Quy định ống gang cầu EN 545 cho cải tạo tuyến ống nước không đào

Cải tạo đường ống nước không đào có thể bảo vệ đường sá, giảm xáo trộn bề mặt và rút ngắn thời gian giao thông hoặc các hoạt động lân cận bị ảnh hưởng. Tuy nhiên, phương pháp này cũng tập trung rủi ro xuống dưới lòng đất: sau khi lắp đặt bắt đầu, ống phải chịu được lực kéo, lực kích, áp lực cục bộ của nền đất, thay đổi về tuyến hướng và áp suất vận hành của đường ống được cải tạo. Vì lý do đó, việc quy định ống gang dẻo EN 545 nên bắt đầu từ phương pháp lắp đặt và các điều kiện nền đất đã được xác minh — không chỉ dựa vào đường kính danh nghĩa.

Quyết định cốt lõi là quy định một hệ thống ống hoàn chỉnh bao gồm ống áp lực phù hợp EN 545, bố trí mối nối phù hợp với chuyển động kéo và góc dự kiến, bảo vệ chống ăn mòn phù hợp với môi trường đất và kích thước tương thích với phương pháp không đào. Thân ống bền chắc là quan trọng, nhưng hiệu quả cải tạo thường phụ thuộc không kém vào khả năng chống kéo của mối nối, tải trọng lắp đặt, hình học hố thi công và chi tiết chuyển tiếp tại các điểm kết nối hiện có.

Bắt đầu từ phương pháp cải tạo vì phương pháp này thay đổi yêu cầu đối với ống

“Không đào” bao gồm một số phương pháp có yêu cầu cơ học rất khác nhau. Phá ống, luồn ống, khoan định hướng ngang, khoan có dẫn hướng và lắp đặt kích đẩy đoạn ngắn không tạo tải trọng lên sản phẩm theo cùng một cách. Một quy cách phù hợp cho thay thế đào mở có thể không đầy đủ đối với lắp đặt kéo vào hoặc lắp đặt có mối nối chống kéo.

• Luồn ống: Ống mới được đưa vào bên trong ống chủ hiện có. Đường kính ngoài, cấu hình đầu loe, biên dạng mối nối, không gian hố đưa ống vào và ma sát trong quá trình luồn trở thành các yếu tố then chốt. Đường kính trong bị giảm sau cải tạo cũng cần được xem xét về thủy lực.
• Phá ống: Ống thay thế có thể chịu lực kéo lớn và lực cản không đều từ ống chủ bị phá vỡ cùng đất xung quanh. Thiết kế cần có đường truyền tải trọng rõ ràng và hệ thống mối nối không bị tách rời dưới lực kéo lắp đặt.
• Khoan định hướng hoặc lắp đặt có dẫn hướng: Độ cong, độ ổn định của lỗ khoan, lực kéo, quản lý dung dịch khoan và góc vào phải được xem xét đồng thời. Độ lệch cho phép tại từng mối nối không thể thay thế việc kiểm soát bán kính tổng thể của lỗ khoan.
• Kích từ các hố thi công: Tải trọng nén, độ thẳng hàng, truyền lực đẩy và bảo vệ đầu ống cần được xem xét kỹ thuật đặc biệt. Không nên mặc định các mối nối đẩy tiêu chuẩn phù hợp để truyền lực kích trừ khi toàn bộ bố trí được thiết kế cho mục đích đó.

Trước khi ban hành quy cách mua sắm, hãy yêu cầu nhà thầu lắp đặt xác định phương pháp đề xuất, lực lắp đặt tối đa, độ cong dự kiến, kích thước hố thi công và mọi chướng ngại vật dự kiến. Đây là các đầu vào thiết kế, không phải chi tiết hiện trường để xử lý sau khi giao hàng.

Xác định điều kiện vận hành trước khi chọn cấp áp lực và thiết kế thành ống

Ống gang dẻo EN 545 được dùng cho các ứng dụng nước, nhưng quy cách dự án cần nêu rõ điều kiện vận hành thực tế: áp suất vận hành bình thường, áp suất tăng đột biến dự kiến, áp suất thử, cột áp tĩnh và mọi điều kiện chân không hoặc quá độ có thể xảy ra khi nạp nước, xả nước hoặc vận hành bơm. Việc lựa chọn cấp áp lực cần được phối hợp với các giá trị này và với đường kính, thay vì được xem như một hạng mục tiêu chuẩn.

