APARTMENT | No.48 Hệ thống đường ống nước trong tòa nhà ( Phần 18)

Chịu trách nhiệm nội dung

Hội đồng biên tập

Nguyễn Danh Hải

Nguyễn Hồng Minh

Nguyễn Hoàng Thanh

Nguyễn Quang Huy

Hoàng Minh Nguyễn

Lưu Hồng Hải

Nguyễn Cảnh Toàn

Lê Tất Anh

Hoàng Bá Thuận

Cam Văn Chương

Đỗ Trung Hiếu

Cao Tiến Trung

Tổng biên tập

Nguyễn Tất Hồng Dương

Phó Tổng biên tập

Trần Việt Bách

Biên tập & Thiết kế

Phòng Phát triển Cộng đồng

Website

www.iirr.vn

facebook.com/iirr.com

06 Hệ thống thoát nước và xử lý chất thải dưới lòng đất

14 Yêu cầu lắp đặt

18 Các khía cạnh thiết kế chung

26 Dòng chảy trong cống

30 Quan sát việc thoát nước trong thực tế

40 Ý nghĩa, nghiên cứu thực tế và dòng chảy

42 Thiết lập kích thước và độ dốc

50 Thiết lập khoảng cách và thiết kế tiếp cận

Sự ra đời của các hệ thống vận chuyển nước cho đất và chất thải vào đầu thế kỷ 19 liên quan đến việc lắp đặt cả bên trong các tòa nhà và dưới lòng đất. Chương trước đã đưa ra một phần giới thiệu ngắn gọn về lịch sử và các điều kiện tồn tại cho đến cuối thế kỷ này. Thuở đầu, các đường ống dưới lòng đất bị rò rỉ do các mối nối kém chất lượng hoặc do bị nứt, và nước bẩn có thể xâm nhập vào các tòa nhà và làm ô nhiễm nguồn cung cấp nước; hệ thống thoát nước từ các tòa nhà dẫn vào hệ thống cống rãnh, đặc biệt là trong nửa đầu thế kỷ, cũng có chất lượng kém. Hơn nữa, các kỹ sư thường dùng hệ thống này để lấy cả nước thải và nước mưa — hệ thống kết hợp — và cung cấp thêm các đường tràn bão trong những năm tiếp theo để cho phép tràn sang các dòng nước liền kề khi có bão. Từ đó dẫn đến hệ quả ô nhiễm do tràn chứa và rò rỉ hệ thống cống rãnh.

Hệ thống thoát nước và xử lý chất thải dưới lòng đất

Từ cuối thế kỷ 19, cùng

với việc thông qua các

biện pháp như Đạo luật

Y tế Công cộng năm

1875, đã có sự cải tiến

dần dần trong thiết kế

và xây dựng cống và

cống rãnh, cụ thể: các

kỹ sư đã bắt đầu đưa

vào sử dụng các cống

gạch, các hệ thống ống

đất sét và gang có chất

lượng tốt hơn cũng như

bê tông, xi măng amiăng

và ống sợi cao su. Dần

dần người ta biết nhiều

hơn về các đặc điểm

cấu trúc và hiệu suất

của đường ống ngầm,

và điều này cùng với

việc cải thiện kiểm soát chất lượng trong sản xuất đường ống và kỹ thuật lắp đặt tốt hơn đã

dẫn đến những cải tiến

đáng kể trong việc lắp

đặt đường ống ngầm.

Gần đây, các chuyên gia

đã giới thiệu các mối nối mềm với nhiều loại

ống khác nhau, cả bằng

vật liệu cũ và mới hơn, để khắc phục những hư hỏng thường liên quan

đến việc gãy các mối nối cứng do chuyển động của chúng trong lòng đất.

Cũng trong thế kỷ 20, chúng ta đã chứng kiến sự dịch chuyển khỏi các hệ thống thoát nước và thoát nước kết hợp. Chẳng hạn, với việc xây dựng những ngôi nhà bậc thang vào những năm đầu của thế kỷ này thì đã có thể đưa vào sử dụng những hệ thống riêng biệt từng phần; nước thải sinh hoạt và nước mưa từ đường ống phía sau sân thượng đổ vào một đường ống ngầm, nước mưa kể cả đường thoát nước thải vào đường ống khác.

Trong những năm sau đó, một số công trình đã tách biệt hoàn toàn nước thải và nước mưa mặc dù nhìn chung với chi phí cao hơn, và ngày nay, chính sách phổ biến là tách riêng các công trình lắp đặt nước mưa và nước thải. Tất nhiên, vẫn có nhiều nơi sử dụng hệ thống kết hợp nhưng hầu hết trong số đó đã cũ và sẽ cần được cải tạo hoặc thay thế trong những năm tới.

Đã có rất nhiều bài viết về thiết kế, xây dựng và

bảo trì hệ thống cống

rãnh công cộng và chúng tôi không có ý

định phân tích lại thông tin này ở đây. Thay vào đó, chương này đề cập

đến thoát đất và chất thải ngầm giữa các tòa nhà và hệ thống thoát nước công cộng và từ đó xem xét việc vận chuyển chất thải từ đất và việc lắp đặt đường ống thải, chẳng hạn như những thứ được minh họa trong chương trước, từ các tòa nhà vào hệ thống cống rãnh. Mối quan tâm hàng đầu ở đây là với các đường ống có đường kính không quá 150 mm và gần như

chắc chắn là đường kính dưới 300 mm, mặt khác, hệ thống thoát nước sử dụng các đường ống có đường kính từ 300 mm đến 2000 mm trở lên. Xét về chiều dài lắp đặt, các đường ống nhỏ hơn cho đến nay chiếm tỷ lệ lớn hơn trong hệ thống ngầm. Các nguyên tắc liên quan đến việc thiết kế và bảo trì các hệ thống lắp đặt cần thiết được xem xét và thông tin được rút ra từ các chương liên quan đến tải trọng thủy lực và cơ học chất lỏng. Tài liệu tham khảo và phụ lục có liệt kê các ấn phẩm khác mô tả thực hành chi tiết hơn và một số được liệt kê.

