Giáo trình Vật liệu và thiết bị đường ống 1 (Ngành: Kỹ thuật thoát nước và xử lý nước thải - Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Xây dựng số 1

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:109

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Vật liệu và thiết bị đường ống 1 (Ngành: Kỹ thuật thoát nước và xử lý nước thải - Cao đẳng)" được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên nắm được các kiến thức về: Cấu tạo và chức năng của các loại công trình trên mạng lưới thoát nước; đặc điểm, tính chất của các loại vật liệu làm ống; quá trình ăn mòn , các cách ăn mòn và các biện pháp chống ăn mòn đường ống; nhiệm vụ, chức năng của các thiết bị phụ trợ. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Vật liệu và thiết bị đường ống 1 (Ngành: Kỹ thuật thoát nước và xử lý nước thải - Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Xây dựng số 1

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG XÂY DỰNG SỐ – CTC1 GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU VÀ THIẾT BỊ ĐƯỜNG ỐNG 1 NGÀNH: KỸ THUẬT THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 368ĐT/QĐ- CĐXD1 ngày 10 tháng 08 năm 2021 của Hiệu trưởng trường CĐXD số 1 Hà Nội – 2021
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 2
LỜI NÓI ĐẦU Sự phát triển của các ngành kỹ thuật nói chung và ngành cấp thoát nước và xử lý nước thải nói riêng trong thời kỳ đổi mới và phát triển công nghệ trong xây dựng về vật liệu thi công và công nghệ thi công cũng ảnh hưởng và tác động rất nhiều trong lĩnh vực đào tạo đội ngũ công nhân lành nghề cho ngành xây dựng nói chung và ngành cấp thoát nước nói riêng. Nó đòi hỏi phải thường xuyên cập nhật và bổ sung các nội dung mới để đáp ứng với thực tiễn sản xuất. Giáo trình“Vật liệu và thiết bị đường ống 1” do tập thể giáo viên khoa Quản lý xây dựng và Đô thị biên soạn theo đề cương của chương trình đào tạo Cao đẳng Kỹ thuật thoát nước và Xử lý nước thải do Trường Cao đẳng Xây dựng số 1 ban hành năm 2019. Bài giảng giới thiệu những giới thiệu về các loại vật liệu sử dụng trong lĩnh vực vực thoát nước và các biện pháp thi công các loại ống cống hay sử dụng trong thoát nước. Bài giảng này chủ yếu dùng làm tài liệu học tập cho sinh viên Cao đẳng Kỹ thuật thoát nước và Xử lý nước thải, ngoài ra còn là tài liệu tham khảo cho học sinh, sinh viên hệ trung cấp và cao đẳng của các ngành có liên quan đến công tác xây dựng nói chung. Mặc dù đã có nhiều cố gắng song bài giảng vẫn không tránh khỏi những thiếu sót kể cả về nội dung lẫn hình thức, rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của đồng nghiệp và độc giả. Xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Trường Cao đẳng Xây dựng số 1 đã tạo điều kiện và giúp đỡ để cuốn bài giảng sớm được hoàn thành. Hà nội 2019 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Nguyễn Tiến Toàn 2. Nguyễn Thiết Sơn 3. Nguyễn Tuấn Toàn 4. Nguyễn Bá Thuấn 3
MỤC LỤC PHẦN LÝ THUYẾT ...................................................................................................... 8 Chương 1: Công trình và thành phần công trình ........................................................ 8 1.1.Giới thiệu chung ........................................................................................................ 9 1.2.Nhiệm vụ, các bộ phận của hệ thống thoát ................................................................. 9 1.3Quản lý đường ống thoát nước bằng GIS .................................................................. 11 1.3.1. Khái quát về GIS ................................................................................................ 11 1.3.2. Các công việc chuẩn bị cho GIS .......................................................................... 13 1.3.3. Sơ lược vận hành phần mềm .............................................................................. 14 Chương 2: Vật liệu và tính chất của vật liệu .............................................................. 16 2.1. Phân loại ................................................................................................................. 16 2.2. Tính chất của vật liệu .............................................................................................. 16 2.2.1. Tính chất cơ - lý của vật liệu ................................................................................ 16 2.2.2. Tính chất hóa học của vật liệu ............................................................................. 