Bài tập lớn cấp thoát nước

Bài tập lớn cấp thoát nước có lời giải. có lý thuyết và bài tập kết hợp, mạng lưới cụt và thoát nước ngoài nhà aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MIỀN TRUNG - PHÂN HIỆU ĐÀ NẴNG

KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

Học phần:

CẤP THOÁT NƯỚC

GVHD: ThS Nguyễn Thị Hồng Tình SVTH: Nguyễn Hữu Nam

Lớp: D18X1DN MSSV: 20DL5802011012

- Năm 2021 -

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

MIỀN TRUNG - PHÂN HIỆU ĐÀ NẴNG

KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN Học phần: CẤP THOÁT NƯỚC Học kỳ: 2 , năm học: 2020 - 2021

Họ tên: Nguyễn Hữu Nam

Lớp: D18X1DN

MSSV: 20DL5802011012

Đề số (BD): 25

A Yêu cầu

I Phần câu hỏi

1 Các yêu cầu để thiết kế hệ thống cấp nước trong công trình

Bài làm:

a Về mặt lựa chọn phương án – kinh tế

- Đường ống phải đi tới mọi thiết bị, dụng cụ vệ sinh bên công trình

- Tổng chiều dài của đường ống ngắn nhất

- Dễ gắn ống với các kết cấu của công trình: tường, trần nhà, dầm

- Thuận tiện, dễ dàng cho quản lý: kiểm tra, sửa chữa đường ống, đóng mở van

- Đưa ra các phương án để so sánh rồi chọn phương án hợp lý nhất

b Về mặt tính toán hệ thống cấp nước:

- Phải vạch được tuyến mạng lưới cấp nước trên mặt bằng hoặc sơ đồ không gian của hệ thông cấp nước cho công trình

- Tiến hành đánh số thứ tự các đoạn ống cần tính toán

- So sánh chọn tuyến ống bất lợi nhất

+ Xác định lưu lượng tính toán:

- Phải theo yêu cầu, từng đối tượng sử dụng

- Chế độ dùng nước và tiêu chuẩn dùng nước, đối với từng đối tượng sử dụng thì có các tính khác nhau để đảm bảo lưu lượng:

+ Đối với nhà ở gia đình, tiểu khu nhà ở:

q = 0,2 a

N + K.N (l/s) Trong đó:

q: lưu lượng nước tính toán cho từng đoạn ống (l/s) a: đại lượng phụ thuộc vào tiêu chuẩn dùng nước N: Tổng đương lượng của ngôi nhà hay đoạn ống tính toán K: hệ số phụ thuộc vào N

+ Đối với nhà ở công cộng: Bệnh viện, nhà ở tập thể, khách sạn, nhà an dưỡng điều

dưỡng, nhà gởi trẻ, mẫu giáo, trường học, cơ quan hành chính

q = α0,2 N (l/s)

Trong đó: N: Tổng số đương lượng tính toán

α : Hệ số phụ thuộc chức năng ngôi nhà

+ Các loại nhà đặc biệt khác: (Phòng khán giả, phòng luyện tập thể thao, nhà ăn tập thể,

nhà tắm công cộng, cửa hàng ăn uống, xí nghiệp chế biến thức ăn, các phòng sinh hoạt trong các xí nghiệp công nghiệp):

=

100



N q

q: Lưu lượng tính toán, (l/s)

q0 : Lưu lượng tính toán cho một TBVS cùng loại

β: Hệ số hoạt động đồng thời của các TBVS cùng loại

Tuy nhiên để tính toán sát với thực tế và đảm bảo cung cấp nước được đầy đủ thì lưu lượng tính toán phải được xác định theo số lượng các thiết bị vệ sinh được bố trí trong ngồi nhà đó

Mỗi một thiết bị vệ sinh tiêu thụ một lượng nước khác nhau, do đó để dễ tính toán người

ta đưa tất cả các lưu lượng của thiết bị vệ sinh về dạng lưu lượng đơn vị tương đương (đương lượng đơn vị) Mỗi đương lượng đơn vị tương ứng với lưu lượng nước là 0,2l/s của một vòi nước ở chậu rửa có đường kính 15mm, áp lực tự do là 2m