Yêu cầu lắp đặt

Chương trước đã cung cấp một danh sách đầy đủ các yêu cầu về hiệu suất đối với việc lắp đặt đường ống thải và đất, hầu hết các yêu cầu này áp dụng cho hệ thống thoát nước ngầm. Do đó, hệ thống đường ống phải có khả năng vận chuyển các dòng chảy cần thiết với tỷ lệ tắc nghẽn tối thiểu, kín, bền, dễ tiếp cận để bảo trì và có khả năng kiểm tra. Hệ thống phải được thông gió

đúng cách: nó phải được thiết kế để tránh thoát khí hôi gần các

tòa nhà ngoại trừ thông qua các lỗ thông hơi được bố trí thích

hợp, thường được cung cấp bởi các đỉnh hở của ống thoát nước.

Có lẽ hầu như không cần thiết phải đề cập rằng sự thoát nước

kiểu này hầu như luôn luôn do trọng lực; hệ thống bơm nước

thải hoặc chân không có thể được sử dụng chủ yếu cho các ứng

dụng chuyên dụng và có các yêu cầu bổ sung liên quan đến vận

hành và bảo trì.

Đối với các yêu cầu chung có liên quan, các điểm sau đây có liên quan:

Độ kín - rất quan trọng để chứa lượng xả thải và tránh gây ô nhiễm môi trường xung quanh, và loại trừ nước ngầm vì nước ngầm có thể mang theo đất vào cống rãnh; rò rỉ cũng có thể khuyến khích sự xâm nhập của rễ cây vào cống rãnh.

Độ bền - liên quan đến khả năng chống vỡ và nghiền ống do chuyển động của mặt đất hoặc độ ẩm hoặc có thể là hiệu ứng nhiệt, và cả xói mòn và tấn công hóa học từ bên trong (hoặc bên ngoài).

Các khớp rất quan trọng đối với hai yêu cầu chung này và một số khớp linh hoạt là một tài sản quan trọng.

Khả năng tiếp cận — là cần thiết để kiểm tra, thử nghiệm và phá vỡ và xóa tắc nghẽn. Nhìn chung, có thể thực hiện các chức năng này mà không cần vào tòa nhà. Các thiết bị thường được sử dụng cho các mục đích này bao gồm các phụ kiện đường ống và các buồng tiếp cận.

a) Đường ống nối

Khung xi măng và đậy lại

a) Buồng nông có khớp nối

Vật liệu dạng hạt

Ống có thể cắm

sâu dưới đất

Khớp nối

Hình 5. Sơ đồ minh họa các vật liệu và cách đi đường ống

Giường dạng hạt và vỏ bọc

Các thuật ngữ được sử dụng phổ biến là:

Rodding eye — một đường ống nối, e.g. hình 5(a), có thể tiếp cận từ mặt đất, có nắp đậy kín có thể tháo rời, cho phép luồn dọc theo cống theo một hướng, thường là xuôi dòng; thường được xây dựng từ cùng một hệ thống đường ống như phụ kiện tiếp cận cống - như trên nhưng có thể có thanh theo nhiều hướng; có thể được kết hợp như một khớp nối kín trong buồng, ví dụ: hình 5(b) và có thể cho phép loại bỏ một số mảnh vụn.

Hố ga — buồng có nắp đậy có thể tháo rời và đủ lớn để một người có thể chui vào và có thể làm việc thoải mái hợp lý, có thiết bị thở nếu cần kiểm tra chambeu — nông hơn hố ga, có nắp có thể tháo

rời, để cho phép một người ở trên bề mặt có thể kiểm tra, thử nghiệm, loại bỏ tắc nghẽn và loại bỏ các mảnh vụn.

Các khía cạnh thiết kế chung

Nếu lấy mốc khởi đầu là những yêu

cầu chung này thì mục đích của nhà

thiết kế là hạn chế chi phí bằng cách

giảm thiểu khối lượng đào cần thiết, số

lượng hố ga, tổng chiều dài cống và số

lượng kết nối với cống chính. Tầm quan

trọng của việc đào đất đối với tổng chi

phí có thể được đánh giá cao qua ví dụ

trong bảng 1 liên quan đến một ống

cống đất sét 150 mm đặt trên một lớp hạt ở độ sâu 3 m để đảo ngược dưới một con đường nhẹ.

Cũng có thể chỉ ra rằng, đối với cống có đường kính 150 mm điển hình, lượng đất được loại bỏ so với thể tích ống có thể gần như phù hợp với bảng 2.

Do đó, nhà thiết kế nên cân nhắc hàng

đầu việc giảm thiểu đào bới và sau đó

chúng tôi có đưa ra một nghiên cứu cho thấy quan tầm quan trọng trong bối cảnh khi độ dốc của cống (xác định khối lượng đào cần thiết) không tạo nên nguy cơ tắc nghẽn, cụ thể độ dốc bằng phẳng không nghĩa là có gia tăng nguy cơ tắc nghẽn.

Hình 2 đã minh họa một số biến thể cho việc lắp đặt trong nước có thể có liên quan đến số lượng hố ga, tổng chiều dài cống và số lượng kết nối với cống chính. Trong hình giả định rằng các thiết bị vệ sinh trong mỗi căn hộ đều thải qua một ngăn vào hệ thống thoát nước ngầm; các chú thích trong hình nhận xét về các đặc

điểm quan trọng của từng bố cục. Một

điểm cần lưu ý rằng cống chính có thể

nằm dưới mặt đất vài mét, nhưng ‘cống riêng’ thì nông hơn nhiều, với độ phủ tối thiểu khoảng 0,75 m dưới các khu vườn và 1,25 m dưới lòng đường và lối đi. Cho nên , bố cục 1 thường đắt nhất và bố cục 3 và 4 ít tốn kém nhất khi lắp đặt.

