Hướng dẫn thiết kế thi công màng chống thấm trong công trình thủy lợi

1.2.4 Các đặc trưng cơ bản của màng chống thấm: Các đặc tính kỹ thuật của màng chống thấm gồm: - Độ dày Thickness: mm; mil - Tỷ trọng Density: g/cm3 ; kg/m3; g/cc - Chỉ số chảy dẻo Melt

Lời nói đầu

Tiờu chuẩn cơ sở TCCS 01/2007/VKHTL được xõy dựng trờn cơ sở cỏc tài liệu hướng dẫn lắp đặt và quản lý chất lượng cụng trỡnh của nước ngoài về vải chống thấm (geomembrane) và kinh nghiệm thiết kế thi cụng loại vật liệu này ở Việt Nam từ năm 1990 trở lại đõy

Tiờu chuẩn này ban đầu dự kiến biờn soạn là tiờu chuẩn ngành Sau đú

Bộ Nụng nghiệp và Phỏt triển nụng thụn chuyển thành tiờu chuẩn cơ sở, giao cho Viện khoa học Thuỷ lợi ban hành để phự hợp với Luật Tiờu chuẩn và Qui chuẩn kỹ thuật mới ban hành và cú hiệu lực từ ngày 01 thỏng 01 năm 2007

Cơ quan biên soạn:

Viện khoa học thuỷ lợi

Biên soạn:

PGS.TS Lê Minh (chủ biên)

KS Nguyễn Bá Yêm Các cộng tác viên

Cơ quan quản lý:

Vụ khoa học công nghệ

Cơ quan ban hành:

Viện khoa học thuỷ lợi

(Kèm theo quyết định số 1587QĐ/VKHTL ngày 30 tháng 11 năm 2007)

Mục lục

1.3 Giải thích các thuật ngữ về đặc tính kỹ thuật của màng chống thấm 7

II Phương pháp lựa chọn và thí nghiệm màng chống thấm 8

2.2 Phương pháp thí nghiệm xác định các tính chất cơ lý màng CT 9 III Phương pháp thiết kế hồ chứa vừa và nhỏ có sử dụng màng CT 20 3.1 Các yếu tố cơ bản tính toán dung tích hồ chứa nước sinh hoạt 21

3.6 Hệ thống mái hứng, cửa xả nước bẩn, cửa thu và lọc thô 24

4.1 Trang thiết bị và dụng cụ phục vụ thi công 29 4.2 Các nguyên tắc cơ bản lắp đặt màng chống thấm 29 4.3 Phương pháp hàn nối và các thiết bị hàn nối 30 4.4 Cách sửa chữa đường hàn lỗi, hàn vá chỗ thủng rách 33

V Thiết bị và phương pháp kiểm tra nghiệm thu chất lượng đường hàn 39

VII Công tác vận hành duy tu bảo dưỡng công trình 48

Phụ lục B: Giải thích nhãn mác màng chống thấm 51

Phụ lục D: Danh sách một số công ty nước ngoài cung cấp màng chống

thấm tại Việt Nam

53

Phụ lục E: Phương pháp xác định độ dày màng chống thấm theo tiêu chuẩn

ASTM-D751

54

I Qui định chung 1.1 Đối tượng và phạm vi áp dụng:

- Hướng dẫn này dùng cho thiết kế và thi công màng chống thấm tương

tự như: đất sét, thảm sét, bentonite,…trong các kết cấu chống thấm của hồ chứa, ao chứa, bể treo… dung tích dưới 50.000 m3 nước

- Có thể tham khảo hướng dẫn này khi thiết kế thi công kết cấu chống thấm bảo vệ mái đập (đập đất, đập đá …) hoặc làm lớp chống thấm trong công trình xử lý chất thải, các mỏ khai khoáng, các nhà máy chế biến dầu mỏ…chống ô nhiễm nguồn nước, bảo vệ môi trường

- Khi sử dụng tài liệu chỉ dẫn thiết kế, lắp đặt do nhà máy sản xuất màng chống thấm cung cấp cần đối chiếu với nội dung của hướng dẫn này để tối ưu hoá qui trình thiết kế thi công

1.2 Giới thiệu chung về màng chống thấm:

1.2.1 Định nghĩa:

Màng chống thấm (còn gọi là vải chống thấm) là sản phẩm polyme tổng hợp ở dạng cuộn hoặc tấm, có hệ số thấm rất thấp (K = 10-12 ữ 10-16cm/s),