Khi xác định lưu lượng tính toán cho một ngôi nhà ta phải xác định tổng số đương lượng của toàn bộ ngôi nhà rồi áp dụng công thức để xác định lưu lượng tính toán cho ngôi nhà đó, không được lấy lưu lượng tính toán cho một đơn nguyên rồi nhân với số đơn nguyên của cả nhà, điều đó là sai cơ bản

+ Chọn đường kính cho từng đoạn ống

Sau khi đã xác định lưu lượng nước tính toán cho từng đoạn ống, dựa vào vận tốc kinh tế, tra các bảng tính thủy lực đường ống cấp nước để chọn đường kính ống của từng đoạn Vận tốc kinh tế của nước trong mạng lưới cấp nước trong nhà có thể lấy 0,5-1,0m/s, vận tốc tối đa không vượt quá 1,5m/s Trong trường hợp có cháy vận tốc tối đa có thể lấy 2,5m/s

+ Xác định tổn thất áp lực cho từng đoạn ống

.- Tổn thất áp lực gồm tổn thất dọc đường và tổn thất cục bộ

Trong đó: + Tổn thất áp lực dọc đường được tính bằng:

➢Theo tổn thất đơn vị (i):

hi = i.L ; (m) i: Tổn thất đơn vị, phụ thuộc vào loại ống và vận tốc nước chảy trong ống:

g d

v i

2



=

 : Hệ số kháng ma sát theo chiều dài, phụ thuộc vật liệu làm ống và độ nhám thành ống d: Đường kính trong của ống, (mm)

v: Vận tốc nước chảy trong ống, (m/s)

L: Chiều dài đoạn ống tớnh toỏn (m)

➢ Theo sức khỏng đơn vị A:

hl = ALKq2 = Sq2 A: Sức khỏng đơn vị

L: Chiều dài đoạn ống (m)

K: Hệ số điều chỉnh tốc độ

q: Lưu lượng nước trong ống

A và K tra ở bảng tớnh toỏn thủy lực của từng loại ống

+ Tổn thất ỏp lực cục bộ: h là tổn thất ỏp lực qua van, khi qua cỏc mối nối, qua cb

cỏc đoạn thay đổi hướng của dũng chảy thường phải xỏc định qua từng chi tiết, qua từng đoạn Song hcb chỉ chiếm 1 tỷ lệ rất nhỏ, trong thực tế tớnh toỏn thường bỏ qua hoặc chỉ lấy 1

tỷ lệ nào đú so với tổn thất ỏp lực dọc đường

- Trường hợp dựng nước lớn nhất:

hcb =( 10-15) % hl (m)

- Trường hợp cú chỏy:

hcb =( 5-10) % hl (m)

- Trường hợp vận chuyển lớn nhất thỡ phụ thuộc vào tỡnh hỡnh cụ thể

+ Xỏc định ỏp lực cần thiết của ngụi nhà (H ct ) và ỏp lực của mỏy bơm H b Cuối cựng so

sỏnh với ỏp lực của đường ống ngoài phố để chọn sơ đồ HTCN phự hợp

- Áp lực cần thiết của ngụi nhà

Hđ + Zđ = h1 + HCTnh + Znh

 HCTnh = Hđ + Zđ -h1 - Znh

- Áp lực công tác của máy bơm:

Hb + Zb = h2 +hđ + Hđ + Zđ

 Hb = (Zđ - Zb) + h2 +hđ + Hđ Trong đó:

Zb, Zđ, Znh: cốt mặt đất tại vị trí đặt trạm bơm, đặt đài n-ớc và ngôi nhà bất lợi nhất

HCTnh: áp lực cần thiết của ngôi nhà bất lợi nhất

Hđ, Hb: độ cao đài n-ớc và áp lực công tác của máy bơm

hđ: chiều cao của thùng chứa trên đài

h1: tổng tổn thất cột n-ớc trên đ-ờng ống dẫn n-ớc từ đài n-ớc đến ngôi nhà bất lợi nhất

h2: tổng tổn thất cột n-ớc trên đ-ờng ống dẫn n-ớc từ trạm bơm tới đài n-ớc

2 Các yêu cầu đối với từng loại ống thoát nước trong công trình

Bài làm:

- Ống gang

Ống gang thường chế tạo theo kiểu miệng loe có đường kính 50, 100 và 150mm, chiều dài 500-2000mm và chiều dày ống 4-5mm Để đảm bảo nước không thấm ra ngoài ta nối ống như sau: 2/3 miệng loe nhét đầy chặt sợi gai tẩm bitum sau đó nhét vữa xi măng vào phần còn lại Miệng loe của ống bao giờ cũng đặt ngược chiều với hướng nước chảy

Thường dùng các phụ tùng nối ống bằng gang như: cút 900, 1100, 1350, 1500), côn tê, thập thẳng hoặc chéo (450 hoặc 600) có đường kính đồng nhất hoặc từ to sang nhỏ, ống cong hình

S, các ống ngắn,…

- Ống sành

Thường sử dụng trong các nhà ở gia đình và tập thể (tiêu chuẩn thấp), độ bền kém, dễ vỡ,

có thể dùng làm ống thoát nước bên trong nhà cũng như ngoài sân, cũng chế tạo theo kiểu miệng loe và có phụ tùng nối ống như ống gang

Ống sành thường có đường kính 50-150mm, chiều dài 0,5-1m Cách nối ống sành như ống gang

- Ống thép

Chỉ dùng để dẫn ngước thoát từ các chậu rửa, chậu tắm,…đến ống dẫn bằng gang hoặc sành trong sàn nhà, có đường kính nhỏ hơn 50mm

- Ống fibroximang

Đường kính ống 100-150mm trở lên Có thể chế tạo kiểu miệng loe (với ống có đường kính nhỏ) hoặc hai dầu trơn (với ống có đường kính lớn) để làm ống thoát nước trong nhà cũng như sàn nhà Ống này nặng nề, kích thước lớn nên chủ yếu dùng bên ngoài,

- Ống bê tông:

Đường kính 150mm trở lên, dài 1-2m, thường chế tạo theo kiểu 2 đầu trơn, dùng làm ống thoát nước ngoài sân nhà

- Ống nhánh

Dùng để dẫn nước thải từ các thiết bị vệ sinh vào ống đứng thoát nước Ống nhánh có thể đặt sâu trong sàn nhà (trong lớp xỉ đệm) hoặc dưới trần nhà – dạng ống treo Chiều dài một ống nhánh thoát nước không lớn quá 10m Không được đặt ống treo qua các phòng ở, bếp và các phòng sản xuất khác khi sản phẩm yêu cầu vệ sinh cao Độ sâu đặt ống nhánh trong sàn nhà ( độ sâu đầu tiên) lấy xuất phát từ điều kiện đảm bảo cho ống khỏi phá hoại do tác động cơ học nhưng phải sâu hơn 10cm kể từ mặt sàn đến đỉnh ống Trong các nhà ở gia đình công cộng khi yêu cầu mỹ quan đòi hỏi không cao lắm có thể xây các máng hở để dẫn nước tắm rửa, giặt rũ đến các ống đứng Trước khi nước vào ống đứng phải qua lưới thu và xi phông Máng có thể làm gạch hoặc betong, chiều rộng 100-200 mm, độ dốc tối thiểu là 0,01 Nếu dẫn phân: Dmin ≥ 100mm; Lmax ≤ 6m

- Ống đứng

Thường đặt suốt các tầng nhà, thường bố trí ở các góc tường, chỗ tập trung nhiều TBVS, nhất là hố xí, vì dẫn phân đi xa dễ tắc Ống đứng có thể bố trí hở ngoài tường hoặc bố trí chung trong hộp với các đường ống khác, có thể lẩn vào tường hoặc nằm trong khe giữa hai bức tường Nếu bố trí ống đứng đặt kín thì chỗ ống kiểm tra phải chừa các cửa mở ra đóng vào dễ dàng để thăm nom tẩy rửa đường ống

