ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2017 KHOA KỸ THUẬT HẠ TẦNG VÀ MÔI TRƯỜNG ĐÔ THỊ ĐỀ TÀI QUY HOẠCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ NGỌC LẶC, THANH HÓA BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA KỸ TH[.]
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐÔ THỊ
Điều kiện tự nhiên
1.1 Vị trí địa lý Đô thị Ngọc Lặc là trung tâm vùng miền núi phía Tây tỉnh Thanh Hóa có vị trí tại trung tâm huyện Ngọc Lặc, thuộc địa bàn thị trấn Ngọc Lặc và một số xã lân cận Đây là địa bàn tiếp giáp giữa miền núi phía Tây và miền đồng bằng của tỉnh Thanh Hóa, có giao điểm của 2 tuyến đường là đường Hồ Chí Minh và đường QL15A đi các cửa khẩu
Na Mèo, Tèn Tằn - Xổm Vẳn (với nước CHDCND Lào); cách Tp Thanh Hóa (76km),
Tp Hà Nội (160km), khu kinh tế Nghi Sơn (100km) và nước CHDCND Lào (90km) Đô thị Ngọc Lặc là điểm trung chuyển của nhiều loại hàng hóa lưu thông trên QL15A và đường Hồ Chí Minh, nhiều nhất là các loại hàng hóa từ cửa khẩu quốc tế
Na Mèo và lâm sản được chuyển về miền xuôi Bên cạnh đó, đây còn là điểm trung chuyển của các luồng hàng hóa tiêu dùng, vật tư nông nghiệp, lâm nghiệp từ miền xuôi lên các huyện miền núi của tỉnh Thanh Hóa và xuất khẩu sang Lào Đô thị Ngọc Lặc là vùng đất địa nhân văn với sự quần cư của 3 dân tộc, trong đó người dân tộc thiểu số chiếm trên 50% Trong cuộc khởi nghĩa Lam Sơn chống nhà Minh xâm lược, hang Bàn Bù là một trấn ải quan trọng chống quân Minh tấn công vào trung khu của cuộc khởi nghĩa Khu vực hang Bàn Bù còn là nơi có nguồn nước tinh khiết, có trữ lượng nước sinh hoạt dồi dào, có cảnh quan kỳ thú có thể đáp ứng cho việc nghiên cứu và thăm quan du lịch tại khu vực.
Vị trí quy hoạch tại trung tâm huyện Ngọc Lặc
Phạm vi bao gồm toàn bộ thị trấn Ngọc Lặc và một phần các xã: Ngọc Liên, Ngọc Sơn, Ngọc Khê, Quang Trung, Thúy Sơn, Minh Sơn, Mỹ Tân, Cao Ngọc với tổng diện tích tự nhiên là 5,225.80 ha:
- Phía Bắc: giáp xã Thúy Sơn - Quang Trung;
- Phía Nam: giáp xã Minh Sơn - Cao Ngọc;
- Phía Tây: giáp xã Ngọc Khê - Mỹ Tân;
- Phía Đông: giáp xã Ngọc Sơn - Ngọc Liên.
Bảng 1.1: Thống kê diện tích các đơn vị hành chính thuộc ranh giới QH đô thị Ngọc Lặc
STT Các đơn vị hành chính Diện tích trong ranh giới (ha) Diện tích ngoài ranh giới (ha) Tổng diện tích tự nhiên (ha)
Phạm vi quy hoạch đô thị Ngọc Lặc
1.3 Đặc điểm địa hình Địa hình tổng thể của đô thị Ngọc Lặc nghiêng dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam, được chia thành các tiểu vùng như sau:
- Vùng núi cao gồm các xã phía Tây Bắc (Thúy Sơn, phía Tây Nam xã Ngọc Khê) có địa hình dốc, hiểm trở, bị chia cắt bởi nhiều khe, suối Vùng này có độ dốc đa phần là
- Vùng đồi gồm một phần các xã Quang Trung, Ngọc Liên, Minh Sơn là vùng có nhiều đồi bát úp Vùng này có độ dốc đa phần là 15-25%.
- Vùng tương đối bằng phẳng gồm thị trấn Ngọc Lặc, một phần xã Ngọc Khê, một phần xã Quang Trung Vùng này chủ yếu có độ dốc từ 5 - 15% là đất để phát triển nông nghiệp, xây dựng cơ sở hạ tầng, giao thông, thủy lợi, khu dân cư.
- Địa mạo có 3 dạng cơ bản: dạng bị rửa trôi, dạng được bồi lấp và dạng nhân sinh. Ngoài ra còn có dạng hỗn hợp Do địa hình không đồng nhất, địa mạo phức tạp, phần nhiều đất đai ở đây bị xói mòn, bạc màu.
Khí hậu Ngọc Lặc thuộc khí hậu trung du tỉnh Thanh Hoá Nhiệt độ cao vừa phải, tổng tích ôn cả năm 7,600°C – 8,500°C, chịu ảnh hưởng của gió Tây Nam khô nóng Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối 39 - 41°C; nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối 0 - 3°C Tổng lượng mưa hàng năm khoảng 1,800 – 2,000 mm, mùa mưa kéo dài 6 - 7 tháng, từ tháng 4 đến tháng 11, mưa lớn ở các tháng 8, 9, 10 Độ ẩm không khí lớn, trung bình 86% Lốc xoáy và lũ cuốn đột ngột, nắng hạn kéo dài vào mùa hè, rét đậm vào mùa đông
Với đặc điểm khí hậu thời tiết, lượng mưa lớn, nhiệt độ cao, ánh sáng dồi dào là điều kiện thuận lợi cho phát triển sản xuất nông, lâm, ngư nghiệp nói chung và sự sinh trưởng và phát triển của các loài động thực vật rừng nói riêng Tuy nhiên, hiện tượng gió bão hàng năm của khu vực miền trung có thể sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế xã hội của vùng đất này.
Nằm tại khu vực giáp ranh với vùng đồng bằng với sự mở rộng của lưu vực các sông, suối Vào mùa mưa lũ các tuyến sông Cầu Chày; suối Ngọc; hồ, đập Cống Khê và các hồ khác trong khu vực đô thị là nơi tiêu nước, điều tiết nước.
- Sông Cầu Chày: từ dãy núi Đèn (huyện Bá Thước) chảy qua Ngọc Lặc đổ vào sông
Mã tại ngã ba Bông, dài 76 km, diện tích lưu vực sông 565 km2
- Sông Hép: bắt nguồn từ núi Trèm thượng nguồn hồ Trung Tọa (xã Quang Trung), chiều dài 28.5 km, diện tích lưu vực sông 120 km2.
- Hồ Công Khê là hồ điều tiết năm thuộc công trình cấp III, cấp nước sinh hoạt cho cho các xã, thị trấn trung tâm huyện Ngọc lặc và cung cấp nước tưới cho 494 ha của huyện Ngọc Lặc.
+ Diện tích mặt hồ khoảng 100 ha; Diện tích lưu vực là 18 km2; MNDBT= +89 m, ứng với 4.38 x106 m3; MNDGC= +91.01 m, ứng với 5.31 x106 m3; MNC= +78.49 m, ứng với 0.126 x106 m3.
+ Đập đất dài 343m, chiều rộng mặt đập B=6m, cao trình đỉnh đập +91.8 m, tường chắn sóng cao 0.6m, cao trình đỉnh tường +92.4m; Tràn xả lũ rộng BTr 0m, cao trình ngưỡng tràn +89.0 m; Htràn =1.2 m; Qtràn = 136.71 m3/s; Cống lấy nước D cm, cao trình đáy +77.4 m.
Khi Hồ Cống khê xả lũ, nước suối Ngọc dâng lên làm ngập úng khu vực phía Đông Nam trung tâm Huyện Nếu cũng với mưa lớn thì xay ra ngập úng nghiêm trọng toàn bộ khu vực dọc theo chân núi Cống khê (Dọc theo đường Hồ Chí Minh, QL15).
Về thủy văn vùng: Khu vực quy hoạch được xác định trong vùng ảnh hưởng của thủy văn sông Chu Sông Chu là phụ lưu cấp I lớn nhất của sông Mã, bắt nguồn từ vùng núi cao trên đất Lào, chảy theo hướng chính: Tây Tây Bắc - Đông Đông Nam Tổng lượng nước 4.72 km³ ứng với lưu lượng trung bình năm 148 m³/s và mô đun dòng chảy năm 18.2 l/s.km² Sông Chu có rất nhiều phụ lưu lớn như sông Khao, sông Đạt, sông Đằng, sông Âm Tuy nhiên rất ít khi mực nước sông Chu có thể ảnh hưởng đến thủy văn của đô thị.
+ Cốt ngập úng lụt trong khu vực:
Qua khảo sát điều tra thực tế tình hình úng lụt trong vùng qua các năm tại một số điểm như sau :
- Vị trí cầu Trắng (Quốc lộ 15A cũ) : Mực nước lũ Hmax = 33,0 m, Chu kỳ lũ: 10 năm
- Vị trí tại phố Nguyễn Trãi (Quốc lộ 15A cũ) : Mực nước lũ Hmax = 30 m, Chu kỳ lũ: 10 năm
- Vị trí làng Vao: Mực nước lũ: Hmax = 41,5 m, Chu kỳ lũ: 10 năm
- Vị trí cầu làng Ao (Khu phố 1): Mực nước lũ: Hmax = 38,5 m, Chu kỳ lũ: 10 năm
Chưa có tài liệu khảo sát thăm dò Qua thực tế khảo sát, ta căn cứ vào cấu tạo địa hình, hiện trạng mặt nước hồ ao và hệ thống giếng đào ở các khu dân cư và có thể đánh giá sơ bộ sau:
- Vùng núi: Nước ngầm là không có.
- Vùng đồng bằng: Nước ngầm trong khu vực là tương đối cao, trữ lượng phải được đánh giá qua khảo sát cụ thể.
Đặc điểm hiện trạng
2.1 Kinh tế Đô thị trung tâm miền núi phía Tây có yếu tố kinh tế của toàn huyện Ngọc Lặc Tổng GDP của Huyện năm 2015 đạt khoảng 3.800 tỷ đồng, tốc độ tăng trưởng kinh tế đạt 14,03% (giai đoạn 2010 - 2015), cơ cấu kinh tế khu vực nông - lâm - ngư nghiệp chiếm 42,1%, khu vực công nghiệp - xây dựng chiếm 16,5%, khu vực dịch vụ chiếm 41,4%, thu nhập bình quân đầu người 1000 USD/năm Hướng chuyển dịch cơ cấu là tăng tỷ trọng ngành công nghiệp, dịch vụ, thủy sản, giảm tỷ trọng ngành nông nghiệp khác Đặc điểm phát triển của các ngành kinh tế như sau:
- Nông nghiệp, thuỷ sản: Diện tích cây lương thực hầu như không tăng, nhưng sản lượng tăng nhờ thâm canh tăng năng suất, đạt 57.000 tấn; Chăn nuôi ổn định về tổng đàn, đầu tư chiều sâu nâng cao chất lượng, tầm vóc vật nuôi Đàn trâu tăng, đàn bò giảm nhẹ, đàn lợn tăng Một số địa phương đã chú trọng nuôi nhiều loại khác như dê, ong Ngành lâm nghiệp được Nhà nước quan tâm, đầu tư nhiều chư- ơng trình lớn nhưng nghề rừng cho đến nay vẫn bề bộn khó khăn Tỷ lệ che phủ rừng đạt 40% với sản lượng cây lâm nghiệp là 800ha.
- Công nghiệp - xây dựng: Huyện Ngọc Lặc đã có những bước phát triển về mặt xây dựng, công nghiệp Một số sản phẩm chủ yếu là các hoạt động khai thác đá làm vật liệu xây dựng, chế biến lâm sản, sản xuất, chế biến 34 loại sản phẩm phân NPK, phân vi sinh của công ty cổ phần Nam Phát, cơ khí nhỏ và các hoạt động sản xuất tiểu thủ công nghiệp khác.