được sử dụng để chống thấm cho công trình

1.2.2 Thành phần cấu tạo màng chống thấm:

Màng chống thấm được chế tạo từ polyme và các chất phụ gia Tỷ lệ phối liệu các chất tuỳ thuộc vào đơn pha chế của từng nhà sản xuất hoặc theo yêu cầu kỹ thuật của từng loại công trình cụ thể

Loại màng HDPE (High Density PolyEthylene) có thành phần cơ bản gồm: 95% ữ 97% polyme; 2,0% ữ 2,7% bột than; còn lại là chất chống tia cực tím, chất chống oxy hoá và chất ổn định nhiệt

- Tên hãng (hoặc tên nhà máy), nước sản xuất

- Địa chỉ, điện thoại, fax, email

Kèm theo sản phẩm là chứng chỉ chất lượng hàng hoá, các tài liệu hướng dẫn lắp đặt màng chống thấm và kiểm tra chất lượng công trình

1.2.4 Các đặc trưng cơ bản của màng chống thấm:

Các đặc tính kỹ thuật của màng chống thấm gồm:

- Độ dày (Thickness): mm; mil

- Tỷ trọng (Density): g/cm3 ; kg/m3; g/cc

- Chỉ số chảy dẻo (Melt Flow Index): g/10phút (g/10min)

- Cường độ chịu kéo (Tensile Strength): KN/m; N/mm; Lbs/in

- Độ giãn dài (Elongation): %

- Độ bền kháng xé (Tear Resistance): N

- Độ bền kháng thủng (Puncture Resistance): N

- Hàm lượng các bon (Cacbon black content): %

1.3 Giải thích các thuật ngữ về đặc tính kỹ thuật của màng chống thấm:

- Độ dày : Là khoảng cách đo bằng mm hoặc mils giữa hai bản mặt của thiết bị

đo khi tiếp xúc với hai mặt của màng chống thấm với lực ép không đổi là 20 kPa trong thời gian 5 giây

- Tỷ trọng: Là khối lượng trong không khí được tính bằng kilôgam trên mét

khối phần không thấm nước của vật liệu ở 23oC

- Cường độ chịu kéo: Là ứng suất lớn nhất trên mặt cắt ngang nhỏ nhất ban đầu

của mẫu thí nghiệm trong quá trình kéo, tính bằng N, KN hoặc force)

Lbs(Pounds Độ giãn dài: Là tỷ số giữa chiều dài của mẫu tại thời điểm bất kỳ trong quá

trình kéo và chiều dài ban đầu của mẫu thí nghiệm, tính bằng %

- Độ bền kháng xé: Là lực kháng xé của màng chống thấm ở tốc độ xé

50mm/phút, tính bằng N hoặc Lbs

- Độ bền kháng thủng (dạng thanh): Là lực kháng thủng của màng chống thấm

khi thanh chọc hình trụ có đường kính 8mm xuyên vuông góc với bề mặt màng với tốc độ 300mm/phút, tính bằng N hoặc Lbs

1.4 Các chữ viết tắt:

II Phương pháp Lựa chọn vμ thí nghiệm mμng chống thấm 2.1 Phương pháp lựa chọn vật liệu:

- Trường hợp người thiết kế không chỉ định đích danh loại màng CT cần sử dụng mà chỉ đưa ra yêu cầu kỹ thuật của màng, việc lựa chọn vật liệu phải qua các bước sau:

Bước 1: Thu thập thông tin: Trên cơ sở danh mục giới thiệu sản phẩm

của nhà sản xuất cung cấp, chọn một vài loại vật liệu có đặc tính kỹ thuật tương đương hoặc tốt hơn so với thiết kế

Bước 2: Kiểm tra: lấy mẫu từ nhóm vật liệu lựa chọn gửi tới các phòng

thí nghiệm hợp chuẩn để xác định các tính chất cơ lý Để tăng độ tin cậy, nên

đồng thời gửi mẫu đến các phòng thí nghiệm khác nhau

Bước 3: Lựa chọn nhà cung cấp: Từ các số liệu thí nghiệm kiểm tra mẫu

vật liệu, kết hợp các yếu tố khác như: khả năng cung cấp của nhà sản xuất, giá thành sản phẩm… chọn loại vật liệu đưa vào sử dụng

