Giáo trình cấp thoát nước Chương 5 Thiết kế cấp nước cho công trường

có dạng tròn hoặc vuông.Thân tháp đỡ đài có thể là tường xây gạch hoặc cột BTCT.Khi đài nước đặt trên đồi hoặc sườn núi.chỉ cần đặt đài nước trực tiếp lên đất tự nhiên. Tính chiều cao của tháp nước ( Hth) Chiều cao tháp nước tính từ cột tự nhiên của chân tháp,đến đáy đài nước, được tính theo công thức : Hth = Zc – Zth + Hmax + htd + h Trong đó : Zc : Cao trình tự nhiên ,hay là cốt mặt đất của công trình có điểm lấy nước bất lợi nhất trên công trường, m Zth : cao trình tự nhiên của chân tháp nước , m Hmax – chiều cao lớn nhất của điểm lấy nước bất lợi nhất .m; htd – chiều cao cột nước tự do, m , htd = 1 – 2m khi nước phục vụ sinh họat htd = 8 – 10m khi nước phục vụ chữa cháy h - tổng tổn thất áp lực trên toàn mạng đường ống Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên Zb hn Hth hd Hma x Zmax Zc Zth 1 2 3 2 4 5 Hình 6.3 Sơ đồ hệ thống cấp nước công trường 1- trạm thu nước ở sông : 2- trạm bơm : 3 – bể sử lý nước : 4- Tháp nước 5- điểm dùng nước bất lợi nhất Bể chứa Bể chứa trong hệ thống cấp nước tạm trong công trướng có nhiệm vụ sau: chứa nước lấy từ mạng đường ống có sắn của địa phương; dự trữ và điều hòa một lượng nước dùng để bơm vào mạng lưới cấp nước cho công trướng.  Nếu nguồn nước được khai thác từ các nguồn nước thiên nhiên thì bể nước làm nhiệm vụ điều hòa giua trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp II.  Nhiêu khi để kinh tế nhười ta chỉ tính toán cấp nước cho công trướng ở tầng 1 còn cá tầng trên sẽ được bơm nước lên khi có yêu cầu. Khi náy các bể chứa có vai trò dự trữ.  Bể nước còn có nhiệm vụ dự trữ nước cho chữa cháy( đủ nước cho ba giờ chữa cháy).  Bể chứa nước thường được xây dựng bằng bêtông cốt thép hoặc xây gạch (khi dung dich bể nhỏ hơn 300 m3)có dạng hình chữ nhật hoăc hình vuông. Bể chứa nước có thể xây nổi hoặc chìm, hoặc nửa nổi nửa chìm, tùy theo đều kiện địa chất, địa hình và công nghệ câp nước cho mạng. Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên  Trong mạng lưới cấp nuớc tạm cho công trường, cố gắng tận dụng những bể nước dự trữ dùng cho công trình vĩnh cửu sau này, để làm bể nước cho mạng lưới tạm để tiết kiệm và giảm giá thành xây dựng tạm.  Bể chứa nước thướng được các thiết bị vá đường ống như sau: - Ống dẫn nước từ nguồn cung cấp vào bể có khóa đóng mở hoặc có van tự động đóng nước khi bể đẩy. - Ống tràn, ống xả cặn nối với hệ thống thoát nước. - Ống hút của máy bơm. - Ống thông hơi nếu bể có nắp đậy kín Máy bơm và trạm bơm  Các trạm bơm trên hệ thống cấp nước làm nhiệm vụ  Đưa nước từ công trình thu nước(sông ,hồ, giếng khoan) lên công trình xử lý nước( bể lắng ,bể lọc…)  Đưa nước từ bể chứa lên tháp nước.  