17 2.2.3. Tính chất công nghệ ............................................................................................. 17 2.3. Các loại vật liệu ...................................................................................................... 17 2.3.1. Gang......... ........................................................................................................... 17 2.3.2. Thép. 18 2.3.3. Nhựa. .................................................................................................................. 19 2.3.4. Ống bê tông cốt thép ............................................................................................ 20 Chương 3: Ăn mòn và đóng cặn trên đường ống ....................................................... 24 3.1. Ăn mòn đường ống ................................................................................................. 24 3.1.1. Khái quát chung ................................................................................................... 24 3.1.2 Cách phương pháp chống ăn mòn ......................................................................... 28 3.2. Đóng cặn trong cống ............................................................................................... 31 3.2.1. Khái quát chung. .................................................................................................. 31 4
3.2.2. Các phương pháp chống đóng cặn trên đường ống............................................... 32 Chương 4: Đường ống thoát nước .............................................................................. 37 4.1. Ống và phụ kiện thoát nước ................................................................................... 37 4.1.1. Ống nhựa và phụ kiện........................................................................................... 37 4.1.2. Ống bê tông cốt thép và phụ tùng ........................................................................ 42 4.1.3. Ống gang xám và phụ tùng .................................................................................. 44 4.1.4. Ông thép tráng kẽm và phụ tùng .......................................................................... 45 4.1.5. Các loại ống khác................................................................................................. 46 4.2. Phương pháp kiểm tra đánh giá chất lượng vật liệu ................................................ 46 4.2.1. Phương pháp trực quan ........................................................................................ 46 4.2.2. Phương pháp thí nghiệm ...................................................................................... 46 Chương 5: Dòng chảy trong đường ống .................................................................... 48 5.1. Các trạng thái của dòng chảy trong cống thoát nước ............................................... 48 5.2. Các loại dòng chảy.................................................................................................. 49 5.3. Các loại mặt cắt ngang đường ống .......................................................................... 50 5.4. Mặt cắt ướt, độ đầy, bán kính thủy lực .................................................................... 51 5.5. Độ dốc, vận tốc và lưu lượng .................................................................................. 52 5.6. Các công thức cơ bản về thủy lực dòng chảy và cách tính toán cống thoát nước. 5.7. Tính toán lựa chọn đường ống thoát nước............................................................... 56 Chương 6: Thiết bị phụ trợ ......................................................................................... 64 6.1. Phụ tùng ngăn dòng ................................................................................................ 64 6.1.1. Cửa phai............................................................................................................... 64 6.1.2. Các loại van ......................................................................................................... 65 6.2. Các thiết bị điều khiển, điều chỉnh. ......................................................................... 67 6.2.1. Các thiết bị cảm biến và phần tử đo lường ........................................................... 67 6.2.2. Rơ le 68 6.2.3. Bộ biến đổi và khuếch đại .................................................................................... 68 5