- Trường hợp trong bản vẽ thiết kế ghi rõ tên loại vật liệu cần sử dụng thì việc lựa chọn vật liệu bắt đầu từ bước 2

2.2 Phương pháp thí nghiệm xác định các tính chất cơ lý màng CT:

Các chỉ tiêu cơ lý và phương pháp thí nghiệm màng CT nêu ở bảng 2.1 Việc lựa chọn chỉ tiêu để thí nghiệm do tư vấn quy định cho từng loại công trình cụ thể

Bảng 2.1 Các chỉ tiêu và phương pháp thí nghiệm màng CT

STT Chỉ tiêu Phương pháp thí nghiệm Đơn vị đo

mil

3

kg/m3

3 Cường độ chịu kéo tại điểm đứt ASTM - D638/ DạngIV KN/m

4 Cường độ chịu kéo tại điểm uốn ASTM - D638/ DạngIV KN/m

5 Độ giãn dài tại điểm đứt ASTM - D638/ Dạng IV %

6 Độ giãn dài tại điểm uốn ASTM - D638/ Dạng IV %

2.2.1 Phương pháp xác định độ dày tiêu chuẩn màng CT theo tiêu chuẩn

ASTM - D5199

+ Phạm vi sử dụng:

Phương pháp này sử dụng để đo độ dày tiêu chuẩn cho vải, màng, lưới

và vật liệu địa kỹ thuật

+ Phương pháp đo:

Độ dày tiêu chuẩn của vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp được xác định bởi

khoảng cách giữa hai bản mặt của thiết bị đo khi tiếp xúc với hai mặt của vật

liệu với lực ép tiêu chuẩn 2 kPa cho vải địa kỹ thuật; 20 kPa cho màng địa kỹ

thuật trong thời gian 5 giây

+ Thiết bị thí nghiệm:

- Khuôn lấy mẫu: Chế tạo bằng thép, hình tròn đường kính 75mm (H.2.1)

- Thiết bị đo: Các bộ phận của thiết bị đo (Hình H.2.2) gồm:

* Đồng hồ bách phân có độ chính xác 0,02mm

* Bàn ép trên chuyển động lên xuống hình tròn có đường kính 56.4mm

(2.22 in) phía trên chất tải

Khi đo độ dày màng chống thấm, áp lực lên mẫu đo là 20 kPa ± 0.2

(2.9 ± 0,03 psi)

Khi đo độ dày vải địa kỹ thuật, áp lực lên mẫu đo là 2 kPa ± 0,02 (0.29

± 0,003 psi)

* Chiều dày tối đa cho phép của mẫu là 10mm

- Mẫu thí nghiệm: Mẫu thí nghiệm hình tròn, đường kính 75mm Lấy mẫu

bằng dụng cụ chuẩn (H.2.1)

- Số lượng mẫu đo: 10 mẫu

- Điều hoà mẫu trong điều kiện: áp suất khí quyển; Nhiệt độ: 21 ± 20C; Độ

liên tiếp mà trọng lượng mẫu thay đổi không quá 0,1% nhưng không dưới 2 giờ

+ Trình tự thí nghiệm:

Quá trình đo độ dày màng CT được tiến hành như sau:

- Chuẩn bị 10 mẫu đã được điều hoà trong điều kiện trên

- Chờ 5 giây đọc chỉ số trên đồng hồ bách phân kế và ghi kết quả

+ Tính toán kết quả:

Chiều dày màng CT là giá trị trung bình cộng của 10 mẫu thử

T = (T1+T2+…+T10)/10 mm ( 2.1)

2.2.3 Phương pháp xác định tỷ trọng tương đối và khối lượng riêng của màng

CT theo tiêu chuẩn ASTM - D792

- Xác định khối lượng của mẫu thử trong không khí

- Nhúng mẫu vào chất lỏng, xác định khối lượng của mẫu trong chất lỏng

- Tính tỷ trọng tương đối của mẫu từ đó suy ra tỷ trọng của mẫu

+ Thiết bị thí nghiệm:

- Cân phân tích có độ chính xác 0,05%;

- Kẹp giữ mẫu trong chất lỏng;

- Vật nhấn chìm mẫu vào chất lỏng (thường dùng cục chì) có đặc điểm: không

bị ăn mòn trong chất lỏng, có trọng lượng riêng không nhỏ hơn 7, có bề mặt trơn nhẵn không sắc nhọn;

