Thiết kế mạng lưới thoát nước bên ngoài công trình

THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC VÀ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC BÊN NGOÀI CÔNG TRÌNH

Trong lĩnh vực hạ tầng kỹ thuật đô thị và công nghiệp, hệ thống cấp nước và thoát nước ngoài công trình là hai bộ phận quan trọng quyết định sự vận hành ổn định của cả một khu dân cư, khu công nghiệp hoặc một công trình xây dựng. Cấp nước đảm bảo cung cấp đủ nguồn nước sạch với áp lực và lưu lượng tối ưu; trong khi đó, mạng lưới thoát nước thực hiện chức năng thu gom và vận chuyển nước thải – nước mưa nhằm hạn chế ngập úng, bảo vệ môi trường và duy trì hoạt động của đô thị.

Thiết kế hai hệ thống này là một công tác kỹ thuật phức tạp, đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về quy hoạch, địa hình, các tiêu chuẩn kỹ thuật, phương thức vận hành và yêu cầu của từng loại công trình. Nhằm làm rõ bản chất, phạm vi và các bước thiết kế hai mạng lưới này, bài nghiên cứu trình bày một cách hệ thống, chuyên sâu và phù hợp với các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành.

II. Khái niệm chung về mạng lưới cấp nước và thoát nước ngoài công trình

1. Mạng lưới cấp nước bên ngoài công trình là gì?

Mạng lưới cấp nước bên ngoài công trình là hệ thống các tuyến ống và công trình phụ trợ dùng để truyền tải nước sạch từ nguồn nước hoặc trạm cấp nước đến điểm đấu nối của các công trình xây dựng. Hệ thống này bao gồm ống truyền tải, ống phân phối, trạm bơm, van khóa, đồng hồ tổng, bể chứa, điểm đấu nối và các công trình bảo vệ đi kèm.

Nhiệm vụ của mạng lưới cấp nước là:

• Đảm bảo cung cấp nước ổn định, liên tục cho khu vực.
• Giữ áp lực đường ống đúng tiêu chuẩn.
• Đáp ứng nhu cầu sinh hoạt, sản xuất, phòng cháy chữa cháy.
• Giảm thất thoát nước và tối ưu hóa chi phí vận hành.

2. Mạng lưới thoát nước bên ngoài công trình là gì?

Mạng lưới thoát nước là tập hợp các tuyến ống và công trình hạ tầng được thiết kế để thu gom và vận chuyển các loại nước thải (sinh hoạt, sản xuất) và nước mưa từ bên trong công trình hoặc khu vực đô thị đến công trình xử lý hoặc điểm xả theo quy định.

Hệ thống thoát nước ngoài công trình bao gồm:

• Đường ống tự chảy
• Giếng thăm, giếng thu
• Giếng chuyển bậc
• Cửa xả
• Trạm bơm chuyển tiếp
• Hố ga, hố thu nước mưa

Mạng lưới thoát nước vận hành chủ yếu theo nguyên tắc tự chảy, phụ thuộc vào địa hình và điều kiện tự nhiên của khu vực.

III. Phân loại mạng lưới thoát nước bên ngoài công trình

Theo đặc tính và phương thức thu gom, mạng lưới thoát nước được chia thành ba nhóm chính:

1. Hệ thống thoát nước chung

Là hệ thống sử dụng một mạng lưới ống duy nhất để thu gom tất cả các loại nước thải: nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất và nước mưa. Tất cả được dẫn chung về một công trình xử lý hoặc điểm xả thích hợp.

Ưu điểm:

• Tiết kiệm chi phí xây dựng
• Thi công nhanh, quy hoạch đơn giản

Nhược điểm:

• Lượng nước thải lớn gây quá tải cho trạm xử lý
• Khó kiểm soát ô nhiễm nếu nước thải công nghiệp chưa xử lý đạt chuẩn

Hệ thống này phù hợp với các khu dân cư nhỏ, nơi nước thải công nghiệp ít.

