Việc cải thiện khả năng chịu động đất của đường ống cấp nước có hai mục tiêu chính: một là đảm bảo khả năng truyền tải nước, ngăn ngừa mất áp lực nước trên diện rộng, để có thể cung cấp nước cho các cơ sở cứu hỏa và thiết bị quan trọng trong trường hợp khẩn cấp; hai là giảm thiểu hư hỏng đường ống, tạo điều kiện cho việc sửa chữa nhanh chóng. Nói cách khác, khi đối mặt với thảm họa động đất, hệ thống cấp nước cần có khả năng thích ứng cao hơn.
Việc ngăn ngừa vỡ đường ống nước chính là điều cần thiết để duy trì hoạt động bình thường của hệ thống cấp nước. Hệ thống đường ống PE4710 (tương đương với PE100) có khả năng vỡ và rò rỉ thấp nhất trong tất cả các loại đường ống cấp nước, giúp đạt được tất cả các mục tiêu trên.
Sự lan truyền sóng và biến dạng vĩnh viễn của nền đất là nguyên nhân chính gây hư hỏng đường ống ngầm. Do sự tồn tại của lực dọc và ứng suất uốn, chuyển động của nền đất dẫn đến biến dạng dọc và uốn trong đường ống. Vật liệu có độ cứng cao (ứng suất cho phép cao) thường có khả năng biến dạng hạn chế. Vật liệu dẻo, đại diện là polyethylene (PE) (ứng suất cho phép thấp) có khả năng biến dạng và độ dẻo dai tốt.
Khả năng chịu động đất của hệ thống đường ống được thể hiện qua khả năng thích ứng với biến dạng bề mặt. Rung chấn địa chấn hoặc sự lan truyền sóng địa chấn có thể gây ra biến dạng trong đất đủ để làm hỏng ngay cả những đường ống dễ bị tổn thương nhất. Nứt đứt, lở đất, đất chuyển sang bùn và sự lún và/hoặc lan rộng theo chiều ngang, sụt lún và nâng nền đất có thể gây ra biến dạng đất lớn hơn, dẫn đến hư hại cho các khu vực rộng lớn của đường ống ngầm. Bảng B-1 liệt kê dữ liệu biến dạng đất được quan sát trên toàn thế giới do biến dạng đất vĩnh viễn.
Bảng B-1 Biến dạng mặt đất quan sát được do biến dạng mặt đất vĩnh viễn
Phạm vi biến dạng nền cần thiết cho đường ống nằm trong khoảng từ 0,05% đến 4,5%. Trong báo cáo năm 2008 của Viện Nghiên cứu Điện lực Hoa Kỳ, các phép đo khả năng biến dạng của vật liệu PE4710 đã được đưa ra. Ở nhiệt độ 50°F (10°C), biến dạng kéo trung bình của ống PE4710 là 9,9%, trong khi biến dạng kéo cực đại trung bình là 206%. Ống polyethylene sẽ di chuyển để phản ứng với chuyển động của mặt đất, thay vì chống lại tải trọng có thể khiến ống cứng hoặc giòn bị vỡ. Trong hầu hết các trường hợp động đất, ống polyethylene mật độ cao (HDPE) được hàn (hàn) sẽ uốn cong, nhưng sẽ không bị vỡ hoặc tách rời (kết nối không kín), do đó duy trì nguồn cung cấp nước bình thường. Cần lưu ý rằng tất cả các kết nối của ống PE với các cấu trúc, cơ sở phụ trợ và các thành phần khác có thể phải chịu tải trọng chênh lệch cao hơn. Việc kết nối các bộ phận này phải được lập kế hoạch và thiết kế cẩn thận để giảm nguy cơ vỡ.
Biến dạng giới hạn chảy kéo của ống PE4710 xấp xỉ gấp đôi biến dạng nền đất do cường độ cực đại quan sát được, và biến dạng cực đại của ống PE4710 lớn hơn 40 lần biến dạng nền đất cực đại. Hiệu suất thu được từ tính toán lý thuyết phù hợp với việc sử dụng đường ống polyethylene trong động đất. Đường ống cấp nước HDPE hàn đã hoạt động tốt trong trận động đất. Bảng B-2 cung cấp một số quan sát về các trận động đất trước đây ở Nhật Bản (Omuro và Himono, 2018).
Bảng B-2 Dữ liệu quan sát được trong các trận động đất trước đây ở Nhật Bản
Cần đánh giá hiệu suất địa chấn của đường ống, bao gồm độ bền, khả năng chịu biến dạng dọc trục, bán kính uốn cho phép, cường độ mối nối, độ ổn định và tình trạng đường ống hiện tại. Nhiều kinh nghiệm về địa chấn cho thấy đường ống chính cấp nước HDPE theo tiêu chuẩn ASTM có thể duy trì hoạt động bình thường trong hầu hết các điều kiện tải trọng động đất. Khi yêu cầu về hiệu suất địa chấn của đường ống chính cấp nước cao, nên cân nhắc sử dụng ống HDPE hàn, vì hiệu suất địa chấn của ống HDPE đáng tin cậy hơn, và chúng có thể thích ứng với các biến dạng khác nhau của nền đất do động đất tạo ra và duy trì hoạt động bình thường.
CHUANGRONGis a share industry and trade integrated company, established in 2005 which focused on the production of HDPE Pipes, Fittings & Valves, PPR Pipes, Fittings & Valves, PP compression fittings & Valves, and sale of Plastic Pipe Welding machines, Pipe Tools, Pipe Repair Clamp and so on. If you need more details, please contact us +86-28-84319855, chuangrong@cdchuangrong.com, www.cdchuangrong.com
Thời gian đăng: 06-03-2025