- ống chứa chất lỏng có khắc vạch đo thể tích;

- Đo và hiệu chỉnh nhiệt độ của nước trong ống lường là: 23 ± 0,10C

- Cân mẫu bằng cân phân tích chính xác tới 0,1mg trong không khí

- Cân trọng lượng mẫu, kẹp giữ mẫu, vật nhấn chìm (nếu dùng) trong chất lỏng

+ Tính kết quả:

Tính tỷ trọng tương đối của mẫu theo công thức :

Sp 23/230C = a/(a + w - b) (2.2) Trong đó:

a: Khối lượng thực của mẫu trong không khí (không có kẹp giữ mẫu và vật nhấn mẫu)

b: Khối lượng thực của mẫu và kẹp giữ mẫu, vật nhấn chìm trong chất lỏng (nước)

w: Tổng khối lượng của kẹp giữ và vật nhấn chìm

Khối lượng riêng của mẫu được tính theo công thức sau:

D23 = Sp 23/230C x 997.5 ( 2.3 ) Trong đó: 997.5 là tỷ trọng của nước ở 230C

2.2.4 Phương pháp xác định cường độ chịu kéo của màng CT theo tiêu chuẩn ASTM-D638 dạng IV

+ Phạm vi áp dụng:

- Tiêu chuẩn ASTM - D638 dạng IV dùng để xác định các tính chất chịu kéo của màng CT có chiều dày nhỏ hơn hoặc bằng 4mm, trong điều kiện tiêu chuẩn về áp suất, nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ kéo

- Tiêu chuẩn ASTM -D638 dạng V, dạng II: áp dụng cho màng CT có độ dày < 7mm (0,28 in)

- Tiêu chuẩn ASTM - D638 dạng III: áp dụng cho màng CT có chiều dày từ 7mm đến 14 mm

+ Các tính chất chịu kéo của màng CT bao gồm:

- Cường độ chịu kéo tại điểm uốn (còn gọi là điểm tới hạn)

- Cường độ chịu kéo tại điểm đứt

- Độ giãn dài tại điểm uốn

- Độ giãn dài tại điểm đứt

+ Thiết bị thí nghiệm:

Thiết bị thí nghiệm gồm:

- Máy kéo vạn năng (mô tả hình H.2.3)

- Thiết bị đo độ căng (Extensionmeter)

- Micrometer: đo độ dày và chiều rộng mẫu thử

+ Mẫu thí nghiệm (Dạng IV):

Mẫu thí nghiệm có hình dạng (H2.4) và kích thước ở bảng 2.2

Bảng 2.2 Kích thước mẫu dạng IV

Kích thước mẫu mm In W- chiều rộng mặt cắt dải hẹp 6 0,25 L- chiều dài mặt cắt dải hẹp 33 1,3

W0- chiều rộng tổng thể mẫu 19 0,75

L0- chiều dài tổng thể mẫu 115 4,5

D- khoảng cách ngàm kẹp 65 2,5 R- bán kính đường tròn trong 14 0,56

R0 - bán kính đường tròn ngoài 25 1,0

+ Trình tự thí nghiệm :

- Điều hoà mẫu trong điều kiện: nhiệt độ: 23 ± 20C , độ ẩm: 50 ± 5%, thời gian: 40h

- Điều kiện thí nghiệm:

Thí nghiệm mẫu tiến hành dưới áp suất khí quyển: nhiệt độ: 23 ± 20C; duy trì

độ ẩm: 50 ± 5%

- Tốc độ kéo mẫu: Chọn theo bảng 2.3 Giá trị nhỏ dùng cho màng CT từ vật liệu polime nhân tạo, có độ giãn dài nhỏ Giá trị lớn dùng cho màng chống thấm từ vật liệu gốc cao su, có độ giãn dài khi kéo lớn

Mẫu thí nghiệm chế tạo theo dạng IV đối với loại màng CT mềm (dẻo)

có chiều dày nhỏ hơn hoặc bằng 4mm chọn tốc độ kéo 50mm/phút ± 10% (2 in ±10%)

Tính kết quả

- Đồ thị biểu diễn quan hệ lực kéo và độ dãn dài của mẫu do máy ghi lại có dạng điển hình như hình H 2.5 (còn gọi là đường cong ứng suất)