2. Hệ thống thoát nước riêng

Là hệ thống sử dụng 2 hoặc nhiều mạng lưới ống riêng biệt cho từng loại nước:

• Ống riêng cho nước thải sinh hoạt
• Ống riêng cho nước thải công nghiệp
• Ống riêng cho nước mưa

Hệ thống thoát riêng được chia thành ba loại:

• Hệ thống riêng hoàn toàn: các loại nước thải hoàn toàn tách biệt.
• Hệ thống riêng không hoàn toàn: một số loại nước thải được ghép chung.
• Hệ thống riêng một nửa: nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất tách riêng, nhưng nước mưa và nước mặt được gom chung.

Ưu điểm:

• Kiểm soát tốt chất lượng nước thải
• Dễ vận hành, ít quá tải
• Giảm tiêu tốn năng lượng cho trạm xử lý

Nhược điểm:

• Chi phí đầu tư ban đầu cao
• Cần mặt bằng lớn

3. Hệ thống thoát nước hỗn hợp

Là sự kết hợp giữa hệ thống chung và hệ thống riêng, được áp dụng trong các khu vực đô thị cải tạo hoặc có địa hình phức tạp.

IV. Yêu cầu đối với mạng lưới thoát nước bên ngoài công trình

Một mạng lưới thoát nước áp dụng đúng tiêu chuẩn phải đáp ứng bốn yêu cầu quan trọng:

1. Đảm bảo thoát nước hiệu quả
   Mạng lưới phải được thiết kế phù hợp lưu lượng nước thải và nước mưa tối đa, tránh xảy ra ngập úng hoặc ứ đọng.
2. Tối ưu chi phí xây dựng – vận hành
   Thiết kế phải tính đến tuổi thọ công trình, vật liệu ống, chi phí quản lý và chi phí bảo trì.
3. Phù hợp với quy hoạch khu vực
   Xem xét đặc tính quy hoạch đô thị, phân bố dân cư, vị trí nhà ở, công xưởng, công viên.
4. Hạn chế các chướng ngại tự nhiên và nhân tạo
   Khi đặt tuyến ống cần tránh các khu vực:

• Địa chất yếu
• Mạch nước ngầm cao
• Đường giao thông lớn
• Khu vực có công trình ngầm

V. Quy trình thiết kế một mạng lưới thoát nước bên ngoài công trình

Thiết kế mạng lưới thoát nước ngoài công trình thường gồm bốn bước chính.

1. Điều tra – khảo sát hiện trạng

Đây là bước nền tảng của toàn bộ quá trình thiết kế. Công tác khảo sát bao gồm:

• Thu thập quy hoạch tổng thể khu vực (tầm nhìn 20–25 năm)
• Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/5.000 – 1/10.000 (đối với đô thị), 1/500 – 1/2.000 (xí nghiệp)
• Đặc điểm dân số, mật độ xây dựng, tiêu chuẩn thải nước
• Dữ liệu địa chất, địa chất thủy văn, địa chất công trình
• Đặc điểm khí hậu – khí tượng khu vực

Kết quả khảo sát giúp xác định:

• Lưu lượng nước thải
• Độ dốc địa hình
• Mức nước ngầm
• Khả năng tự chảy

2. Phân chia lưu vực thoát nước

Lưu vực thoát nước được phân chia dựa theo đường phân thủy, sao cho toàn bộ nước mưa và nước thải trong phạm vi từng lưu vực được thu gom về một tuyến ống thu gom chính. Nguyên tắc phân chia lưu vực nhằm:

• Giảm chiều dài ống
• Tối ưu độ dốc
• Hạn chế khu vực dễ gây ngập
• Giảm chi phí bơm cưỡng bức

3. Vạch tuyến mạng lưới thoát nước

Việc bố trí các tuyến cống tuân theo nguyên tắc tự chảy. Các cơ sở để xác định hướng tuyến gồm:

• Địa hình tự nhiên
• Vị trí sông, hồ, kênh mương
• Vị trí các công trình hạ tầng khác
• Các khu vực tập trung nguồn thải

Ưu tiên tuyến ngắn nhất, ít giao cắt đường và có khả năng tự chảy tốt.

