
kiện gia cường ống phân nhánh, mối hàn tổ hợp góc và mối hàn đối đầu của các cấu kiện gia
cường và ở các chỗ nối nhau của thành ống.

+ Mối hàn đối đầu của cổ lỗ thăm, mối hàn đối đầu của thành ống với mặt bích của
miệng và cổ lỗ thăm.

+ Mối hàn nắp bịt và mối hàn thành ống với nắp bịt.
+ Mối hàn đối đầu của đai tựa, mối hàn góc chịu lực chủ yếu.
b) Mối hàn loại 2, chủ yếu bao gồm các loại sau:
+ Các mối hàn vịng khác của thành ống mà khơng được xếp vào mối hàn loại 1;
+ Các mối hàn đối đầu ở vành tăng cứng, vành cản nước, đai hãm và các mối hàn
góc nối với ống.
c) Mối hàn loại 3 là tất cả các mối hàn khác không được xếp vào hai loại trên.

4.1.1.5 Thiết kế sơn phủ bảo vệ bề mặt phải căn cứ vào các yếu tố như lưu tốc nước chảy
trong ống, chất lượng nước, hàm lượng và loại bùn cát trong nước, môi trường xung quanh,
nước ngầm, chất hữu cơ trong đất xung quanh đường ống. Vật liệu sơn phủ phải lựa chọn
hợp lý căn cứ vào các yêu cầu như điều kiện áp dụng, mơi chất gây gỉ, kích thước kết cấu.

4.1.1.6 Với ống có đường kính lớn, khi vận chuyển, lắp đặt và đắp đất phải đặt văng chống
bên trong ống để tránh ống bị biến dạng và chú ý không làm tổn hại đến lớp sơn phủ bảo vệ
bề mặt.

4.1.2 Qui định riêng cho đường ống đặt hở

4.1.2.1 Tuyến đường ống đặt hở phải tránh các nơi có thể xảy ra trượt lở mái, lún sụt hoặc lũ
bùn đá. Trường hợp không thể tránh được ảnh hưởng của lũ quét hoặc đá lăn có thể đặt ống
bên trong một hành lang, chơn ngầm hoặc bọc bê tơng bên ngồi đường ống. Nếu gặp sơng
suối hoặc hẻm sâu có thể dùng xi phông hoặc bắc cầu để vượt qua, song phải tính đến ảnh
hưởng của lũ hoặc dịng bùn đá đến các cơng trình này. Vùng có nguy cơ động đất cao nên
rất thận trọng khi lựa chọn hình thức đặt đường ống đặt hở, thậm chí khơng nên dùng hình
thức đặt ống này.

11

TCVN xxxxxx : 2022

4.1.2.2 Ở những vị trí của đường ống có thể xảy ra các sự cố ngồi ý muốn nguy hại đến an
tồn của con người cần có cơng trình phịng xói và thốt nước sự cố.

4.1.2.3 Để đáp ứng yêu cầu thi công, vận hành, qua lại hai bên đường ống, đáy của đường
ống đặt hở phải cách mặt đất ít nhất 0,6m. Với đường ống có đường kính lớn có thể tăng
khoảng cách này lên thích hợp.

4.1.2.4 Đường ống đặt hở nên bố trí theo hình thức phân đoạn. Tại vị trí đường ống uốn cong
để chuyển hướng theo phương mặt bằng, theo phương đứng hoặc cả hai, nên bố trí mố néo.
Cịn trường hợp đường ống đi thẳng thì cứ cách khoảng 150m nên bố trí một mố néo.

4.1.2.5 Giữa hai mố néo liền kề phải bố trí các mố đỡ. Để tránh ảnh hưởng của biến đổi nhiệt
độ môi trường nơi đặt ống và lún tại vị trí mố đỡ đối với việc phát sinh nội lực trong đoạn ống
giữa hai mố néo cần lắp một khớp co giãn. Khớp co giãn có thể là khớp trượt (slip expansion
joint) hoặc khớp mềm (flexible expansion joint) tùy thuộc vào loại chuyển vị gây ra biến đổi
nhiệt độ và lún ở tại vị trí đặt khớp co giãn chỉ là chuyển vị dọc trục ống hoặc có thêm các
chuyển vị khác. Nếu dùng khớp trượt thì bố trí ở phía hạ lưu của mố néo phía trên, cịn dùng
khớp mềm thì bố trí ở giữa đoạn ống giữa hai mô néo.

