Bài giảng môn học Kỹ thuật hạ tầng giao thông: Phần 3 - Chương 6 có nội dung trình bày về hệ thống thoát nước trên đường ô tô như khái niệm và mục đích của hệ thống thoát nước trên đường ô tô, phân loại rãnh thoát nước trên đường và một số nội dung khác.
Trang 1CHƯƠNG 6 THOÁT NƯỚC TRÊN ĐƯỜNG ÔTÔ
Hệ thống thoát nước trên đường ô tô bao gồm tất cả các công trình và các
biện pháp kỹ thuật phục vụ cho việc thoát nước mặt và nước ngầm trên
đường nhằm đảm bảo duy trì tình trạng hoạt động tốt nhất của đường.
Hệ thống thoát nước thường gặp nhất là:
+ Cầu,
+ Cống,
+ Rãnh thoát nước
+ Thùng đấu, bể bốc hơi, đê con trạch, thềm đất
a) Khái niệm
6.1 Khái niệm và mục đích của hệ thống thoát nước trên
đường ô tô
2
6.1 Khái niệm và mục đích của hệ thống thoát nước trên
đường ô tô
b) Mục đích
Thông qua việc thoát nước sẽ đảm bảo cho mặt đường luôn ở trong trạng thái
khô ráo, tránh trơn trượt, nền đường không bị ẩm ướt, đảm bảo cường độ và
độ ổn định
6.2 Phân loại rãnh thoát nước trên đường
Rãnh thoát nước trên đường
Rãnh biên Rãnh đỉnh Rãnh
dẫn nước
D ốc nước
và bậc nước
6.1 Khái niệm và mục đích của hệ thống thoát nước trên
đường ô tô
Trang 26.2 Phõn loại rónh thoỏt nước trờn đường
6.2.1 Rónh biờn (rónh dọc)
Rónh biờn được xõy dựng để thoỏt
nước mưa từ mặt đường, lề đường,
taluy nền đường đào và diện tớch khu
vực hai bờn dành cho đường ở cỏc
đoạn nền đường đào, nửa đào nửa đặp,
nền đường đắp thấp hơn 0,6 m
5
Trong điều kiện thụng thường lấy theo địa hỡnh khụng cần tớnh toỏn thuỷ lực
Cú ba dạng hỡnh học của rónh hay sử dụng: rónh hỡnh thang, rónh hỡnh chữ
nhật, rónh hỡnh tam giỏc, hiện nay đường ụ tụ chủ yếu dựng loại rónh hỡnh
thang cú kớch thước định hỡnh: 40x40x40
1:0.5
1:
5 cao độ tự nhiên
1000
600
1600
RANH giới
D? ÁN cao độ san nền
680
chi tiết rãnh xây (tl:1/20)
Kớch thước rónh biờn:
Đối với nền đào địa hỡnh nỳi, thường dựng rónh hỡnh tam giỏc.
Trong những vựng cú cấu tạo địa chất đặc biệt như cỏt, sỏi, đỏ dăm thỡ khụng
cần làm rónh
Để đảm bảo an toàn cho xe chạy thỡ chiều sõu của rónh qui định khụng được
qua sõu đối với đất sột là 1,25 m; ỏ sột là 1m; cỏt là 0,8 m theo qui định
Kớch thước rónh biờn:
Trang 36.2.2 Rãnh đỉnh
Khi: + Diện tích lưu vực sườn núi đổ về đường lớn
+ hoặc khi chiều cao taluy đào ≥ 12 m
thì phải bố trí rãnh đỉnh để đón nước chảy về phía đường và dẫn nước về công
trình thoát nước, về sông suối hay chỗ trũng cạnh đường, không cho phép
nước đổ trực tiếp xuống rãnh biên
8
Nguyên tắc thiết kế:
- Thiết kế với tiết diện hình thang:
+ Chiều sâu đáy rãnh đỉnh tối thiểu là 0,5 m;
+ Ta luy rãnh là 1:1 đến 1:1,5;
+ Chiều sâu rãnh được xác định theo tính toán thuỷ lực và trị số max
là 1,5 m
Độ dốc dọc của rãnh đỉnh phụ thuộc vào địa chất của rãnh và hình thức gia cố
Trong trường hợp địa hình núi có độ dốc lớn, địa chất xấu nên làm nhiều rãnh
đỉnh nhỏ
Trong trường hợp cần thiết kế có thể bỏ rãnh đỉnh và tăng kích thước rãnh
dọc
6.2.2 Rãnh đỉnh
Rãnh đỉnh
6.2.2 Rãnh đỉnh
Trang 41 0
Rãnh dẫn nước được thiết kế để dẫn nước từ các nơi trũng cục bộ về một
công trình thoát nước gần nhất
hoặc dẫn nước từ rãnh dọc, rãnh đỉnh về chỗ trũng hay về cầu cống,
hoặc để nối tiếp giữa sông suối với thượng và hạ lưu cống.
