ỐNG THOÁT NƯỚC CHO HẦM GIAO THÔNG: NƯỚC ĐƯỢC THU GOM VÀ ĐƯA RA KHỎI HẦM NHƯ THẾ NÀO?

Ống thoát nước cho hầm giao thông là một phần của hệ thống an toàn công trình chứ không đơn thuần là đường ống dẫn nước đặt dưới mặt đường. Trong hầm, nước mưa từ cửa hầm, nước thấm, nước vệ sinh và thậm chí chất lỏng phát sinh khi xảy ra sự cố đều phải được thu gom có kiểm soát. Nếu hệ thống thoát không đủ năng lực, nước có thể tích tụ tại điểm thấp, ảnh hưởng mặt đường, thiết bị điện – cơ và khả năng lưu thông.

Do đó, thiết kế cần nhìn toàn bộ hành trình của nước từ mặt đường đến điểm xả cuối cùng, đồng thời tuân thủ yêu cầu riêng về an toàn cháy, tải trọng, môi trường và khả năng bảo trì. Với các hạng mục cấp thoát nước và hạ tầng phụ trợ phù hợp của công trình, Phú An Khang cung cấp các sản phẩm ống và phụ kiện Nhựa Tiền Phong chính hãng theo từng điều kiện sử dụng thực tế.

Một hầm giao thông có thể phải xử lý nhiều loại nước cùng lúc

Ống thoát nước cho hầm giao thông

Khác với đường ngoài trời, nước trong hầm không phải lúc nào cũng có thể tự chảy trực tiếp ra môi trường xung quanh.

Nguồn nước có thể gồm:

• nước mưa chảy từ đường dẫn vào cửa hầm;
• nước ngầm hoặc nước thấm qua kết cấu;
• nước vệ sinh hầm;
• nước từ hệ thống chữa cháy khi hoạt động;
• chất lỏng rò rỉ từ phương tiện trong trường hợp sự cố.

PIARC – Hiệp hội Đường bộ Thế giới – lưu ý rằng các đường hầm đô thị có lưu lượng giao thông lớn có thể cần được vệ sinh thường xuyên, thậm chí khoảng mỗi tháng trong một số trường hợp, tạo ra lượng nước thải chứa chất tẩy rửa cần được kiểm soát.

Do đó, ống thoát nước cho hầm giao thông phải được xem trong một hệ thống thu gom có khả năng xử lý cả điều kiện vận hành bình thường lẫn các tình huống bất thường đã được tính trong thiết kế.

Theo dõi một dòng nước để hiểu cấu trúc hệ thống thoát hầm

Một hệ thống điển hình có thể hình dung theo chuỗi:

Mặt đường → rãnh/miệng thu → đường ống → hố gom → máy bơm → tuyến đẩy → xử lý hoặc điểm xả.

Không phải hầm nào cũng sử dụng cấu hình giống nhau, nhưng tư duy theo chuỗi giúp tránh tình trạng chỉ tập trung vào đường kính của một đoạn ống.

Nước phải rời mặt đường trước tiên

Mặt đường được bố trí độ dốc để dẫn nước về rãnh hoặc điểm thu.

Nếu cao độ mặt đường không phù hợp, nước có thể đọng trước khi kịp đi vào ống.

Vì vậy, khả năng thoát nước phụ thuộc vào cả:

độ dốc mặt đường + khả năng của miệng thu + kích thước rãnh + đường ống phía sau.

Một đường ống lớn không có nhiều ý nghĩa nếu cửa thu bị tắc hoặc đặt sai vị trí.

Nước được dẫn về vị trí thấp của hầm

Trong đoạn có thể thoát nhờ trọng lực, nước tiếp tục di chuyển theo tuyến tự chảy.

Khi đến vị trí thấp mà không thể tự thoát ra ngoài, nước thường phải được tập trung vào hố gom.