4.1.2.6 Khoảng cách giữa hai mố đỡ phải xác định thơng qua tính tốn kết cấu của đoạn ống
giữa hai mố néo, có xem xét đến điều kiện lắp đặt, kiểu mố đỡ, điều kiện địa chất v.v. Trước
khi tính tốn kết cấu có thể lựa chọn sơ bộ thông qua công thức (1):

LK ≤ 2,7r√𝒕𝑹 (1) ′

𝒒

trong đó:
R’ là cường độ chịu kéo của thép làm ống tính theo cơng thức (6), được lấy giảm đi từ 15

% đến 20 % (N/mm2);
q là tải trọng phân bố đều trên chiều dài đoạn ống giữa hai mố néo, bao gồm trọng lượng

của đường ống thép và trọng lượng nước chứa đầy trong ống (N/mm), khi tính phải kể đến
hệ số vượt tải, lấy bằng 1,1 với trọng lượng bản thân ống và bằng 1 với trọng lượng nước
trong ống;

r là bán kính trong của ống (mm);
t là chiều dày thành ống (mm).
4.1.2.7 Các mố đỡ giữa hai mố néo nên bố trí cách đều nhau. Riêng nhịp có bố trí khớp co
giãn nên lấy ngắn hơn các nhịp khác. Tùy thuộc vào đường kính D của ống có thể chọn mố
đỡ là một trong các kiểu: gối yên ngựa (D≤2m), gối lăn (D>2m), gối trượt (D≤4m) hoặc gối
con lắc (D>4m).

4.1.2.8 Nền tại vị trí đặt mố néo và mố đỡ phải có địa chất bảo đảm yêu cầu chịu lực cũng
như chuyển vị của mố, tốt nhất là đặt trên nền đá, nếu khơng thì hoặc phải gia cố nền hoặc
phải xê dịch tuyến ống đến vị trí có địa chất phù hợp, tránh để xảy ra lún không đều giữa các

12

TCVN xxxxxx : 2022
mố. Hình dạng và kích thước của mố néo và mố đỡ phải chọn sao cho ứng suất dưới đế
móng phân bố tương đối đều để tránh lún lệch trong phạm vi mố. Ổn định và độ bền của mố
néo và mố đỡ cần được thiết kế bảo đảm và kiểm tra khi thử nghiệm áp lực nước đối với
đường ống thông qua quan sát cảm quan hoặc dùng thiết bị quan trắc.
4.1.2.9 Mố đỡ phải bảo đảm cho ống co dãn tự do theo phương dọc trục ống và phải chống
được trượt lật theo phương vng góc với trục ống. Ở vị trí mỗ đỡ đặt trên nền có khả năng
bị lún, ở phía bên của mố và đai tựa phải bố trí gờ đặt kích để tiện lợi cho việc điều chỉnh lại
cao trình của đường ống.
4.1.2.10 Dọc theo tuyến ống phải bố trí hào thốt nước dọc và các rãnh thoát nước ngang
chảy vào hào thoát nước dọc. Mặt khác cũng phải bố trí đường quản lý đi dọc theo tuyến ống.
4.1.3 Qui định riêng cho đường ống chôn lấp
4.1.3.1 Tuyến đường ống chơn lấp phải chọn nơi có điều kiện địa hình, địa chất tương đối tốt,
nên tránh các nơi có tầng đất khơng ổn định như trượt lở, lún sụt, các nơi có đứt gãy hoạt
động, cát chảy, đất bùn, đất đắp, đất trương nở, mực nước ngầm cao và sũng nước. Nếu
khơng thể tránh thì phải có các biện pháp cơng trình bảo đảm an tồn cho thi công và vận