cống
Rãnh dẫn nước
Suối 6.2.3 Rãnh dẫn nước
1 1
Ở những nơi rãnh thoát nước có độ dốc lớn, để đảm bảo công trình không bị xói lở do dòng nước phải làm dốc nước hoặc bậc nước
Dốc nước và bậc nước thường được sử dụng ở các đoạn rãnh có dốc lớn nối tiếp giữa thượng lưu và hạ lưu cống với lòng suối tự nhiên, ở những đoạn rãnh thoát nước từ các công trình thoát nước đổ dọc theo taluy đường đào hay đường đắp, đoạn nối tiếp từ rãnh đỉnh về sông suối hoặc cầu cống.
6.2.4 Dốc nước và bậc nước
D ốc nước
6.2.4 Dốc nước và bậc nước
Trang 51 3
Thùng đấu là chỗ đất đào theo hình dáng kích thước thích hợp để lấy đất đắp
cho nền đường, có thể được bố trí một hay hai bên đường
Khi chiều cao nền đường so với đáy thùng đấu nhỏ hơn 1,5m thì có thể cấu
tạo taluy thùng đấu nối dài với ta luy nền đường, còn nếu cao hơn thì giữa
nền đường và thùng đấu phải để một dải đất có độ dốc khoảng 2% hướng từ
nền đường ra thùng đấu Đáy thùng đấu nếu bé hơn 6m thì làm dốc một
hướng ra phía ngoài nền đường, còn nếu lớn hơn và dốc dọc nhỏ hơn 6‰ thì
làm dốc vào giữa và có thêm một rãnh nhỏ ở giữa
h<1.5m
Km:0+820 Cäc:C17
Thùng đấu
6.3 Thùng đấu và bể bốc hơi
1 4
Trường hợp địa hình rất bằng phẳng, khó khăn cho thoát nước dọc và ngang,
thì có thể dùng giải pháp sử dụng bể bốc hơi
Bể bốc hơi thường bố trí cách nền 3-10m và thông với rãnh dọc nhờ các rãnh
ngang
Thể tích bể bốc hơi thường khoảng 200-300 m3, không sâu quá 2m
Đất đào bể bốc hơi được sử dụng làm đê chắn không cho nước chảy vào bể,
mực nước trong bể phải thấp hơn nền đường tối thiểu 0,6m và thấp hơn cao
độ đáy rãnh dọc
Tốt nhất là nên mở rộng diện tích bể thay cho việc tăng độ sâu bể
6.3 Thùng đấu và bể bốc hơi
3-:-10
bể bốc hơi
6.3 Thùng đấu và bể bốc hơi
Trang 61 6
Khi xõy dựng đường ụ tụ cắt qua cỏc dũng nước nhỏ, lớn, cỏc cụng trỡnh
thuỷ lợi, cỏc vị trớ khe tụ thủy thỡ phải xõy dựng cầu hoặc cống, đường tràn
Cống là một trong cỏc cụng trỡnh thoỏt nước trờn đường phổ biến nhất
6.4.1 Khỏi niệm
a) Phõn loại cống theo cấu tạo:
Cống trũn: chỉ cú thể dựng với
cỏc khẩu độ φ75: φ1m; φ1,25m;
φ1,5m…cú thể dựng tới φ3m
Loại này cú khả năng thoỏt nước
tốt, chịu lực tốt, tuy nhiờn hay bị
cao độ thiết kế khống chế
6.4.2 Phõn loại cống :
6.4 Khỏi niệm, khẩu độ, phõn loại cống thoỏt nước
17
1:1.5
rãnh thoát nước
5: 2:3
theo độ dốc
tự nhiên
đá hộc xây Mặt cắt dọc tim cống
+22.55
1:1.5
Mặt bằng cống
Cống hộp: cú kớch
thước mặt cắt
ngang hỡnh chữ