4. Tính toán thiết kế các công trình trên mạng lưới

Các công trình chính cần thiết kế bao gồm:

1. Tính toán đường kính và độ dốc ống
   Theo tiêu chuẩn TCVN và các tài liệu thiết kế chuyên ngành:

• Vận tốc tự làm sạch
• Lưu lượng giờ lớn nhất
• Tính năng chịu lực của ống

1. Giếng thăm, giếng chuyển bậc, giếng thu nước mưa
   Mục đích:

• Kiểm tra – bảo trì tuyến ống
• Điều chỉnh độ cao khi thay đổi địa hình
• Thu nước mưa từ bề mặt đường

1. Cửa xả nước thải và nước mưa
   Thiết kế đảm bảo:

• Không gây xói mòn bờ sông
• Không gây ô nhiễm nguồn nước mặt
• Đáp ứng yêu cầu pháp lý

1. Trạm bơm nước thải
   Được sử dụng khi địa hình không cho phép tự chảy. Tính toán dựa trên:

• Lưu lượng trung bình và lưu lượng lớn nhất
• Chiều cao cột nước
• Tiêu chuẩn chống ngập – chống ồn

1. Các bản vẽ kỹ thuật
   Gồm:

• Bản vẽ mặt bằng tuyến cống
• Mặt cắt dọc – mặt cắt ngang
• Sơ đồ bố trí giếng
• Sơ đồ đấu nối các công trình

VI. Thiết kế mạng lưới cấp nước bên ngoài công trình

Ngoài thoát nước, hệ thống cấp nước đóng vai trò cung cấp nước sạch liên tục phục vụ sinh hoạt, sản xuất và các hoạt động khác.

1. Nguyên tắc thiết kế

• Đảm bảo đủ nước cho nhu cầu tối đa
• Duy trì áp lực ổn định
• Hạn chế thất thoát
• Đảm bảo phòng cháy chữa cháy
• Kết hợp hài hòa với các công trình ngầm khác

2. Cấu trúc mạng lưới cấp nước

Gồm:

• Ống truyền tải
• Ống phân phối
• Ống nhánh vào công trình
• Trạm bơm
• Bể điều hòa và bể chứa nước sạch
• Van khóa, van xả khí, van an toàn

3. Các bước thiết kế

1. Khảo sát nguồn cấp và nhu cầu nước
2. Tính toán lưu lượng và áp lực
3. Lựa chọn vật liệu ống (HDPE, Ductile Iron, PVC-U…)
4. Bố trí tuyến ống tránh giao cắt công trình khác
5. Thiết kế các công trình trên mạng lưới: van, trụ cứu hỏa, đồng hồ tổng
6. Thiết kế hồ sơ kỹ thuật đầy đủ

Thiết kế mạng lưới cấp nước và mạng lưới thoát nước bên ngoài công trình là công tác nền tảng trong xây dựng hạ tầng kỹ thuật đô thị và công nghiệp. Công tác này đòi hỏi sự kết hợp giữa khảo sát thực địa, tính toán kỹ thuật, tuân thủ tiêu chuẩn và hiểu biết sâu về quy hoạch tổng thể. Một hệ thống được thiết kế tốt không chỉ đảm bảo hiệu quả vận hành mà còn giảm thiểu chi phí, bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng sống của cư dân.

Mạng lưới thoát nước bên ngoài công trình là gì?

Mạng lưới thoát nước là tập hợp các loại đường ống làm nhiệm vụ vận chuyển các loại nước thải ( sinh hoạt, sản xuất, nước mưa ) đến công trình làm sạch.

Hệ thống đường ống thoát nước bên ngoài

2.     Phân loại mạng lưới thoát nước bên ngoài công trình.

Mạng lưới thoát nước chia làm 3 loại:

-       Hệ thống thoát nước chung: Là hệ thống mà tất cả các loại nước thải (sinh hoạt, sản xuất, nước mưa) được xả chung vào một mạng lưới và dẫn đến công tŕnh làm sạch.

-       Hệ thống thoát riêng: Là hệ thống có 2 hay nhiều mạng lưới đường ống riêng để dẫn từng loại nước thải khác nhau. Theo cấu tạo hệ thống thoát nước riêng có thể phân thành các loại sau: hệ thống riêng hoàn toàn, hệ thống riêng không hoàn toàn, hệ thống riêng một nửa.