Ống lớn

Hố ga

Đường đi

Vỉa hè

1. Cách bố trí truyền thống – các kết nối riêng lẻ đến cống chính với một hố ga cho mỗi căn hộ cho phép đào từ bên trong khu vực trồng trọt. Cách bố trí có bao gồm lắp đặt bẫy chặn

Đường cống chính

2. Bố trí cống thoát riêng – đấu nối duy nhất vào cống chính với một hố ga cho mỗi nhà. Có thể điều chỉnh các cống riêng lẻ từ bên trong khu vực sân nhà; nạo vét cống thoát riêng có thể liên quan đến việc tiếp cận các tài sản khác

Vỉa hè

Đường đi

Vỉa hè

3. Bố trí cống thoát riêng – số lượng hố ga giảm, nhưng mỗi nhà ở có thể thoát ra từ một hố ga. Lắp đặt cống thoát riêng có thể liên quan đến việc tiếp cận các tài sản khác

Hố ga

Đường cống chính

Đường ống nối

4. Bố trí cống thoát riêng – một hố ga đổi hướng có mắt quay ở đầu cống riêng. Lối vào hệ thống cống thoát riêng nằm ngoài phạm vi quản lý của bất kỳ tài sản nào. Bảo đảm khả năng tiếp cận quay vòng.

Hình 1. Sơ đồ minh họa các cách bố trí thoát nước

Đầu dẫn khí tươi một chiều

Khuôn ống bê tông

Bệ bê tông

Khung bao hố ga

Các bậc sắt

Xích thép mạ kẽm

Nắp cống với van chặn

Bẫy chặn Chặn nước

Nước thoát ra

Nắp kín bắt vít

Nước thoát ra

Hình 2. Sơ đồ hố ga (Cơ sở nghiên cứu xây dựng; Bản quyền thuộc về Crown)

(a) Phương pháp sử dụng bẫy chặn

(a) Phương pháp bịt điểm tiếp cận

Hình 2 đưa ra một số đặc điểm chung

liên quan đến khả năng tiếp cận. Các nguyên tắc cơ bản khi thiết kế chiều dài

của cống là đều có thể tiếp cận được để

bảo trì, và các điểm tiếp cận phải được

bố trí sao cho có thể luồn dây theo một

trong hai hướng từ bên ngoài tòa nhà; nên có lối vào khi thay đổi hướng (khi

nhọn và ở khoảng 90 độ C ), độ dốc hoặc đường kính ống và ở đầu của mỗi chiều

dài cống. Lối vào có thể không cần thiết

tại các điểm giao nhau và những thay

đổi dần dần về hướng khi việc khoanh vùng vị trí đó khả thi từ nơi khác. Bố cục

1−3 minh họa một số giải pháp thông

thường, Bố cục 4 kết hợp khả năng tiếp cận giảm trong một hình thức mà một

số kinh nghiệm thực địa cho thấy là thỏa đáng. Một lựa chọn ở đây có thể liên quan đến việc tiếp cận từ bên trong tòa nhà, thông qua một nắp cống trên ngăn xếp hoặc nắp bồn cầu Tuy nhiên, nếu có thể ta nên thiết kế đặt nắp cống đảm bảo cho phép tiếp cận, chẳng hạn

ở như lối vào công cộng hoặc khu vực thùng rác thay vì từ bên trong nhà ở.

Thực hành liên quan đến độ dốc và tải trọng thủy lực rất khác

nhau. Nhìn chung, việc hơn 20 ngôi nhà được kết nối với cống

100 mm là điều bất thường, trong khi kích thước cống này khó

có thể được đặt phẳng hơn 1 trên 80. Những giới hạn này có

liên quan đến sự không chắc chắn về điều kiện thủy lực và

mong muốn hạn chế sự bất tiện trong trường hợp tắc nghẽn. Tuy nhiên, sau này sẽ thấy rằng các cực trị 1 trên 1200 và 1 trên 7 xảy ra với các gradient trong thực tế. Các biến thể tương tự có thể xảy ra đối với các kích thước cống khác và những khó khăn trong việc khái quát hóa là hiển nhiên. Các đoạn sau đây nhằm cung cấp cơ sở để từ đó có thể rút ra một số kết luận chung.

Các thiết kế trong hệ thống truyền thống cũng bao gồm bẫy chặn hoặc bẫy ngắt kết nối nằm ở đầu ra của hố ga cuối cùng trước cống, như trong hình 3. Ban đầu những bẫy này được thiết kế để loại trừ khí thải nhưng sau này người ta phát hiện ra chúng cũng có thể giúp ngăn chặn chuột xâm nhập vào cống rãnh. Tuy nhiên, các bẫy có xu hướng dễ bị tắc nghẽn và cần bảo trì thường xuyên, với nhược điểm được đánh giá là nhiều hơn ưu điểm (IPHE 1954). Tuy nhiên, một cuộc khảo sát gần đây (Griggs et al. 1993) cho thấy những loại bẫy này vẫn được sử dụng rộng rãi; Quy chế Xây dựng (ADHI, 2002) cũng khuyến nghỉ sử dụng nếu phát hiện chuột trong các phòng. Ngoài ra, có thể sử dụng cách sắp xếp kín (hình 3) để loại bỏ không gian khô ráo của miệng cống mà chuột có thể quay lại và làm tổ và là nơi trú ẩn khỏi nước thải; và khi chúng không có lối thoát qua các vết nứt và lỗ hổng trên gạch. Ban đầu được chế tạo bằng gang nhưng giờ đây các hệ thống kín có thể được chế tạo bằng nhiều loại vật liệu bao gồm nhựa, đất sét, thép không gỉ và thủy tinh.