- Dịch vụ: Trong những năm qua, nền kinh tế tăng trưởng nên sức mua lớn, số cơ sở kinh doanh thương mại tăng, đáp ứng được yêu cầu thiết yếu phục vụ đời sống và sản xuất, Tỷ trọng ngành dịch vụ chiếm 41,4% cơ cấu kinh tế Dịch vụ Bưu chính - Viễn thông đáp ứng được yêu cầu thông tin liên lạc, đáp ứng được yêu cầu lãnh đạo, chỉ đạo của cấp uỷ, chính quyền.Các phương tiện trên địa bàn gồm: Xe vận tải
170 xe, xe khách 20 xe Dịch vụ kinh doanh thương mại nhà hàng, khách sạn có 1.912 cơ sở
2.2 Diện tích, dân số và lao động a, Dân số:
Dân số trong khu vực quy hoạch có 29.879 người, mật độ dân cư trung bình khoảng
571 người/km2, chỉ số này của thị trấn Ngọc Lặc là 3.890 người/km2 Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên hằng năm là 1,08%, tỷ lệ tăng dân số trung bình là 1,1% Tổng dân số trong độ tuổi lao động khoảng 16.400 người Trong tổng dân số, có 62% là dân tộcMường, 37% là dân tộc Kinh và một số dân tộc khác chiếm khoảng 1%
Bảng 1.2: Thống kê dân số, lao động hiện trạng (năm 2015)
STT Chỉ tiêu Hiện trạng 2015
I Dân số khu quy hoạch 29.879
1.1 Dân số bản địa (người) 29.879
- Tỷ lệ tăng tự nhiên trung bình/năm (%) 1,10
Tỷ lệ lao động địa phương/dân số địa phương ( %) 63
1.2 Dân số theo nhu cầu lao động được thu hút về khu vực quy hoạch
- Quy mô các khu CN, DV có nhu cầu dịch cư đến cho LĐ
- Tiêu chuẩn lao động cơ bản /ha
1.3 Dân số di cư tự do
- Tỷ lệ tăng cơ học so với (1.1+1.2)/năm (%)
II Lao động trong độ tuổi 16.433
Tỷ lệ lao động/ tổng dân số (%) 55
2.1 Lao động phi nông nghiệp 4.329
2.3 Mất sức, thất nghiệp, học sinh trong đô tuổi LĐ 1.643
Tỷ lệ (%) 10 b, Hiện trạng sử dụng đất:
Bảng 1.3: Thống kê hiện trạng sử dụng đất (năm 2015)
Diện tích (ha) Chỉ tiêu
Tổng diện tích tự nhiên 5,225.80
I ĐẤT XÂY DỰNG ĐÔ THỊ 1,020.39 100
- Đất các khu ở 793.8 265.67 77.8 Đất khu dân cư cải tạo chỉnh trang 793.8 77.8
- Đất công trình công cộng, trung tâm hỗn hợp cấp đô thị 67.41 22.56 6.6
- Đất giao thông đối nội 60.8 20.35 6
2 Đất ngoài dân dụng 92.09 9 Đất khu, điểm công nghiệp 34.38 3.4 Đất tôn giáo 2.3 0.2 Đất nghĩa trang 17.64 1.7 Đất quân sự 12.5 1.2 Đất giao thông đối ngoại 25.27 2.5
1 Mặt nước sông, suối, hồ 167.42
2 Đất nông nghiệp 883.46 Đất trồng lúa 430.36 Đất trồng hoa màu 401.9 Đất trồng cây lâu năm 51.2
3 Đất núi rừng + lâm nghiệp 3,154.53
2.3 Hiện trạng hạ tầng xã hội
Trung tâm cấp huyện gồm trụ sở Huyện ủy, Hội đồng nhân dân, Ủy ban nhân dân, các cơ quan đoàn thể của Huyện đã được xây dựng tại trung tâm thị trấn Nhìn chung, khu vực này còn chưa được xây dựng tập trung và còn thiếu nhiều công trình như Trung tâm thể dục thể thao, nhà văn hóa, trung tâm thương mại, dịch vụ, công viên cây xanh
Trung tâm cấp xã, thị trấn: Mới chỉ phát triển được các công trình trụ sở cơ quan hành chính gắn liền với một số công trình như nhà văn hóa, trường học Nhìn chung hệ thống cơ sở vật chất và quy mô của các trung tâm này còn rất hạn chế.
Trong khu vực quy hoạch có Bệnh viện đa khoa tuyến tỉnh 500 giường đã được xây và đi vào hoạt động Ngoài ra hệ thống y tế cấp cơ cơ sở cũng được đầu tư với một trung tâm y tế thuộc thị trấn và các xã
Hệ thống trường lớp phổ thông được sắp xếp và đầu tư xây dựng khá hoàn chỉnh và ngày càng khang trang, đảm bảo yêu cầu không gian học đường Trong đó các trường có chất lượng xây dựng đồng đều, đáp ứng ngày càng tốt nhu cầu dạy và học trong khu vực, tỷ lệ phòng học kiên cố đạt 100% Trường phổ thông dân tộc nội trú Ngọc Lặc phục vụ không chỉ trong huyện mà còn các địa phương khác trong Tỉnh
Huyện Ngọc Lặc chưa có trung tâm thể dục thể thao Tại các xã, thị trấn có các sân bãi đa năng dùng cho các hoạt hoạt động thể thao, văn hóa Tại đây thường được xây dựng công trình nhà văn hóa gắn kết với diện tích cây xanh, mặt nước công cộng. Trong số khoảng 5.800 hộ dân cư sinh sống trên địa bàn đô thị, đã có khoảng 55% hộ xây dựng được nhà kiên cố và bán kiên cố với quy mô từ 1 - 2 tầng là phổ biến, quỹ nhà ở này được xây dựng bằng bê tông cốt thép, đóng góp đáng kể vào kiến trúc cảnh quan đô thị và nâng cao chất lượng cuộc sống cho nhân dân Diện tích sàn nhà ở trung bình đạt 12m2/người Còn lại có khoảng 45% là loại nhà không kiên cố được xây dựng bằng gỗ pha gạch đá hoặc gạch Số nhà này chủ yếu là ở các vùng sườn đồi núi dốc, nơi có điều kiện kinh tế xã hội còn khó khăn Đặc biệt trong số đó tỷ lệ nhà tạm còn chiếm khoảng 5-8%
2.4 Hiện trạng hạ tầng kĩ thuật a) Nền xây dựng đô thị:
Các khu xây dựng đô thị hiện trạng và dự kiến mở rộng được phát triển gắn với địa hình tự nhiên nên có cao độ nền xây dựng khác nhau Nền xây dựng của các khu vực này thuộc loại bền vững Trong 20 năm qua, trên địa bàn chưa có khu nào bị sạt lở hay tai biến địa chất gây nguy hại cho dân sinh Xác định các cao độ nền xây dựng theo các khu vực như sau:
- Vùng núi cao gồm các xã phía Tây Bắc (Thúy Sơn, Mỹ Tân, phía Tây Nam xã Ngọc Khê) có địa hình dốc, hiểm trở, bị chia cắt bởi nhiều khe, suối, diện tích khoảng
960 ha, chiếm 18,4% tổng diện tích tự nhiên khu vực nghiên cứu Vùng này có độ dốc đa phần là 35 - 40% Cao độ nền xây dựng từ 85m – 92m
- Vùng đồi thấp gồm một phần các xã Quang Trung, Ngọc Liên, Ngọc Sơn, Minh Sơn là vùng có nhiều đồi bát úp, diện tích khoảng 2499 ha, chiếm 47,8 % tổng diện tích tự nhiên khu vực nghiên cứu Vùng này có độ dốc đa phần là 15-25% Cốt xây dựng từ 35,0 – 54,0m.
- Vùng tương đối bằng phẳng gồm thị trấn Ngọc Lặc, một phần xã Ngọc Khê, một phần xã Quang Trung có diện tích 1.766ha, chiếm 33,8 % tổng diện tích tự nhiên khu vực nghiên cứu Vùng này chủ yếu có độ dốc từ 5 - 15% là đất để phát triển nông nghiệp, xây dựng cơ sở hạ tầng, giao thông, thủy lợi, khu dân cư Cao độ nền xây dựng trung bình từ 38,0 m – 50,0m b) Thoát nước mưa:
Trong khu vực quy hoạch đô thị gồm thị trấn Ngọc Lặc và 7 xã với toàn bộ có địa hình đồi núi Hệ thống thoát nước đô thị và nông thôn gắn kết với hệ thống mặt nước và dòng chảy tự nhiên khá ổn định và bền vững
Định hướng phát triển
- Dân số toàn đô thị Ngọc Lặc mở rộng: 29.879 người, mật độ dân cư trung bình khoảng 571 người/km2, chỉ số này của thị trấn Ngọc Lặc là 3.890 người/km2 Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên hằng năm là 1,08%, tỷ lệ tăng dân số trung bình là 1,1% Tổng dân số trong độ tuổi lao động khoảng 16.400 người
STT Khu vực nội thị Diện tích (ha) Ghi chú
I Thị trấn Ngọc Lặc 173.87 100% diện tích
II Khu vực dự kiến mở rộng 1,263.10
Bảng 1.4: Dự báo dân số, lao động trên địa bàn đô thị Ngọc Lặc
STT Chỉ tiêu Hiện trạng 2015
I Dân số khu quy hoạch 29.879 55.686 75.198 100.000
1.1 Dân số bản địa (người) 29.879 32.034 35.211 46.824
- Tỷ lệ tăng tự nhiên trung bình/năm
Tỷ lệ lao động địa phương/dân số địa phương ( %) 63 62 62 62
1.2 Dân số theo nhu cầu lao động được thu hút về khu vực quy hoạch 17.64 31.532 41.932
- Quy mô các khu CN, DV có nhu cầu dịch cư đến cho LĐ (ha) 150 250 300
- Tiêu chuẩn lao động cơ bản /ha 120 105 105
1.3 Dân số di cư tự do 6.012 8.456 11.244
- Tỷ lệ tăng cơ học so với
II Lao động trong độ tuổi 16.433 35.888 48.639 64.681
Tỷ lệ lao động/ tổng dân số (%) 55 64,4 64,7 64,7
2.1 Lao động phi nông nghiệp 4.329 21.533 31.616 45.276
2.3 Mất sức, thất nghiệp, học sinh trong đô tuổi LĐ 1.643 2.871 3.405 4528
Bảng 1.5: Quy hoạch sử dụng đất đến năm 2040
Hiện trạng 2015 Tầm nhìn đến 2025 Tầm nhìn đến 2040
Tổng diện tích tự nhiên
1.1 Đất các khu ở 793,80 265,67 77,79 968,07 59,35 1.008,57 51,67 Đất khu dân cư cải tạo chỉnh trang
793,80 793,80 793,80 Đất khu đô thị mới 174,27 56,48 214,77 47,39
1.2 Đất công trình công cộng, trung tâm hỗn hợp cấp đô thị
1.4 Đất giao thông đối nội 60,80 20,35 5,96 181,73 32,61 11,14 242,30 34,52 12,41
2.1 Đất khu, điểm công nghiệp 34,38 3,37 130,69 8,01 186,70 9,56
2.2 Đất trung tâm thương mại
2.4 Đất công cộng cấp vùng 17,35 1,06 34,70 1,78
2.8 Đất giao thông đối ngoại 25,27 2,48 32,85 2,01 32,85 1,68
1 Mặt nước sông, suối, hồ 167,42 172,02 126,42
2 Đất nông nghiệp 883,46 313,36 420,44 Đất trồng lúa 430,36 133,16 198,75 Đất trồng hoa màu 401,90 142,33 180,17 Đất trồng cây lâu năm 51,20 37,87 41,52
3 Đất núi rừng + lâm nghiệp
Bảng 1.6: Diện tích các đơn vị hành chính thuộc ranh giới QH đến năm 2040
STT Các đơn vị hành chính Diện tích trong ranh giới (ha) Diện tích ngoài ranh giới (ha) Tổng diện tích tự nhiên (ha)
3.2 Quy hoạch các công trình dân dụng
3.2.1 Trung tâm công cộng: a, Trung tâm hành chính:
Trung tâm hành chính Huyện Ngọc Lặc: Giữ nguyên khu hành chính hiện hữu của huyện tại thị trấn Ngọc Lặc đến năm 2018 Sau đó cải tạo chuyển đổi thành khu hành chính của phường 1 của thị xã Đồng thời xây dựng bổ sung cơ quan công sở, các công trình hạ tầng xã hội thiết yếu, cải tạo kiến trúc đô thị cho các nhóm dân cư hiện hữu Trung tâm hành chính Thị xã Ngọc Lặc (dự kiến): Tiếp tục xây dựng khu hành chính thị xã dự kiến tại khu trung tâm mới thuộc khu đô thị K1 Khu này có diện tích khoảng 15ha Hướng phát triển chính là dọc theo đường liên khu vực Thúy Sơn - Ngọc Liên Trung tâm Phường (dự kiến): phát triển trên cơ sở trung tâm xã cũ, diện tích tuỳ theo nhu cầu từng phường Trong mỗi khu trung tâm, bố trí đủ đất xây dựng các công trình gồm: hành chính cấp phường, cụm trường cấp 1, 2, trạm y tế, nhà văn hóa vv Trung tâm loại này sẽ được cụ thể hoá trong quy hoạch chi tiết bước sau. b, Trung tâm y tế:
Hệ thống trung tâm y tế của khu quy hoạch được bố trí làm 2 cấp, đảm bảo khoảng
65 - 70 giường bệnh/vạn dân, cụ thể như sau:
Trung tâm y tế cấp đô thị: Ngoài Bệnh viện đa khoa Ngọc Lặc hiện có, đề nghị xây dựng tại đô thị một Bệnh viện chuyên khoa với quy mô 500 giường Các bệnh viên này có quy mô cấp vùng với mục tiêu phục vụ chính là các huyện miền núi phía Tây tỉnh Thanh Hóa
Trung tâm y tế cấp phường (dự kiến): Nâng cấp từ công trình của các xã và thị trấn; Đối với các địa phương cần xây dựng mới thì bố trí trong các trung tâm tổng hợp cấp phường Trung tâm y tế cấp cơ sở này có sức phục vụ khoảng 20 - 25 giường/1 vạn dân, trong đó ít nhất có 1 trạm y tế sức chứa thấp nhất là 20 giường trở lên kèm theo các chức năng khác phục vụ cho chăm sóc sức khỏe cộng đồng c) Trung tâm giáo dục:
Hệ thống các trung tâm giáo dục đào tạo được phân làm 2 cấp: cấp giáo dục chuyên nghiệp đến cao đẳng và cấp phổ thông với tiêu chuẩn chung về diện tích như sau: với hệ cao đẳng và dạy nghề (300hs/vạn người), THPT (600 - 700hs/vạn người) đối với giáo dục tiểu học và mầm non (650-720hs/vạn người).
Các trường chuyên nghiệp: Giữ nguyên, cải tạo phát triển trường cao đẳng, dạy nghề Ngọc Lặc, Bố trí thêm một trường đại học cho 11 huyện miền núi phía Tây tỉnh Thanh Hóa và có thể cho các địa phương lân cận trong và ngoài Tỉnh Đồng thời đẩy mạnh công tác giáo dục thường xuyên tại khu trung tâm dạy nghề của đô thị.