Đường quan hệ trên có những điểm đặc trưng sau:

* Điểm uốn (Yield point) hay còn gọi điểm tới hạn (điểm A): Là điểm

mà độ giãn dài tăng trong khi ứng suất kéo không tăng

* Điểm đứt (break point): là điểm tại đó mẫu thí nghiệm kéo bị phá huỷ hoàn toàn (điểm B)

- Tính cường độ chịu kéo và độ giãn dài:

* Cường độ chịu kéo tại điểm uốn (Tensile Strength at Yield point): là ứng suất xác định tại điểm uốn (giá trị AT ), tính bằng lực kéo tại điểm uốn chia cho bề rộng nhỏ nhất của mẫu Đơn vị đo là N/mm; KN/m hoặc Lbs/in

* Cường độ chịu kéo tại điểm đứt (Tensile Strength at break): là ứng suất lớn nhất (max) tại điểm phá huỷ mẫu ( điểm BT), tính bằng lực kéo đứt chia cho bề rộng nhỏ nhất của mẫu Đơn vị đo: N/mm; KN/m hoặc Lbs/in

- Tính phần trăm độ giãn dài (Percent Elongation) :

E(%) = (L - Lo)/Lo x100% ( 2.4 )

Trong đó:

L0: chiều dài ban đầu của mẫu tính bằng mm hoặc inch

L: Chiều dài mẫu tại thời điểm bất kỳ trong quá trình kéo

Trong đó: L0: khoảng cách ban đầu

L: khoảng cách tại điểm bất kỳ trên biểu đồ

Et=∫ dL/L=LnL/Ll o

2.2.5 Phương pháp xác định độ bền kháng xé của màng CT theo tiêu chuẩn: ASTM - D1004

+ Phạm vi sử dụng:

Tiêu chuẩn ASTM -D1004 dùng để xác định sức kháng xé của màng

CT ở tốc độ kéo (xé) 50mm/phút (2in/min) Đơn vị đo: N (Newton) hay Lbs (Pounds - Force)

+ Thiết bị thí nghiệm:

Thiết bị xác định độ bền kháng xé của màng CT là máy kéo vạn năng

được trình bày trong tiêu chuẩn xác định cường độ chịu kéo ASTM - D638 dạng IV

+ Mẫu thí nghiệm:

- Hình dạng và kích thước mẫu thí nghiệm xác định độ bền kháng xé của màng

CT theo tiêu chuẩn ASTM - D1004 trình bày trên hình H.2.6

- Độ chính xác đối với đơn vị đo chiều dài mẫu là ± 0,002’’(0.051mm)

- Độ chính xác đối với góc lượn của mẫu là ± 0,50

- Số lượng mẫu: Không ít hơn 10 mẫu cho mỗi chiều dọc và ngang cuộn

+ Điều hoà mẫu trong điều kiện:

Nhiệt độ 23 ± 20 C Độ ẩm 50 ± 5%

Thời gian: không ít hơn 40h cho một chu kỳ + Điều kiện thí nghiệm:

Nhiệt độ 23 ± 20 C Độ ẩm 50 ±5%

+ Trình tự thí nghiệm:

- Chọn ngàm kẹp mẫu có tiết diện 1 in (25,4mm)

- Chọn tốc độ kéo 50mm/phút (2 in/min )

- Đo độ dày của mẫu thử, đơn vị đo micron hoặc mil

- Lắp mẫu đo vào ngàm kẹp mẫu sao cho đường trục của mẫu trùng với đường trung tâm của ngàm kẹp mẫu

- Sau khi hoàn thiện các bước trên tiến hành thí nghiệm, cho máy chạy với tốc

độ kéo 50mm/phút

- Ghi giá trị lớn nhất (max) lực kháng xé của mỗi mẫu thử Lực kháng xé được tính bằng N (Newton) hay lbs (Pounds-force)

+ Tính toán kết quả:

- Độ bền kháng xé của màng theo mỗi chiều (ngang, dọc) là giá trị bình quân của các mẫu thử, xác định bằng cách lấy tổng giá trị lực kháng xé lớn nhất của các mẫu thử chia cho số mẫu thử

T(N) = ∑Ti/n (i=1…n) ( 2.8 )