Dòng chảy trong cống

Trong khi về tổng thể, khi các cống chảy khá liên tục thì dòng chảy trong các cống giữa các tòa nhà và cống có những đặc điểm khác. Tất nhiên, các cống như vậy phục vụ các tòa nhà lớn có thể chứa dòng chảy trong một phần lớn thời gian và chương trước đưa ra phương pháp đánh giá lưu lượng đỉnh. Trong nhiều trường hợp, hợp dòng chảy rất gián đoạn với các cống trống trong thời gian đáng kể. Ngay cả khi chảy, chúng có khả năng mang theo nước chỉ ở độ sâu nông. Có thể dễ dàng thấy điều này từ ví dụ trong hình 2 liên quan đến năm ngôi nhà được kết nối với một cống (cống riêng) dẫn đến cống chính. Chương trước gợi ý rằng lưu lượng đỉnh có thể bao gồm lưu lượng của một nhà vệ sinh, một bồn và chỉ một bồn rửa, có lẽ từ 2 đến 3 l/s, chiếm ít diện tích mặt cắt ngang của cống 100 mm.

Trong những điều kiện này, độ sâu của dòng chảy lớn nhất

ở gần điểm nối ống với cống ngầm, sau đó, dòng chảy sẽ là những làn sóng dần dần yếu dần dọc theo cống, sự phân rã

của độ sâu và tốc độ tùy thuộc vào các yếu tố như đường kính, độ dốc và độ nhám của đường

ống. Đôi khi các làn sóng này

sẽ mang theo một số các chất rắn và khi các chất rắn này phân rã thì chúng có xu hướng lắng

đọng trong đường ống, bị dòng nước tiếp theo di chuyển ra xa

hơn. Các chất rắn có xu hướng di chuyển đến cách ngắn hơn ban đầu nếu chúng không nổi

lên mặt bồn cầu sớm hơn lần xả

đầu tiên. Do đó, ở phần trên của

cống, sự hình thành không liên tục của các điểm dừng - mặc dù là tạm thời - là một đặc điểm đặc trưng của quá trình xả. Điều này cũng được chỉ ra bởi các kết quả quan sát trong phòng thí nghiệm

được đưa ra trong bảng 3, cụ thể: cống hở trong các thử nghiệm

này nhận nước từ một restroom có dung tích rửa 9l được kết nối với nó bằng một ống thẳng đứng ngắn và uốn cong bán kính

lớn. Trong một số trường hợp

yêu cầu cần nhiều hơn một lần xả để mang chất rắn đã thải ra

toàn bộ chiều dài 12m của đoạn

ống thử nghiệm, mặc dù chỉ cần

một

Khi các mối nối được thiếu kế kém hoặc khi

có sự sụt giảm thì sẽ cần nhiều lần xả hơn để mang chất rắn đi hết chiều dài

của cống. Các chuyên gia

kết luận rằng tắc nghẽn

có nhiều khả năng xảy

ra từ các khớp được làm kém hơn là từ các đường

dốc bằng phẳng.

Tại công trình của Bokor (1982), ông đã quan sát quá trình vận chuyển phân

và chất thải khác trong các nhánh thoát nước ngang của bệnh viện và

Cox (1997), người đã quan sát các cơ chế vận chuyển

tương tự trong nghiên cứu

ở Úc. dẫn đến việc giới thiệu tiêu chuẩn xả kép 1/3 lít cho restroom.

Mặc dù mức độ nghiêm trọng của lỗi tắc nghẽn

hoặc độ dốc có thể được cho là sẽ xác định ảnh hưởng của một lỗi cụ thể, nhưng vị trí của lỗi đó so với điểm xả thải cũng là một yếu tố quyết

định ảnh hưởng tổng thể.

Khi dòng chảy suy giảm

trong quá trình di chuyển

dọc theo cống, mối quan

hệ giữa lỗi và độ sâu

dòng chảy và vận tốc đi qua hoặc xuyên qua sẽ phụ thuộc vào vị trí xảy ra lỗi. Tương tự, độ dốc cống cục bộ cũng sẽ ảnh

hưởng đến sự suy giảm sóng và sự gián đoạn do lỗi gây ra. Chương trước

sẽ thảo luận chi tiết hơn

những vấn đề này như

là một phần của việc

xử lý các cống bị lỗi và

mô phỏng bằng phương pháp đặc tính.

Quan sát việc thoát nước trong thực tế

Trên thực tế đã có hai nghiên cứu (IPHE 1954 và Lillywhite và Webster 1979) được báo cáo về hệ thống thoát nước, và các đoạn sau đây dựa trên cả hai nghiên cứu này để mô tả các điều kiện thực tế. Cả hai nghiên cứu đều tìm kiếm sự hợp tác của chính quyền địa phương trong việc thu thập thông tin cần thiết, và bằng chứng từ những người thuê nhà cũng được thu thập trong nghiên cứu gần đây hơn. Loại thứ hai

cũng liên quan đến các phép đo tại chỗ độ dốc của cống khi được lắp đặt và khảo sát các điều kiện trong một số cống bằng máy quay truyền hình và ghi băng video. Việc đo lường và quan sát có hệ thống cung cấp cơ sở dữ liệu vững chắc cho các kết luận liên quan đến thiết kế và vận hành. Một nghiên cứu tiếp theo (Griggs et al. 1993) xử lý chuột trong hệ thống thoát nước.

