Hai mục tiêu chính của việc cải thiện khả năng chịu động đất của đường ống cấp nước là: thứ nhất là đảm bảo khả năng truyền tải nước, ngăn ngừa tình trạng mất áp suất nước trên diện rộng, để có thể cung cấp nước cho các công trình chữa cháy và các cơ sở hạ tầng thiết yếu trong trường hợp khẩn cấp; thứ hai là giảm thiểu thiệt hại cho đường ống để tạo điều kiện thuận lợi 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.
Ngăn ngừa vỡ đường ống dẫn nước là điều thiết yếu để duy trì hoạt động bình thường của hệ thống cấp nước. Hệ thống đường ống PE4710 (tương đương PE100) có xác suất vỡ và rò rỉ thấp nhất so với bất kỳ loại ống dẫn nước nào khác, giúp đạt được tất cả các mục tiêu nêu trên.
Sự lan truyền sóng và biến dạng đất vĩnh viễn là những nguyên nhân chính gây hư hại đường ống ngầm. Do sự tồn tại của lực dọc trục và ứng suất uốn, chuyển động của đất dẫn đến biến dạng dọc trục và biến dạng uốn trong đường ống. Các vật liệu có độ cứng cao (ứng suất cho phép cao) thường có khả năng biến dạng hạn chế. Các vật liệu dẻo, điển hình là polyetylen (PE) (ứng suất cho phép thấp), có khả năng biến dạng và độ bền tốt.
Khả năng chịu động đất của hệ thống đường ống được thể hiện qua khả năng thích ứng với biến dạng bề mặt. Sự rung lắc do động đất hoặc sự lan truyền sóng địa chấn có thể gây ra biến dạng trong lòng đất đủ để làm hư hại ngay cả những đường ống dễ bị tổn thương nhất. Sự nứt gãy, sạt lở đất, sự biến đổi đất thành bùn và sự lún sụt và/hoặc dịch chuyển ngang do đó, sự sụt lún và nâng lên của mặt đất có thể gây ra biến dạng đất lớn hơn, dẫn đến hư hại cho các khu vực rộng lớn có đường ống ngầm. Bảng B-1 liệt kê dữ liệu về 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 vĩnh viễn của mặt đất
Phạm vi biến dạng mặt đất cần thiết cho đường ống là từ 0,05% đến 4,5%. Trong một báo cáo năm 2008 của Viện Nghiên cứu Điện lực Hoa Kỳ, các phép đo khả năng chịu biến dạng của vật liệu PE4710 đã được đưa ra. Ở nhiệt độ 50°F (10°C), độ biến dạng chảy trung bình của ống PE4710 là 9,9%, trong khi độ biến dạng kéo tối đa trung bình là 206%. Ống polyetylen sẽ chuyển động theo chuyển động của mặt đất, thay vì chống lại các tải trọng có thể làm vỡ các ống cứng hoặc giòn. Trong hầu hết các sự kiện địa chấn, ống polyetylen mật độ cao (HDPE) được hàn sẽ uốn cong, nhưng sẽ không bị vỡ hoặc tách rời (mối nối không kín), do đó duy trì nguồn cung cấp nước bình thường. Cần lưu ý rằng tất cả các mối nối của ống PE với các cấu trúc, cơ sở phụ trợ và các bộ phận khác có thể chịu tải trọng chênh lệch cao hơn. Việc kết nối các bộ phận này cần được lập kế hoạch và thiết kế cẩn thận để giảm nguy cơ vỡ.
Độ biến dạng kéo của ống PE4710 xấp xỉ gấp đôi độ biến dạng của đất do cường độ cực đại quan sát được gây ra, và độ biến dạng tối đa của PE4710 lớn hơn 40 lần độ biến dạng cực đại của đất. 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 kín đã hoạt động tốt trong trận động đất. Bảng B-2 đưa ra một số quan sát về các trận động đất trong quá khứ 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 khả năng chịu động đất của đường ống, bao gồm độ bền, khả năng chịu biến dạng dọc trục, bán kính uốn cho phép, độ bền mối nối, độ ổn định và tình trạng hiện tại của đường ống. Nhiều kinh nghiệm về động đất cho thấy rằng các đường ống dẫn nước chính bằng HDPE tuân 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 khả năng chịu động đất của đường ống dẫn nước chính cao, nên xem xét sử dụng ống HDPE hàn, vì khả năng chịu động đất của ống HDPE đáng tin cậy hơn, chúng có thể thích ứng với các biến dạng khác nhau của mặt đất do động đất gây 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 bài: 06/03/2025