Cấp trường phổ thông: Tiếp tục dự án xây dựng trường PTTH nội trú tỉnh Thanh Hóa - cơ sở 2 tại trung tâm khu đô thị trung tâm số 1 Giữ nguyên các trường học có trên địa bàn và phát triển thêm các trường học gắn với trung tâm tổng hợp các phường Mỗi khu có diện tích khoảng 5 - 7ha Gồm 1 cụm trường cấp I, II d) Trung tâm văn hóa, TDTT
- Đối với cấp đô thị và cấp vùng: Xây dựng một khu trung tâm thể thao cấp vùng tại khu đô thị phía Đông với diện tích khoảng 20 ha Đây là công trình được quy hoạch với mục tiêu phục vụ các hoạt động thể dục thể thao quần chúng, thể thao thương mại, thể thao thành tích cao của nhân dân trong đô thị nói riêng và của khu vực miền núi phía Tây tỉnh Thanh Hóa nói chung Trong khu này dự kiến xây dựng một sân vận động có quy mô 25.000 khán giả, 1 nhà thi đấu và 1 bể bơi cấp 1
- Gần với quảng trường, xây dựng một nhà hát ca múa nhạc dân tộc với diện tích khoảng 2,15ha Đây còn là nơi là nơi bảo tồn, phát huy các giá trị nghệ thuật thông qua những công trình nghiên cứu sáng tạo, giao lưu và truyền bá âm nhạc dân tộc vùng miền núi phía tây tỉnh Thanh Hóa - Việt Nam với các nước lân cận.
- Tại Khu vực chân núi Sắt gần di tích hang Bàn Bù (phía bắc đường quốc lộ 15A) bố trí một công trình văn hóa cấp vùng với dự kiến là Làng văn hóa các dân tộc miền núi của tỉnh Thanh Hóa với quy mô khoảng 5-10ha Đây cũng là trung tâm văn hóa của đô thị trung tâm miền núi phía Tây tỉnh Thanh Hóa Khu làng văn hóa này sẽ được gắn liền với khu du lịch di tích hang Bàn Bù.
- Đối với cấp phường: Các trung tâm văn hóa - TDTT sẽ được xây dựng theo tiêu chuẩn đô thị loại 4 trên cơ sở phát triển từ các xã cũ hoặc được xây dựng mới Cụm công trình nay được bố trí trong các khu trung tâm tổng hợp của các phường Dự báo đến năm 2030 khi đô thị hình thành, toàn đô thị sẽ có 3 cụm công trình kiểu này e) Các trung tâm thương mại - dịch vụ:
Hệ thống trung tâm thương mại dịch vụ trong khu quy hoạch được bố trí thành 2 cấp: cấp I được bố trí thành các khu chuyên dụng có năng lực phục vụ cho toàn khu vực quy hoạch vùng; cấp II gắn với đô thị, phục vụ cho các khu chuyên dụng hoặc tiểu vùng, cụ thể như sau:
(1) Trung tâm cấp I, được bố trí trong trong tất cả các khu trung tâm đô thị (2) Trung tâm cấp II được bố trí thành nhiều điểm gắn với các trung tâm khác của đô thị Các công trình ưu tiên trong các trung tâm này là hệ thống chợ, siêu thị, khách sạn, nhà hàng Trong đó, hệ thống chợ gồm chợ toàn đô thị, chợ liên khu vực được bố trí trong các trung tâm liên xã mỗi khu 1 chợ có diện tích khoảng 3- 4ha.
Bố trí các khu ở đô thị mới với tổng diện tích khoảng 227,57ha, nằm trong 7 khu chức năng đô thị Các khu chức năng này với khả năng xây dựng đồng bộ về hạ tầng và được phát triển ở các khu có điều kiện về đất đai, môi trường, điều kiện về phát triển giao thông và hạ tầng khác. Đơn vị ở mới đô thị được xác lập trong đồ án này thỏa mãn các tiêu chí về kinh tế - xã hội, quản lý, bản sắc, mật độ giao thông bên ngoài vv, khu có các tiêu chuẩn cộng đồng như sau: Diện tích trung bình khoảng 30-50ha (0,5km2); Dân số: khoảng 3.000 - 5.000 người; Sức dung nạp dân số trung bình: 10.000 người/km2 (Max: 15.000ng/km2); Có trung tâm công cộng phục vụ hàng ngày.
3.2.3 Khu dân cư đô thị được nâng cấp, cải tạo chỉnh trang:
- Các khu dân cư cũ trong khu vực tập trung phát triển đô thị đến năm 2025 được giữ nguyên phạm vi hiện hữu nhưng được tập trung nâng cấp hệ thống hạ tầng đạt tiêu chuẩ đô thị loại IV Định hướng khai thác các quỹ đất công xen kẹp còn trống để xây dựng hệ thống hạ tầng đô thị và phát triển các hoạt động dân sinh khác Xây dựng cải tạo và nâng cấp nhằm quản lý trật tự xây dựng; tầng cao xây dựng hợp lý; hệ thống chỉ giới xây dựng phù hợp với thực tiễn
QUY HOẠCH, THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THẢI
Số liệu thiết kế
+ Dựa trên bản đồ định hướng phát triển không gian đô thị Ngọc Lặc đến năm 2030 do Viện Quy hoạch Đô thị - Nông thôn, Bộ xây dựng ban hành năm 2016 để xác định diện tích các khu vực, dân số, các công trình phục vụ, bệnh viện, trường học, công viên cây xanh…
- Cấp đô thị: Đô thị loại III (năm 2040)
- Loại công trình: Công trình hạ tầng kỹ thuật.
+ Các tiêu chuẩn sử dụng:
- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về Quy hoạch Xây dựng: QCVN: 01/2019/BXD.
- Thoát nước Mạng lưới bên ngoài và công trình Tiêu chuẩn thiết kế, TCVN 7957- 2008.
- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải sinh hoạt QCVN 14:2008/BTNMT.
- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải sinh hoạt QCVN 40: 2011/BTNMT. 1.2 Dự báo mật độ dân số
Khu vực 1: Khu vực nội thị (thị trấn Ngọc Lặc hiện hữu và mở rộng sang xã Ngọc
Khê, Quang Trung), chiếm 75% tổng dân số đô thị
Dự báo dân số đến năm 2040 là: N1 = 75%.10000 = 75000 (người);
Mật độ dân số là: 52 (ng/ha); Tiêu chuẩn thải nước: 150 (l/ng.ngđ)
Khu vực 2: Khu vực ngoại vi (phần còn lại các xã Ngọc Liên, Ngọc Sơn, Thuý Sơn,
Dự báo dân số đến năm 2040 là: N1 = 25%.100000 = 25000 (người);
Mật độ dân số là: 49 (ng/ha); Tiêu chuẩn thải nước: 100 (l/ng.ngđ)
1.3 Diện tích và tiêu chuẩn thải nước khu công nghiệp
- Nhà máy Xi măng xã Thúy Sơn: Diện tích 40 (ha)
Tiêu chuẩn thải nước là 25 m3/ha.ngđ
- Quy hoạch phát triển Cụm Công nghiệp ở xã Quang Trung: Diện tích 150 (ha)
Tiêu chuẩn thải nước là 25 m3/ha.ngđ
1.4 Diện tích và tiêu chuẩn thải nước các công trình công cộng
Do hạn chế về thời gian, quy mô và số liệu nên trong đồ án này chỉ xét lưu lượng nước thải của bệnh viện và trường học.
- Trường cao đẳng và dạy nghề (300hs/vạn người) = 2256 học viên
- Trường THPT (600 - 700hs/vạn người) = 4512 học sinh
- Trường Tiểu học và mầm non (650-720hs/vạn người) = 5264 học sinh
- Tiêu chuẩn thải nước là 20 (l/ng.ngđ), hệ số không điều hòa giờ Kgiờ = 1,8 với số giờ thải nước là 12 giờ/ngày (6h 17h).
- Bệnh viện đa khoa Ngọc Lặc 500 giường bệnh
- Quy hoạch thêm 1 bệnh viện chuyên khoa 500 giường bệnh
- Tiêu chuẩn thải nước là 300 (l/ng.ngđ), hệ số không điều hòa giờ Kgiờ = 2,5 với số giờ thải nước là 24 giờ/ngày (0h 24h).
Tính toán lưu lượng nước thải
2.1 Lưu lượng nước thải sinh hoạt
- Lưu lượng nước thải trung bình ngày của khu dân cư được xác định theo công thức:
Trong đó: N - Dân số tính toán của khu vực (người); q0 - Tiêu chuẩn thải nước của khu vực (l/ng.ngđ).
- Lưu lượng nước thải trung bình giờ được tính theo CT:
- Lưu lượng nước thải trung bình giây được tính theo CT:
- Hệ số không điều hòa chung Kch được xác định theo [Bảng2-TCVN 7957:2008]-
- Lưu lượng nước thải giờ lớn nhất được tính theo công thức:
- Lưu lượng nước thải giây lớn nhất được tính theo công thức:
Trong đó: Q s max - Lưu lượng nước thải giây lớn nhất;
Q s tb - Lưu lượng nước thải giây trung bình;
Kch - Hệ số không điều hoà chung.
Lưu lượng tính toán cho từng khu vực và toàn Đô thị được trình bày trong bảng sau:
Bảng 2.1 : Bảng tổng hợp lưu lượng nước thải sinh hoạt ĐT.Ngọc Lặc
Lưu lượng nước thải sinh hoạt
2.2 Lưu lượng nước thải khu công nghiệp
Lưu lượng nước thải trung bình ngày của khu công nghiệp được xác định theo công thức:
Trong đó: qcn – Tiêu chuẩn thoát nước khu công nghiệp (m 3 /ha.ngđ);
F – Diện tích đất công nghiệp (ha).
Bảng 2.2 : Bảng thống kê lưu lượng nước thải khu công nghiệp
Lưu lượng nước thải công nghiệp
Q ng TB (m 3 /ngđ) Q gio TB
2.3 Lưu lượng nước thải các công trình công cộng
- Trường cao đẳng và dạy nghề (300hv/vạn người) = 2256 học viên
- Trường THPT (600 - 700hs/vạn người) = 4512 học sinh
- Trường Tiểu học và mầm non (650-720hs/vạn người) = 5264 học sinh
- Tiêu chuẩn thải nước của trường học là 20 (l/ng.ngđ).
- Hệ số không điều hòa Kh = 1,8.
- Chế độ làm việc 12h/ngày.
Bảng 2.3 : Bảng thống kê lưu lượng nước thải trường học
Lưu lượng nước thải Trường học
Bệnh viện: Hiện tại, thị trấn Ngọc Lặc có một bệnh viện đa khoa huyện Ngọc Lặc với 500 giường bệnh Theo quy hoạch đến năm 2040, đô thị Ngọc Lặc có thêm 1 bệnh viện chuyên khoa 500 giường bệnh.
- Tiêu chuẩn thải nước: qbv = 1000 (l/giường lưu.ngđ).
- Bệnh viện làm việc 24/24 giờ trong ngày.
- Hệ số không điều hoà giờ: Kh = 2,5.
- Lưu lượng thải trung bình trong ngày là:
- Lưu lượng thải trung bình giờ là:
- Lưu lượng Max giờ là:
- Lưu lượng Max giây là:
Bảng 2.4 : Bảng thống kê lưu lượng nước thải bệnh viện
Lưu lượng nước thải Bệnh viện
TỔNG HỢP LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI:
Dựa vào các tính toán cơ bản trên, Công suất Trạm xử lý xây dựng quy hoạch đến năm 2040 là:
Thiết kế mạng lưới thoát nước thải
3.1 Phương án vạch tuyến mạng lưới thoát nước thải
Ranh giới thu gom nước thải
Thu gom nước thải giai đoạn 1 dọc QL15A thuộc thị trấn Ngọc Lặc, ranh giới thu gom thể hiện dưới hình sau:
Phân tích địa hình, dân cư.
- Đánh giá các điều kiện tự nhiên về địa hình, địa chất, địa chất thuỷ văn, thuỷ văn sông hồ và khí tượng thuỷ văn của vùng dự án Trong đó cần chú ý đặc biệt đối với điều kiện địa hình, số lượng và chất lượng các sông hồ trong đô thị, điều kiện xả nước thải để làm căn cứ cho việc lựa chọn giải pháp thu gom, nước thải phù hợp với điều kiện cụ thể của địa phương.
Vị trí xây dựng TXL gđ1
- Phân tích các yêu cầu của quy hoạch tổng thể thành phố, các yếu tố khống chế, quy hoạch hạ tầng kỹ thuật và các công trình kỹ thuật đầu mối nhằm đặt mối quan hệ hiệu quả đối với công tác thiết kế, xây dựng và quản lý hệ thống thoát nước.
- Đánh giá thực trạng về điều kiện sống của người dân của khu vực đô thị, các số liệu về xã hội (dân cư, mức độ tăng dân số theo các thời kỳ, truyền thống văn hoá, phong tục tập quán), sự phát triển kinh tế ở các mặt: Sản xuất công, nông nghiệp, các dịch vụ du lịch Từ đó mà đề xuất tiêu chuẩn thoát nước thích hợp.
- Phân tích đánh giá thành phần tính chất nước thải và khả năng tự làm sạch của nguồn tiếp nhận nước thải để xác định mức độ xử lý cần thiết.
Vạch tuyến mạng lưới thoát nước bẩn là một khâu vô cùng quan trọng trong công tác thiết kế mạng thoát nước Nó ảnh hưởng lớn đến khả năng thoát nước, hiệu quả kinh tế hay giá thành của mạng lưới thoát nước Việc vạch tuyến mạng lưới cần dựa trên nguyên tắc:
Triệt để lợi dụng địa hình để xây dựng hệ thống thoát nước, đảm bảo thu nước thải nhanh nhất, tránh đào đắp nhiều, tránh đặt nhiều trạm bơm.
Vạch tuyến cống phải hợp lý để sao cho tổng chiều dài cống là nhỏ nhất tránh trường hợp nước chảy ngược và chảy vòng quanh. Đặt đường ống thoát nước phải phù hợp với điều kiện địa chất thủy văn Tuân theo các qui định về khoảng cách với các đường ống kỹ thuật và các công trình ngầm khác. Hạn chế đặt đường ống thoát nước qua các sông, hồ, đường sắt, đê đập.