Bảng 4 tóm tắt kết quả quan sát trên gần 200 cống thoát nước bằng đất sét trong nước có đường kính 100 mm, báo cáo tỷ lệ liên quan đến tắc nghẽn ngẫu nhiên so với độ dốc đo được biểu thị dưới dạng phạm vi. Tổng số mẫu liên quan là nhỏ và không nên đọc quá nhiều vào kết quả, nhưng thông tin này cho thấy tỷ lệ tắc nghẽn không bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi độ dốc. Thật thú vị khi lưu ý rằng một cống 100 mm có độ dốc nhỏ hơn 1 trên 1200 đã được

phát hiện là hoạt động tốt mà không có tiền sử tắc nghẽn, được xả sạch một cách thỏa đáng trong một khoảng cách ngắn bằng cách xả bồn cầu. Ví dụ, ở đầu kia của thang đo, dường như không có bằng chứng nào về sự tắc nghẽn quá mức trong các cống ở Sheffield, nơi địa hình có thể dẫn đến độ dốc 1 trên 7 hoặc gần đó. Một kết luận chung tương tự liên quan đến độ dốc đã đạt được trong công việc trước đó.

Các chuyên gia nghiên cứu chi tiết các cống thoát nước bị tắc nghẽn nhiều lần trong 2 hoặc 3 năm như một phần riêng biệt, bao gồm cống phục vụ các tòa nhà trong nước và một số ít phục vụ bệnh viện, trung tâm thể thao và nhà câu lạc bộ, khoảng 70 trường hợp trong tất cả. Không có gì bất thường về độ dốc trong những trường hợp này vì chúng hầu hết nằm trong khoảng từ 1 trên 30 đến 1 trên 100, các giá trị thường được sử dụng trong thực tế. Đối với tải thủy lực, các tính toán sử dụng đơn vị xả và dữ liệu thủy lực chỉ ra rằng ở lưu lượng đỉnh ước tính, các cống được nghiên cứu có thể dự kiến sẽ chạy đầy khoảng một phần tư đến một nửa, không có gì bất thường, trong khi vận tốc dòng chảy ước tính lớn hơn một chút so với vận tốc dòng chảy ước tính. thường được chấp nhận là tự làm sạch ‘trong cống rãnh, 100−700 mm/s. Nói cách khác, không có gì bất thường về độ dốc và dòng chảy ước tính của các cống được nghiên cứu.

Những đợt điều tra kỹ lưỡng đã chỉ ra nhiều nguyên nhân khác nhau gây ra tắc nghẽn lặp đi lặp lại và kết luận bằng bảng 5. Bảng đã liệt kê các đặc điểm trong các cống được nghiên cứu và dường như là nguyên nhân gây tắc nghẽn lặp đi lặp lại. Các mối nối và hố ga đặc biệt có khả năng gây rắc rối vì những lý do được nêu trong bảng. Các mối nối liên quan bao gồm mối nối vữa truyền thống và chất lượng kém có thể là kết quả của việc thiếu lao động

lành nghề. Các yêu cầu khác đã được thực hiện ở những khu vực lắp đặt hệ thống

đường ống và phụ kiện hiện đại có vòng

đệm chữ O và những điều này không đưa ra ánh sáng bất kỳ ví dụ nào về tắc nghẽn

lặp đi lặp lại.

Tất cả các mối nối vữa truyền thống (ngoại trừ một mối nối vòng chữ O được làm kém) có trục và ổ cắm không thẳng hàng hoặc vữa nhô vào trong lỗ khoan. Loại lỗi này thường xuất hiện do tay nghề kém chứ không phải lỗi của nhà sản xuất

Tất cả các trường hợp được quan sát là đều trong đồ đất sét. Quan sát thấy được hiện tượng lún đất hoặc quá tải trọng ở một số phần. Nếu ống bị gãy thì sẽ gây ra tình trạng thẩm thấu, rò rỉ

Trong các ví dụ về dòng chảy ngược, thường quan sát thấy được chất béo và dầu mỡ đông đặc thường, và đôi khi là cặn canxit cứng

Dầu mỡ và chất béo lắng đọng đôi khi có thể quan sát được trong các cống thoát nước mà không có nước chảy ngược, trong đó tải trọng chính là từ bồn rửa. Canxit từ nước cứng cũng được nhìn thấy. Bất thường từ các khớp kém đôi khi là một yếu tố góp phần. Sự hiện diện của nước tiểu có xu hướng làm tăng tồn đọng

Một số mối nối nhiều nhánh bằng gang với các mối nối nhánh và xuyên ở cùng mức và chịu tải không đều theo dòng chảy; do đó dòng chảy chéo. Kết quả là cặn lắng trong nhánh tải nhẹ cuối cùng được thải vào cống chính, đọng lại trên bề mặt sắt thô. Ngoài ra, các lỗi trong hố ga bằng gạch – do tình trạng gồ ghề hoặc bị hỏng, và cách bố trính các cửa nhánh không phù hợp sự

Nghiên cứu về chuột trong cống được theo đuổi bằng một cuộc khảo sát qua bưu điện của chính quyền địa phương.

Từ việc lưu hành 392 bảng câu hỏi, 38% đã trả lời và gần một nửa trong số đó báo cáo có vấn đề với chuột trong cống rãnh. Họ không bị giới hạn ở các khu vực cụ thể của đất nước như cảng hoặc chợ; các yếu tố như sự gia tăng các cửa hàng thức ăn nhanh, xử lý rác tại các bãi chôn lấp và cống rãnh có lẽ kém hấp dẫn hơn vì chúng nhận được nhiều hóa chất hơn, có thể đã tạo ra môi trường sống mới.

Cuộc khảo sát củng cố sự cần thiết phải bảo trì thường xuyên các bẫy chặn. Tuy nhiên, không phải lúc nào nắp ống cống (hình 2) cũng được đặt trở lại sau khi thanh nếu thanh chặn chặn thường xuyên; và nút bịt bằng đất sét bị đứt, dây xích cố định bị bong ra và nút bị mục nát là các vấn đề. Nếu không có nút bịt, chuột có thể dễ dàng chui vào miệng cống, nơi chúng có thể làm tổ và chui ra ngoài. Các phát hiện chỉ ra cần thiết phải cải thiện thiết kế bẫy để giảm tắc nghẽn; đảm bảo các nút chặn chắc chắn để dễ dàng tháo ra và thay thế; và các thiết kế cải tiến của van nạp khí tươi hoạt động hiệu quả và đáng tin cậy.