hành đường ống.
4.1.3.2 Đường ống được đặt trong hào đào. Độ sâu chôn lấp được xác định căn cứ vào tình
hình địa chất, tải trọng ngồi, mực nước ngầm, thảm thực vật trên bề mặt đất, nhiệt độ môi
trường, giao thông trên bề mặt v.v.
4.1.3.3 Tại vị trí ống bị uốn cong để chuyển hướng, nếu qua tính tốn thấy đường ống bị mất
ổn định thì phải đặt mố néo. Với đường ống chơn lấp, nói chung không đặt khớp co giãn,
nhưng với đường ống ở vùng bị ảnh hưởng của động đất hoặc đi qua đới đứt gãy hoạt động
thì dọc theo đường ống phải bố trí một số lượng cần thiết khớp co giãn và nên đặt ở trong
giếng xây chứa khớp co giãn.
4.1.3.4 Nếu đáy hào là đất bụi, cát hoặc dăm sỏi tương đối đồng đều thì có thể đặt trục tiếp
đường ống lên đáy hào. Với đáy hào là đất sét cứng chắc hoặc đá thì phải dùng cát hạt thơ,
vừa hoặc đá dăm cỡ nhỏ rải một lớp đệm (không nên dùng đá dăm đập thủ công) rồi mới đặt
ống. Nếu có điều kiện thì trên mặt nền hoặc lớp đệm nên tạo hình lịng máng như vẽ ở hình
1 rồi mới đặt ống, lúc này phản lực dưới đáy ống sẽ phân bố đều đặn hơn.

13

TCVN xxxxxx : 2022

Hình 1 - Lớp đệm được đắp thành hình lịng máng

Chiều dày hđ của lớp đệm được tạo thành hình lịng máng có thể xác định theo công thức (2),
nhưng không được lớn hơn 0,3m.

hd  0,1(1 D) (2)

trong đó D là đường kính trong của ống (m).
Nơi có nền cứng mềm xen kẽ thì trên đoạn nền cứng nối tiếp với đoạn nền mềm phải rải một
lớp đệm cát chuyển tiếp có chiều dài đủ để độ cứng của nền dọc theo đường ống không thay
đổi đột ngột. Với nền là đất thổ nhưỡng, cát chảy thì phải xử lý nền, nếu dùng móng bê tơng

thì nên làm móng kiểu liên tục có góc ơm từ 90º đến 120º, mác bê tông không được thấp hơn
B20.

4.1.3.5 Vật liệu lấp ở hai bên thành ống từ đáy hào lên đến cách đỉnh ống 0,5m phải dùng
máng đổ, không được đổ trực tiếp vào đường ống và phải đổ đều vào trong hào, không được
đổ tập trung một chỗ. Lúc lấp đất trong phạm vi 1,0m kể từ đỉnh ống phải chú ý không làm tổn
hại ống. Lấp đất phải tiến hành kịp thời và chú ý phòng ngừa đẩy nổi bởi nước ngầm, nhất là
trong mùa mưa.

4.1.3.6 Trong đất lấp không được lẫn các mẩu bê tơng, đá cục hoặc đất hịn có kích thước
lớn hơn 10cm. Nếu vật liệu dùng để lấp cần thiết phải trộn thì phải trộn đều trước khi đưa vào
máng đổ, không được trộn trong hào đặt ống.

4.1.3.7 Vật liệu lấp phải chia lớp để đầm, trong phạm vi từ đáy hào lên đến cách đỉnh ống
0,5m phải đầm thủ cơng, từ vị trí này trở lên có thể dùng cơ giới. Cần chú ý là phải đầm đồng
thời ở hai phía của trục ống để tránh ống bị xê dịch. Chiều dày lớp đầm khi đầm thủ công
không nên lớn hơn 0,2m, lúc dùng cơ giới không nên lớn hơn 0,3m.

4.1.3.8 Hệ số đầm chặt của đất phải phù hợp với qui định sau:
a) Dưới đáy ống, trong phạm vi từ 85% đến 90%;
b) Hai bên ống, trong phạm vi từ 90% đến 95%;
c) Trên đỉnh ống, xác định theo yêu cầu của mặt đất, song không được thấp hơn 90%.

14

TCVN xxxxxx : 2022

4.1.3.9 Với đường ống đặt dưới đường giao thông sau khi lấp đất phải làm mặt đường ngay.
Với đường ống đi qua chỗ đất yếu, hố trũng hoặc mực nước ngầm cao, đầu tiên nên dùng
cát thô, vừa, san lấp và đầm chặt phần nách ống kể từ đáy ống, sau đó lại dùng cát thô, vừa

lấp và đầm tiếp lên đến cách đỉnh ống 0,5m.