Trạm làm sạch phải đặt ở vị trí thấp hơn so với địa hình nhưng không quá thấp để tránh ngập lụt Đảm bảo khoảng cách vệ sinh đối với khu dân cư và các xí nghiệp công nghiệp Đặt trạm xử lý ở cuối nguồn nước, cuối hướng gió.
Nước thải từ bệnh viện và khu công nghiệp nếu có tính độc hại thì phải xử lý cục bộ trước khi xả vào hệ thống thoát nước thành phố.
Nước mưa: Tận dụng các cống thoát nước sẵn có, xây dựng thêm những nơi chưa có hệ thống cống Nước mưa sẽ được xả ở các kênh mương, hồ gần nhất.
Phương án vạch tuyến a, Phương án I
Nước thải của toàn thị trấn được gom vào 2 tuyến cống chính sau đó được dẫn về 1 trạm xử lý tập trung ở bờ trái phía nam sông Cầu Chày, phía nam khu vực thiết kế, quy hoạch của thị trấn Ngọc Lặc Nước sau xử lý được xả ra sông Cầu Chày. b, Phương án II.
Toàn bộ thành phố được phân thành 2 lưu vực thoát nước chính như đã trình bày, nước thải được thu gom vào các tuyến ống chính sau đó dẫn về 2 trạm xử lý Trạm thứ nhất đặt ở phía bắc bờ phải sông Cầu Chày Trạm xử lý thứ 2 được đặt gần bờ trái phía nam sông Cầu Chày
Trong cả 2 phương án mạng để giảm độ sâu chôn công của toàn tuyến, tại đầu các tuyến sử dụng các giếng rửa như vậy sễ giảm được độ dốc của các đoạn cống đầu. Lượng nước cần dung cho giếng rửa sẽ là nước từ nhà máy nước sạch hoặc từ các xe téc dùng cho tưới cây của công ty môi trường cung cấp.
Lợi thế về mặt kinh tế khi sử dụng giếng rửa cho hệ thống thoát nước như sau:
Thứ 1 : giảm được số lượng trạm bơm cục bộ.
Thứ 2 : chi phí xây dựng ban đầu cho các giếng rửa thấp hơn so với cho phí đầu tư ban đầu cho trạm bơm và vận hành, quản lý chúng.
3.2 Tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước thải
Diện tích tiểu khu thoát nước.
Dựa trên thiết kế vạch tuyến 2 phương án mạng tiến hành chia các lưu vực thoát nước. Lưu lượng nước thải từng đoạn ống. Để tính lưu lượng cho từng đoạn ống, ta cần tính mođun lưu lượng cho từng khu vực thoát nước: qr = 86400 q 0 × n (l/s/ha)
- qr : Lưu lượng riêng của khu vực (l/s.ha);
- q0 : Tiêu chuẩn thải nước của khu vực (l/người.ngđ);
- n : Mật độ dân số của khu vực (người/ ha);
+ Khu vực II: qrII = 86400 q 0 × n = = 0,06 (l/s.ha)
Lưu lượng tính toán của đoạn cống được coi là lưu lượng chảy suốt từ đầu tới cuối đoạn ống và được tính theo công thức: qntt = (qndd + qnnhb + qnvc) ¿ Kch + Sqttr (l/s)
- qntt - Lưu lượng tính toán của đoạn cống thứ n, l/s ;
- qndd - Lưu lượng dọc đường của đoạn cống thứ n, l/s;
- Fi :Tổng diện tích tất cả các tiểu khu đổ nước thải vào dọc theo đoạn cống đang xét, (m2);
- qr : Lưu lượng đơn vị (môđun lưu lượng) của khu vực, l/s;
- qnnhb - Lưu lượng của các nhánh bên đổ vào đầu đoạn cống thứ n;
- Fi - Tổng diện tích tất cả các tiểu khu đổ nước thải vào đoạn cống (nhánh bên) đang xét, (m2);
- qnvc - Lưu lượng vận chuyển qua đoạn cống thứ n, là lưu lượng tính toán của đoạn cống thứ (n - 1), l/s;
- qttn-1= (qddn-1+qnhbn-1+qvcn-1) x Kch+Sqttr (l/s);
- Kch - Hệ số không điều hoà chung, Tra theo bảng 2 TCVN 7957-2008;
- qttr - Lưu lượng tính toán của các công trình công cộng, nhà máy, xí nghiệp đổ vào đầu đoạn cống tính toán.
Tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước sinh hoạt.
Tính độ sâu chôn cống đầu tiên
THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC MƯA
Vạch tuyến mạng lưới thoát nước mưa
1.1 Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới thoát nước mưa
- Vạch tuyến mạng lưới thoát nước mưa được tiến hành theo địa hình mặt đất Trong khi vạch tuyến cố gắng làm sao để hướng cống đặt theo chiều dốc địa hình, cống có chiều dài ngắn nhất, nhưng phục vụ được nhiều diện tích nhất.
- Cống thoát nước mưa và các công trình, đường ống, đường dây kỹ thuật khác tạo thành góc vuông Những chỗ ngoặt hoặc gấp khúc cũng phải giữ được hướng nước chảy của nó.
- Cống thoát nước mưa đặt cách móng nhà ít nhất 5m, cách trục đường ray 4m, cách cây xanh 1m…
- Tận dụng các ao hồ sẵn có làm hồ điều hòa, giảm quy mô mạng lưới.
- Tránh xây dựng các trạm bơm thoát nước mưa trong nội bộ mạng lưới.
- Cho nước mưa chảy thẳng vào nguồn( sông, hồ, )gần nhất tới mức có thể.
- Không xả nước mưa vào các vùng không có khả năng tự thoát, vào các ao tù nước đọng và các vùng dễ gây xói mòn.
- Không làm ngập lụt, ảnh hưởng tới vệ sinh môi trường và quy trình sản xuất.
1.2 Sơ đồ vạch tuyến mạng lưới thoát nước mưa
Trên cơ sở nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới thoát nước mưa ta vạch được các tuyến thoát nước như trong bản vẽ TN-05.
Tính toán diện tích
Việc tính toán diện tích các tiểu khu được tiến hành trên bản vẽ cad, bảng tính toán diện tích các tiểu khu xem phụ lục…
Tính toán hệ số dòng chảy và hệ số mặt phủ trung bình
Bảng.3.1 Thành phần mặt phủ và hệ số mặt phủ của ĐT Ngọc Lặc
STT Loại mặt phủ Diện tích
F(%) Hệ số dòng chảy Fi×i
Do diện tích mặt phủ ít thấm nước lớn hơn 30% tổng diện tích toàn thành phố cho nên hệ số dòng chảy được tính toán không phụ thuộc vào cường độ mưa và thời gian mưa
Khi đó hệ số dòng chảy được lấy theo hệ số dòng chảy trung bình.
Xác định cường độ mưa
4.1 Công thức tính cường độ mưa
- P : Chu kỳ lặp lại trận mưa thiết kế, năm (tra theo bảng 3 và 4 TCXDVN 7957-
- A, C, b, n : Hằng số khí hậu phụ thuộc vào điều kiện mưa của địa phương Chọn theo Phụ lục B TCVN7957:2008;
Khi đó công thức tính cường độ mưa có dạng:
Với các giá trị biết trước của t ta tính được q cho từng đoạn cống tính toán để đưa vào công thức tính toán lưu lượng nước mưa cho tuyến cống đó.
4.2 Công thức tính thời gian mưa
*Thời gian mưa tính toán được xác định theo công thức: t = t0 + tr +∑tc, ph Trong đó:
- t - Thời gian mưa tính toán.
- t0 - Thời gian tập trung dòng chảy từ điểm xa nhất đến rãnh thoát nước, thường lấy 5÷10 phút.
- tr - Thời gian nước chảy theo rãnh đến giếng thu đầu tiên.
- ∑tc - Tổng thời gian nước chảy trong các đoạn cống từ giếng thu đầu tiên đến mặt cắt cuối của đoạn cống đang xét.
- vr : Tốc độ nước chảy trong rãnh, m/ph.
- 1,25 : Hệ số kể đến sự tăng dần của tốc độ dòng chảy trong quá trình mưa.
- Lc - Chiều dài đoạn cống tính toán, m.
- vc - Tốc độ nước chảy trong cống, m/ph.
- r - Hệ số phụ thuộc vào địa hình, với địa hình bằng phẳng i < 0,01: r = 2, dốc vừa i= 0,01÷0,03: r =1,5, dốc lớn i >0,02 : r = 1,2
4.3 Xác định lưu lượng mưa tính toán
*Lưu lượng nước mưa được tính theo công thức sau: Qtt = tb×q×F×.
- tb = 0,608 : Hệ số dòng chảy;
- q : Cường độ mưa tính toán (l/s.ha);
- F : Diện tích thu nước tính toán (ha);
- = 0,924 : Hệ số mưa không đều khi F = 770 (ha).
Khi đó ta có: Qtt = 0,562×F×q (l/s).
Khi mưa, cống sẽ chảy đầy với h/d = 1
Xác định lưu lượng mưa tính toán
5.1 Tính độ sâu chôn cống đầu tiên
Căn cứ vào bảng tính toán cho từng đoạn cống ở trên, ta tiến hành tính toán thuỷ lực cho từng đoạn cống để xác định được: Đường kính ống D, độ dốc thuỷ lực i, vận tốc dòng chảy v, sao cho phù hợp với các yêu cầu về đường kính nhỏ nhất, độ đầy tính toán, tốc độ chảy tính toán, độ dốc đường cống, độ sâu đặt cống được đặt theo
Nguyên lý thiết kế và tính toán thủy lực:
Việc tính toán thuỷ lực dựa vào: “Bảng tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước”
- GS TS Trần Hữu Uyển.
Trên cơ sở cốt địa hình và cốt san nền quy hoạch và mực nước ngầm mà xác định độ sâu đặt cống tối đa với từng loại cống có chỉ tiêu độ dốc tối thiểu phải đảm bảo để không bị lắng cặn và không bị tắc cống.
5.2 Tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước mưa
Việc tính toán thuỷ lực dựa vào “Các bảng tính toán thuỷ lực MLTN - GS.TSKH Trần Hữu Uyển -Trường ĐHXD - 2001”.
- Đường cống tính toán với độ đầy h/D = 1.
- Độ sâu chôn cống đầu tiên của mạng lưới thoát nước mưa được xác định theo công thức: H= hbv + D (m)
- hbv : khoảng cách từ đỉnh cống thoát nước đến mặt đường phố, hbv = 0,3m đối với cống hộp chữ nhật
- D : đường kính cống thoát nước( chiều cao cống hộp).
Kết quả tính toán thuỷ lực các tuyến cống thoát nước mưa được thể hiện trong bảng tính toán nước mưa và trắc dọc tuyến nước mưa.
THIẾT KẾ TRẠM BƠM NƯỚC THẢI, Q = 20.000 M3/NGĐ
Chế độ thải nước
- Nước thải được thu gom và dẫn về trạm bơm chính với công suất trạm 12000(m3/ngđ).
Bảng 4.1 Lưu lượng nước thải đến trạm bơm chính
Tính toán thiết kế trạm bơm
2.1 Lưu lượng làm việc của trạm bơm nước thải
Lưu lượng làm việc của máy bơm và số bơm đặt trong trạm được chọn dựa vào chế độ nước chảy đến trạm bơm Đặc biệt là giờ có lượng nước chảy đến lớn nhất Q h max và giờ có lưu lượng nước chảy đến ít nhất Q h min.
Nguyên tắc chọn lưu lượng của Trạm bơm là QT Q h max để đảm bảo an toàn. Song không chọn lớn hơn nhiều quá vì như vậy sẽ không kinh tế vì phải chọn bơm lớn hơn, đường kính ống đẩy và khối tích công trình xử lý sẽ lớn hơn Tuy nhiên cũng không chọn nhỏ hơn Q h max vì như thế sẽ có nguy cơ xảy ra hiện tượng ngập ống dẫn nước đến trạm bơm Vì các lý do đó ta chọn QT = Q h max
Do đó lưu lượng làm việc của trạm bơm nước thải là: QT = 1308,33 (m 3 /h).
Chọn số lượng bơm cho trạm là 3 bơm trong đó có 2 bơm công tác, 1 bơm dự phòng trên bệ máy Trạm bơm làm việc bán tự động, số lần đóng mở máy bơm trong giờ là 3 lần.
Lưu lượng mỗi bơm được xác định theo công thức: Qb = (l/s).
- n : Số bơm làm việc đồng thời, n = 2 bơm;
- : Hệ số giảm lưu lượng khi các bơm làm việc đồng thời, với n = 2 ta có k 0,9;
2.2 Dung tích bể thu nước thải
Do lưu lượng thu nước thải chảy đến trạm bơm thay đổi theo giờ trong ngày nên cần phải xây dựng bể thu để điều hoà lưu lượng cấp cho máy bơm hoạt động ổn định hơn.
Bể thu nước thải phải thoả mãn các điều kiện :
- Thể tích bể Wb 50% Q h max để tránh thối rữa trong bể.
- Wb 5’ Q h max (5 phút bơm của máy bơm trong giờ lớn nhất ) để bố trí song chắn rác, ống hút của các máy bơm.
Trường hợp trạm bơm làm việc theo chế độ ngắt quãng, thể tích bể thu xác định theo biểu đồ tích luỹ nước chảy đến và bơm đi Nhưng do thường xuyên đóng mở máy nên làm theo cách trên rất phức tạp Người ta thường xác định thể tích bể theo biểu đồ tích luỹ nước giờ.