Mặc dù các hệ thống kín đã được sử

dụng trong UH từ hơn một thế kỷ trước, nhưng các cuộc khảo sát lại chỉ có rất

ít thông tin, cụ thể các hệ thống kín

thường hình thành ít hơn 10% hệ thống

thoát nước và đôi khi thấp tới 1%. Báo

cáo khuyến khích việc sử dụng chúng

bằng cách kết luận rằng một hệ thống

kín hoàn toàn, không có hố ga thông

thường, có thể tỏ ra hiệu quả như một

cái bẫy chặn — trong việc ngăn chặn

chuột — mà không cần bảo trì tốn kém.

Báo cáo cũng thu hút sự chú ý đến vai

trò của hệ thống mồi nhử các hố ga nơi chuột là một vấn đề lớn.

Dòng chảy trong xây dựng mạng lưới thoát nước, cả trên và dưới mặt đất, cũng đã được điều tra bởi một loạt các nhà điều tra quốc tế. Chương trước đã đề cập đến một loạt các quan sát vận chuyển đường ống thoát nước được thực hiện để hỗ trợ việc chuyển sang các restrooms có lưu lượng xả thấp. Tương tự, một nghiên cứu UH dài hạn do Hội đồng Nghiên cứu Khoa học Vật lý và Kỹ thuật tài trợ đã điều tra tác động của các cống bị lỗi, xét về vật cản và lỗi độ dốc, đối với sự vận chuyển chất rắn và sự suy giảm sóng.

Phần trước đã tóm tắt kết quả của nghiên cứu dựa trên các quan sát về dòng chảy thoát nước trong mạng lưới thoát nước bằng kính rộng lớn được gắn trong khoảng trống giữa các tầng

của Bệnh viện Giảng dạy Nottingham và hệ thống thoát nước dưới mặt đất cần thiết trong các ga tàu điện ngầm ở Luân Đôn (McDougall 1995). Hơn nữa cũng trình bày các kết quả của nghiên

cứu này dưới dạng bảng, và nhìn chung

đều ủng hộ và xác nhận những phát hiện của Lillywhite và Webster (1979).

Ý nghĩa, nghiên cứu thực tế và

dòng chảy

Các đoạn trên gợi ý rằng điều rất quan trọng đối với việc lắp đặt hệ thống thoát nước là phải được xây dựng tốt, với tay nghề tốt và đặc biệt quan tâm đến các mối nối. Độ dốc bằng phẳng không nhất thiết có nghĩa là có nguy cơ tắc nghẽn cao trong những trường hợp này. Việc sử dụng các hệ thống nối hiện đại và các phụ kiện tiếp cận và buồng kiểm tra được tạo hình sẵn có khả năng

làm giảm sự cố do tắc nghẽn.

Dòng chảy không liên tục và việc bố trí phải được thiết kế để đảm

bảo rằng việc xả nước thải bằng cách xả bình thường có hiệu quả nhất có thể. Được biết, cặn có thể tích tụ nhanh chóng khi ngăn xếp

và ống thoát nước chỉ phục vụ cho

bồn rửa và việc kết nối restroom

với đường ống, có kích thước phù hợp, có thể giúp loại bỏ cặn.

Nên tránh những vùng nước tù đọng mà vật liệu có thể uốn khúc; ví dụ, một nhánh ít được sử dụng của một đường giao nhau ngược mức có thể tích tụ

cặn lắng từ dòng chảy chính hoặc từ

một nhánh được sử dụng nhiều ở ngay đối diện. Nguy cơ càng lớn khi các nhánh như vậy ở gần 90 độ C so với dòng chảy chính và ở đó có các cạnh hoặc bề mặt gồ ghề giúp giữ cặn. Cần quan tâm đến hình thức và sự hoàn thiện của băng ghế trong hố ga, và thiết kế phần chặn. Các hệ thống kín xứng đáng được chú ý nhiều hơn.

Tầm quan trọng của việc xây dựng tốt trong thực hành thoát nước đã dẫn

đến nghiên cứu sâu rộng về các khía

cạnh cấu trúc của đường ống được

lắp đặt trong lòng đất. Phần lớn đã

được viết về chủ đề này - xem các bài phê bình của Young (1977, 1978) và của CIRIA (1976). Những phát hiện từ công việc này đã dẫn đến việc xuất bản các hướng dẫn thiết kế thực tế về các yêu cầu chất tải và chất độn của hệ thống đường ống ngầm và nhiều tài liệu mới trong các quy tắc và tiêu chuẩn thực hành và thoát nước.

Thiết lập kích thước và độ dốc

Kích thước tối thiểu của cống không còn được xác định bởi Quy định xây dựng. Vấn đề năm 2000 yêu cầu đơn giản trong Lịch trình H1 rằng bất kỳ hệ thống nào. . . ‘sẽ là đủ.’ Thông lệ tốt sẽ đề xuất các giá trị tối thiểu sau: 100 mm

đối với đường ống dẫn đất và nước thải và 75 mm chỉ đối với nước thải.

Đối với nhiều cài đặt đơn giản, đây

là những kích thước thực tế được

sử dụng; ống 150 mm, 225 mm

hoặc có lẽ 300 mm có thể được

sử dụng cho các cài đặt lớn hơn.

Đây là tất cả các kích thước danh

nghĩa và các lỗ bên trong thực tế

thay đổi một chút tùy theo vật liệu.