Bơm để vận chuyển đến các nơi tiêu dùng ở mạng lưới cấp nước. Trạm bơm nước được chia làm ba loại + Trạm bơm cấp I:đưa nước từ công trình thu nước lên công trình xủ lý. + Trạm bơm cấp II: đưa nước đã xử lý từ bể chữa đến các nơi tiêu dung. + trạm bơm trung chuyển:để chuyển tiếp nước đi xa trên mạng đường ống dẫn nước, tránh phải thiết kế một áp lực trw6n đường ống quá cao không kinh tế hoặc bơm nước từ bề dự trự lên các tầng nhà cao tầng, không cần đến thác nước hoặc là bơm để chữa cháy khi có hỏa họan.  Máy bơm nước hiện nay thường dùng phổ biến là lọai bơm ly tâm, chạy bằng động cơ điện lọai trục ngang hoặc trụng đứng. Thị trường máy bơm hiện nay rất đa dạng, nhiều nước chế tạo máy bơm nổi tiêng có bán tại Việt Nam như Hàn Quốc –Tây Ban Nha – Trung Quốc. Việt Nam cũng như đã chế tạo được nhiều lọai máy bơm đat tiêu chuẩn quốc tế và giá thành rẻ. Muốn chọn được máy bơm, phải tính được áp lực của máy bơm và công xuất của máy bơm. Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên  Ap lực của máy bơm hay còn gọi là chiều cao bơm nước của máy bơm(H- mb)được tính theo công thức sau: - Nếu hệ thống có tháp nước(hình 6.3): Hmb(Zth-Zb)+Hth+hđ+hh+h Trong đó: Zth-cao trình mặt đất chân tháp nước, (m); Zb-cao trình đặt máy bơm,(m); Hth-chiều cao tháp nuớc,(m); Hđ-chiều cao đáy nước,(m); Hh-chiều cao hút nước lên máy bơm,(m). - Nếu hệ thóng cấp nuớc không có tháp nước. Hmb=(Zo –Zb)+Hmax+htd+hh+ h Trong đó: Zo-cao trình măt đất tự nhiên của công trình măt đất tự nhiên của công trình có điểm lấy nước bất lợi nhất trên công trường,m; Hmax- chiều cao lớn nhất của điểm lấy nước bất lợi nhất,m; Htd- chiều cao cột nước tự do,m.  Công xuất của máy bơm, được tính theo công thức: Nb = *75 * mbt HQ . mã lực Hoặc : Nb = *102 * mbt HQ , (kW) Trong đó : Qt : lưu lượng tính toán tổng cộng, (l/s); Hmb : chiều cao bơm nước của máy bơm (m)  - hệ số hiệu suất của máy bơm ;  = 0.5 – 0.6 đối với máy bơm có lưu lượng bơm Qb < 100 (m3/h)  = 0.6 – 0.9 khi Qb > 100 (m3/h) Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên Chọn máy bơm : Để an toàn cho máy bơm ,tránh quá tải ,khi sử dụng thường phải lựa chọn công suất động cơ máy bơm N bchon = ( 1.2 – 1.5)* Nb (6.16) Trên thực tế có thể dựa vào 2 chỉ tiểu cơ bản :  Lưu lượng máy bơm Qb = Qt (l/s)  Chiều cao bơm nước Hmb , (m) Rồi tra bảng để chọn được lọai máy bơm thích hợp. Trong các trạm bơm thường đặt 2 hoặc 3 máy bơm có công suất tổng cộng bằng lưu lượng thiết kế và có thêm một máy bơm dự trữ, để dùng khi các máy khác bị hỏng hoặc định kỳ sửa chữa . Sau đây giới thiệu 1 ví dụ minh họa Tính toán mạng cấp nước tạm cho công trường có sơ đồ và số liệu cho ở hình 6.4 Để tiện việc tính toán và sử dụng ta lập thành bảng Bảng 5.5 tính toán mạng lưới cấp nước cho công trình A Khu Vực Đọan Ong Lij Qij Dij Tính Dij Chọn Vi(m/s) Thực tế h dọc đường hci cục bộ htd 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 AB 180 16 144 150 1.08 3.73 0.37 1 Nhà Ơ BI 580 7 95 100 0.81 8.26 0.83 1 SẢN SUẤT BC CD DE EG GH 60 90 80 220 250 9 7 4 1.5 0.5 107 95 74 45 27 100 100 80 50 32 1.04 0.81 0.81 0.71 0.33 