Chế độ thải nước vào các giờ khác nhau như sau:
Hình 4.1 Biểu đồ tích lũy nước thải theo giờ
1 Giờ nước đến lớn nhất 6.54% Qngđ.
2 Giờ nước đến trung bình 4.16% Qngđ.
3 Giờ nước đến ít nhất 2.54% Qngđ.
4 Đường bơm đi lưu lượng 6.54% Qngđ
Theo biểu đồ tích lũy nước thải ta có:
Trong giờ thải nước lớn nhất, đường biểu diễn lượng nước đến và lượng nước đi trùng nhau, bơm làm việc liên tục.
Trong các giờ khác, lượng nước chảy đến ít hơn, bơm làm việc gián đoạn Chọn thời điểm đóng mở bơm trong một giờ là vào 6’; 12’; 18’; 24’; 30’; 36’; 42’; 48’; 54’ và 60’ Khi nước chảy đến ít, bể cạn nước, các bơm được ngắt ra Khi bể đầy nước đến mức cho phép bơm lại được đóng lại và cùng làm việc. Đường biểu diễn chế độ bơm sau khi ngắt song song với trục hoành còn đường sau khi mở máy song song với đường nước đến và bơm nước đi trong giờ thải nước lớn nhất Hiệu tung độ giữa đường nước đến và đường nước đi khi tính toán với đường nước đến ít nhất Q h = 50%Q h max = 3,33%Qngđ cho ta dung tích cần thiết của bể thu là 0.33%Qngđ.
Kiểm tra các giá trị của Wb theo hai điều kiện:
- Lượng nước do một máy bơm bơm được trong 5 phút là:
Rõ ràng ta thấy: Wb = 66 (m 3 ) < 50% Q h max = 397,5 (m 3 )
Như vậy dung tích bể theo tính toán ở trên đảm bảo cả hai điều kiện Nên chọn bể thu nước thải có dung tích Wb = 66 (m 3 )
Thiết kế trạm bơm nước thải được thiết kế chìm dưới đất, có mặt bằng dạng hình chữ nhật Chiều sâu công tác của bể thu: ht = 1.52(m) chọn ht = 2.0(m).
Diện tích mặt thoáng của bể thu: Ft = = 33(m 2 ).
Kích thước bể chứa : axb = 6 x 5,5m
- Trong ngăn thu có đặt song chắn rác cơ giới.
- Mực nước cao nhất trong ngăn thu lấy bằng cốt mực nước trong cống dẫn vào ngăn thu: Hmn max = Zđc + h/D = 23,70 + 0,31 $,01 (m)
- Cao độ mặt đất nơi xây dựng trạm bơm: Z9 = 28,50 (m).
- Cốt đáy cống dẫn nước vào ngăn thu ( TBNT): Z = 23,65(m).
- Cốt mực nước vào ngăn thu ( TBNT): Z = 23,74(m).
- Mực nước thấp nhất trong ngăn thu: Z = 23,74 – 2,0 = 21,74 (m).
- Cốt đáy hố thu cặn : Z = 21,74 - 0,5 = 21,24 (m).
- Bể được xây dựng bằng bê tông cốt thép dày 220(mm).
- Đáy có độ dốc 5% về phía hố thu cặn.
- Chiều dài tuyến dẫn nước từ trạm bơm nước thải tới trạm xử lý L4= 105m.
2.3 Cột áp toàn phần của máy bơm
Cột áp toàn phần của máy bơm được xác định theo công thức :
- Hđh : Chiều cao bơm nước địa hình, bằng hiệu cao trình mực nước cao nhất trên TXL và cao trình mực nước thấp nhất trong ngăn hút;
- Htd : áp lực tự do tại miệng xả của ống đẩy, lấy Htd = 1,5(m);
- Hđ : Tổn thất trên đường ống đẩy;
Bơm èng dÉn n íc đến
Hình 4.2 – Sơ đồ cao trình trạm bơm
Xác định chiều cao bơm nước địa hình
Hđh được xác định theo 2 yếu tố:
- Cao trình mực nước cao nhất trên trạm xử lý: Z = 32,50 (m);
- Cao trình mực nước thấp nhất trong ngăn thu lấy bằng cốt đáy ngăn thu cặn: Z = 21,51 m
Tổn thất trên ống đẩy
Hình 4.3 - Sơ đồ bố trí van, khóa trong trạm bơm
Tổn thất trên đường ống đẩy được tính theo công thức : hđ = hđ dđ + hđ cb a Tổn thất áp lực dọc đường trên đường ống h đ dđ
Tổn thất áp lực dọc đường trên đường ống đẩy được xác định theo công thức : hđ dđ= ilđ
- i : Tổn thất áp lực đơn vị trên đường ống đẩy;
- lđ : Chiều dài tuyến dẫn từ trạm bơm đến trạm ngăn tiếp nhận của trạm xử lý bằng 105 (m).
Xét trường hợp hai bơm cùng làm việc song song trên hai đường ống, khi đó lưu lượng mỗi bơm cũng chính bằng lưu lượng mỗi ống Do đó: Qb = Qống = 202 (l/s) Chọn loại ống đẩy là ống thép, tra bảng tra thủy lực có:
- Đường kính ống đẩy: Dđ = 400 (mm);
- Vận tốc nước chảy trên đường ống đẩy: Vđ = 1,6 (m/s);
- Tổn thất áp lực đơn vị: i = 0,00758
Tổn thất dọc đường trên đường ống đẩy: hđ dđ = 0,00758105 = 0,8 (m) b Tổn thất cục bộ trên đường ống đẩy h đ cb
Với trạm bơm, ta bố trí 2 đường ống đẩy, tổn thất áp lực được xác định theo công thức: hđ cb = V2g 2
- là tổng hệ số tổn thất cục bộ trên đường ống đẩy bao gồm;
= van + 5Cút + Khoá +Côn mở + Tê
Vậy tổng tổn thất trên đường ống đẩy là : hđ = hđ dđ + hđ cb = 0,8 + 1,14 = 1,94 (m).
Và kết quả ta tính được cột áp toàn phần của máy bơm:
Thông số chọn bơm sơ bộ: Q = 202 (l/s); H = 15 (m).
Chọn bơm chìm S2.100.200.400.4.62L.S.285.GND511của hàng GRUNFOX (https://product-selection.grundfos.com/sizing-result-page.gotoproduct.json? pumpsystemid67692513) có các thông số kỹ thuật như sau:
Số vòng quay: 1464 (vòng/phút); Hiệu suất: 88%; Công suất: 46 (kW); Khối lượng bơm: 750 (kg); Kích thước đầu ống đẩy máy bơm: DN200
Hình 4.3.4 – Đường đặc tính của bơm
Xác định điểm làm việc của hệ thống
3.1 Đường đặc tính của ống
Phương trình xác định đường đặc tính của ống được xác định theo công thức:
Hô = hđh + Sh Trong đó:
- hđh : Chiều cao bơm nước địa hình hđh = 10,99m;
- Sh : Tổng tổn thất thủy lực trên đường ống Sh = S×Q 2 , với Sh=1,94(m)
S2ong = ; S1ong - S : Hệ số sức kháng của đường ống;
- Q : Lưu lượng nước vận chuyển qua đường ống.
Vậy phương trình đường đặc tính của ống:
Tổn thất áp lực trên đường ống với các lưu lượng khác nhau được tổng hợp trong bảng:
Từ bảng trên dựng được đặc tính ống Để xác định điểm làm việc của bơm, ta dựng đặc tính 2 ống và đặc tính 2 bơm. Để bơm làm việc ổn định trong hệ thống, năng lượng do bơm cấp vào phải bằng năng lượng yêu cầu của hệ thống:
+ Năng lượng do bơm cấp vào được biểu thị qua đường đặc tính bơm.
+ Năng lượng yêu cầu của hệ thống được biểu thị qua đường đặc tính ốngVậy điểm làm việc của bơm là giao điểm của đường đặc tính ống và đường đặc tính bơm.
Hình 4.3.6 Biểu đồ xác định điểm làm việc của bơm và hệ thống
Từ biểu đồ xác định điểm làm việc của hai bơm ghép song song trong hệ thống ta có Q = 376 (l/s) ; H = 16,05 m
Ta thấy cột áp khi hai bơm làm việc song song H = 16,05m > 15,0m nên giá trị này đạt yêu cầu.
3.2 Kiểm tra khi có sự cố
Khi có sự cố, một đường ống đẩy bị hỏng, ống đẩy còn lại phải đảm bảo việc dẫn nước không dưới 70% lưu lượng tính toán nhưng vận tốc không được lớn hơn 2,5 (m/s) để tránh vỡ ống.
Lưu lượng cần tải khi có sự cố:
Với lưu lượng 203,7 (l /s), đường kính ống D = 400 (mm) Tra bảng thủy lực ta có vận tốc nước chảy trong ống là:
V = 1,54 (m/s) 2,5 (m/s) Do vậy đảm bảo yêu cầu bảo vệ đường ống.
3.3 Các thiết bị khác phục vụ trạm bơm
- Ống thông hơi: Vì nước thải có mùi hôi thối, khó chịu, gặp trời nắng nóng thì trong trạm bốc mùi khó chịu, để giảm bớt mùi hôi thối do các chất bẩn trong nước thải bị phân hủy gây ra ta đặt hai ống thông hơi có đường kính D = 100 (mm) bố trí gần tường.
- Cống xả sự cố: Cống xả sự cố đặt cuối đoạn cống thoát nước chính trước trạm bơm giếng, giếng thăm sát trạm bơm rồi xả ra sông Đường kính cống xả sự cố được lấy bằng đoạn cống dẫn nước thải đi xử lý Đường kính D = 600 (mm), độ dốc i = 0,002.
- Thiết bị nâng chuyển: Do trong trạm bơm có các thiết bị, máy móc có trọng lượng 0,4(m/s) => Đảm bảo yêu cầu.
*Độ dài phần mở rộng L1 được tính:
L1 = B 2 s tgφ −B m (m) Với: + Bm - Chiều rộng mương dẫn, Bm = 0,8 m.
+ Bs - Chiều rộng song chắn, Bs = 0,8 (m) + - Góc mở rộng của mương; = 0 0 , tan0 0 = 0
- Độ dài phần thu hẹp L2 được tính theo cấu tạo:
- Chiều dài đoạn mương mở rộng chọn theo cấu tạo L = 2,0 (m) Vậy chiều dài mương chắn rác là:
Lấy LXD= 2,0 (m) b Tổn thất áp lực qua song chắn rác.
*Tổn thất áp lực qua song chắn rác được xác định theo công thức: hS = ξV2g S 2 k Trong đó :
- VS: Vận tốc nước chảy qua song chắn rác VS = 1,0 (m/s);
- k : Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn k = 3;
- : Hệ số sức kháng cục bộ của song chắn được xác định theo công thức:;
- Chiều dày của song chắn S = 0,01 (m);
- : Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh, ta chọn thanh hình chữ nhật có = 1,79
- a : Góc nghiêng của song chắn so với mặt phẳng ngang a = 60 0
*Chiều cao xây dựng đặt song chắn rác:
HXD = h1 + hs + hbv = 0,85 + 0,095 + 0,5 = 1,5 (m) Với hbv - Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5 c Xác định kiểu SCR, số SCR, loại máy và lượng nước cần cung cấp cho máy nghiền rác.
*Lượng rác lấy ra từ song chắn được tính:
+ a - Lượng rác tính theo đầu người trong 1 năm, theo bảng 20 TCVN 7957-2008 với b = 0,02 (m) có a = 8 (l/người/năm);
+ Ntt - Dân số tính toán theo chất lơ lửng Ntt = 125417 (người).
=> Vậy theo Điều 7.2.9 TCVN 7957-2008 thì ta phải sử dụng SCR cơ giới.
*Với khối lượng riêng của rác là 750 kg/m 3 (theo 7.2.12 TCVN 7957-2008), thì trọng lượng rác trong ngày sẽ là:
*Lượng rác trong từng giờ trong ngày đêm:
P1 = P K 24 h = 2,0625 24 2 = 0,172 (T/h) + Kh : Hệ số không điều hòa giờ của rác đưa tới trạm bơm lấy sơ bộ Kh = 2 (theo 7.2.12 TCVN 7957-2008);
+ Rác được nghiền nhỏ bằng máy nghiền sau đó dẫn đến bể Metan.
*Lượng nước cần cung cấp cho máy nghiền rác là 10 m 3 /1T rác
Kết luận: Chọn 1 SCR làm việc và 1 SCR dự phòng và các thông số thiết kế như sau:
Bảng 2.3: Kích thước tính toán song chắn rác h1(m) hS(m) hxd(m) Bm(m) Bs(m) L1(m) L2(m) Ls(m) Lxd(m)
Bể lắng cát ngang được xây dựng để tách các hợp phần không tan vô cơ chủ yếu là cát ra khỏi nước thải.
Bể lắng cát ngang phải đảm bảo vận tốc chuyển động của nước là 0,15 m/s v
0,3 m/s và thời gian lưu nước trong bể là 30” t 60”.
Việc tính toán bể lắng cát ngang được thực hiện theo chỉ dẫn ở mục 8.3- TCVN 7957-2008.
- Mương dẫn nước thải vào bể có tiết diện hình chữ nhật.
Có kích thước giống như mương dẫn nước vào song chắn rác
Hình 2.3 Sơ đồ cấu tạo bể lắng cát ngang
*Chiều dài của bể lắng cát ngang:
+ Hn - Chiều cao tính toán của bể lắng cát.(Theo 8.3.4 TCVN 7957-2008); Hn 0,25-1 m) Chọn Hn = 0,6 m
+ u0 - Độ lớn thuỷ lực của hạt cát (mm/s).