4.1.3.10 Trường hợp ống chôn sâu hoặc chịu tải trọng trên mặt đất lớn dẫn đến phải làm ống
có chiều dày lớn, để giảm chiều dày ống có thể dùng vành tăng cứng hoặc bọc bê tơng, song
phải tính tốn dựa vào tình huống cụ thể.

4.1.3.11 Trên tuyến ống sử dụng vành tăng cứng không nên đặt khớp co giãn hoặc khớp bù.
Trường hợp biến đổi nhiệt độ hoặc lún khơng đều có thể sinh ra ứng suất gây nguy hiểm cho
đường ống thì nên đặt khớp mềm và bố trí trong giếng để tiện kiểm tra, sửa chữa.

4.1.3.12 Với đoạn ống đặt cạnh các rãnh xói do mưa hoặc bờ dốc đứng phải có biện pháp
gia cố để khơng ảnh hưởng đến an tồn của đường ống. Nếu ống cần đi qua các rãnh xói thì
nên bố trí ở đầu hoặc cuối rãnh và phải thiết kế tổng hợp các cơng trình phịng xói, ổn định
ống ở đáy hào, bảo vệ mái dốc, chặn nước, thoát nước, đưa nước vào rãnh hoặc suối nước
chảy vào hồ tự nhiên.

4.1.4 Qui định riêng cho đoạn ống phân nhánh

4.1.4.1 Bố trí vị trí phân nhánh để chia nước vào đường ống nhánh phải hài hòa với các điều
kiện về địa hình, địa chất, bố trí đường ống chính, gian máy của trạm bơm. Phương án bố trí
phải so sánh về kinh tế kỹ thuật và phải phù hợp với các nguyên tắc sau:

a) Hợp lý, an tồn, tin cậy về mặt kết cấu, khơng gây ra biến dạng và ứng suất cục bộ có
giá trị lớn;

b) Dòng chảy êm thuận, tổn thất đầu nước nhỏ, giảm thiểu dịng chảy xốy và rung động,
vận tốc dịng chảy ra khỏi vị trí phân nhánh tăng từ từ. Đối với các cơng trình quan trọng nên
làm thí nghiệm mơ hình thủy lực cho đoạn ống phân nhánh;

c) Chế tạo, vận chuyển, lắp ráp tiện lợi;

d) Hợp lý về kinh tế.

4.1.4.2 Lựa chọn hình thức phân nhánh phải so sánh về kinh tế kỹ thuật. Các yếu tố cần xem
xét bao gồm chi phí chế tạo và xây dựng, tổn thất đầu nước, độ lớn của áp lực nước trong
ống, kích thước ống, điều kiện chịu lực, hình thức bố trí, kinh nghiệm cơng trình v.v.

4.1.4.3 Đường trục của ống chính, ống nhánh ở vị trí phân nhánh nên bố trí nằm trong một
mặt phẳng. Đáy của đường ống chính, đường ống nhánh kiểu bố trí một bên và kiểu 3 dầm
có thể bố trí trên cùng một cao trình.

4.1.4.4 Ở vị trí thấp nhất của đoạn ống phân nhánh nên bố trí van xả cặn. Ở vị trí nhơ lên ở
đỉnh đoạn ống phân nhánh có đầu nước cao nên bố trí van xả khí.

4.1.4.5 Các hình thức kết cấu của ống phân nhánh có thể tham khảo trong Phụ lục D.

15

TCVN xxxxxx : 2022

4.1.4.6 Đối với đường ống đặt hở, ống phân nhánh có thể để hở hoặc chơn trong bê tơng như
ở mố néo. Cịn với đường ống chơn lấp thì có thể chỉ cần lấp đất lại hoặc cũng chôn trong bê
tông như ở mố néo rồi sau đó lấp đất lại.

4.1.5 Lựa chọn đường kính và chiều dày thành ống

4.1.5.1 Đường kính của ống phải được xác định trên cơ sở tính tốn thủy lực và luận chứng
về kinh tế và kỹ thuật. Dọc theo tuyến ống có thể chọn đường kính ống thay đổi tùy thuộc vào
lưu lượng chuyển nước, song không nên thay đổi quá nhiều. Để lựa chọn sơ bộ có thể tính
đường kính ống theo công thức (3):

D = Qtk0,542 (3)

trong đó:

D là đường kính của ống (m);
Qtk là lưu lượng thiết kế của đường ống (m3/s).