Cấu hình ống K9 có thể phù hợp khi thiết kế thủy lực và kết cấu hỗ trợ điều đó. Dữ liệu ống được cung cấp choỐng gang dẻo K9 bao gồm dải kích thước DN80–DN2600, áp suất làm việc 1.0–1.6 MPa, độ bền kéo ít nhất 420 MPa và độ giãn dài ít nhất 10%. Các giá trị này là điểm khởi đầu hữu ích, nhưng không loại bỏ nhu cầu xác nhận điều kiện tăng áp của dự án, tải trọng lắp đặt không đào và các ràng buộc về kết nối.

Không nên ghi yêu cầu áp suất mà không nêu rõ yêu cầu đó đề cập đến vận hành liên tục, thử thủy tĩnh hay điều kiện quá độ. Ngôn ngữ áp suất mơ hồ có thể dẫn đến một loại ống có vẻ đủ trong vận hành bình thường nhưng chưa được đánh giá cho giai đoạn khắt khe nhất trong vòng đời của nó.

Lựa chọn mối nối thường là điểm quyết định thành công hoặc thất bại của quy cách không đào

Trong các đường ống chôn ngầm thông thường, mối nối đẩy linh hoạt có thể đáp ứng độ lệch góc và chuyển động nền đất hạn chế trong khi vẫn duy trì độ kín. Tính linh hoạt này vẫn có giá trị trong công tác cải tạo, đặc biệt khi hố tiếp cận bị hạn chế hoặc không thể tránh được các điều chỉnh nhỏ về hướng tuyến. Tuy nhiên, mối nối linh hoạt không tự động là mối nối chống kéo.

Khi phương pháp lắp đặt tạo ra lực kéo dọc trục, khi lực đẩy không thể được kháng lại bằng các khối chặn lực thông thường, hoặc khi chuyển động nền đất trong tương lai có thể tạo ra lực dọc trục, quy cách cần xác định chiến lược chống kéo phù hợp. Điều này có thể bao gồm mối nối tự chống kéo, các đoạn chiều dài có chống kéo được thiết kế, hoặc neo kỹ thuật tại các đoạn cong, tê, van và điểm kết nối. Phương án cần thiết phụ thuộc vào trường hợp tải trọng và bố trí mạng lưới.

Các câu hỏi cần giải quyết trong bảng mối nối

• Chuỗi ống sẽ được kéo, đẩy hay cả hai trong quá trình lắp đặt?
• Lực kéo lớn nhất dự kiến là bao nhiêu, bao gồm ma sát và dự phòng?
• Có cần độ lệch mối nối để đi theo hướng tuyến thiết kế không, và độ lệch cho phép trên mỗi mối nối là bao nhiêu?
• Các đoạn cong hoặc thay đổi hướng có nằm trong khu vực hố thi công hạn chế không?
• Lực đẩy sẽ được kiểm soát như thế nào tại van, nhánh trụ cứu hỏa, đầu cuối cụt và các vị trí chuyển tiếp?
• Vòng đệm kín có phù hợp với nước được dẫn truyền và các điều kiện lắp đặt đã quy định không?

Hãy nêu loại mối nối tại từng đoạn đường ống liên quan thay vì liệt kê nhiều phương án mà không phân bổ mục đích sử dụng của chúng. Kết nối đẩy, mặt bích và tự chống kéo có các chức năng khác nhau. Ống mặt bích thường hữu ích trong buồng kỹ thuật, kết nối nhà máy hoặc các đoạn ngắn dễ tiếp cận, trong khi bố trí chống kéo có thể cần thiết khi tải trọng dọc trục phải được truyền qua chuỗi ống.

Kiểm tra hình học tại các hố thi công, không chỉ dọc theo tuyến

Nhiều ràng buộc của công tác cải tạo không đào được phát hiện tại các hố khởi đầu và hố tiếp nhận. Chiều dài ống hiệu quả cho vận chuyển và lắp đặt đào mở có thể khó thao tác khi chiều dài hố, khoảng hở cẩu hoặc góc đưa ống vào bị hạn chế. Chiều dài tiêu chuẩn 6 m, bao gồm các đoạn cắt còn 5.7 m khi cần, cần được đánh giá theo không gian làm việc thực tế và biện pháp thi công.

Xem xét đường kính ngoài trên toàn bộ biên dạng mối nối, không chỉ đường kính danh nghĩa. Đối với luồn ống, khoảng hở bên trong ống chủ có thể bị giảm do cặn lắng, biến dạng, mối nối cũ, sai lệch hoặc sửa chữa cục bộ. Khảo sát tình trạng có thể cho thấy một ống mang về lý thuyết phù hợp sẽ không thể đi qua một đoạn nhất định nếu không làm sạch, đào cục bộ hoặc áp dụng phương pháp cải tạo thay thế.