-       Hệ thống thoát nước hỗn hợp: là tổng của các hệ thống thoát nước trên

3.     Các yêu cầu của mạng lưới thoát nước bên ngoài công trình.

-       Mạng lưới thoát nước phải đảm bảo thoát nước hiệu quả tất cả các đối tượng.

-       Mạng lưới thoát nước phải thiết kế sao cho chi phí xây dựng và quản lý mạng lưới cũng như mọi công trình liên quan tới nó là rẻ nhất.

-       Đặc tính qui hoạch thoát nước của khu vực, sự phân bố các đối tượng thoát nước, hình thù, kích thước khu nhà ở, công xưởng, cây xanh…

-       Các chướng ngại thiên nhiên hay nhân tạo khi đặt ống.

4.     Các bước thiết kế một mạng lưới thoát nước bên ngoài công trình

4.1.         Điều tra, khảo sát

Cần thu thập các dữ liệu như:

-       Các số liệu về qui hoạch của thành phố với thời gian tính toán 20-25 năm và tổng mặt bằng các xí nghiệp công nghiệp với thời gian làm việc hết công suất tính toán.

-       Bản đồ địa hình khu vực thoát nước tỷ lệ 1/5.000÷1/10.000 cho thành phố và 1/500÷1/2000 cho các xí nghiệp có các đường đồng mức cách nhau 0,5-1m.

-       Các tài liệu về dân số tính toán của khu vực, Ntt

-       Các tiêu chuẩn và chế độ thải nước của khu vực.

-       Các tài liệu về địa chất, địa chất thuỷ văn, địa chất công trình, chế độ thuỷ văn, các số liệu về khí tượng, số liệu về mặt phủ đường xá, sân nhà.

4.2.         Phân chia các lưu vực thoát nước theo đường phân thủy

4.3.         Vạch tuyến mạng lưới.

Mạng lưới thoát nước  làm việc theo nguyên tắc tự chảy do đó sơ đồ mạng lưới thoát nước phụ thuộc chủ yếu vào địa hình, vị trí sông hồ, điều kiện đất đai, mực nước ngầm...

4.4.         Tính toán thiết kế các công trình trên mạng lưới cấp nước

Tính toán thiết kế đường ống thoát nước và các công trình phụ như: giếng thăm, giếng chuyển bậc, giếng thu nước mưa, cửa xả, trạm bơm, ống qua các chướng ngại,…

Thực hiện các bản vẽ kỹ thuật: mặt bằng, mặt cắt ... các tuyến cống và các công trình trên mạng lưới.

Bản đồ quy hoạch mạng lưới thoát nước

4.5.         Dự toán công trình

4.6.         Duyệt, điều chỉnh

4.7.         Thi công, xây dựng

Thi công lắp đặt đường ống thoát nước

5.     Các văn bản pháp luật liên quan

-       Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13 ngày 21 tháng 6 năm 2012 của Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam

-       Nghị định của Chính phủ số 88/2007/NĐ-CP ngày 28/5/2007 của Chính phủ về thoát nước đô thị và khu công nghiệp

-       Thông tư số 09/2009/TT-BXD ngày 21/05/2009 của Bộ Xây dựng Quy định chi tiết thực hiện một số nội dung của Nghị định số 88/2007/NĐ-CP về thoát nước đô thị và khu công nghiệp.

-       Tiêu chuẩn ngành- Thoát nước mạng lưới bên ngoài và công trình. Tiêu chuẩn thiết kế TCXD 7957:2008.

Và một số văn bản liên quan đến thiết kế mạng lưới thoát nước.

GỌI NGAY – 0903649782 - 028 35146426 

ĐỂ ĐƯỢC TƯ VẤN 

CÔNG TY CP TV ĐẦU TƯ VÀ THIẾT KẾ XÂY DỰNG MINH PHƯƠNG

Địa chỉ: 28 B Mai Thị Lựu, P Đa Kao, Q 1, TPHCM

Chi nhánh: 2.14 Chung cư B1,số 2 Trường Sa, P 17, Q Bình Thạnh, TPHCM

ĐT: (08) 35146426 - (08) 22142126  – Fax: (08) 39118579 - Hotline 090 3649782 - 0907957895