4.1.5.2 Chiều dày của thành ống, ngoài việc phải thỏa mãn u cầu về tính tốn kết cấu
đường ống ra, cịn phải tính đến các u cầu về cơng nghệ chế tạo, lắp đặt, vận chuyển, yêu
cầu về độ cứng cần thiết. Chiều dày thành ống có thể xác định sơ bộ theo điều kiện bền của
ống chịu áp lực nước bên trong theo công thức (4)

t = pD (4)

R

trong đó:
t là chiều dày thành ống (mm);
p là áp lực nước bên trong ống (N/mm2),
R là cường độ tính tốn của vật liệu thép làm đường ống (N/mm2), xác định theo công

thức (6) (N/mm2);
D là đường kính trong của ống (mm).

Chiều dày thiết kế của ống phải lấy tăng thêm so với chiều dày tính tốn để phịng gỉ, xâm
thực, mài mịn ống. Dư lượng này được lấy bằng 1mm cho các đường ống khơng bị bào mịn
bởi phù sa và sự phá hoại của sinh vật trong nước, từ 2 mm đến 3 mm cho các đường ống
có sự bào mịn bởi phù sa và sự phá hoại của sinh vật trong nước. Khi tính tốn kiểm tra an
tồn về độ bền, ổn định và độ cứng của ống không được kể đến phần dư lượng này.

4.1.5.3 Chiều dày thiết kế của ống khơng nên nhỏ hơn trị được tính theo cơng thức (5), nếu
tính ra lẻ thì được làm trịn lên và không được lấy nhỏ hơn 6mm.

tmin ≥ D/800 + 4 (5)

trong đó
tmin là chiều dày nhỏ nhất của thành ống (mm);
D là đường kính trong của ống (mm).

16

TCVN xxxxxx : 2022

4.1.5.4 Ở vị trí chiều dày ống thay đổi nên giữ nguyên đường kính trong của ống. Cấp biến
đổi chiều dày nên lấy là 2mm. Lúc hàn đối đầu hai đoạn ống có chênh lệch chiều dày lên đến
4mm thì phải mài vát bên miệng ống có chiều dày lớn hơn với độ dốc 1/3.

4.2 Vật liệu chế tạo ống và các cấu kiện chịu lực chủ yếu khác

4.2.1 Các cấu kiện chịu lực chủ yếu của ống như vỏ ống chính và ống nhánh, ống phân nhánh,
đai tựa và các cấu kiện gia cường khác phải sử dụng thép lặng, trong đó nên dùng thép tấm
carbon; thép tấm hợp kim thấp cường độ cao. Các cấu kiện như con lăn của mố đỡ đường
ống đặt hở có thể dùng thép xây dựng carbon, thép xây dựng cường độ cao hợp kim thấp.

4.2.2 Vật liệu thép dùng để chế tạo ống và phụ kiện có thể lấy mơ đun đàn hồi Es bằng 2,06
x 105 N/mm2, hệ số Poisson s bằng 0,3 và hệ số dãn nở nhiệt s bằng 1,2 x 10-5/oC, trọng
lượng riêng s bằng 7,85 x10-5 N/mm3.

4.2.3 Cường độ tính tốn của vật liệu dùng trong tính tốn độ bền của ống và các cấu kiện
chịu lực khác được xác định bằng công thức (6)

R = RTCCKmmv (6)

trong đó:

R là cường độ tính tốn của vật liệu (N/mm2);

RTC là cường độ tiêu chuẩn của vật liệu (N/mm2), lấy như sau:

a) Đối với đường ống đặt lộ thiên RTC = ch;

b) Đối với đường ống ngầm:
- Khi tính với áp lực bên trong RTC = b;
- Khi tính với áp lực bên ngoài RTC = ch;

ch là ứng suất chảy của vật liệu (N/mm2);
b là giới hạn bền của vật liệu (N/mm2);

C là hệ số chuyển đổi từ cường độ chính sang cường độ tiêu chuẩn, lấy ở bảng A.1 của
phụ lục A;