+Với điều kiện bể lắng cát giữ lại các hạt cát có đường kính 0,25 mm Theo bảng
+ K - Hệ số tỷ lệ lấy theo bảng 27 TCVN 7957-2008, với bể lắng cát ngang K + V - Vận tốc dòng chảy trong bể ứng với qs max, (Theo bảng 28 TCVN 7957-
*Diện tích mặt thoáng của bể:
+ u - Tốc độ lắng trung bình của hạt cát và được tính theo công thức:
Với w là thành phần vận tốc chảy rối theo phương thẳng đứng, w = 0,05×Vmax = 0,050,3 = 0,015 (m/s); u0 - Vận tốc lắng tĩnh, u0 = 24,2 (mm/s).
*Chiều ngang của bể là:
- Xây bể lắng cát gồm 3 ngăn, trong đó 2 ngăn công tác 1 ngăn dự phòng.
=> Kích thước mỗi ngăn là: L = 10 (m) và B = 1,0 (m).
*Kiểm tra chế độ làm việc của bể tương ứng với lưu lượng nhỏ nhất.
Với hmin là chiều sâu lớp nước trong bể ứng với lưu lượng nước thải nhỏ nhất (Lấy bằng chiều sâu lớp nước nhỏ nhất trong mương dẫn), Hmin = 0,42m.
*Thời gian nước lưu lại trong bể ứng với qmax: t = V L = 0,17 10 = 59 (s) > 30 (s) => Đảm bảo yêu cầu về thời gian lưu nước trong bể.
*Thể tích phần cặn lắng của bể:
+ P: Lượng cát thải tính theo tiêu chuẩn theo đầu người trong một ngày đêm giữ lại trong bể; (Điều 8.3.5 TCVN 7957); P = 0,02 (l/ng-ngđ)
+ Ntt : Dân số tính toán theo chất lơ lửng, Ntt = 125417 (người);
+ t: Chu kỳ thải cát, để tránh thối cặn gây mùi khó chịu ta chọn chu kỳ t = 1 ngày;
*Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát: hc = L B.n W c = 10 2,51 1 2 = 0,13 (m).
*Chiều cao xây dựng của bể:
Hn - Chiều cao tính toán của bể lắng cát, hn = 0,6 (m). hc - Chiều cao lớp cặn trong bể, hc = 0,13 (m). hbv - Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5 (m).
Vậy HXD = 0,6 + 0,13 + 0,5 = 1,23 (m) lấy tròn 1,3 (m) Để đưa cát ra khỏi bể, dùng thiết bị cào cát cơ giới về hố tập trung và dẫn cát về thùng chứa cát. Để vận chuyển bằng thủy lực 1 m 3 cặn cát ra khỏi bể cần 20 m 3 nước.
Lượng nước cần dùng cho thiết bị nâng thủy lực trong một ngày là:
Q = Wc 20 = 2,51 20 = 50,2 (m 3 /ngđ). a Tính toán đập tràn:
Theo Mục 8.3.7 TCVN 7957:2008 để ổn định vận tốc dòng chảy trong bể lắng ngang ở phía cuối bể cần có đập tràn Tính toán đập tràn theo công thức sau:
*Độ chênh cốt giữa đáy bể lắng và ngưỡng tràn.
+) Kq là tỷ số bằng : q q max min = 0,363 0,141 = 2,57 +) hMax và hMin là chiều sâu nước trong bể ứng với qMax, qMin và vận tốc dòng chảy
*Chiều rộng đập tràn: b0 = Max 3/2
Trong đó: m - Hệ số lưu lượng của đập tràn phụ thuộc vào điều kiện co hẹp của dòng chảy lấy bằng 0.35 0.8, chọn m = 0.5.
*Diện tích sân phơi cát :
+ P: lượng cát giữ lại trong bể lắng cát, P = 0,02 l/người/ngày,
+ h: chiều cao lớp bùn cát trong năm, h = 3÷5 m/năm (8.3.8, TCVN 7957:2008), + N: dân số tính toán theo chất lơ lửng, N = 125417 người.
+ t : thời gian lưu cát; t = 365 ngày
Chọn sân phơi cát gồm 2 ô, diện tích mỗi ô bằng 183,11/2 = 91,56 (m 2 ) Kích thước mỗi ô trên mặt bằng: L x B = 12 x 8 = 96 (m 2 )
Kết luận: Có 2 sân phơi cát cát Các thông số thiết kế của 1 sân là:
Kết luận: Bể lắng cát gồm 3 ngăn, trong đó 2 ngăn công tác, 1 ngăn dự phòng Các thông số thiết kế của một đơn nguyên là:
Bảng 5.2.5b: Kích thước bể lắng cát ngang hbv(m) hn(m) hc(m) hxd(m) L(m) B(m)
Hàm lượng chất lơ lửng và của nước thải sau khi qua bể lắng cát giảm 5% và còn lại:
' × (100−0)%31(mg / l ) 2.6 Bể lắng ngang đợt I
Nhiệm vụ của bể lắng đợt I là loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước thải sau khi đã qua các công trình xử lí trước đó Ở đây, các chất lơ lửng có tỉ trọng lớn hơn tỉ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy, các chất có tỉ trọng nhẹ hơn sẽ nổi lên trên mặt nước và sẽ được thiết bị gạt cặn tập trung đến hố ga đặt ở bên ngoài bể. Hàm lượng chất lơ lửng trước khi vào bể Aeroten cần đạt ≤150 (mg/l).
Bảng 5.2.5a: Kích thước sân phơi cát
+ Bể lắng được tính toán dựa theo mục 8.5 TCVN 7957:2008
+ Hàm lượng SS và BOD vào bể lắng ngang đợt I:
- SS = 357 (mg/l) - BOD20 = 331 (mg/l) Tính toán bể lắng ngang đợt I
*Chiều dài bể lắng ngang được xác định theo công thức:
+) V: Tốc độ dòng chảy trong vùng lắng - theo quy phạm v = 5 10 (mm/s). Chọn v = 5 (mm/s).
+) K : Là hệ số sử dụng thể tích công tác của bể, K = 0,5
+) H : Là chiều sâu tính toán của vùng lắng (H=1.5-3), chọn H = 2.0 (m) +) u0 : Là độ thô thuỷ lực của hạt cặn, được xác dịnh theo công thức:
+) n : Hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào tính chất của cặn, n lấy bằng 0,25 đối với hạt cặn có khả năng kết tụ (chất lơ lửng trong nước thải sinh hoạt).
+) a: Là hệ số tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ nước thải đến độ nhớt của nước Theo bảng 31 TCVN 7957:2008, với nhiệt độ nước thải là t = 20 0 C, ta có a 1,0.
Hình 5.2.6 Sơ đồ cấu tạo bể lắng ngang đợt I
+) t : Là thời gian lắng của nước thải trong bình hình trụ với chiều sâu lớp nước hP0mm đạt hiệu quả lắng bằng hiệu quả lắng tính toán và được lấy theo bảng
Với C1 = 357 (mg/l); chọn hiệu suất bể lắng E = 50% ta có t = 583 s,
+) Trị số tra theoTCVN 7957:2008 Với H =2m, ta có =1.19 +) : Là vận tốc cản của dòng chảy theo thành phần đứng, tra theo bảng 32 TCVN 7957:2008 ứng với V=5 (mm/s) thì = 0 (mm/s).
*Chiều dài bể lắng ngang: = 14,0 (m).
*Kiểm tra thời gian lắng thực tế ứng với kích thước đã chọn
Trong đó: - W : Thể tích bể ứng với kích thước đã chọn (m 3 ).
- Q h max : Lưu lượng giờ lớn nhất, Q h max = 1308,33(m 3 /h).
=> Không đảm bảo thời gian lưu nước là 1,5h Do đó tiến hành tính lại chiều dài vể lắng ngang đợt I.
Trong đó: v – vận tốc trong bể lắng v = 5 (mm/s). t – thời gian lắng, t = 1,5 (giờ) = 5400 (s)
- Vậy chiều dài của bê lắng: L = 0,005 5400 = 27 (m)
*Diện tích tiết diện ướt của bể lắng ngang: = 72,6(m 2 ).
*Chiều rộng tổng cộng của bể lắng ngang: = 36,0 (m).
Trong đó: - H : Chiều cao công tác của bể lắng, H =2m.
Chọn số đơn nguyên của bể lắng n =4.
*Chiều rộng mỗi đơn nguyên: = 9,0 (m).
*Kiểm tra tốc độ thực tế Vtt trong phần lắng.
Không khác nhiều so với vận tốc tính toán V= 5 (mm/s), do đó các thông số kích thước của bể lắng ngang đợt 1 đã chọn là hợp lý.
*Hàm lượng chất lơ lửng theo nước trôi ra khỏi bể lắng đợt I là:
- Chh: Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải ban đầu; Chh = 357 (mg/l).
- E1 : Hiệu suất của bể lắng ly tâm đợt 1; E1 = 50%
Hình 5.2.6 Sơ đồ cấu tạo bể làm thoáng sơ bộ
C18,5 (mg/l) > 150 mg/l không đáp ứng yêu cầu tiếp nhận để xử lý sinh học Vì vậy cần thiết để làm thoáng sơ bộ nước thải trước bể lắng ngang đợt 1
Tính toán bể làm thoáng sơ bộ
Theo Điều 8.12.3 TCVN 7957:2008 thời gian làm thoáng sơ bộ được chọn là 20 phút, lưu lượng không khí cần cấp 0,5 m3/m3 nước thải Phương pháp này tăng hiệu lắng của bể lắng đợt I lên 10 ÷ 15%
*Thể tích của bể làm thoáng sơ bộ:
- Qmax : Lưu lượng lớn nhất của nước thải; Qmax= 1308,33 (m3/h).
- t : Thời gian thổi khí; Lấy t phút
*Lượng không khí cần cấp cho bể làm thoáng:
- D : Lưu lượng không khí cần cấp cho 1m 3 nước thải, D = 0,5 (m 3 /m 3 nước thải)
*Diện tích bể làm thoáng sơ bộ trên mặt bằng là:
- I : Cường độ thổi khí trên 1 m 2 mặt nước trong 1h, với I = 4 ÷ 7 (m 3 /m 2 h)
*Chiều cao công tác của bể làm thoáng sơ bộ:
Chọn bể làm thoáng có 2 ngăn công tác.
*Diện tích một đơn nguyên là:
F1 = F 2 = 130,8 2 = 65,4 (m 2 )Kích thước mỗi đơn nguyên: B × L× H = 4m × 5,5m ×3,5m
Kết luận: Bể làm thoáng đơn giản có 2 ngăn công tác và 1 ngăn dự phòng thông số thiết kế của mỗi đơn nguyên là:
*Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sau khi làm thoáng:
- Sau khi làm thoáng sơ bộ, hiệu suất lắng nước được tăng lên đạt đến 65% theo
- Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải sau lắng ly tâm đợt I :
Thỏa mãn yêu cầu < 150 (mg/l)
- Bể làm thoáng sơ bộ được đặt trước bể lắng ngang đợt I.
Dung tích cặn bể lắng
*Dung tích cặn bể lắng được xác định :
- C 1 v : Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải ban đầu C 1 v= 357
- E : Hiệu xuất lắng của bể lắng đợt I: E = 65%;
- P : Độ ẩm của cặn lắng: p = 95%;
- Q : Lưu lượng nước thải giờ trung bình: Q = 833,33 (m3/h);
- ρ c : Trọng lượng thể tích của cặn: ρ c = 1 (T/m3) = 10 6 (g/m3);
Bảng 5.7: Kích thước bể làm thoáng đơn giản
*Lượng cặn chứa trong một ngăn lắng sẽ là:
*Chiều cao lớp cặn trong một bể lắng: hc = W F c 1 = 9 7,73 14 = 0,06m Chiều cao xây dựng bể lắng
* Chiều cao xây dựng của bể lắng đươc xác đinh theo công thức:
-hbv : là chiều cao bảo vệ; hbv = 0,5m
- H : là chiều cao công tác của bể; H = 2m
- hth : là chiều cao lớp nước trung hòa của bể; hth = 0,3m
- hc : là chiều cao lớp cặn lắng; hc = 0,06m
Vậy chiều cao xây dựng bể lắng là : Hxd = 3,0 (m)
*Đường kính ống dẫn nước vào bể:
-Vtb : Là vận tốc nước chảy trong ống; Vtb = 1,0 m/s
Kết luận: Bể lắng đợt 1 gồm 4 đơn nguyên Các thông số thiết kế của một đơn nguyên là: Bảng 5.2.6: Kích thước bể lắng ngang đợt I hbv(m) hth(m) Hc(m) Hct(m) Hxd(m) B(m) L(m)
5 - Máng thu n ớ c vào bể lắng II
4 - Máng dẫn bù n hoạ t tính
Hình 5.2.7a - Sơ đồ cấu tạo bể Aeroten đẩy có ngăn hồi phục bùn
2.7 Bể Aeroten đẩy hành lang
Nước sau khi qua bể lắng đợt I và công trình làm thoáng sơ bộ sẽ được dẫn vào bể
Aeroten Tính toán Aeroten đẩy hành lang dựa thêo Mục 8.16 TCVN 7957:2008
Nồng độ chất nhiễm bẩn trong nước thải trước khi đến Aeroten:
*Tính toán thể tích bể Aeroten cần thiết để xử lý nước thải sinh hoạt với yêu cầu sau:
La = 331 (mgO 2 /l): BOD của nước thải trước khi vào Aeroten.