Đường kính ống đứng thoát nước trong nhà tối thiểu là 50mm, nếu thu nước phân thì dù chỉ có một hố xí đường kính tối thiểu của ống đứng cũng là 100mm (kể cả ống nhánh) Thông thường ống đứng đặt thẳng đứng từ tầng dưới lên tầng trên của nhà Nếu cấu trúc của nhà không cho phép làm như vậy thì có thể đặt một đoạn ngang ngắn có hướng dốc lên Khi đó không được nối ống nhánh vào đoạn ống ngang này vì nó làm cản trở vận tốc của nước chảy trong ống, dễ sinh ra tắc ống Trường hợp chiều dày tường, móng nhà thay đổi thì dùng ống cong hình chữ S: Dmin ≥ Dống nhánh

- Ống tháo (ống xả)

Là ống chuyển tiếp từ cuối ống đứng dưới nền nhà tầng 1 hoặc tầng hầm ra giếng thăm ngoài sân nhà Chiều dài lớn nhất của ống tháo theo quy phạm lấy như sau:

Ống: D = 50 mm → lmax = 10m

D = 100 mm → lmax = 15 m

D = 150 mm → lmax = 20m Trên đường ống tháo ra khỏi nhà 3-5m người ta bố trí một giếng thăm, chỗ đường ống tháo gặp đường ống ngoài sân nhà cũng phải bố trí một giếng thăm

Góc ngoặt giữa ống tháo và ống ngoài sân nhà không nhỏ hơn 900 theo chiều nước chảy

Có thể nối 1, 2 hay 3 ống tháo chung trong một giếng thăm Ống tháo có đường kính bằng hoặc lớn hơn đường kính ống đứng Có thể nối nhiều ống đứng với một ống tháo Khi đó đường kính ống tháo phải chọn theo tính toán thủy lực Chỗ ống tháo xuyên qua tường, móng nhà phải chừa một lỗ lớn hơn đường kính ống tối thiểu là 30cm Khe hở giữa ống và lỗ phải bịt kín bằng đất sét nhào (có thể trộn với đá dăm, gạch vỡ) nếu là đất khô Trường hợp đất ướt

có nước ngầm thì phải đặt trong ống bao bằng thép hay gang có nhét kín khe hở bằng sợi gai tẩm bitum Cho phép đặt ống tháo dưới móng nhà nhưng đường ống phải được bảo vệ cẩn thận tránh tác động cơ học gây bể vỡ

Độ dốc của ống tháo ngoài nhà có thể lấy hơn tiêu chuẩn thông thường một chút để đảm bảo nước chảy ra khỏi nhà được dễ dàng, nhanh chóng, ít bị tắc

- Ống thông hơi

Là ống nối tiếp ống đứng đi qua hầm mái và lên cao hơn mái nhà tối thiểu là 0,7m và cách

xa cửa sổ, ban công nhà láng giềng tối thiểu là 4m Nó có nhiệm vụ dẫn các khí độc, các hơi nguy hiểm có thể gây nổ (như NH3, H2S, C2H2, CH4,…) ra khỏi mạng lưới thoát nước bên trong nhà

II Yêu cầu về tính toán và thiết kế

1 Tính toán thuỷ lực mạng lưới cụt cấp nước (xác định đường kính ống cấp nước – d;

vận tốc nước chảy trong ống - v; độ dốc thuỷ lực – i; tổn thất áp lực - h) cho khu dân cư, các điểm lấy nước được xác định trên sơ đồ (Hình 1) Từ trạm bơm cấp II cung cấp cho

mạng lưới một lưu lượng 60 (l/s) Tại nút 5 lấy nước tập trung với lưu lượng là 12 l/s Mặt

đất bằng phẳng, cao trình mặt đất là 20m Theo qui hoạch nhà ở của khu dân cư 5 tầng, mạng lưới thiết kế bằng ống gang nước sạch

Hình 1 Sơ đồ mạng lưới cấp nước

Bài làm:

• Tổng chiều dài của mạng: L =450 250 500 370 400 410 2380+ + + + + = m

• Xác định lưu lượng đơn vị : . 60 12 0,020( / )

2380

tt t tr ñv

q q

L



• Lập bảng xác định lưu lượng dọc đường, lưu lượng tập trung, lưu lượng chuyển tiếp, lưu lượng tập tính toán:

- Trong đó : + Lưu lượng dọc đường: qdd =q ñv* ( / )L l s

+ Lưu lượng chuyển tiếp:

+ Lưu lượng tính toán: q tt =q ct +*qdd +q l s t tr. ( / ) Với  =0,5

Đoạn ống L m( ) q l s m ñv( / ) q l s dd( / ) q l s ct( / ) q l s t tr. ( / ) q l s tt( / )

Ghi chú: + Lưu lượng chuyển tiếp: q ct(3 5)− =qdd(5 7)− +q t tr (5) =8,2 12 20,2( / )+ = l s

- q ct(1 3)− =qdd(3 4)− +qdd(3 5)− +q ct(3 5)− =7,4 8 20,2 35,6( / )+ + = l s

- q ct(1 2)− =qdd(2 6)− =10( / )l s

• Đưa lưu lượng tính toán vào sơ đồ:

Hình 2: Sơ đồ tính toán

• Lập bảng tính thủy lực của mạng lưới cấp nước được thiết kế bằng ống gang:

Bảng 1: Bảng tính thủy lực:

Đoạn

ống

Chiều dài

đoạn ống

( )

L m

Lưu lượng tính toán ( / )

tt

q l s

Đường kính D (mm)

Vận tốc

V (m/s) 1000i i

Tổn thất áp lực

* ( )

i

h i l m=

2 Xác định lưu lượng tính toán cho các đoạn cống tròn thoát nước của khu dân cư và xí

nghiệp công nghiệp (Hình 3) Mật độ dân số 400 người/ha Tiêu chuẩn thoát nước 250

(l/người.ngày.đêm) Lưu lượng tập trung bao gồm: lưu lượng từ trường học (TH) là 2.5 (l/s), từ xí nghiệp công nghiệp (XNCN) là 45 (l/s) Khu vực thoát nước có độ dốc trung bình, đường phân thủy không rõ nét Coi toàn bộ là một lưu vực thoát nước Nước thải sản xuất xả chung với nước thải sinh hoạt Trạm xử lý nước thải đặt gần bờ sông, cách khu vực xây dựng 700m về phía Đông nam

Qb=60(l/s)

Q.ttr=12(l/s) 450m

1

2

6 500m

400m

0m

7

5 3

4

16 ,1(

l/s)

24,2(l/s)

40,1(l/s)

5(l/s)

Cây xanh

TH

XNCN

250m

Hình 3 Mặt bằng thoát nước

Bài làm:

• Xác định modun lưu lượng:

* 250 * 400 1,157( / )

86400i 86400

o

q P

• Xác định chiều dài đoạn cống chính: L =200 800 250 250 700 2200( )+ + + + = m

• Vạch tuyến theo về phía thấp các ô phố:

Hình 4: Sơ đồ vạch tuyến

• Lập bảng tính lưu lượng tính toán: q tt =(q dd +q b+q t)*K c +q l s t tr. ( / )

Bảng 2: Lưu lượng tính toán

TT

đoạn

ống

TT tiểu khu

(kí hiệu ) Diện tích (ha)

q o (l/s.h a)

Lưu lượng trung bình từ các tiểu

khu, ( / )l s Hệ

số khô

ng điều hòa

c

K

Lưu lượng (l/s)

Dọc

đườn

g

Cạnh bên

Dọc đườn

g

Cạnh bên

Dọc đườn

g

Cạnh bên Tải Tổng cộng Tiểu

khu

Lưu lượng tập chung

q tt (l/s) Cục

bộ

Ch

qua 5-6 1 - 6 - 1,157 6,94 - - 6,94 2,93 20,33 - - 20,33 6-7 3 - 20 - 1,157 23,14 - 6,94 30,08 1,8 54,14 - - 54,14 7-8 4 2 6,25 20 1,157 7,23 23,08 30,08 60,39 1,68 101,45 2,5 - 103,95 8-9 5 6 12,5 6,25 1,157 14,07 7,23 60,39 81,69 1,64 133,97 45 2,5 181,47 9-TXL - - - 81,69 81,69 1,64 133,97 - 47,5 181,47

Qt.tr=2,5(l/s) Qt.tr=45(l/s)

Cây xanh

XNCN

TH

200m

250m

2

3

6