FHWA nhấn mạnh rất ngắn gọn:

“Good design anticipates drainage needs.”

Tức thiết kế tốt phải dự liệu nhu cầu thoát nước từ trước, thay vì chờ công trình xảy ra ngập mới bổ sung giải pháp.

Máy bơm đưa nước vượt khỏi cao độ hầm

Từ hố gom, máy bơm đưa nước qua đường ống chịu áp đến vị trí có thể xử lý hoặc thoát đi.

Lúc này đường ống không còn làm việc như một tuyến thoát trọng lực thông thường.

Nó phải được tính theo:

• lưu lượng bơm;
• cột áp;
• áp suất vận hành;
• biến động áp lực;
• phương án dự phòng.

Vật liệu cho ống thoát nước trong hầm không thể chọn giống nhà ở

Đây là điểm đặc biệt quan trọng.

Trong nhà ở, PVC-U được sử dụng rất phổ biến cho đường thoát nước. HDPE cũng có nhiều ứng dụng trong nước thải, đường chôn ngầm và hạ tầng.

Nhưng hầm giao thông là môi trường có yêu cầu an toàn cháy đặc biệt.

Hướng dẫn kỹ thuật về hầm đường bộ của FHWA nêu rằng hệ thống drainage trong hầm phải xem xét cả nước xâm nhập và yêu cầu chữa cháy, đồng thời khuyến cáo không sử dụng PVC, fiberglass hoặc các vật liệu cháy được khác tại hệ thống này vì lý do an toàn.

Điều đó có nghĩa không nên viết một cách đơn giản:

“Ống PVC-U là lựa chọn phù hợp cho hệ thống thoát nước trong hầm giao thông.”

Trong dự án thực tế, vật liệu cho tuyến nằm trong hầm phải tuân theo:

quy chuẩn – tiêu chuẩn áp dụng + thiết kế PCCC + specification dự án + yêu cầu của chủ đầu tư.

Không được tự ý thay sang ống nhựa chỉ vì nhẹ hoặc dễ lắp.

Vậy HDPE và PVC-U Nhựa Tiền Phong có thể xuất hiện ở đâu?

Cần phân biệt giữa hệ drainage an toàn chính bên trong hầm và các hạng mục cấp thoát nước phụ trợ của toàn công trình.

HDPE

HDPE có thể phù hợp với nhiều tuyến:

• thoát nước hoặc cấp nước ngoài khu vực hầm;
• đường chôn ngầm kết nối công trình;
• tuyến hạ tầng bên ngoài;
• nước thải phù hợp với đặc tính vật liệu;

nếu hồ sơ thiết kế cho phép.

HDPE có ưu điểm về độ dẻo dai, không bị gỉ và khả năng kháng nhiều tác nhân hóa học. Tuy nhiên, không nên mặc định đưa HDPE vào tuyến drainage nằm trong vùng có yêu cầu chống cháy mà chưa kiểm tra specification.

PVC-U

PVC-U vẫn phù hợp với nhiều mạng thoát nước tại:

• nhà điều hành;
• khu vệ sinh;
• công trình phụ trợ;
• tuyến ngoài vùng hầm có điều kiện sử dụng phù hợp.

PVC-U nhẹ, bề mặt trong nhẵn và dễ thi công nhưng không dẫn nước nóng, không phù hợp với UV kéo dài nếu không được bảo vệ và có thể bị hạn chế tại khu vực hầm vì yêu cầu an toàn cháy.

PP-R và PP-R UV

PP-R phù hợp hơn với cấp nước nóng lạnh tại nhà điều hành hoặc khu chức năng phụ trợ.

Nếu tuyến phải đi ngoài trời, PP-R UV là lựa chọn phù hợp hơn nhờ lớp ngoài hỗ trợ chống tác động của tia UV.

Tại sao hố gom và máy bơm là điểm sống còn ở đoạn thấp?