Lt = 20 (mgO 2 /l): BOD của nước thải sau khi ra khỏi Aeroten
La = 331 (mg/l) > 150 mg/l Theo mục 8.16.3 TCVN 7957:2008 ta chọn aeroten đẩy có ngăn tái sinh
Tính toán tỷ lệ bùn hoạt tính tuần hoàn (R)
Liều lượng bùn hoạt tính theo chất khô a = 3(g/l), chỉ số bùn I = 100 cm3/g Xác định sơ bộ theo Điều 8.16.4 TCVN 7957:2008
*Tỷ lệ bùn hoạt tính tuần hoàn (R), xác định theo TCVN 7957-2008
- I: Chỉ số bùn, thông thường từ 100-200 (ml/g);
- a: Liều lượng bùn hoạt tính theo chất khô (g/l), lấy a=3 (g/l);
*Nồng độ BOD của nước thải và bùn tuần hoàn vào bể aeroten đẩy xác định theo TCVN 7957-2008:
- La và Lt là hàm lượng BOD trước và sau khi qua bể Aeroten (mg/l)
- Lhh : là BOD hỗn hợp của nước thải và bùn tuần hoàn vào Aeroten (mg/l)
*Thời gian nước lưu lại trong Aeroten ta = 2,5 a 0,5 ×lg L a
*Liều lượng bùn trong ngăn tái sinh theo TCVN 7957:2008 có: a r =a( 1
*Tốc độ ôxy hoá chất hữu cơ
Tốc độ ôxy hóa của chất hữu cơ ρ tính bằng mg BOD5/g chất khô không tro của bùn trong một giờ Xác định theo biểu thức 63 TCVN 7957:2008: rr = rrmax
-rrmax:Tốc độ oxy hoá riêng lớn nhất, mg BOD/g chất không tro của bùn Tra trong Bảng 46TCVN 7957:2008 lấy rmax= 85;
-C0 : Nồng độ oxy hoà tan cần duy trì trong aeroten, mg/l, Co tối thiểu = 2mg/l.
-K1 : Hằng số đặc trưng cho tính chất của chất bẩn hữu cơ trong nước thải, mgBOD/l Tra trong bảng 46 TCVN 7957:2008 lấy K1 = 33;
-K0 : Hằng số kể đến ảnh hưởng của oxy hoà tan, mgO2/l Tra trong bảng 46
: Hệ số kể đến sự kìm hãm quá trình sinh học bởi các sản phẩm phân huỷ bùn hoạt tính, l/h Tra trong lấy = 0,07 bảng 46 TCVN 7957:2008;
*Thời gian oxy hoá chất bẩn xác định theo công thức
-Tr :Độ tro của bùn hoạt tính, Tr = 0,3 theo bảng 46 TCVN 7957:2008.
*Thời gian tái sinh bùn
-Thời gian tái sinh bùn là thời gian bùn lưu lại trong ngăn tái sinh, được xác định bằng công thức: tts = t0 - ta = 8,08 – 1,76 = 6,32 (h)
*Thời gian lưu nước trong hệ bể Aeroten - tái sinh
*Xác định liều lượng bùn trung bình trong aeroten tái sinh
*Tải trọng cho 1g chất khô không tro bùn hoạt tính
Từ tải trọng bùn qoB3,67 (mg/g.ngay), tra bảng 6.11 giáo trình xử lý nước thải đô thị của PGS.TS Trần Đức Hạ (trang 206) ta xác định được chỉ số bùn I = 83,32 (ml/g), khác nhiều so với giả định ban đầu chọn I = 100 ta tiến hành tính lại lượng bùn tuần hoàn R.
R ’ = 0,33 khác nhiều so với tính toán sơ bộ Cho nên cần phải điều chỉnh lại cho phù hợp với lưu lượng bùn tuần hoàn L ’ a a, Tính lại lần 1 :
*Lưu lượng bùn tuần hoàn được xác định lại:
*Thời gian nước lưu lại trong Aeroten
*Liều lượng bùn trong ngăn tái sinh
-Theo công thức 67 TCVN 7957:2008 có:
*Tốc độ ôxy hoá chất hữu cơ:
-Tốc độ ôxy hóa của chất hữu cơ ρ tính bằng mg BOD5/g chất khô không tro của bùn trong một giờ rr = rrmax
*Thời gian oxy hoá chất bẩn xác định theo công thức
-Tr :Độ tro của bùn hoạt tính, Tr = 0,3.
-Thời gian tái sinh bùn
+Thời gian tái sinh bùn là thời gian bùn lưu lại trong ngăn tái sinh: tts = t0 - ta = 9,5 – 1,59 = 7,91 (h)
*Thời gian lưu nước trong hệ bể Aeroten- tái sinh t a−r =(1+ R ' )t a + R ' ×t ts =(1+ 0,33) ×1,59 +0,33 × 7,91=4,73( h )
*Xác định liều lượng bùn trung bình trong aeroten tái sinh
*Tải trọng cho 1g chất khô không tro bùn hoạt tính:
Từ tải trọng bùn qo = 409,87 (mg/g.ngay), tra bảng 6.11 giáo trình xử lý nước thải đô thị của PGS.TS Trần Đức Hạ (trang 206) ta xác định được chỉ số bùn I = 81,37(ml/g), khác nhiều so với giả thiết I = 83,3 ta tiến hành tính lại lượng bùn tuần hoàn R.
R = 0,32 khác so với R = 0,33 Cho nên cần phải điều chỉnh lại cho phù hợp với lưu lượng bùn tuần hoàn L ’ a b, Tính lại lần 2 :
*Lưu lượng bùn tuần hoàn được xác định lại:
*Thời gian nước lưu lại trong Aeroten
*Liều lượng bùn trong ngăn tái sinh :
*Tốc độ ôxy hoá chất hữu cơ rr = rrmax
*Thời gian oxy hoá chất bẩn xác định theo công thức
-Tr - Độ tro của bùn hoạt tính, Tr = 0,3.
-Thời gian tái sinh bùn.
+ Thời gian tái sinh bùn là thời gian bùn lưu lại trong ngăn tái sinh, được xác định bằng công thức tts = t0 - ta = 9,68 – 1,56 = 8,12 (h)
*Thời gian lưu nước trong hệ bể Aeroten - tái sinh
*Xác định liều lượng bùn trung bình trong aeroten tái sinh
*Tải trọng cho 1g chất khô không tro bùn hoạt tính
Từ tải trọng bùn qo= 407,9 (mg/g.ngày), tra bảng 6.11 giáo trình xử lý nước thải đô thị của PGS.TS Trần Đức Hạ (trang 206) ta xác định được chỉ số bùn I ,1(ml/g), không sai khác nhiều so với giả thiết I = 81,37 ta tiến hành tính lại lượng bùn tuần hoàn R
Quy hoạch mặt bằng trạm xử lý
Trạm xử lý được xây dựng trên một khu đất hình chữ nhật địa hình bằng phẳng Công suất trạm xử lý là 20000m3/ngđ (chi tiết các công trình ở bảng thống kê các công trình xử lý nước thải_A3)
3.2 Các công trình phụ trợ
Trong trạm xử lý ngoài các công trình, thiết bị làm xử lý nước đã tính ở trên còn bố trí nhà hành chính, phòng tài vụ, phòng kế hoạch, phòng thí nghiệm, phòng bảo vệ Kích thước của các công trình này được thiết kế như sau:
Tra bảng D.1 Phụ lục D TCVN 7957-2008
- Xưởng sửa chữa, cơ khí và đường ống: 100m 2
- Khối công trình xử lý bùn cơ học : 80 m 2
Trắc dọc nước, bùn
*Tổn thất áp lực qua các công trình.
4.1 Tổn thất áp lực vận chuyển nước thải
Các dạng tổn thất của áp dụng cho tính toán thuỷ lực được thể hiện trong hình. + Dạng 1: Vào ống hệ số tổn thất c = 0,5;
+ Dạng 2: Vào ống dạng phễu hệ số tổn thất c = 1 ÷ 2;
+ Dạng 3: Vào mương hệ số tổn thất c = ( 1 − W W 1 2 ) 2 , h
+ Dạng 4: Vào bể hệ số tổn thất c = 1, h = ×
+ Dạng 10: Hai dòng đối nhau vào ống nhánh: c = 3; h = × v 2 2
+ Dạng 12: Nhánh ra tuyến chính: c = 0,5; h = × v 2 2
+ Dạng 13: Không có lưu lượng từ ống nhánh đổ vào chính: c = 0,1;
+ Dạng 14: Không có lưu lượng từ ống nhánh đổ vào chính: c = 0,05;
+ Dạng 15: Không có lưu lượng từ ống nhánh đổ vào chính: c = 0,15;
+ Dạng 16: Vào ống nhánh khi nối và phân dòng c = 1,5; h = × v 2 2
4.2 Tổn thất áp lực vận chuyển bùn cặn
Tổn thất áp lực của vận chuyển bùn cặn trên một đơn vị dài đỗi với vận chuyển bùn có áp ( dùng bơm) được xác định theo công thức sau: i= 1360 ( 100− ρ mud ) 2
- rmud : độ ẩm của bùn cặn tính theo %;
- : Hệ số kháng theo chiều dài, đối với D = 150 (mm) thì cần tăng thêm 0,01 = 0,214×rmud – 0,191;
- V : Vận tốc của bùn cặn (m/s);
Tổn thất áp lực của vận chuyển bùn tự chảy là : imin = 0,01.
Vận tốc vận tải bùn càng lớn càng giống nước thải
KHÁI TOÁN KINH TẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC SINH HOẠT – LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THOÁT NƯỚC
Khái toán đường cống
Sử dụng ống Bê tông cốt thép của Công ty Cổ phần AVIA
( Nguồn Số: 2231/LSXD-TC “GIÁ VẬT LIỆU XÂY DỰNG, VẬT TƯ THIẾT BỊ KHU VỰC THÀNH PHỐ THANH HÓA” ngày 09 tháng 04 năm 2021)
Bảng 6.1: Bảng thống kê số lượng - giá thành cống
STT Đường kính(mm) Chiều dài
(m) Vật liệu – Quy cách Đơn giá(vnđ/m) Thành tiền
Khái toán giếng thăm
Giếng thăm trên mạng lưới được xây dựng bằng Bê tông cốt thép
Khoảng cách giữa 2 giếng liền nhau lấy theo Bảng 15- TCVN 7957:2008
Trong tính toán sơ bộ , các giếng thăm có đường kính trung bình là 1.2 (m), thành giếng thăm dày 0.15 (m), chiều sâu trung bình lấy sơ bộ là 4.5 (m). Đường kính cống(mm)
Giá thành 1 giếng (Triệu VNĐ)
Bảng 6.2: Bảng thống kê số lượng- giá thành giếng thăm
Khái toán kinh tế khối lượng đào đắp đất xây dựng
Giá thành cho 1 m 3 đào đắp là 25000 VNĐ= 0.025triệu VNĐ
Dựa vào chiều dài các tuyến cống, độ sâu chôn cống, chiều rộng hố đào Ta sẽ xác định được khối lượng đào đắp và kinh phi đào đắp.
Tổng chiều dài tuyến cống là: L = 29365 (m).
Sơ bộ chiều rộng hố đào là : 1.6 (m), chiều sâu của hố đào là 4.5(m).
Khối lượng đào đắp là:
Tổng giá thành đào đắp là:
Tổng giá thành xây dựng mạng lưới là:
Khái toán kinh tế quản lý trong 1 năm
Chỉ tiêu hành chính sự nghiệp cho cơ quan quản lý:
MXD: Giá thành xây dựng mạng lưới và giếng thăm
U =0.2%∗10102,284= 20,20triệuVNĐ Lương và phụ cấp cho cán bộ quản lý
Trong đó: n: Số cán bộ, công nhân quản lý mạng lưới n= Tổng chiều dài mạng
1500 người b : lương và phụ cấp cho công nhân : b = 4 Triệu VNĐ /tháng
Vậy tổng chi phí lương và phụ cấp cho công nhân là
Chi phí cho sửa chữa mạng lưới thóat nước:
Vậy tổng giá thành quản lý là:
Chi phí khấu hao hàng năm là:
Các chỉ tiêu kinh tế
Để phòng cháy chữa cháy cho nhà máy xử lý, bố trí các trụ cứu hỏa có đường kính Suất vốn đầu tư: Vốn đầu tư để vận chuyển 1m 3 nước thải đến trạm bơm.
Giá thành vận chuyển 1 m 3 nước thải đến trạm bơm tập trung:
12000∗365 28,37VNĐ/m 3 Chi phí quản lý hàng năm tính theo đầu người:
12000 606 VNĐ / người Phương án có những ưu điểm sau:
Các tuyến cống góp đổ vào tuyến cống chính ngắn,lưu lượng đổ vào tuyến cống chính lớn do đó tổn thất thủy lực sẽ nhỏ và đảm bảo thoát nước nhanh
Chọn phương án để thiết kế và thi công
Khái toán kinh tế trạm xử lý
6.1 Giá thành xây dựng công trình
Phụ lục tính toán xây dựng hệ thống thu gom và xử lý nước thải
- Thiết kế chi tiết và xây dựng tuyến ống truyền tải nước sạch dài 21 km, vật liệu gang dẻo và thép, đường kính DN1800.
THIẾT KẾ KĨ THUẬT VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG TUYẾN CỐNG THOÁT NƯỚC MƯA ĐOẠN GT1 – GT8_D1200 – L320
Nhiệm vụ thiết kế
- Thiết kế kỹ thuật thi công và tổ chức thi công tuyến cống thoát nước mưa từ giếng thăm GT1 đến giếng thăm GT8, với các điều kiện:
+ Sử dụng ống cống BTCT
+ Nối ống bằng joang cao su
+ Độ sâu chôn ống ZC = 3,4m
+ Vật liệu, nhân công, MTC
+ Tuyến cống từ GT1 – GT8
+ Hố ga được xây dựng tại chỗ
- Vận dụng kiến thức đã học để giải quyết vấn đề KTTC và TCTC tuyến ống thoát nước mưa Sử dụng hệ thống các tiêu chuẩn ngành, quy chuẩn ngành, định mức xây dựng cơ bản 2015.
