Các giai đoạn thiết kế

Nhiệm vụ thiết kế:

  • Cải tạo và mở rộng mạng lưới cũ: khó khăn hơn;
  • Thiết kế cho một thành phố mới hoàn toàn: dễ hơn cả;
  • Thiết kế mạng lưới thoát nước cục bộ cho một xí nghiệp hay khu nhà nào đó: phải phù hợp với hệ thống thoát nước chung.

Thiết kế mạng lưới thoát nước thường chia làm 3 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Thiết kế sơ bộ

Thiết kế đến mức độ có thể tính khái toán công trình (giá thành xây dựng cơ bản, quản lý, vận chuyển 1 m3 nước ra khỏi thành phố). Tài liệu sử dụng là mặt bằng quy hoạch đã được duyệt và các tài liệu khác liên quan đến địa chất thủy văn, cao trình, khí hậu…

Thể hiện kết quả thiết kế bằng bản vẽ thiết kế và thuyết minh.

Bản vẽ thiết kế

  • Mặt bằng mạng lưới thoát nước của thành phố (tỷ lệ 1:5000 – 1:10000, nếu là khu công nghiệp thì tỷ lệ 1:2000 – 1:5000)
  • Trên bản vẽ mặt bằng thoát nước phải thể hiện rõ:
    • Địa hình bằng đường đồng mức 1m-0,5m,
    • Sông ngòi, đất đai, núi non xung quanh thành phố,
    • Các tiểu khu, khu công viên, nhà công cộng, đường xá, cầu cống;
    • Mạng lưới thoát nước phải thể hiện nổi bật trên bản vẽ bằng các nét đậm và to;
    • Vị trí của trạm bơm nước thải và trạm xử lý nước thải;
    • Ngoài ra còn có thể phải trình bày trình tự thi công.
  • Mặt cắt dọc tuyến cống tính toán AB
    Tỷ lệ ngang lấy đúng bằng tỷ lệ của mặt bằng. Tý lệ đứng lấy gấp 100 lần tỷ lệ ngang.
  • Trên bản vẽ này phải thể hiện rõ:
    • Lưu lượng, đường kính, độ dốc, tốc độ, độ đầy, cao trình mặt đất, cao trình đáy ống, độ sâu đặt ống;
    • Thể hiện công trình đường ống ngầm chéo nhau hoặc cắt nhau.
    • Chú ý: Bao giờ cũng vẽ đường nước chảy từ tay trái sang tay phải của người thể hiện.

Thuyết minh: 

Trong thuyết minh cần trình bày những nội dung sau:

  • Sơ lược về nhiệm vụ thiết kế
    • Tình hình chung của vùng,
    • Tình hình chung của thành phố,
    • Tình địa chất công trình và địa chất thủy văn của thành phố.
  • Phần tính toán
    • Xác định lưu lượng nước thải của thành phố
    • Vạch tuyến mạng lưới thoát nước
    • Xác định lưu lượng tính toán của từng đoạn ống
    • Tính toán thủy lực cho tuyến ống tính toán
    • Tính toán trạm bơm thoát nước
    • Tính toán kinh tế
    • Tính toán mạng lưới thoát nước mưa
  • Kết luận: Sau khi so sánh các phương án thiết kế sơ bộ với nhau, chọn được phương án tối ưu về kinh tế và kỹ thuật, ta chuyển sang thiết kết giai đoạn 2.

Giai đoạn 2: Thiết kế kỹ thuật

Là thiết kế từng công trình đơn vị cụ thể thể hiện bằng bản vẽ chỉ tiết (đọc bản vẽ có thể thi
công được).

Giai đoạn 3: Thiết kế thi công

Nếu 2 giai đoạn trên do một phòng hay nột viện nảo đó thiết kế thì thiết kế thi công sẽ do
phòng thiết kế thi công đảm nhận.

Dựa vào bản vẽ sơ bộ và bản vẽ kỹ thuật cùng với các dụng cụ để ra biện pháp thì công.

Lưu vực tự nhiên của dòng chảy – Lưu vực thoát nước

Lưu vực tự nhiên của dòng chảy

Lưu vực là một vùng đất và được giới hạn bởi các đường phân thủy và nghiêng về một phía
gọi là lưu vực tự nhiên của một dòng chảy.

Đường phân thủy là đường nối tất cả các điểm cao nhất với nhau. Đường phân thủy chia các
lưu vực với nhau. Vì quá trình thoát nước đều tự chảy nên ta phải nghiên cứu đường phân
thủy.