nhật hoặc hỡnh
vuụng cú thể cú
một ngăn hoặc
6.4 Khỏi niệm, khẩu độ, phõn loại cống thoỏt nước
Trang 71 9
Cống bản:
+ Cống bản nổi: là loại cống bản mà xe có thể chạy trực tiếp lên bề mặt
cống Tường thân cống, móng cống thường làm bằng đá hộc xây xi măng;
còn bản thân cống và mũ mố thường làm bằng bê tông cốt thép
+ Cống bản chìm: khi chiều cao đắp tại vị trí đặt cống lớn thì người ta
cho phép đắp trên bề mặt cống gọi là cống bản chìm
6.4 Khái niệm, khẩu độ, phân loại cống thoát nước
MÆt b»ng cèng
+9.33 +9.15
2 0
b) Phân loại theo ý nghĩa sử dụng:
Cống địa hình: là loại cống được đắp ở vị trí dòng nước do địa hình tạo nên,
và bắt buộc phải đặt cống ở vị trí này
Cống cấu tạo: là loại cống dùng để thoát nước ngang từ rãnh dọc dồn về khi
chiều dài rãnh dọc >300m Với loại cống này thì không tính toán thuỷ lực,
chỉ lấy theo cấu tạo
6.4 Khái niệm, khẩu độ, phân loại cống thoát nước
Cống thuỷ lợi: là loại
cống đặt ở những vị trí
phục vụ cho mục đích tưới
tiêu, loại này thường có độ
dốc đáy cống = 0%
6.5 Chế độ làm việc của cống
Giải thích các ký hiệu:
+ H: Mực nước dâng cho phép;
+ hcv: Chiều cao cống ở cửa vào;
+ Tốc độ nước chảy cho phép (v);
Tùy theo chiều sâu ngập nước trước cống và tùy theo loại miệng cống, cống có
thể làm việc theo các chế độ sau:
a) Không áp:
Nếu H ≤ 1,2 hcv (miệng cống loại thường)
Nếu H ≤ 1,4 hcv (miệng cống theo dạng dòng chảy)
Chế độ làm việc của cống: Không áp
Trang 86.5 Chế độ làm việc của cống
b) Bán áp:
Nếu H > 1,2 hcv(miệng cống
loại thông thường;
TH này ở cửa cống nước ngập
toàn bộ nhưng tiếp theo đó thì
nước chảy có mặt thaóng tự do)
c) Có áp:
Nếu H > 1,4 hcv(miệng cống
làm theo dạng dòng chảy và độ
dốc cống nhỏ hơn dốc ma sát)
TH này trên phần lớn chiều dài
cống nước ngập hoàn toàn; chỉ
có cửa ra có thể có mặt thoáng
tự do
Chế độ làm việc của cống:
Hình c: Bán áp Hình d: Không áp
2 3
6.6 Xác định khẩu độ cống
- Biết lưu lượng nước chảy mà cống cần phải thoát (Qtk )
- Giả định một số phương án:
+ Khẩu độ cống (d: đối với cống tròn; b: đối với cống vuông);
+ Mực nước dâng cho phép (H);
+ Tốc độ nước chảy cho phép (v);
-Ứng với mỗi phương án:
+ Dựa vào H định cao độ nền đường tối thiểu,
+ Dựa vào v định biện pháp gia cố thượng, hạ lưu cống;
- Tiến hành so sánh các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật để quyết định phương
án có lợi nhất
Bảng tra chọn khẩu độ cống tròn
Trang 9Bảng tra chọn khẩu độ cống vuông