6.3. Các thiết bị an toàn ................................................................................................. 68 6.3.1. Van một chiều ..................................................................................................... 68 6.3.2.Van chống nước va ............................................................................................... 69 6.3.3.Van giảm áp .......................................................................................................... 69 B. PHẦN THỰC HÀNH .............................................................................................. 70 BÀI 1. HƯỚNG DẪN CHUNG VỀ AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ LÀM QUEN VỚI CÔNG VIỆC ................................................................................................................ 70 1.1. Hướng dẫn chung về an toàn lao động: ................................................................... 70 1.1.1. Quy đinh chung về an toàn lao động: ................................................................... 70 1.1.2. Làm quen với công việc:....................................................................................... 74 BÀI 2: CÁC TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT .................................................................. 78 2.1. Qui chuẩn Việt Nam (QCVN): .............................................................................. 79 2.2. Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN): .............................................................................. 79 2.3. Các loại tiêu chuẩn, qui chuẩn quốc tế: ................................................................... 80 BÀI 3: KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ BẢN VẼ KỸ THUẬT ........................................ 80 3.1. Bản vẽ và qui cách trình bày: .................................................................................. 81 3.1.1. Khổ giấy, khung bản vẽ, khung tên theo TCVN 7285:2003. .................................. 81 3.1.2. Quy cách trình bày: .............................................................................................. 81 3.1.3. Các ký hiệu thường dùng: .................................................................................... 83 BÀI 4: XỬ LÝ VẬT LIỆU .......................................................................................... 96 4.1. Đặc điểm, phân loại, công dụng của ống nối bằng ren ............................................. 96 4.1.1 Đặc điểm ............................................................................................................... 96 4.1.2 Phân loại............................................................................................................... 96 4.2. Nhận dạng vật tư ..................................................................................................... 97 4.2.1 Nhận ống, phụ kiện và vật liệu phụ........................................................................ 97 4.2.2 Kiểm tra vật tư ...................................................................................................... 97 4.2.3 Vận chuyển ống và phụ kiện vào vị trí thi công..................................................... 97 4.3. Lắp đặt ống, phụ kiện bằng ren ............................................................................... 97 6
4.3.1. Dụng cụ dùng trong công tác ren ống kẽm bằng thủ công: ................................... 97 4.3.2. Các loại vật tư cần thiết: ...................................................................................... 98 4.4. Một số sai hỏng thường gặp .................................................................................. 104 BÀI TẬP THỰC HÀNH CỦA HỌC SINH .............................................................. 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 109 7
GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU VÀ THIẾT BỊ ĐƯỜNG ỐNG 1 Tên môn học: Vật liệu và thiết bị đường ống 1 Mã môn học: MH13 Thời gian thực hiện môn học: 120 giờ; (Lý thuyết: 60 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập: 56 giờ; Kiểm tra:4 giờ) I. Vị trí, tính chất của môn học: - Vị trí: Môn học được phân bố vào kỳ II năm thứ nhất. - Tính chất: Là môn học chuyên ngành bắt buộc. II. Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: + Trình bày được cấu tạo và chức năng của các loại công trình trên mạng lưới thoát nước + Trình bày được đặc điểm, tính chất của các loại vật liệu làm ống + Trình bày được quá trình ăn mòn , các cách ăn mòn và các biện pháp chống ăn mòn đường ống + Trình bày được nhiệm vụ, chức năng của các thiết bị phụ trợ - Về kỹ năng: + Tính toán lựa chọn được đường kính ống phù hợp để lắp đặt hệ thống đường ống. + Gia công, đấu nối được tuyến ống thoát nước theo bản vẽ + Thực hiện được các tính toán cơ bản về dòng chảy - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:  Nhận thức được ý nghĩa của môn học đối với chuyên ngành.  Có thái độ làm việc khoa học, cẩn thận. PHẦN LÝ THUYẾT Chương 1: Công trình và thành phần công trình Giới thiệu: Chương 1 bao gồm các khái niệm cơ bản về các bộ phận của hệ thống thoát nước, giới thiệu sơ bộ về hệ thống GIS, các Thành phần cần thiết khi sử dụng hệ thống GIS Mục tiêu: - Trình bày được chức năng, nhiệm vụ của các loại công trình trên mạng lưới thoát nước 8
Nội dung chương: 1.1. Giới thiệu chung Nước sau khi sử dụng vào các mục đích sinh hoạt hay sản xuất hoặc nước mưa chảy từ mái nhà hay sân vườn chưa nhiều hợp chất vô, cơ hữu cơ và vi trùng gây bệnh không được phép xả bừa bãi ra môi trường xung quanh gây nguy hiểm cho người và làm ô nhiễm môi trường. Vì vậy, nhiệm vụ của đường ống và các mương rãnh thoát nước là vận chuyển nước thải ra khỏi các khu dân cư và khu công nghiệp để đưa về các công trình xử lý, hồ điều hòa… Sau khi xử lý đạt được các tiêu chuẩn thì mới được phép xả ra nguồn tiếp nhận. Trước khi đề cập đến các loại đường cống thoát nước, cần tìm hiểu về các loại nước thải. Tùy theo tính chất và nguồn gốc của nước thải, người ta phân biệt 3 loại chính: - Nước thải sinh hoạt: thải ra từ các nhà bếp, nhà xí, tiểu, chứa nhiều chất hữu cơ và vi khuẩn. - Nước thải sản xuất: thải ra từ quá trình sản xuất. Thành phần tính chất của nước thải sản xuất rât đa dạng và phức tạp, phụ thuộc vào từng loại hình sản xuất công nghiệp, các nguyên liệu và các chất thải ra từ quá trình sản xuất, ví dụ như khai khoáng, luyện kim, cơ khí, dệt may, sản xuất thực phẩm, dược phẩm, điện tử, v.v... Ở Việt Nam, nước thải ra từ các làng nghề cũng được coi là nước thải sản xuất, phụ thuộc vào từng hoạt động sản xuất của các làng nghề. - Nước mưa là loại nước thải ít bị nhiễm bẩn nhất: chảy trên bề mặt đường phố, mái nhà, quảng trường…Nước mưa khi bắt đầu một trận mưa thường có nhiều chất bẩn hơn nước mưa vào lúc cuối trận mưa. 1.2. Nhiệm vụ, các bộ phận của hệ thống thoát Nhiệm vụ của hệ thống thoát nước là thu gom, vận chuyển nhanh chóng mọi loại nước thải ra khỏi khu dân cư, xí nghiệp công nghiệp đồng thời xử lý và khử trùng đạt yêu cầu trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. Hệ thống thoát nước bao gồm các công trình sau: 9
Hình 1: Sơ đồ hệ thống thoát nước chung I: Mạng lưới dẫn nước thải sinh hoạt, sản xuất, nước mưa gồm:1-Cống thoát nước (TN) tiểu khu. 2- CốngTN đường phố. 3-Cống TN lưu vực (Cống chính của 1 lưu vực). 4- Cống góp chính (cống chính của toàn khu vực). 5- Cống TN sản xuất. II:Các công trình khác có trên HTTN gồm: 6-Trạm bơm nước thải chính. 7-Trạm xử lý nước thải. 8- Cửa xả nước thải vào nguồn. a. Cống thoát nước tiểu khu: Thu nước thải từ các tiểu khu hay các khu xí nghiệp công nghiệp, trường học, bệnh viện… b. Cống thoát nước đường phố : Đạt dọc theo các đường phố có nhiệm vụ thu nước từ các đường ống thoát nước tiểu khu. c. Cống thoát nước lưu vực: Đặt dọc theo các triền đất thấp để thu nước từ các công thoat nước đường phố d. Cống thoát nước chính: Thu nước thải từ các cống thoát nước lưu vực, thường được đặt ở phía thấp nhất của thành phố e. Cống chung chuyển: Dùng để đưa nước thải ra khỏi thành phố đến trạm bơm hay trạm xử lý, trong suốt đường ống chung chuyển lưu lượng không thay đổi f. Giếng thăm: Được bố trí trên mạng lưới thoát nước tại những chỗ rẽ, ngoặt, đổi hướng dòng chảy, đấu nối với ống nhánh,…Giếng thăm dùng để kiểm tra, tẩy rửa, thông tắc mạng lưới đường ống 10