K là hệ số kể đến tính đồng chất của vật liệu, lấy theo bảng A.2 của phụ lục A;

m là hệ số điều kiện làm việc. Với ống đặt tự do, hệ số m lấy như sau:
a) Khi đường ống chịu áp lực bên trong: m = 0,71;
b) Khi đường ống chịu áp lực bên ngoài: m = 0,85;
c) Khi đường ống chịu tải trọng đặc biệt: m = 0,95;

mv là hệ số phụ thuộc vào cấp của cơng trình, lấy như sau:

a) Đối với cơng trình cấp đặc biệt : mv = 0,80;

b) Đối với cơng trình cấp I : mv = 0,85;

17

TCVN xxxxxx : 2022

c) Đối với cơng trình cấp II : mv = 0,95;

d) Đối với cơng trình cấp III, cấp IV : mv = 1,00.

4.2.4 Que hàn, dây hàn và thuốc hàn phải phù hợp với vật liệu gốc. Vật liệu hàn dùng để hàn
thép đặc biệt phải xác định thơng qua thí nghiệm.

4.3 Tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng lên đường ống

4.3.1 Đối với đường ống đặt hở

4.3.1.1 Tải trọng tác dụng lên đường ống đặt hở và các tổ hợp tải trọng cần xem xét khi tính
tốn đường ống đặt hở được liệt kê trong bảng 1.
Cơng thức tính các lực tác dụng vào đường ống, mố néo và mố đỡ được liệt kê trong bảng
B.1 của Phụ lục B.

4.3.1.2 Khi lắp đặt hoặc kiểm tra sửa chữa đường ống thép đặt hở phải xem xét chuyển vị
gây ra bởi chênh lệch nhiệt độ giữa phía bị mặt trời chiếu trực tiếp với phía bị che khuất và
phải có biện pháp cố định đường ống.

4.3.2 Đối với đường ống chôn lấp

Tải trọng tác dụng lên đường ống chôn lấp và các tổ hợp tải trọng cần xem xét khi tính tốn
đường ống chơn lấp được liệt kê trong bảng 2. Cơng thức tính tải trọng đất đắp trên đỉnh ống,
tải trọng xe chạy trên mặt đất qua đỉnh ống, lực đẩy nổi của nước ngầm được trình bày trong
điểm C.1 của Phụ lục C.

18

TCVN xxxxxx : 2022

Bảng 1 - Tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng lên đường ống đặt hở

Tổ hợp tải trọng

Tổ hợp tải trọng đặc biệt

cơ bản

Thứ Vận hành bình
Tải trọng
Vận hành Thử nghiệm
tự đặc biệt áp lực

thường Tháo cạn Thi công Nạp nước Động đất

(1) (2)

Áp lực nước trong Ứng với MNDBT trong hồ chứa X X
ống
1 Ứng với MNLTK trong hồ chứa X

Ứng với MNLKT trong hồ chứa X

Áp lực nước khi thí nghiệm thử áp lực đường ống X

2 Trọng lượng ống X X X X X X X

3 Trọng lượng nước đầy trong ống X X X X X

4 Trọng lượng một phần nước trong ống khi tháo cạn hoặc nạp nước X

5 Lực gây ra do nhiệt độ môi trường thay đổi X X X X X

6 Áp lực nước ở khớp co giãn, van, đầu bịt, đoạn cong, đoạn đường kính thay đổi X X X X X

7 Lực gây ra do lún không đều tại mố néo, mố đỡ X X X X

8 Tải trọng gió X X

9 Tải trọng thi công X

10 Tải trọng động đất X

11 Chênh lệch áp suất khơng khí trong và ngồi ống khi tháo cạn đường ống X

12 Áp lực nước va x

Chú thích

a) Đối với đường ống đặt hở có bố trí các mố néo, lực sinh ra do biến đổi nhiệt độ trong đoạn giữa hai mố néo liền kề là lực ma sát tại các mố đỡ và tại khớp co giãn:

b) Với đường ống chịu áp lực bơm thì trong mục 1 thay bằng áp lực bơm tương ứng.