Những khó khăn trong việc thiết lập một phương pháp định cỡ nghiêm ngặt là rất đáng kể. Phần ngắn về dòng chảy trong cống trong chương này, được khuếch đại bởi tài khoản vận chuyển vật liệu được đưa ra trong chương trước, chỉ ra rằng các điều kiện dòng chảy thường không ổn định và liên tục. Dòng chảy về cơ bản là không liên tục và việc đánh giá nó rất phức tạp do sự hiện diện của các chất rắn có thể lắng đọng ở các khoảng thời gian và làm xáo trộn các điều kiện. Dòng chảy không liên tục, nước thải từ các ống khói thường không tích tụ thành dòng chảy liên tục ổn định cho đến khi chảy vào phần thoát nước của hệ thống ngầm. Một điều phức tạp nữa là bề mặt của cống có khả năng trở nên thô ráp hơn theo thời gian do chất cặn và chất nhờn tích tụ, và lỗ khoan cũng có thể giảm đi.

Trong khi các phương pháp được nêu

trong chương trước có tiềm năng lớn, việc thiếu thông tin về những vấn đề

này có nghĩa là không có phương pháp

thiết kế thủy lực chặt chẽ. Tuy nhiên, kích thước và độ dốc có thể được thiết

lập bằng cách kết hợp thông tin từ quy

trình của đơn vị xả được mô tả trong

chương 1 với thông tin thủy lực trong

chương vừa qua. Thông tin thứ nhất liên quan đến khía cạnh tần suất sử dụng, thông tin thứ hai liên quan đến khả năng mang chất lỏng của hệ thống đường

ống . Khi đó, lựa chọn cuối cùng về kích thước và độ dốc có thể được thực hiện có tính đến các kích thước thực sự có

sẵn, địa hình và các cân nhắc thực tế đã nêu trước đó trong chương này.

Dữ liệu liên quan đều nằm trong các

bảng và hình (quy trình đơn vị xả thải)

và hình 3 và 4 (dung lượng lưu lượng)

dựa trên phương trình Colebrook−

White cho dòng chảy ổn định trong

đường ống trong chương trước. Khi sử

dụng nguồn tài liệu này, ta cần phải giả

định độ nhám cho bề mặt ống và quyết

định độ sâu của dòng chảy mà cống sẽ

được thiết kế. Do việc lưu thông không khí cho mục đích thông gió là rất quan trọng, thông thường người ta thiết kế sao cho lưu lượng đỉnh nhỏ hơn đường

kính tối đa. Độ sâu tỷ lệ 0,75 thường

được giả định và dữ liệu được đưa ra

dựa trên giả định này trong hình 3 và

4, với các ví dụ về độ sâu tỷ lệ 0,67 và

dòng chảy toàn lỗ để so sánh.

Các đường ống mới nhẵn có khả năng lưu thông lớn hơn các đường ống đã trở nên thô ráp trong quá trình sử dụng.

Mức độ gồ ghề có khả năng xảy ra với việc lắp đặt hệ thống thoát nước kiểu này chưa được thiết lập rõ ràng. Ví dụ, công việc thử nghiệm được thực hiện bởi Trạm Nghiên cứu Thủy lực (nay là

Công ty TNHH Nghiên cứu Thủy lực)

và Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Ô nhiễm Nước (nay là Trung tâm Nghiên cứu Nước) về quá trình tạo bọt và làm

nhám cống cho thấy quá trình này bị

ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố bao gồm

độ sâu của dòng chảy. Hình 3 dành cho

ống có độ nhám 0,06 mm và hình 4

đã được tính toán với giả định rằng độ nhám 0,6 mm phát triển trong thực tế.

Cái sau được đề xuất như một hướng

dẫn cho các cống được sử dụng không liên tục trong tất cả các vật liệu ống. Độ nhám lớn hơn, có thể từ 1 đến 2 mm, có thể phù hợp với cống có dòng chảy liên

tục và đôi khi đầy.

6. Số lượng nhà ở có thể được kết nối với cống dựa trên

Ví dụ về việc áp dụng thông tin này: hãy xem xét các hệ thống lắp đặt trong nhà có cống có đường kính danh nghĩa là 100 và 150 mm, được giả định là có độ nhám 0,6 mm, ở độ dốc từ 1 trên 40 đến 1 trên 150. Số lượng nhà ở có thể

được kết nối, dựa trên thông tin này và được làm tròn đến năm gần nhất, được đưa ra trong bảng 6.

Các tính toán có thể được ví dụ như sau: Đối với cống có đường kính 100 mm ở độ dốc 1 trên 40 được giả định là chảy đầy 0,75, lưu lượng dòng chảy là 9,2 l/s (hình 4). Điều này tương đương với khoảng 1200 đơn vị phóng điện giả sử các thiết bị hỗn hợp bao gồm cả nhà vệ sinh. Nếu coi mỗi nhà có một nhà vệ sinh, bồn tắm, chậu rửa và bồn rửa, giá trị đơn vị xả thải mỗi nhà là 14. Do đó, tổng số đơn vị xả là

1200 tương đương với 85 căn hộ. Các số liệu còn lại trong bảng 6 có cơ sở tương tự. Như đã giải thích, hình 4 dựa trên các tính toán giả định rằng các đường ống sẽ trở nên thô ráp khi sử dụng; giả định về các đường ống rất thô sẽ cho tải trọng nhỏ hơn. Ngược

lại, giả định về một bề mặt nhẵn mà không bị nhám sau đó sẽ dẫn đến tải trọng lớn hơn đáng kể. Nếu có thể cho phép chính xác sự suy giảm dòng chảy xảy ra trong các cống như vậy, thì có thể tăng tải hơn nữa. Bỏ qua ở phần trên là bất kỳ ước tính nào về tổn thất áp suất thứ cấp do các khúc cua và hố ga. Xét về bản chất gần đúng của các tính toán, sự sàng lọc bổ sung này hầu như không hợp lý. Nó trở nên cần thiết hơn đối với việc thiết kế các cống chảy ít nhiều liên tục ở độ sâu đáng kể.