g. Trạm bơm: Dùng để bơm nước từ các công trình thu lên trạm xử lý nước thải hoặc bơm thoát nước cục bộ, thoát nước cho một khu vực hoặc bơm chung chuyển từ vị trí thấp lên vị trí cao. h. Cống xả sự cố: Thường được bố trí trước các trạm bơm nước thải. Cuối đoạn ống tự chảy ta đặt một đoạn ống để tự chảy ra sông hồ hoặc triền đất thấp. i. Giếng thu nước mưa: Dùng để thu nước mưa trên hệ thống thoát nước mưa j. Các công trình xử lý nước thải: Dùng để xử lý nước thải trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. Bao gồm các công trình xử lý cơ học, công trình xử lý sinh học, công trình xử lý bùn cặn k. Các công trình khử trùng nước: Dùng để khử trùng nước thải ở công đoạn cuối cùng của dây chuyền xử lý nước thải, trước khi xả nước ra nguồn tiếp nhận. 1.3 Quản lý đường ống thoát nước bằng GIS 1.3.1. Khái quát về GIS GIS là từ viết tắt tiếng Anh của Hệ thông tin địa lý (Geographical Information System), là một công cụ máy tính để lập bản đồ và phân tích các sự vật và hiện tượng thực đang diễn ra. Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ sở dữ liệu và các phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, hình ảnh được cung cấp từ các bản đồ có định vị bằng vệ tinh. GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực kinh tế xã hội, để phân tích các sự kiện, dự đoán tác động và hoạch định chiến lược. Trong lĩnh vực quản lý tài sản của hệ thống thoát nước, GIS giải quyết được các vấn đề: Quản lý chính xác vị trí tài sản bằng bản đồ kỹ thuật số có định vị bằng vệ tinh (GPS). Giảm chi phí vận hành và bảo dưỡng Kết nối đồng bộ với các hệ thống khác (với SCADA, Web, AutoCAD...) Phục vụ công tác sửa chữa đường ống, thay thế thiết bị đúng lúc, đúng chỗ. Lập kế hoạch, thiết kế hệ thống mạng lưới. Quản lý vật tư thiết bị. Quản lý nhân lực tốt hơn. Giảm chi phí quản lý, vận hành – bảo dưỡng Cải tiến lịch bảo dưỡng đường ống và thi công lắp đặt mở rộng mạng dịch vụ. 11
Trước đây, khi chưa có công nghệ này, có rất nhiều công việc quản lý chuyên môn của Công ty thoát nước không thể thực hiện được một cách bài bản, mạch lạc. Với GIS, Công ty thoát nước chỉ cần cử ra một số ít người có những kỹ năng cần thiết để sử dụng chương trình nhưng sẽ rất hữu ích giúp cho người quản lý của Công ty đưa ra các quyết định và hiệu quả. Hiện tại ở Việt Nam, GIS đã bước đầu triển khai có hiệu quả tại một số công ty Thoát nước như Cần Thơ, Bắc Ninh, Sóc Trăng… với sự trợ giúp của Chương trình thoát nước và xử lý nước thải của GIZ Đối với một công ty thoát nước, quản lý đường cống thoát nước chỉ là là một thành phần của Chương trình, có nghĩa là còn rất nhiều các hạng mục công việc khác cấu thành hệ thống thoát nước có thể sử dụng bằng GIS. GIS có 05 thành phần chính bắt buộc phải có là : Phần cứng Phần cứng là hệ thống máy tính trong đó chương trình (hay phần mềm) GIS có thể hoạt động được. Phần mềm GIS có thể viết để chạy trên rất nhiều hệ thống máy tính, từ máy chủ trung tâm đặt tại Công ty đến các máy trạm hoạt động độc lập hoặc liên kết mạng tại các trạm bơm nước thải, tại trạm xử lý, tại các cửa xả, hồ điều hòa, v.v… Phần mềm Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết để lưu giữ, phân tích và hiển thị thông tin địa lý. Phần mềm GIS gồm: Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS). Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị thông tin địa lý. Giao diện đồ hoạ (GUI) để truy cập các công cụ dễ dàng giữa con người và máy tính. Dữ liệu Đây thành phần quan trọng nhất của GIS. Các dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính liên quan đến ngành thoát nước có thể được tự tập hợp hoặc được mua từ nhà cung cấp dữ liệu khác (ví dụ như mua các bản đồ số hóa từ cơ quan trắc địa bản đồ). GIS sẽ kết hợp dữ liệu này với các nguồn dữ liệu khác, thậm chí có thể sử dụng phần mềm Cơ sở dữ liệu để tổ chức lưu giữ và quản lý dữ liệu. Con người 12
Công nghệ GIS không thể triển khai được nếu không có con người tham gia quản lý và phát triển hệ thống. Người sử dụng GIS có thể là những chuyên gia, cán bộ kỹ thuật, người thiết kế hoặc người vận hành - bảo trì hệ thống thoát nước. Phương pháp GIS được thiết kế, mô phỏng và nhằm để thực thi cho từng Công ty thoát nước. Không thể sao chép Chương trình của một công ty này để dùng cho một công ty kia. Vì vậy phương pháp, quy trình sử dụng GIS phải được mô tả rõ ràng trong Sổ tay vận hành của Công ty đó. Những cán bộ, chuyên gia sử dụng GIS của Công ty phải tuân thủ các quy trình đã được ban hành trong Sổ tay. 1.3.2. Các công việc chuẩn bị cho GIS Tạo bản đồ nền và các lớp dữ liệu chuyên ngành: Mục đích chính của của công việc này là sử dụng các các bản đồ của khu vực dịch vụ thoát nước (hiện tại và dự kiến mở rộng trong tương lai) để biên dịch sang thành các bản đồ / dữ liệu nền GIS. Các bản đồ thu thập được thường khác nhau tuy nhiên dữ liệu nền cần phải bao gồm: - Ảnh chụp vệ tinh. - Cao độ địa hình. - Giao thông (đường quốc lộ, đường nội thị, các đường nhỏ trong ngõ xóm…) - Các lưu vực thoát nước. - Các khu dân cư, các khu công nghiệp có hoạt động sinh hoạt xả nước thải - Sông, kênh mương, mạng lưới đường thoát nước (nước mưa và nước bẩn), - Và những dữ liệu cần thiết khác… Thông thường các bản đồ thu thập được thể hiện trên phần mềm AutoCAD nhưng các bản đồ này sẽ không dùng được trực tiếp cho GIS. Trước tiên phải tập hợp lại các đối tượng trong bản vẽ, bao gồm đường, điểm và polygon (đường khép kín), nhóm lại với nhau, gắn thuộc tính cho chúng và tách ra thành các lớp bản đồ riêng. Mỗi lớp lập thành một tệp tin (file). Để cho người sử dụng theo dõi dễ dàng về sau, mỗi lớp phải có biểu tượng riêng và mầu sắc riêng. Về mặt địa lý, các bản đồ phải được hiệu chỉnh cho thống nhất vơi Hệ quy chiếu được quy định trong 13