Đối với các tuyến cong, cần phân biệt giữa độ cong dần của tuyến và thay đổi hướng đột ngột. Độ cong dần có thể được xử lý thông qua độ lệch mối nối cho phép trong giới hạn của nhà sản xuất. Các thay đổi đột ngột thường cần phụ kiện hoặc bố trí được thiết kế chuyên dụng. Cố ép đường ống đi qua bán kính nhỏ hơn mức hệ thống mối nối cho phép có thể làm hỏng lớp phủ, gây ứng suất quá mức cho mối nối hoặc tạo ra các vấn đề về độ kín khó phát hiện.

Quy định bảo vệ dựa trên môi trường thực tế

Công tác không đào có thể làm lớp phủ ống tiếp xúc với mài mòn trong quá trình đưa vào và với điều kiện đất chưa rõ sau khi lắp đặt. Quy cách cần xác định hệ thống bảo vệ bên ngoài, mọi biện pháp bảo vệ bổ sung được yêu cầu bởi khảo sát đất, cũng như quy trình kiểm tra hoặc sửa chữa hư hỏng lớp phủ tại các hố thi công và điểm kết nối.

Lớp lót bên trong cũng cần được chú ý tương đương. Hóa học nước, điều kiện cặn lắng, vận tốc và chế độ vận hành dự kiến ảnh hưởng đến việc lựa chọn lớp lót và hiệu suất thủy lực dài hạn. Tránh cách diễn đạt chung chung như “lớp lót tiêu chuẩn” khi dự án có các ràng buộc đã biết về chất lượng nước hoặc khi tuyến ống được cải tạo sẽ kết nối với hệ thống hiện có có đặc tính vận hành khác nhau.

Khi tuyến đi qua đất có tính ăn mòn, nền đất ô nhiễm hoặc khu vực bị ảnh hưởng bởi dòng điện rò, nhóm thiết kế cần xác nhận phương án kiểm soát ăn mòn trước khi đặt hàng. Các điều kiện này không được giải quyết chỉ bằng cách quy định cấp thành ống cao hơn. Khả năng chịu lực kết cấu và bảo vệ chống ăn mòn xử lý các rủi ro khác nhau.

Viết quy cách mua sắm có thể kiểm tra khi giao hàng

Một quy cách có thể sử dụng cho phép nhóm dự án xác minh những gì được giao đến công trường. Quy cách nên nêu tiêu chuẩn áp dụng, đường kính danh nghĩa, cấp áp lực hoặc yêu cầu thành ống, chiều dài ống, loại mối nối, lớp lót, lớp phủ ngoài, yêu cầu về gioăng, phụ kiện, bộ phận chống kéo và tài liệu bắt buộc. Quy cách cũng cần nêu cách nhận diện các đoạn cắt, chi tiết đặc biệt và chuyển tiếp sang vật liệu hiện có.

Phối hợp cung cấp ống với trình tự lắp đặt

Ngay cả một hệ thống ống được thiết kế đúng cũng có thể gây chậm trễ khi phụ kiện, gioăng, bộ phận chống kéo và chi tiết chuyển tiếp được coi là các hạng mục mua riêng vào giai đoạn muộn. Hãy xây dựng bảng vật tư theo trình tự lắp đặt: các bộ phận hố khởi đầu, các đoạn ống trung gian, thay đổi hướng tuyến, kết nối đầu tiếp nhận, van và hạng mục nghiệm thu vận hành. Xác nhận rằng mỗi bộ phận sử dụng kích thước và giao diện mối nối tương thích.

Trong quá trình kiểm tra khi nhận hàng, hãy xác minh ký hiệu, kích thước, tình trạng lớp phủ, độ sạch của mối nối, việc bảo quản gioăng và sự sẵn có của phần cứng chống kéo cần thiết. Giữ bề mặt làm kín tránh khỏi bụi cát và hư hỏng. Trong vận hành không đào, một khuyết tật nhỏ tại đầu nối cái hoặc gioăng có thể trở nên khó tiếp cận và tốn kém khi ống đã đi vào lỗ khoan hoặc đường ống chủ.

Do đó, quy cách ống gang dẻo EN 545 đáng tin cậy nhất là quy cách kết nối áp suất vận hành, lực lắp đặt, đặc tính mối nối, điều kiện nền đất và chi tiết kết nối trong một gói phối hợp thống nhất. Cách tiếp cận này cung cấp cho đội thi công các giới hạn rõ ràng để làm việc trong đó và giảm khả năng một loại ống phù hợp được kết hợp với phương pháp lắp đặt không đào không phù hợp.