FHWA yêu cầu các hố gom và bơm thường được bố trí tại những điểm thấp và khu vực cửa hầm khi cần ngăn nước chảy vào.

Dung tích hố gom phải phối hợp với chu kỳ hoạt động của bơm.

Nếu lượng nước chảy vào nhanh hơn khả năng bơm ra trong thời gian kéo dài, mực nước sẽ tiếp tục tăng dù hệ thống bơm vẫn hoạt động.

Với những hệ thống quan trọng, PIARC khuyến nghị xem xét nhiều bơm, nguồn điện được bảo vệ và khả năng tiếp cận bảo trì thuận tiện.

Điều này giúp tăng tính dự phòng khi một máy bơm cần sửa chữa hoặc xảy ra sự cố điện.

Cát, bùn và cặn có thể làm hỏng một thiết kế thủy lực tốt

Nước mặt đường không chỉ có nước.

Nó có thể mang theo:

• cát;
• bụi;
• bùn;
• rác;
• dầu;
• cặn từ phương tiện.

FHWA khuyến nghị hố gom có bộ phận giữ chất rắn, bẫy cát và giải pháp tách dầu – nhiên liệu theo yêu cầu.

Nếu cặn đi thẳng vào đường ống và bơm, tiết diện dòng chảy có thể giảm và thiết bị dễ gặp vấn đề hơn.

PIARC cũng cảnh báo nước đi qua bê tông có thể mang theo các hợp chất vôi và tạo cặn rắn trong hệ thống drainage của một số hầm cũ.

Bởi vậy, khả năng vệ sinh phải được tính ngay khi bố trí tuyến.

Đường ống không có điểm tiếp cận sẽ trở thành vấn đề khi bị tắc

Một hệ thống thoát hầm có thể hoạt động tốt trong những năm đầu nhưng vẫn cần bảo trì định kỳ.

FHWA yêu cầu khi kiểm tra hệ thống phải chú ý để đường ống drainage không chứa mảnh vụn, đồng thời kiểm tra hoạt động của:

• bơm;
• hố gom;
• van;
• cảm biến mực nước;
• bộ điều khiển.

PIARC cũng nhấn mạnh khoảng cách giữa các điểm tiếp cận cần cho phép làm sạch định kỳ.

Do đó, không nên thiết kế một tuyến dài với nhiều đoạn chuyển hướng rồi chôn kín hoàn toàn mà không có vị trí kiểm tra.

Ống thoát nước cho hầm giao thông phải được xem là thành phần của hệ thống an toàn gồm mặt đường, rãnh thu, đường ống, hố gom, bơm, xử lý nước và điều khiển.

Điểm khác biệt lớn nhất so với công trình dân dụng là yêu cầu về an toàn cháy và khả năng xử lý những tình huống bất thường. Vì vậy, không nên tự động sử dụng PVC-U hay HDPE cho tuyến drainage chính bên trong hầm chỉ vì các vật liệu này có nhiều ứng dụng cấp thoát nước ở công trình thông thường. Vật liệu phải tuân thủ specification và tiêu chuẩn của chính dự án.

HDPE, PVC-U, PP-R và PP-R UV vẫn có nhiều phạm vi ứng dụng phù hợp tại mạng hạ tầng ngoài hầm, nhà điều hành và các công trình phụ trợ khi được lựa chọn đúng chức năng.

Một hệ thống tốt phải thu được nước nhanh, đưa nước đến hố gom ổn định, bơm được nước ra ngoài và quan trọng không kém: có thể kiểm tra, vệ sinh và sửa chữa trong suốt vòng đời khai thác.

Để được tư vấn lựa chọn các sản phẩm ống và phụ kiện Nhựa Tiền Phong phù hợp cho hạ tầng cấp thoát nước và các hạng mục phụ trợ của công trình, liên hệ Phú An Khang – Nhà Phân phối chính thức Nhựa Tiền Phong tại Quảng Ngãi.