Quyết định 05/2007/QĐ-BTNMT. Hệ quy chiếu thường được áp dụng là UTM- WGS-84 vùng 48 và 49N như đã ban hành trong Quyết định này. Chi tiết các dữ liệu về tài sản mạng cống thoát nước bao gồm bản đồ, sơ đồ và các biểu bảng: - Các loại cống và mương rãnh theo từng lưu vực (đấu nối hộ gia đình - ống dịch vụ, ống thu gom, ống truyền tải) - Các hố ga, giếng thăm, giếng xả tràn, cửa thu nước mưa, cửa xả… - Trạm bơm, hồ điều hòa, Nhà máy xử lý nước thải. Dữ liệu tài sản được thu thập thông qua khảo sát bằng GPS hoặc dữ liệu CAD/GIS có sẵn. Các dữ liệu về vận hành – bảo trì bao gồm các bảng biểu, số liệu, sơ đồ mô tả các tác vụ chuyên môn như: Kiểm tra cống. Nạo vét cống. Sửa chữa, gia cố, hàn vá, thay thế ống. Quy trình kỹ thuật, thủ tục thực hiện 1.3.3. Sơ lược vận hành phần mềm Công việc thiết kế phần mềm là nhiệm vụ của các kỹ sư tin học. Để xây dựng chương trình, cần phối hợp nhiều gói phần mềm thương mại có sẵn, ví dụ như: Arc Object/ ArcGIS SDK-ESRI desktop, MS Visual Studio, Cơ sở dữ liệu, v.v…Chương trình GIS quản lý nước thải về bản chất là tạo các Module quản lý. Công việc vận hành sử dụng phần mềm là của các nhân viên kỹ thuật của Công ty thoát nước, sau khi được qua đào tạo. Dưới đây là mô tả nội dung các Module chính: Module chính GIS: Quản lý CSDL GIS nền và các lớp dữ liệu chuyên ngành. Các thao tác và các phép phân tích GIS cơ bản được tổ chức lại và đơn giản hóa sao cho phù hợp với mục đích sử dụng. Từ điển dữ liệu: hệ thống cho phép thiết lập một bộ từ điển dữ liệu nhằm việc nhập số liệu và quản lý dữ liệu thuộc tính được chính xác và nhanh hơn… Module thu nhập và tích hợp dữ liệu: Chuyển dữ liệu AutoCAD, GPS sang thành dạng GIS tương ứng. 14
Chuyển đổi các thông tin thuộc tính từ file excel, bảng biểu, báo cáo... thành thông tin trong CSDL GIS. Kiểm tra và kiểm soát chất lượng thông tin đầu vào Module quản lý người dùng Quản lý và phân quyền người dùng theo yêu cầu quản lý của công ty. Có thể phân quyền theo nhóm người dùng và theo người dùng. Có thể phân quyền theo chức năng. Có thể phân quyền theo lớp thông tin quản lý CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1: Nêu hiệm vụ, các bộ phận của hệ thống thoát? Câu 2: Quanr lý mạng lưới thoát nước bằng GIS có ưu, nhược điểm gì? Câu 3: Nêu các thành phần chính bắt buộc phải có khi quản lý mạng lưới thoát nước bằng phần mềm GIS. 15
Chương 2: Vật liệu và tính chất của vật liệu Giới thiệu: Chương 2 bao gồm các nội dung chính như phân loại vật liệu, các tính chất của vật liệu, các loại vật liệu Mục tiêu: - Trình bày được các tính chất của vật liệu - Trình bày được đặc điểm tính chất của các loại vật liệu làm ống, cống thoát nước Nội dung chương: 2.1. Phân loại Trong kỹ thuật nước thải luôn xuất hiện câu hỏi là chọn loại vật liệu nào phù hợp cho hệ thống thoát nước. Vật liệu đường ống phải phù hợp chất lượng nước thải, phù hợp cho thi công xây dựng bảo đảm khai thác lâu dài. Đường ống thoát nước có thể làm từ các vật liệu sau đây: -Kim loại: Gang, sắt, thép đen (thép carbon), thép không rỉ (inox). -Phi kim loại: Chất dẻo (nhựa), bê tông, sành, gốm, cốt sợi thủy tinh. 2.2. Tính chất của vật liệu 2.2.1. Tính chất cơ - lý của vật liệu Độ bền Độ bền hay còn gọi là ứng suất cơ học là sức kháng của một vật liệu chống lại một các lực bên ngoài làm thay đổi hình dạng. Độ dẻo, đàn hồi Nếu cần phải kéo hay nén vật liệu thì đầu tiên vật liệu sẽ cố gắng giữ lại hình dáng ban đầu của nó. Nếu vật liệu bị kéo dài do ứng suất và vật liệu lại trở lại hình dạng ban đầu sau khi kết thúc tác động lực thì người ta gọi đó là độ đàn hồi của vật liệu. Độ giòn Độ dai của vật liệu là khả năng duy trì sự thay đổi hình dạng đáng kể trước khi bị vỡ khi có tác động lực. Chì và đồng được xem là các loại vật liệu dai. Nếu vật liệu không thể chịu được những thay đổi về hình dạng, chẳng hạn như gang xám thì người ta gọi đó là vật liệu giòn. Độ cứng Độ cứng của một vật liệu là sức kháng lại sự thâm nhập của một vật thể khác vào bề mặt của vật liệu. Hợp kim thép làm chi tiết máy móc được xem là rất cứng, ngược lại bitum nhựa đường được coi là rất mềm. 16