19

TCVN xxxxxx : 2022

Bảng 2 – Tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng lên đường ống chôn lấp

Tổ hợp tải trọng cơ bản Tổ hợp tải trọng đặc biệt

Thứ

Tải trọng Vận hành Vận hành Thí nghiệm
thủy áp
tự Tháo cạn Thi công Nạp nước

bình thường đặc biệt X
X
Áp lực nước Ứng với MNDBT trong hồ chứa X X
trong ống X
1 Ứng với MNLKT trong hồ chứa X X

Áp lực nước khi thí nghiệm thử áp lực đường ống X

2 Trọng lượng ống X X X X X

3 Trọng lượng nước đầy trong ống X X X

4 Trọng lượng một phần nước trong ống khi tháo cạn hoặc nạp nước

5 Lực gây ra do nhiệt độ môi trường thay đổi X X X

6 Áp lực đất X X X X X

7 Áp lực nước ngầm X

8 Tải trọng xe trên mặt đất hoặc của đống đổ trên mặt đất (Tính riêng với giá trị lớn nhất của từng tải) X X X X
X
9 Tải trọng thi công

10 Chênh lệch áp suất khơng khí trong và ngồi ống khi tháo cạn đường ống X

11 Áp lực nước va x

Chú thích:

Với đường ống chịu áp lực bơm thì trong mục 1 thay bằng áp lực bơm tương ứng

20

TCVN xxxxxx : 2022

4.4 Tính tốn kết cấu đường ống

4.4.1 u cầu và phương pháp tính tốn

4.4.1.1 Đường ống và các cấu kiện chịu lực của đường ống phải được tính tốn để đảm bảo
an tồn về độ bền, độ cứng, ổn định (buckling) dưới tác dụng của các tổ hợp tải trọng tác
dụng được nêu trong điều 4.3. Khi tính tốn kết cấu, chiều dày của thành ống phải trừ đi dư
lượng được lấy để phòng gỉ, mài mòn và xâm thực như qui định ở 4.1.5.2.

4.4.1.2 Ứng suất, chuyển vị dùng để kiểm tra độ bền, độ cứng và ổn định của ống và các cấu
kiện chịu lực của đường ống có thể tính tốn bằng các phương pháp SBVL, phương pháp
CHKC, phương pháp LTĐH hoặc phương pháp PTHH thơng qua các cơng thức tính tốn
hoặc các phần mềm thương mại. Khi tính tốn đường ống chơn lấp bằng phương pháp PTHH
nên sử dụng mơ hình bài tốn khơng gian (3D) có xem xét đến sự làm việc đồng thời của
đường ống với nền.
Phụ lục B trình bày một số cơng thức tính ứng suất tại các điểm cần kiểm tra bền trong vỏ
ống, trong vành tăng cứng và đai tựa cho đường ống đặt hở bằng phương pháp CHKC hoặc
LTĐH. Phụ lục C trình bày một số cơng thức tính ứng suất cho đường ống chơn lấp dưới tác
dụng của các tải trọng tác dụng vào đường ống bằng phương pháp CHKC, mơ hình tính và
kết quả tính bằng phương pháp PTHH cho một đường ống chơn lấp với mơ hình bài tốn
phẳng (2D) và mơ hình bài tốn khơng gian (3D).

4.4.2 Kiểm tra độ bền, độ cứng và ổn định của đường ống đặt hở và đường ống chôn
lấp

4.4.2.1 Kiểm tra độ bền cho ống được thực hiện theo công thức (7):

σtt ≤ R (7)

trong đó:
tt là ứng suất tính tốn tại điểm kiểm tra bền (N/mm2), khi tính ứng suất phải nhân các tải

trọng với hệ số vượt tải và hệ số tổ hợp tải trọng;
R là cường độ tính tốn của vật liệu (N/mm2), xác định bằng cơng thức (6).

4.4.2.2 Nếu ứng suất ở điểm tính tốn thuộc trạng thái ứng suất phẳng thì điều kiện bền (7)
được viết cụ thể ở dạng biểu thức (8).

√σx2 − σxσθ + σ2 + 3τx2θ ≤ R (8)

θ

Nếu ứng suất ở điểm tính tốn thuộc trạng thái ứng suất khơng gian thì điều kiện bền (7)
được viết cụ thể ở dạng biểu thức (9).

√σθ2 + σx2 + σ𝑟2 − σθσx − σθσr − σxσr + 3(τθ2x + τ2 + τx2r) ≤ R (9)

rθ

21