Bảng

Đối với các điều kiện được chỉ định, bảng 6 dường như là một cơ sở số hợp lý, có thể hơi thận trọng. Mặc dù

vậy, tải trọng đưa ra vẫn lớn hơn đáng kể so với tải trọng được sử dụng trong nhiều thiết kế hiện tại. Trước đó, người ta đã lưu ý rằng hơn 20 ngôi nhà nằm trên cống 100 mm là điều bất thường.

Các tải trọng được đưa ra trong bảng 6 có thể có lợi trong việc đảm bảo hệ thống đường ống xả nước thường xuyên và hiệu quả hơn. Tuy nhiên, ấn bản năm 2002 của Tài liệu được phê duyệt H1 liên quan đến Quy định xây dựng năm 2000 khuyến nghị tối đa 10 ngôi nhà trên một cống 100 mm.

Thiết lập khoảng cách và thiết kế tiếp cận

Trong khi có sẵn thiết bị thông cống hỗ trợ bằng điện, việc thông cống thủ công bằng cách dùng que là phổ

biến và chính cách sau sẽ xác

định khoảng cách giữa các điểm tiếp cận. BRE Digest

292 (1984) báo cáo các thử nghiệm để giúp thiết lập khoảng cách tối ưu, trong đó các phép đo được thực hiện

dựa trên mức độ mà lực do người vận hành tác dụng được giảm bớt do các thanh bị vênh và cọ xát trên các cạnh và bề mặt cứng. Các thanh mía, thép và polypropylene được áp dụng thông qua một số hình thức tiếp cận đã tạo thành đối tượng của các bài kiểm tra.

Người ta kết luận rằng lực tác dụng đã giảm khoảng 1 phần trăm trên mỗi mét chiều dài của hệ thống ống PVC hoặc đất sét khô mới có đường kính 100 mm và 150 mm, với ba loại thanh này. Một lợi ích có thể có từ độ nhẵn của các thanh polypropylene dường như bị loại bỏ bởi xu hướng ‘rắn’ của chúng nhiều hơn so với các thanh thô hơn, cứng hơn. Đường kính ống trong phạm vi này ít ảnh hưởng và kết quả với đường ống cong dần cũng giống như với đường ống thẳng, một lần nữa do hiệu ứng ngoằn ngoèo; do đó kết luận đơn giản đã nêu ở trên.

Trong các buồng, những thay đổi về độ lệch góc của thanh dường như là đáng kể cũng như tổn thất do ma sát ở các bên và đảo ngược. Do đó, người ta thấy rằng buồng kiểm tra hoặc hố ga càng lớn thì lực giảm càng nhiều; đối với buồng sâu 1 m và dài 0,45 m, tổn thất là khoảng 25%, với người vận hành ở trên mặt đất; với độ sâu 1,5 m và chiều dài 1,2 m, tổn thất tương ứng là 45%, nhưng rất ít khi người vận hành đứng trong buồng. Tổn thất ở mắt quay và phụ kiện tiếp cận thay đổi từ 10 đến 50 phần trăm tùy thuộc vào loại và kích cỡ; cắm các nhánh ở góc 45 độ so với đường thoát nước giúp que có thể tiếp cận dễ dàng và do đó mang lại kết quả tốt nhất.

Bảng 7. Khoảng cách tối đa giữa các điểm truy cập (m)

* Khi kết nối từ ngăn xếp hoặc ổ cắm thiết bị ở tầng trệt

Lưu ý: Với các buồng được xây dựng với các phụ kiện tiếp cận, khoảng cách phải giống như đối với riêng các phụ kiện. Khoảng cách liên quan đến mắt que giả định một góc không quá 45 độ, xem hình 5. Để biết kích thước cho các hình thức xem bảng 8.

Các khuyến nghị về khoảng

cách từ các thử nghiệm này với

mục đích đảm bảo rằng khoảng

50% lực tác dụng sẽ được duy

trì để phá vỡ vật cản, một mức

được coi là đủ cho mục đích này.

Chúng được tóm tắt trong bảng

7 và giả định rằng có thể xảy ra

hiện tượng đóng cọc ở cả hai

đầu cống. Bảng 8 đưa ra các kích

thước được chấp nhận phổ biến

đối với các hình thức tiếp cận

đang được xem xét. Khi bình luận

thêm về các bảng này, hãy lưu ý

rằng các mắt quay có thể phục

vụ mục đích của chúng trên một loạt các độ sâu để đảo ngược, và do đó không có giới hạn nào

được đưa ra. Mặt khác, các phụ kiện tiếp cận được giới hạn ở độ

sâu 0,6 m — khoảng chiều dài cánh tay — để cho phép loại bỏ

các mảnh vụn và cắm phích cắm thử nghiệm nếu cần.

Bảng 8. Kích thước cho các hình thức tiếp cận

Ghi chú:

* Tốt nhất là cùng kích thước với cống

Ngoại trừ khi nằm trong buồng

Đối với cống có đường kính lên tới 150 mm

§ 430 đối với các ngăn bằng đất sét và nhựa để đảm bảo hỗ trợ

đầy đủ cho nắp và khung

Loại phụ tùng nhỏ hơn trong số hai phụ tùng ở bảng 8 có thể giúp

tăng khả năng chống trượt đối

với bất kỳ hình thức tiếp cận nào và điều này được phản ánh trong

bảng 7. Buồng kiểm tra nhỏ hơn

trong bảng 8 cũng được giới hạn

ở độ sâu 0,6 m, chỉ đủ lớn để cho

phép đưa cánh tay vào; kích thước

lớn hơn cho phép cánh tay và vai

đi vào và do đó, đảo ngược có thể

sâu tới 1 m. Thông tin này đã hình

thành cơ sở cho lời khuyến nghị trong BS 8301.

Tài liệu được phê duyệt H1 (2002)

liên quan đến Quy định Xây dựng (2000) nhấn mạnh sự cần thiết của các phương tiện phù hợp

để thông tắc cống, mở rộng về loại thông tin được đưa ra trong bảng 7 và 8.

thước bìa ngoài

Apartment