Độ dẫn điện của vật liệu Kim loại như sắt thép là vật liệu dẫn điện tốt. Một đường ống gang hoặc thép có thể gây điện giật nguy hiểm cho người qua lại nếu ống tiếp xúc với đường dây điện. Nhựa là chất không dẫn điện, thậm chí có thể dùng làm chất cách điện. Vật liệu dẫn điện thường cũng là chất dẫn nhiệt (truyền nhiệt). 2.2.2. Tính chất hóa học của vật liệu Tính chất hóa học quan trọng nhất của vật liệu làm đường ống thoát nước là khả năng chịu được ăn mòn bởi các chất có trong nước thải và môi trường xung quanh (các chất có trong đất và nước ngầm). Ống thép dễ bị ăn mòn, rỉ sét nếu không có các biện pháp bảo vệ. Ống nhựa chịu được các tác động của nước thải có chứa các hóa chất ăn mòn như axit. Ống bê tông và bê tông cốt thép ít bị ăn mòn hơn sắt thép, tuy nhiên nếu lớp bê tông bảo vệ cốt thép bị nứt vỡ, nước và oxy có thể làm cho cốt thép bị rỉ và làm mất khả năng chịu lực của ống 2.2.3. Tính chất công nghệ Tính đáp ứng kỹ thuật của một loại vật liệu bắt nguồn từ các tính chất vật lý và hóa học của vật liệu đó. Đối với việc sản xuất ống cống thì các tính đáp ứng sau đây là quan trọng: - Khả năng đúc được. - Khả năng cắt được. - Khả năng mài, giũa được. - Khả năng hàn, nối được. - Khả năng uốn được bằng cách uốn nguội hoặc gia nhiệt. 2.3. Các loại vật liệu 2.3.1. Gang 2.3.1.1. Gang dẻo Gang hay gang dẻo là hợp kim Fe-C với hàm lượng carbon (C) lớn hơn 2,14% Thực tế trong gang luôn có các nguyên tố khác như Mangan (Mn), Lưu huỳnh (S), Phốt pho (P), Silic (Si), v.v…Các loại Gang thông dụng có chứa: (C)=2,0÷4,0% ; (Mn)=0,2÷1,5% ; (P)=0,04÷0,65% ; (S)=0,02÷0,05% Thành phần hóa học của gang bao gồm chủ yếu là sắt (Fe) hơn 95% theo trọng lượng, và các nguyên tố hợp kim chính là (C) và (Si). Hàm lượng của carbon trong gang nằm trong miền từ 2,0% đến 4,0% trọng lượng. Khi hàm lượng (C) thấp hơn thì gọi là thép carbon. 17
Tuy nhiên, gang được xem tương tự như hợp kim chứa hai nguyên tố là sắt và carbon ở trang thái đông đặc. Gang nhiệt độ nóng chảy từ 1150 đến 1200 °C, thấp hơn 300 °C so với sắt nguyên chất. Nhìn chung người ta xem gang như là một loại hợp kim có tính dòn. Màu xám ở mặt gãy thường là đặc điểm nhận dạng của gang, đây chính là sự phân bổ ở dạng tự do của khối carbon, với hình thù dạng tấm khi hợp kim sau khi nấu chảy và đông đặc lại. 2.3.1.2. Gang xám Gang xám là một trong nhiều trạng thái của gang được phân loại dựa vào vi cấu trúc. Bề mặt của gang xám ở mặt gãy của gang có màu xám, là đặc trưng của Sắt và Chì (graphít) tự do. Trong quá trình đông đặc, do tốc độ tản nhiệt chậm trong khuôn đúc bằng cát, lượng graphít hòa tan trong sắt lỏng có đủ thời gian để giải phóng thành các phiến nhỏ, có hình thù tự do (thường là dạng tấm) xuất hiện trên bề mặt của miếng gang. Khác với dang dẻo thường dùng để đúc các ống cấp nước chịu áp lực cao, gang xám giòn, không chịu được lực uốn, kéo vì vậy có thể dùng để đúc các ống cấp hoặc thoát nước có áp lực thấp hoặc tự chảy. Về mặt giá thành, ống gang dẻo đắt hơn ống gang xám 2.3.2. Thép 2.3.2.1.Thép đen Thép carbon (hay còn gọi là thép đen) có hai thành phần chính là sắt (Fe) và cacbon (C). Các nguyên tố khác có mặt trong thép cacbon là không đáng kể: thành phần phụ trợ là Mangan (Mg) tối đa 1,65%, silic (Si) tối đa 0,6%. Lượng cacbon trong thép càng giảm thì độ dẻo của thép càng cao. Hàm lượng cacbon trong thép tăng lên cũng làm cho thép tăng độ cứng, tăng thêm độ bền nhưng cũng làm giảm tính dễ uốn và giảm tính hàn. Hàm lượng carbon trong thép tăng lên cũng kéo theo làm giảm nhiệt độ nóng chảy của thép. Các phân loại điển hình nhất cho thép cacbon như sau: Thép mềm: Lượng cacbon trong khoảng 0,05–0,29%. Thép mềm có độ bềnkéo vừa phải, nhưng lại khá rẻ tiền và dễ cán, rèn; Các ống thép cấp thoát nước thường làm từ thép mềm. Thép cacbon trung bình: Lượng carbon trong khoảng 0,30–0,59%. Thép carbon trung bình thường làm các phụ tùng nối ống như mặt bích, măng sông, vành chặn v.v… Thép cacbon cao: các loại thép này hầu như không dùng để sản xuất đường ống và phụ tùng nối ống, chỉ dùng để chế tạo gia công chi tiết cơ khí. 2.3.2.2. Thép không gỉ 18