1.32 1.25 1.58 5.94 6,67 0.13 0.12 0.16 0.60 0.67 1 1 1 1 1 Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên  l 700 h = 16.76 1.68 Trình tự tính toán theo các bước sau : Bước 1 : tính các số liệu trong bảng (bảng 6.5) + Cột 1,2,3 : lấy theo số liệu trên sơ đồ + cốt 4 : lấy lưu lượng của 1 đọan ống đứng trước bằng lưu lượng đoạn ống đứng sau trừ đi lưu lượng của các điểm tiêu thụ nằm trên đoạn đó kể cả đoạn mạch cụt nếu có Ví dụ : QCD = QBC – qc = 9 – 2 =7 + Cột 5 : tính đường kính ống từng đoạn theo công thức ( 6.7 ) Dij = 1000** *4 v Qij  Ơ đây là đường ống tạm nên đơn giản lấy v = 1m/s hd 2 m Hm ax= 16m 63 32 43 27 A Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên C o âng trình xa ây dö ïng Khu nha ø ô û Q 3 = 7 l/s Q t =16 l/s Q t = Q1+Q 2+Q 3 Q1+Q2 = 9l/s q =3 90 q=2 .5 q=1 q= 0.5 60 q=2 54.1 56.9 52.36 45.82 56.9 60 54.1 BD E G H I C 220 80 580 250 180 Beå nöô ùc A Hình 5.4 . Sơ đồ hệ thống cấp nước cho công trường xây dựng A + Cột 6 : chọn đường kính ống nước theo các ống tiêu chuẩn có đường kính xấp xỉ giá trị tính được ở cột 5 + Cột 7 : Tính lại lưu tốc thực tế theo đường kính ống chọn hoặc tra bảng thủy lực của F.A.Sêvêlép vi = 2*1000* *4 ij ij D Q  + Cột 8 : tính tổn thất áp lực dọc đường Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên h = ixlij (trong đó i tra bảng thũy lực F.A.Sêvêlép ) +Cột 9 : tính tổn thất áp lực cục bộ do van khóa (hoặc có thể bỏ qua không tính giá trị này ) theo kinh nghiệm hci = 10%h +Cột 10 : cột nước tự do ở đây lấy htd = 1 m Bước 2 : Tính chiều cao tháp nước Để nước có thể tự chảy đến tất cả các điểm tiêu thụ trên côntg trường, chiều cao tháp nước tính teo công thức (6.11) Hth = Zo – Zth + Hmax + htd + h , Trong đó : Zo : cao trình cốt mặt đất của điểm lấy nước bất lợi nhất ,ỡ đây là ngôi nhà 4 tầng có Zo = 27 m Zth – Cao trình tự nhiện chân tháp Zth = 32.21 m Hmax – chiều cao của nhà 4 tầng ,nơi có điểm lấy nước bất lợi nhất Hmax = 16 m htd – chiều cao cột nước tự do,lấy hth = 1 m h - tổng tổn thất áp lực trên toàn mạng đường ống h = 16.76 + 1.68 = 18.44 m Hth = 27 – 32 +16 +1 +18.44 = 30.44 m Cao trình đáy đài nước Zđ : Zđ = Zth + Hth = 32 + 30.44 = 62.44 m Lấy tròn Zđ = 63 m Như vậy nếu ở cao trình 63 thì đài nước sẽ cấp nước lên đến cao trình 43 m là điểm lấy nước bất lợi nhất của ngôi nhà 4 tầng trên công trường Nếu khong muốn xây dựng tháp nước , thì tại vị trí tháp nước ta xây bể chứa và tính máy bơm để bơm nước đến các điểm tiêu thụ trên toàn công trường.Ap lực máy bơm được tính theo công thức (6.13): Hmb = Z0 – Zb – Hmax + htd + hh + h Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên Hmb = 27 – 32 +16+1+3+18.44 = 33.44 m (Giả sử bể nước xây chìm có chiều sâu hh = 3 m) Công suất của máy bơm nước được tính theo công thức (6.15) Nb = *102 * mbt HQ , (KW) Trong đó : Qt = 16 l/s Hmb = 33.44 m  = 0.5 Nb = 49.10102*5.0 44.33*16  KW Chọn máy bơm có công suất 15 KW