Lưu vực thoát nước

Một vùng đất của thành phố được giới hạn bởi các đường phân thủy mà dốc về một phía được gọi là lưu vực thoát nước.

Số lưu vực thoát nước phụ thuộc vào điều kiện địa hình, xác định dựa vào đường đồng mức trên bản đồ.

hình-1

Chú giải

1. Đường ống thoát nước đường phố.

2. Đường ông thoát nước chính của lưu vực

3. Ống chuyển

4. Trạm bơm khu vực

5. Đường phân thủy

6. Biên giới của đường phố

7. Đường ống cao áp

I, II, III: Các lưu vực thoát nước

Vạch tuyến mạng lưới thoát nước

Là một công tác rất quan trọng khi thiết kế, chủ yếu bằng trực giác nhìn nhận trên bản đồ địa hình. Giá thành xây dựng mạng lưới chiếm 60-70% giá thành xây dựng cả hệ thống nên phải đầu tư thích hợp thời gian vào vạch tuyến, chỉ tính toán khi đã thống nhất phương án vạch tuyến.

  • Vạch tuyến mạng lưới thoát nước cần triệt đề tuân theo các nguyên tắc sau:
    • Phù hợp với việc chọn hệ thống thoát nước (riêng, chung….),
    • Triệt để lợi dụng địa hình đến mức cao nhất, tốt nhật là tự chảy;
    • Phù hợp với điều kiện địa phương;
    • Phù hợp với sự phát triển trong tương lai của thành phố,
    • Chú ý đến các vị trí có lượng nước thải tập trung lớn: khu công cộng, nhà máy,..
  • Vạch tuyến mạng lưới thoát nước cần theo trình tự sau:
    • Chia diện tích thoát nước thành các lưu vực: bằng trực giác căn cứ vào bản đồ địa hình. Nếu gặp địa hình bằng phẳng thì chia diện tích sao cho việc tập trung nước được nhanh chóng nhất.
    • Xác định vị trí trạm xử lý: đặt cách xa thành phố từ 300 – 500 m, ở phía cuối thành phố tính theo hướng gió và chiều của dòng chảy. Nếu trường hợp không thể phù hợp theo hướng gió thì vẫn đặt bình thường nhưng phải tăng khoảng cách và trồng cây ở khoảng cách đó để ngăn không cho khí ô nhiễm vào thành phố.
    • Vạch tuyến cống góp chính: 
      Vạch tuyến là xác định vị trí và hướng dòng chảy. Ống góp chính có nhiệm vụ thu toàn bộ nước thải ở lưu vực dẫn thẳng đến trạm xử lý hoặc qua trạm bơm thoát nước. Thường ống góp chính nằm dọc theo triền sông. Nếu thành phố bằng phẳng, ống góp chính nằm giữa thành phố để thu nước được nhanh.
    • Vạch tuyến ống thoát nước lưu vực: Ống thoát nước lưu vực thoát toàn bộ lưu vực mà nó phụ trách và cho chảy vào đường ống góp chính. Cống góp lưu vực này thường nằm trong đường tụ thủy của lưu vực.
    • Vạch tuyến ống thoát nước đường phố
      Thu nước từ các tiểu khu và đổ ra cống góp lưu vực, thường bắt đầu từ đường từ đường phân thủy. Vì ống này có đường kính nhỏ nhưng tổng chiều dài lớn nên chi phí cao. Do đó cần vạch tuyến hợp lý để giảm chi phí xây dựng. Vạch tuyến ống thoát nước đường phố phụ thuộc vào kích thước tiểu khu, địa hình, kiểu quy hoạch của thành phố.
  • Các phương án vạch tuyến
    • Vạch tuyến theo kiểu sơ đồ phân khối: mạng lưới thoát nước của thành phố phải đặt ở tất cả các phía của tiểu khu. Vạch tuyến kiểu này sẽ dẫn đến tổng chiều dài đường ống thoát nước đường phố lớn nhưng mạng lưới thoát nước tiểu khu nhỏ.hình-2
    • Trong những khu vực xây dựng theo quy hoạch, khoảng các giữa các khu nhà được xác định nên việc vạch tuyển không cần bao tất cả các phía của tiểu khu mà chỉ cần 1 phía hay 2 phía. Sơ đồ vạch tuyên dạng này được gọi là vạch tuyến kiểu hạ dần, thường áp dụng cho những khu có độ đốc địa hình lớn io ≥ 0,005. Với dạng vạch tuyến này, tổng chiều dài đường ống thoát nước đường phố ngắn (so với sơ đồ phân khối) nhưng mạng lưới thoát nước tiểu khu dài hơn. 
      hình-3
    • Để rút ngắn chiều dài đường ống thoát, thành phố thường xây dựng ống góp chính ở giữa tiểu khu. Sơ đồ vạch tuyến này được gọi là sơ đồ xuyên tâm. Sơ đồ này ít được sử dụng trong thực tế vì mạng lưới thoát nước đặt ngầm nhưng cũng còn nhiều công trình khác đặt ngầm. 
      hình-4