Thép không gỉ (hay còn gọi là inox) là một dạng hợpkimcủasắt chứa tối thiểu 10,5% Crom (Cr). Nó không bị ăn mòn hóa học như thép thông thường khác. Ống dẫn nước và phụ tùng ống nước thường sử dụng các mác thép SUS 301, 304, 304L, 316, 316L, 321, 310s… Loại này có chứa tối thiểu 7% ni ken (Ni), 16% crôm (Cr), 0.08% carbon (C). Thành phần như vậy tạo ra cho loại thép này có khả năng chịu ăn mòn cao trong phạm vi nhiệt độ khá rộng, không bị nhiễmtừ, mềm dẻo, dễ uốn, dễ hàn. 2.3.3. Nhựa Nhựa (hay còn gọi là chất dẻo), là các hợp chất cao phân tử có nguồn gốc từ các sản phẩm hóa dầu. Chúng là những vật liệu có khả năng bị biếndạng khi chịu tácdụng của nhiệt và ápsuất, là vậtliệu rất thông dụng để sản xuất ống thoát nước. Ống nhựa thoát nước bền, nhẹ, khó vỡ, tuy mỏng nhưng khả năng chống thấm tốt và có thể được uốn dẻo trong khi lắp đặt. Tuy nhiên do có thể biến dạng khi gia nhiệt mà ống nhựa sẽ bị méo, trở nên giòn và dễ vỡ hơn nếu bị phơi nắng lâu ngày ngoài trời. Vật liệu nhựa dùng cho thoát nước chủ yếu là các ống PVC, uPVC và HDPE. 2.3.3.1. Nhựa PVC / uPVC PVC(Polyvinylclorua) là một loại nhựa nhiệt dẻo được tạo thành từ phảnứngtrùng hợp vinylclorua. PVC được phát hiện ra từ hơn 100 năm nay. Ống nhựa PVC gồm hai loại. Ống nhựa PVC cứng hay còn gọi là ống uPVC và ống nhựa PVC mềm. Ống nhựa uPVC (cứng) không dùng chất hóa dẻo trong công thức phối trộn. Ngược lại ống PVC mềm phải sử dụng chất hóa dẻo trong công thức phối trộn. Ống nhựa PVC được sản xuất trên máy đùn. Máy đùn làm cho hỗn hợp nguyên liệu nhựa PVC nóng chảy và tạo ống với các đường kính khác nhau. Thành phần phối trộn của ống PVC mềm bao gồm bột nhựa PVC (K65 - K66), chất ổn định nhiệt, chất bôi trơn, bột màu, chất hóa dẻo.Thành phần phối trộn của ống uPVC bao gồm bột nhựa PVC với chỉ số K là 65 - 66, chất ổn định nhiệt, chất bôi trơn nội, chất bôi trơn ngoại, chất trợ gia công, chất độn, bột màu…Tỷ trọng của PVC mật độ cao, không có chất độn nằm trong khoảng từ 1,25 đến 1,46 g/cm3 (có nghĩa là nếu thả và trong nước, miếng nhựa sẽ chìm xuống đáy). 2.3.3.2. Nhựa HDPE HDPE (Hight Density Polyethylene) được trùng phân từ polyethylene (có tỉ trọng cao) dưới áp suất thấp và các chất xúc tác. Ống HDPE có những đặc tính việt hơn các ống nhựa khác: HDPE rất bền, chịu được ăn mòn hóa chất, không bị rỉ, không bị tác dụng 19
bởi các dung dịch muối, axít và kiềm. Nước mưa có tính axít cũng không ảnh hưởng tới loại vật liệu này. HDPE chịu được ánh sáng mặt trời và nhiệt độ không bị lão hóa. Ở nhiệt độ – 40oC ống HDPE vẫn chịu được áp lực và độ va đập tốt so với các ống nhựa khác. Ống HDPE cũng chịu lửa tốt. Khi bị tác dụng dưới ngọn lửa, ống HDPE khó cháy và chỉ mềm đi và biến dạng. Nhiệt độ bắt lửa của HDPE rất cao, đến 327oC. Ống HDPE có đặc tính chịu uốn lệch rất tốt và có sức chịu biến dạng dưới các tải trọng bên ngoài. Các đường ống thoát nước HDPE thi công dễ dàng uốn lượn linh hoạt hơn so với ống PVC/uPVC khi đặt dưới mặt đất. 2.3.4. Ống bê tông cốt thép 2.3.4.1. Thành phần bê tông Bê tông là loại đá nhân tạo, được hình thành bởi việc trộn các thành phần: đá, sỏi, cát, xi măng, phụ gia, nước sạch... theo một tỷ lệ nhất định. Trong bê tông, xi măng là chất kết dính các thành phần nói trên, sau khi đông lại tạo thành một khối cứng như đá. Về sức bền cơ lý, bê tông chụi nén khá tốt nhưng khả năng chịu kéo không tốt. Vì vậy, trong xây dựng các công trình, các vật liệu chịu lực kéo tốt là thép được sắp xếp để đưa vào trong lòng khối bê tông, đóng vai trò là bộ khung chịu lực nhằm cải thiện khả năng chịu kéo của bê tông mà chúng ta vẫn thường gọi là cốt thép. Bêtôngcốtthép(BTCT) được sử dụng rộng rãi trong xây dựng, trong đó có các ống cống và các hố ga, hố van, các gối đỡ, móng cống, v.v…Ở Việt Nam vì lý do giá thành, ngoài các ống PVC/ uPVC/ HDPE dùng để thoát nước trong nhà và cho các đường ống dịch vụ bên ngoài nhà có đường kính nhỏ, hầu hết các ống thoát nước bẩn, ống thoát nước mưa bên ngoài nhà có đường kính vừa và lớn đều sử dụng ống BTCT. 2.3.4.2. Mác bê tông Khi nói đến mác bê tông là nói đến khả năng chịu nén của mẫu bê tông. Bê tông thường phải chịu nhiều tác động khác nhau: chịu nén, uốn, kéo, trượt, trong đó chịu nén là ưu thế lớn nhất của bê tông. Do đó, người ta thường lấy cường độ chịu nén là chỉ tiêu đặc trưng để đánh giá chất lượng bê tông, gọi là mác bê tông. Theo tiêu chuẩn của Việt Nam, bê tông gồm các Mác từ 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500 và 600. Khi nói rằng mác bê tông 300 có nghĩa là ứng suất nén phá hủy một mẫu bê tông kích thước tiêu chuẩn, được dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn, được nén vào tuổi 28 ngày, đạt 300 KG/cm2. Các ống cống bê tông thường được đúc bằng bê 20