Hồ sơ thiết kế
- Hồ sơ thiết kế bao gồm:
+ Thi công cống dưới lòng đường
+ Hố ga: Từ GT1 đến GT8
- Hồ sơ thiết kế kỹ thuật và tổ chức thi công tuyến cống thoát nước được trình bày cụ thể trong Bản vẽ TN.13; TN.14 với các phần:
+ Mặt cắt địa chất - Tỉ lệ 1/50
+ Chi tiết mương đào - Tỉ lệ 1/50
+ Mặt cắt ngang đường - Tỉ lệ 1/100
+ Chi tiết hố ga và mặt cắt giếng thăm - Tỉ lệ 1/50
+ Chi tiết giếng thu, đấu nối giếng thu – Tỉ lệ 1/20, 1/50
+ Bản vẽ trắc dọc tuyến ống - Tỉ lệ đứng 1/100 và tỉ lệ ngang 1/500
+ Mặt bằng tuyến ống thi công (từ GT1 đến GT8) - Tỉ lệ 1/500
Đặc điểm khu vực thi công
3.1 Điều kiện tự nhiên a Vị trí khu vực thi công
- Theo hồ sơ khảo sát, mặt bằng tự nhiên của tuyến đường thiết kế cống với cao độ trung bình từ 33.5m đến 30.14m.
Tuyến cống thi công nằm trên lòng đường có chiều rộng là 12m Trên vỉa hè, các hệ thống hạ tầng kỹ thuật như thoát nước thải sinh hoạt, cấp nước, cấp điện, thông tin liên lạc đã được xây dựng.
Sau chỉ giới đường đỏ đã có các công trình xây dựng nhà dân dọc theo tuyến đường đặt cống là nhà 1 tầng đến 3 tầng xem kẽ, được xây dựng trên nền đất trung bình, đôn nền bằng các loại vật liệu, phế thải xây dựng. b Điều kiện địa chất công trình
- Thành phần đất ở đây chủ yếu là đất thịt pha cát, đất lẫn sỏi, sét rắn, sét pha.
+ Đất cấp III Cấu tạo địa chất đi từ trên xuống là: Đất thịt - Cát pha xám đen - Cát pha thịt xám - Á sét cát hạt mịn - Á sét cát hạt mịn lẫn sỏi - Cát hạt mịn lẫn sỏi. c Điều kiện địa chất thủy văn
- Tại tuyến thi công cốt mực nước ngầm cao nhất vào mùa mưa tại nơi đặt cống là 26.0 m (sâu 7.5 m so với mặt đất) Như vậy mực nước ngầm không ảnh hưởng đến việc thi công cũng như quá trình làm việc sau này của đoạn cống thi công, do độ sâu chôn cống lớn nhất của tuyến thi cống 4.4 m so với mặt đất (theo cao độ quy hoạch). 3.2 Đặc điểm hiện trạng
- Tuyến cống thi công được đặt dưới lòng đường bề mặt dải nhựa.
- Đường giao thông của khu vực này là tuyến đường chính nối với các tuyến đường trong đô thị Giao thông đi lại thuận tiện.
3.3 Điều kiện kinh tế - xã hội a Điều kiện về giao thông
- Đường giao thông ở khu vực này là đường đi chính nối với các tuyến đường trong khu đô thị giao thông đi lại thuận tiện, thông thoáng tốt. b Điều kiện về điện và nước
- Địa điểm thi công tuyến đi gần trạm biến thế 110/22kV của điện lực
Ngoài ra, do công trình có độ an toàn bậc 1 nên phần điện phục vụ thi công lấy từ máy phát điện 300KVA chạy bằng dầu diezen chuyên dụng để sử dụng khi có sự cố.
Nguồn nước phục vụ cho xây dựng được mua từ nhà máy nước, các công ty đạt chuẩn xây dựng quanh khu vực thi công tuyến cống Nguồn nước phục vụ sinh hoạt của công nhân được lấy trực tiếp từ đường ống cấp nước sạch Thị xã sau khi đã được sự đồng ý của Công ty quản lý nước cấp và UBND Thị xã c Điều kiện về vật liệu
- Các vật liệu khác như là xi măng, cát, đá, sắt thép, gạch đều tận dụng nguồn cung cấp, thị trường của địa phương để giảm công và chi phí vận chuyển.
Biện pháp và trình tự thi công
Do tính chất đặc điểm công trình, thời gian thi công vào tháng 10 là mùa khô nên thời tiết rất thuận lợi cho quá trình thi công Chọn phương án thi công như sau:
- Phá vỡ kết cấu mặt đường bằng máy cắt chuyên dụng.
- Cào bóc mặt đường bằng máy đào.
- Đào đất cấp III bằng máy đào.
- Lắp đóng cọc, nhổ cọc cừ thép, đặt ống bằng máy đào kết hợp với thủ công.
4.2 Trình tự thi công a, Công tác chuẩn bị:
- Lập báo cao hiện trạng của đoạn cống cần thi công:
+ Tình trạng vỉa hè, chủng loại gạch
+ Cáp điện, cây xanh, biển báo giao thông, để hoàn trả lại hiện trạng ban đầu sau khi hoàn thành thi công xong
- Lập hồ sơ xin phép thi công
- Lập biện pháp cải tránh giao thông, bố trí người phân luồng giao thông trong giờ cao điểm
- Căn cứ vào hồ sơ thiết kế kỹ thuật thì độ dốc đặt cống đoạn thi công là 0,23% theo nguyên tắc nước tự chảy từ giếng GT1 đến giếng GT8.
- Căn cứ vào khối lượng công việc, tính toán và định mức nhân công và ca máy thi công trên cơ sở bản vẽ thiết kế, điều kiện cụ thể của địa hình khu vực, căn cứ yêu cầu chất lượng kỹ thuật và tiến độ thi công đề ra Ta cần có các công tác chuẩn bị sau:
- Chuẩn bị nhân lực: nhân lực đơn vị thi công và nhân lực địa phương Chuẩn bị phương tiện cơ giới thi công: Có thể kết hợp giữa địa phương và đơn vị thi công. b, Định vị tuyến
- Dùng máy kinh vĩ tiến hành phóng tuyến giao mốc và gửi cao độ vào điểm cố định, bên cạnh đó tiến hành dọn dẹp mặt bằng căng dây, đóng cọc tim các giếng thăm. c, Công tác vận chuyển vật liệu
- Dọn dẹp và bố trí bãi tập kết vật liệu thi công theo tuyến cống dùng xe cơ giới vận chuyển cống, gối đỡ, đá, xi măng, cát…vào một nơi sau đó dùng ôtô vận chuyển tới nơi đang thi công
- Đường cống thi công lắp đặt một bên lòng đường, nên thi công tới đâu ta mới chuyển cống tới đó, cống được vận chuyển bằng ôtô, cần cẩu 6 (T).
- Tải trọng cống: Cống bê tông dài 2,5 (m) dày 0,12 (m).
- Ta lấy dung trọng bêtông cốt thép γ = 2500 (kg/m3)
- Vậy tải trọng của cống sẽ là: 2500×1,24= 3100 (kg) = 3,1(T).
- Tải trọng cống tính theo cả tuyến dài 320 (m) Tổng đoạn cống cần dùng (theo bản trắc dọc tuyến cống) ta có: 320 2,5 8 đ oạn
- Vậy tải trọng toàn tuyến là: 128×3,1 = 396,8(T).
- Công tác kiểm tra chất lượng cống, cống được kiểm tra tại nhà máy trước khi đưa ra công trường. d, Công tác bóc mặt đường
- Phá vỡ kết cấu mặt đường bằng máy cắt chuyên dụng, cứ 2-3m cắt ngang đường một vết cho dễ cào bóc Sử dụng máy cào bóc Asphalt Lớp bê tông nhựa sau khi cào bóc được đưa lên ô tô vận chuyển đem đi đổ. e, Công tác đào đất, vận chuyển đất đi
- Dùng máy đào gầu nghịch phù hợp với điều kiện thi công theo tuyến, có vị trí máy đứng cao hơn khối đất đào, không phải làm đường thi công cho máy, đào đất với loại đất cấp II Chọn sơ đồ máy đào là sơ đồ đào ngang đổ bên Vận chuyển đất dư bằng ôtô tự đổ.
- Công tác sữa chữa đáy mương và giếng đáy thăm: khi đào đất bằng máy, tuyến mương sẽ không đúng theo yêu cầu thiết kế, do đó khi đào để lại tầm 20cm đất và cho nhân công xuống tiến hành sữa chữa đáy mương Quá trình thực hiện phải căn cứ theo mốc và cao độ để xác định, để kiểm tra lại cao độ và độ dốc. f, Gia cố thành mương
- Mương có chiều rộng lớn trên nền đường bé để vẫn đảm bảo giao thông đi lại tiến hành đào mương thành đứng và sử dụng cừ thép larsen để gia cố thành mương. Tổng chiều dài tuyến gia cố bằng tổng chiều dài mương là 315m. g, Công tác lắp đặt cống
- Cống sau khi vận chuyển đến hiện trường theo yêu cầu lắp đặt hàng ngày và được rải dọc theo tuyến sao cho thuận tiện cho việc cẩu và đưa ống xuống mương theo đúng yêu cầu kĩ thuật.
- Vận chuyển cống: dùng xe chuyên dụng để xuống cống, dồn cống h, Xây lắp hố ga, giếng thăm và xảm mối nối cống
- Đổ bê tông giếng thăm được tiến hành đồng thời với việc lắp đặt cống Trước khi đổ bê tông tường tiến hành đổ bê tông lót đáy với chiều dày lớp lót là 10cm, lắp cốp pha đúng quy trình xây dựng, đúng cao độ thiết kế.
- Cống sau khi đã căn chỉnh đúng vị trí ta tiến hành xảm mối nối cống, dựng và hoàn thiện các phần còn lại của cống.
- Xảm cống miệng bát bằng vữa xi măng mác cao Yêu cầu thi công về mối nối: chất lượng tuyến cống hoàn toàn phụ thuộc chất thi công mối nối cống Nếu các mối nối thi công không đúng đảm bảo kĩ thuật, thì đường ống dễ bị lún nứt, biến dạng làm cống không kín. i, Kiểm tra độ kín, chế độ làm việc và độ thông đường ống
- Mực nước ngầm thấp nên ta kiểm tra độ thông bằng bằng cách dùng ánh sáng. Kiểm tra chế độ làm việc của cống bằng cách dùng phẩm màu và đồng hồ bấm thời gian để xác định tốc độ nước chảy giữa hai giếng thăm.
- Sơ đồ thử thủy lực đường cống được thể hiện trong bản vẽ TC-04.
- Kiểm tra độ kín giữa 2 giếng thăm ta bịt kín, sau đó ta bơm nước vào và kiểm tra sau thời gian nhất định mực nước hạ bao nhiêu Đo mực nước sau khi đổ nước và kiểm tra sau một thời gian quy định mực nước hạ bao nhiêu Nếu mực nước giữ nguyên hoặc thay đổi một trị số nhỏ thì có thể chấp nhân được, nếu mực nước thay đổi quá lớn thì phải kiểm tra lại các mối nối, đề phòng trường hợp rò rỉ từ các mối nối Chỉ khi nào đảm bảo các mối nối kín khít thì mới tiến hành các công việc tiếp theo k, Chở đất lấp, lấp đất mương đào
Lập bảng phân tích vật tư, nhân công, máy thi công
Sau khi phân tích khối lượng, ta tiến hành phân tích vật tư, nhân công máy thi công dựa trên cơ sở tài liệu “Định mức dự toán xây dựng cơ bản” và “Định mức dự toán xây dựng cấp thoát nước”.
Bảng 8: Bảng phân tích vật tư – Nhân công – Máy thi công
T Mã hiệu Tên công việc ĐV tính
Thành phần hao phí ĐV tính
Chuẩn bị mặt bằng, định vị tuyến km 0,32 - Nhân công 3/7 nhóm I Công 30
2 Đóng ván cừ thép Larsen trên mặt đất chiều dài cọc
+ Ván cừ thép + Vật liệu khác
+ Búa diezel chạy trên ray 1,8T
3 Đào, san đất máy đào ≤
- Máy thi công + Máy đào ≤
4 TT Sửa đáy mương m 2 110,4 - Nhân công 3/7 Công 0,06 6,5 đào, hố móng giếngthăm
1 Đổ bê tông lót móng sản xuất bằng máy trộn, đổ bằng thủ công, rộng ≤ 250cm, M100, PC30, đá 4x6 m 3 16,20
+ cát vàng + đá 4x6 + Nước + Xi măng PC30 -Nhân công 3/7 nhóm I
- Máy trộn bê tong, dung tích
- Máy đầm bê tông, đầm bàn công suất 1KW
M 3 Lít kg Công Ca Ca
Lắp đặt giếng thăm BTCT đúc sẵn bằng máy xúc gầu nghịch
+ máy xúc gầu nghịch dung tích gầu 0,5m 3
2 Đắp móng đáy cống m 3 147,2 - Vật liệu
- Máy thi công + Đầm cóc 1KW + Máy khác
Lắp gối đỡ đúc sẵn bằng thủ công, trọng lượng ≤ 50kg cái 128
+ cát vàng + Nước + Xi măng PC30 + Vật liệu khác Nhân công bậc 4/7, nhóm 1
Lắp đặt cống bê tông li tâm, nối bằng phương pháp xảm, đoạn ống dài 2,5m , đường kính 1200mm
+ Đay + Bitum + Củi đun + Cát vàng + Nước + Vữa xi măng + Vật liệu khác
+ Máy khác m kg kg kg m 3 lít kg
3 Đắp cát, máy đầm cóc, độ
- Máy thi công + Đầm cóc 1KW
Kiểm tra độ dốc, độ kín, độ thông
0 Đắp đất bằng máy đầm cóc, độ chặt yêu cầu K=0,95
- Máy thi công + máy đầm cóc
Nhổ ván cừ thép Larsen 3, Larsen
- Máy thi công + Máy xúc gầu nghịch
Vận chuyển đất thừa bằng ô tô tự đổ 5T cự ly
15 TT Dọn dẹp mặt bằng, hoàn thiện, nghiệm m 320 - Nhân công