Hiện nay, trong các thành phố hiện đại, diện tích tiểu khu rất lớn (5-20 ha), tạo thành 1 vùng nhỏ => hầu như hệ thống thoát nước đường phố phải đạt xung quanh => sơ đồ phân khối hay dùng nhất.

Chú ý: Khi vạch tuyến mạng lưới phải tránh những điểm sau:

  • Không nên vạch tuyến mạng lưới thoát nước giao nhau với các dòng nước mặt, với các đường giao thông và các công trình ngầm khác.
  • Không nên vạch tuyến mạng lưới thoát nước dưới lòng đường có mật độ giao thông lớn.

Bố trí đường ống thoát nước trong mặt cắt ngang đường phố

Trong các thành phố hiện đại, lòng đường phố có rất nhiều đường ống và công trình: cáp điện, khí đốt, cập nước,… nhưng trong đó đường ống thoát nước có đặc điểm là đường kính lớn và đòi hỏi độ dốc, nếu vỡ ống sẽ gây ô nhiễm => bố trí trong lòng đường gặp nhiều khó khăn hơn cả nên khi bố trí cần nghiên cứu kỹ các công trình công cộng tránh làm ảnh hưởng đến các công trình ngầm, nổi khác.

Trong thiết kế quy định khoảng cách từ đường ống thoát nước đến các công trình khác nhằm
mục đích sau:

  • Thuận tiện trong xây dựng và quản lý;
  • Không làm xói lở nên móng những công trình xung quanh;
  • Không gây ô nhiễm khi bị vỡ.

Các quy định cụ thể khi thiết kế:

  • Khoảng các mép móng nhà và thành ngoài của ống thoát nước:
    • Nếu ống có áp: 1 ≥ 5m
    • Nếu ống không áp: 1 ≥ 3m

hình-1

  • Khoảng cách giữa ống thoát nước và cấp nước:
    • Khi đặt song song với nhau và cùng độ cao (cốt): 
      • Nếu ống thoát nước có đường kính ≤ 200 thì 1 ≥ 1,5m
      • Nếu ống thoát nước có đường kính > 200 thì 1 > 3m hình-2
    •  Khi ống thoát nước đặt cao hơn ống cấp nước
      • h > 0,5m: Nếu nền không thấm nước 1 ≥ 4m
      • h > 0,5m: Nếu nền thấm nước 1 ≥ 5m

hình-3

  • Khoảng cách giữa mép hào thi công và trục đường sắt
    • Nếu đường sắt là đường xe lửa: 1 ≥ 4m
    • Nếu đường sắt là đường tàu điện: 1 ≥ 1,5m

hình-4

  • Đường ống thoát nước và cấp nước chéo nhau
    • Nên tạo điều kiện để đường ống cấp nước đi cao hơn: h ≥ 0.5m
    • Nếu h ≈ 0 m thì đường ống cấp nước phải được bọc bằng ống thép có chiều dài ống l:
      • Nếu đất không thấm: l = 10m
      • Nếu đất thấm: l = 20m

hình-5

Vị trí đường ống thoát nước thường đặt giữa lòng đường phố nhưng nếu mật độ giao thông lớn thì phải đặt vào phí trong vỉa hè.


Xem thêm: 

Thiết kế mạng lưới thoát nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất (Phần 2)

Thiết kế mạng lưới thoát nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất (Phần 3)

Ví dụ tính toán mạng lưới thoát nước


Nhận 9 tiêu chuẩn quan trọng, 1 video hướng dẫn tổng quan 5 bước thiết kế và 2 bài viết rất đầy đủ chi tiết về hệ thống cấp thoát nước –  Đăng ký ngay

 

Hãy chia sẻ, nếu bạn cảm thấy bài viết có ích cho bạn bè !