Trongđó: n là số lượng mẫu thí nghiệm

- Trong trường hợp không yêu cầu xác định độ bền kháng xé theo mỗi chiều,

độ bền kháng xé của màng là giá trị trung bình độ bền kháng xé của 2 chiều

2.2.6 Phương pháp xác định độ bền kháng thủng của màng CT theo tiêu chuẩn ASTM - D4833

Thanh chọc nối trực tiếp với bộ cảm ứng lực bằng ren, trong suốt quá trình thí nghiệm diễn biến sức kháng thủng của vật liệu hiển thị trên màn hình máy tính hoặc màn hình chỉ thị của máy thí nghiệm

+ Mẫu thí nghiệm:

Mẫu được chế tạo từ khuôn lấy mẫu hình tròn đường kính 100 ± 0,5mm Số lượng từ 10 đến 15 mẫu và điều hoà trong điều kiện tiêu chuẩn:

- Nhiệt độ 21 ± 2 oC

- Độ ẩm 65 ± 5%

- Thời gian điều hoà mẫu ít nhất là sau 5h đem kiểm tra khối l−ợng Nếu khối l−ợng mẫu giữa 2 lần cân liên tiếp không sai số quá 0,1% thì tiến hành thí nghiệm

- Chọn tốc độ chạy máy là: 300mm/phút ± 10 (12 ± 1/2 in)

- Cho máy chạy và ghi giá trị tối đa sức kháng thủng của toàn bộ số mẫu thử

+ Tính toán kết quả:

Sức kháng thủng (dạng thanh) của màng CT là giá trị trung bình cộng giá trị của tất cả mẫu thử và đ−ợc tính bằng Newton (N)

T(N) = ∑Pi / n ( 2.9 ) Trong đó: n là số l−ợng mẫu thử

26.9550.8

Ф8±0.1

H.2.8:Thanh chäc H.2.7:ThiÕt bÞ kÑp mÉu

6Ф8mm

MÉu TN

III Phương pháp thiết kế hồ chứa dung tích vừa vμ nhỏ có

sử dụng mμng chống thấm

Khuyến cáo chung:

- Màng chống thấm không có tính năng gia cố chỉ sử dụng với mục đích duy nhất để chống thấm cho công trình

- Độ ổn định của toàn khối công trình là yếu tố quyết định cho sự bền vững của lớp màng chống thấm

- Khi thiết kế các công trình sử dụng màng chống thấm phải chú ý tạo điều kiện thuận lợi cho công đoạn hàn nối sau này (chẳng hạn: mái không quá dốc, giảm tối đa các đường gấp khúc, đặc biệt không nên thiết kế mái dạng bậc thang…) vì chất lượng của công đoạn hàn nối màng chống thấm quyết định chất lượng của toàn công trình

- Màng chống thấm chịu nhiều rủi ro trong quá trình vận chuyển, thi công lắp

đặt, vận hành và quản lý công trình do vậy cần tuân thủ đầy đủ các qui trình, qui phạm hướng dẫn trong tiêu chuẩn và có biện pháp giám sát chặt chẽ trong qúa trình thi công, vận hành và quản lý công trình

- Tuổi thọ của màng chống thấm trong điều kiện tự nhiên rất cao (từ 25năm

đến 30 năm), do vậy nếu áp dụng các biện pháp bảo vệ hữu hiệu (chống cháy, chống phá hoại của người xấu, gia súc: trâu, bò… và rủi ro của tự nhiên: lở

đất, đá lăn, cây đổ…) thì không cần thiết kế lớp bảo vệ bề mặt màng chống thấm

3.1 Các yếu tố cơ bản tính toán dung tích hồ chứa nước sinh hoạt:

3.1.1 Các bước công nghệ thiết kế hồ chứa dung tích vừa và nhỏ phục vụ cấp nước sinh hoạt cho đồng bào dân tộc miền núi, hải đảo gồm:

3.1.2 Dung tích hồ chứa được tính toán thiết kế theo 2 yếu tố sau:

+ Nhu cầu: V= A x B x C + M ( 3.1 )

Trong đó:

V: Dung tích thiết kế hồ chứa ( m3 )

A: Định mức sử dụng nước của 1 người trong 1 ngày (lít/người ngày)

B: Tổng số người sử dụng nước

C: Tổng số ngày sử dụng nước

M: Tổng khối lượng nước thất thoát do bốc hơi

Công thức này còn áp dụng để tính dung tích hồ chứa lớn hơn phục tưới cho cây trồng (chè, cà phê…) Khi đó:

A: Định mức tưới cho 1 đơn vị diện tích trong 1 lần (m3/ha.lần)

B: Tổng diện tích tưới (ha)

C: Tổng số lần tưới trong năm (lần)

+ Nguồn cấp: Để mức nước trong hồ đạt được dung tích thiết kế cần dựa vào

các tài liệu thuỷ văn, thuỷ lực để tính diện tích mái hứng nếu nguồn cấp là nước mưa, dựa vào các số liệu khảo sát trữ lượng, lưu lượng của mạch lộ hoặc khe suối nếu nguồn cấp là mạch lộ hoặc khe suối (khe suối này chỉ có nước

Hệ thống cấp nước Cấp trực tiếp

Cấp gián tiếp

3.2 Thiết kế mái:

Hồ chứa có dạng hình học bất kỳ, mái có thể thiết kế nửa chìm nửa nổi kè rọ

đá hoặc đất đắp ( H.3.2 và H.3.3)

Yêu cầu kỹ thuật thiết kế mái:

- Đỉnh mái cách mặt đất tự nhiên ít nhất 0.5m

- Độ dốc mái phụ thuộc vào kết quả tính toán ổn định

- Dạng mái thiết kế phải tạo điều kiện thuận lợi cho công đoạn trải, hàn màng chống thấm sau này Không nên thiết kế dạng mái hình bậc thang

- Mái phải đạt độ ổn định tốt nhất: Vận dụng các biện pháp gia cố trong từng

điều kiện cụ thể (sử dụng các loại vật liệu như: geotextiles, geonet, cọc, kè, gabion…) để mái đạt được sự ổn định tốt nhất Vì đây là một trong những yếu

tố cơ bản quyết định chất lượng công trình sau này

- Đối với hồ chứa có chiều sâu lớn (H>5m) nên thiết kế từ 1ữ2 cơ để tăng độ

ổn định mái

3.3 Hệ thống tiêu ngầm và thoát khí :

Toàn bộ lòng hồ và mái phải thiết kế hệ thống tiêu thoát nước ngầm và thoát khí (xem sơ đồ bố trí tổng thể hình H.3.6) dạng rãnh kết hợp với đá, sỏi, ống khoan lỗ cuốn bằng vải lọc xung quanh (H.3.4a & H.3.4b)

Các rãnh thoát nước này dẫn đến giếng bơm hoặc thoát trực tiếp Khí

được thoát trực tiếp qua hệ thống ống dẫn bố trí xung quanh mái ra ngoài

Các rãnh thoát nước phải bảo đảm yêu cầu kỹ thuật sau:

- Kích thước rãnh tiêu ngầm thiết kế theo kết quả tính toán từ các tài liệu khảo sát lưu lượng nước ngầm và thuỷ lực

- Rãnh tiêu dốc về phía giếng thu

- Hệ thống thoát nước, thoát khí mái có thể sử dụng ống nhựa đường kính chọn

từ kết quả tính toán trên cơ sở các số liệu khảo sát lưu lượng nước ngầm và tính toán thuỷ lực, khoan lỗ cuốn vải lọc xung quanh chôn dọc mái, khoảng cách

đặt ống lấy theo kết quả tính toán trên cơ sở khảo sát nước ngầm và thuỷ lực

3.4 Rãnh neo:

Để gim mép màng CT, có hình dạng và kích thước như hình H.3.5a và H.3.5b (áp dụng 1 trong 2 dạng trên) Đất đổ vào rãnh neo sau khi lắp đặt màng chống thấm được đầm kỹ, ít nhất phải đạt 95% trị số Proctor

3.5 Các biện pháp bảo vệ màng CT:

Những hồ chứa xây dựng trên vùng đất chứa nhiều sỏi sạn, vỏ hầu hà,

đá dăm… có nguy cơ làm thủng lớp màng chống thấm, cần thiết kế lớp bảo vệ phía dưới màng CT Màng CT sau lắp đặt xong phải có biện pháp bảo vệ bề mặt để chống cháy và các tác động cơ học như: đá lăn, cây đổ, sóng gió… (xem hình H.3.7)

Giải pháp thông dụng để bảo vệ màng CT như sau:

+ Lớp bảo vệ phía dưới màng chống thấm:

- Bảo vệ bằng Cát và vải lọc: Trường hợp nền có khe nứt hoặc nền là vật liệu rỗng xốp…thì rải 1 lớp vải lọc sau đó đổ cát lên trên để tạo lớp bảo vệ mặt dưới màng CT

Khi rải vải lọc phải bảo đảm khoảng cách chồng mép ít nhất là 20cm trong trường hợp không dùng máy khâu nối

Không cần lớp bảo vệ nếu nền là đất không có sỏi sạn, vỏ hầu hà… chỉ cần đầm chặt đất tự nhiên sau đó rải trực tiếp màng CT

- Độ dày: Độ dày lớp bảo vệ phải lớn hơn đường kính hạt lớn nhất (sỏi sạn, đá dăm, vỏ sò…) của nền phía dưới màng để tránh các vật sắc nhọn đâm thủng màng CT

+ Lớp bảo vệ phía trên màng chống thấm :

- Thường sử dụng lớp bảo vệ bằng bê tông cốt thép thi công trực tiếp hoặc lắp ghép:

* Bê tông cốt thép thi công trực tiếp: Thi công thành từng ô diện tích mỗi ô từ 4 ữ 6m2, trải lớp đệm (vỏ bao ximăng, vải dứa hoặc vải lọc) trước khi

đặt cốt thép Trít mạch giữa các ô bằng vữa ximăng cát vàng

* Bê tông tấm lát: Phải thiết kế dầm phân ô và có thêm lớp đệm bề mặt màng CT ( nên sử dụng vải Điạ kỹ thuật) trước khi lắp đặt tấm bê tông

- Độ dày của tấm bê tông: Trong từng điều kiện cụ thể tính toán sao cho bảo

đảm sự bền vững và ổn định trong quá trình khai thác, vận hành công trình Chú ý tác động, ảnh hưởng của sóng gió…

3.6 Hệ thống mái hứng, cửa xả nước bẩn, cửa thu và lọc thô:

- Diện tích mái hứng tính toán trên cơ sở lượng nước cần thu Dựa vào các tài liệu thuỷ văn và dung tích hồ chứa

+ Hệ thống cửa thu+lọc thô và cửa xả nước: Thiết kế như hình H.3.8 Nguyên lý làm việc của hệ thống này như sau:

Nước từ mái hứng theo rãnh dẫn dòng chảy vào mương thu Mở cửa xả

để thoát nước bẩn (rác, lá cây, phân trâu, bò…) của trận mưa đầu mùa, sau đó

đóng lại trong suốt quá trình thu nước Cửa thu được chắn bằng các tấm bê tông lỗ, giữa các tấm chắn đổ vật liệu lọc (như: Cát, đá, sỏi, than củi, vải lọc…) Nước qua cửa thu đã được loại bỏ các chất bẩn cơ học có kích thước lớn, do vậy cửa thu còn đóng vai trò hệ lọc thô Khi thiết kế cửa thu kèm theo chức năng lọc thô cần tính toán số lượng cửa, tiết diện cửa và chọn vật liệu lọc hợp lý sao cho tổng lưu lượng nước chảy vào hồ đáp ứng đủ dung tích thiết kế

3.9 Lọc tinh: Dây chuyền đầy đủ công nghệ xử lý nước mặt như sau:

Dựa vào chất lượng nước thu được và điều kiện cho phép để chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước mặt sao cho đạt tiêu chuẩn nước sạch và rẻ nhất

Hồ chứa Trạm bơm Bể trộn Bể phản ứng Bể

Lắng ngang

Bể lọc

Bể nước sạch

Thiết bị khử trùng

H≥0.5m

Đất tự nhiên Đất tự nhiên

H.3.2: Mái nửa chìm nửa nổi kè rọ đá

H≥0.5m

H.3.3:Mái nửa chìm nửa nổi đất đắp

H.3.8: Cöa thu vµ läc th«

60x120cm 1m

H.3.5a: R∙nh neo d¹ng U H.3.5b: R∙nh neo d¹ng V

1 m 75x30cm

Líp b¶o vÖ phÝa d−íi

Líp b¶o vÖ bÒ mÆt Mµng chèng thÊm

V¶i läc NÒn

H.3.7: C¸c líp b¶o vÖ mµng chèng thÊm

èng tho¸t khÝ m¸ièng dÉn n−íc, khÝ m¸i

GiÕng tËp trung n−ícR·nh tiªu ngÇm