Khi mối nối ống tái rò rỉ: Lập hồ sơ lịch sử sửa chữa

Các kỹ sư đô thị và đơn vị quản lý vận hành mạng lưới thoát nước thường xuyên phải đối mặt với một tình huống nan giải: mối nối cống bê tông hoặc sành đã được bơm keo hóa chất xử lý cách đây hai năm, nay lại phun trào nước ngầm dữ dội trong mùa mưa lớn. Khi một mối nối ống ngầm bị rò rỉ lặp đi lặp lại, việc tiếp tục chắp vá bằng các vật liệu trám bít bề mặt tạm thời chỉ gây lãng phí ngân sách công.

Đơn vị quản lý tài sản cần thu thập những dữ liệu kỹ thuật nào khi một mối nối từng sửa chữa lại tiếp tục hư hỏng? Để thiết kế một giải pháp không đào đường (trenchless) mang tính vĩnh cửu, bạn phải lập hồ sơ kỹ thuật ghi chép rõ các cơ chế chuyển vị của mối nối, áp lực thủy tĩnh của nước ngầm, nguyên nhân phá hủy của vật liệu sửa chữa trước đó và độ tròn thực tế bên trong lòng ống.

Trong Video giới thiệu gioăng cơ học mối nối trong Reliance, chúng tôi giới thiệu hệ thống gioăng cơ học lắp trong lòng ống bao phủ dải đường kính từ DN150 đến DN4000, giúp cô lập triệt để điểm rò rỉ mà không cần đào bới mặt đường. Hãy cùng phân tích nguyên nhân vì sao mối nối ống hay bị hỏng tái diễn và cách xác định thông số kỹ thuật cho gioăng mối nối trong của chúng tôi như một rào cản kết cấu vĩnh cửu.

Vì sao bơm vữa hóa học hay vá tạm thời thường xuyên thất bại tại các mối nối cống

Mối nối đường ống được thiết kế như những khớp nối mềm linh hoạt nhằm triệt tiêu các chuyển vị địa chất, giãn nở nhiệt và độ lún lệch của nền đất.

Khi nước ngầm xâm nhập qua mối nối, các nhà thầu thi công thường chọn giải pháp bơm vữa hóa chất (gốc polyurethane hoặc acrylamide). Mặc dù vữa hóa học có thể tạm thời bịt kín các lỗ rỗng nhỏ trong đất xung quanh, nhưng theo thời gian nó sẽ bị phá hủy bởi ba cơ chế vật lý:

1. Sự tách rời dọc trục do lực kéo nền đất (tuột đầu trơn khỏi đầu loe): Chênh lệch nhiệt độ theo mùa hoặc hiện tượng từ biến của đất khiến đầu đực bị rút ra khỏi đầu cái. Khối vữa đông kết thiếu độ đàn hồi chịu kéo nên sẽ bị nứt gãy giòn dưới tác động của lực kéo dài dọc trục.

2. Độ lệch góc do lực cắt: Sự chênh lệch về độ đầm chặt của lớp đất đệm giữa hai đoạn ống liền kề gây ra hiện tượng bẻ gập góc. Gioăng cao su nguyên bản bị nghiền nát ở đáy cống (invert), trong khi tại vòm đỉnh cống (crown) khe hở lại mở rộng ra.

3. Sụt lún lớp đệm móng và xói mòn thủy tĩnh: Ngay khi nước ngầm bẻ gãy lớp keo hóa chất, dòng nước chảy xiết sẽ cuốn cát và bùn mịn vào trong ống, tạo ra các hốc rỗng dưới đáy mối nối và đẩy nhanh tốc độ võng kết cấu cống.

Lập dòng thời gian hư hỏng: Khuyết tật ban đầu, chuyển vị đất và mực nước ngầm

Trước khi phê duyệt phương án sửa chữa cơ học vĩnh viễn, hãy lập một hồ sơ theo dõi chi tiết:

• Hồ sơ hoàn công lắp đặt ban đầu: Ghi nhận tuổi thọ đường ống, chiều dài mỗi đốt cống (ví dụ: ống bê tông dài 2,5 m so với ống sành dài 1,0 m) và kiểu mối nối cối loe nguyên bản.

• Nhật ký các lần xử lý trước: Ghi lại thời gian thi công, chủng loại hóa chất đã bơm và áp lực bơm vữa trong các lần sửa chữa trước đây.

• Độ sâu mực nước ngầm áp lực (Piezometric Head): Đo đạc cao độ mực nước ngầm tối đa theo mùa so với đáy cống. Gioăng lắp trong phải được tính toán kết cấu để chịu được áp lực thủy tĩnh bên ngoài (P = ρ · g · h).

• Tải trọng giao thông bề mặt: Xác định tuyến cống có nằm dưới trục đường huyết mạch chịu xe tải nặng hay tuyến đường sắt truyền rung chấn liên tục hay không.

Đo đạc khe hở trục, độ lệch góc và độ tròn lòng ống

Như đã được nhấn mạnh trong tài liệu Najafi & Gokhale (2005), việc lựa chọn gioăng cơ học lắp trong đòi hỏi phải đo đạc kích thước thực tế tại hiện trường thay vì chỉ dựa vào bản vẽ thiết kế danh định:

• Độ rộng khe hở mối nối: Đo khoảng cách trục giữa hai đầu ống tại bốn điểm (hướng 12 giờ, 3 giờ, 6 giờ và 9 giờ). Nếu khe hở vượt quá 30 mm, cần chỉ định biên dạng gioăng bản rộng đặc biệt.

• Độ lệch bậc hướng tâm (lệch cốt): Nếu một đoạn ống bị lún thấp hơn ống liền kề, hãy đo chính xác chiều cao bậc lệch. Gioăng cơ học bên trong có thể bù đắp các bậc lệch vừa phải nhờ biên dạng cao su đàn hồi linh hoạt.

• Độ tròn tiết diện: Sử dụng thiết bị quét laser hoặc thước cặp đo trong để xác nhận thành ống nằm trong giới hạn dung sai cho phép (thông thường trong khoảng ±2% đường kính danh định).

Thông số kỹ thuật gioăng cơ học mối nối trong chịu lực cao (DN150 đến DN4000)

Khác với vữa hóa học chỉ chèn lấp đất bên ngoài ống, gioăng mối nối trong Reliance hoạt động trực tiếp từ bên trong lòng ống:

• Ống bọc đàn hồi EPDM bản rộng: Ống bọc cao su kỹ thuật bắc cầu hoàn toàn qua khe hở mối nối, tạo thành rào cản ngăn nước linh hoạt, liên tục đạt tiêu chuẩn ASTM C923.

• Đai nẹp bằng thép không gỉ bung nở bằng thủy lực: Hai đai thép không gỉ bản dày (mác AISI 304L hoặc 316L) được kích nở bằng dụng cụ thủy lực chuyên dụng, ép chặt lớp bọc cao su vào thành ống cũ ở cả hai bên mối nối.

• Khả năng biến dạng động vĩnh cửu: Do cao su không dán cứng bằng keo cố định, ống chủ vẫn có thể co giãn nhiệt dọc trục và chuyển vị góc mà không làm rách bề mặt làm kín chống thấm.

• Đa dạng quy cách từ ống nhỏ không thể chui đến cống hộp lớn: Bao phủ các kích thước từ DN150 (lắp đặt bằng bóng chèn khí nén) cho đến DN4000 (công nhân trực tiếp chui vào lắp đặt trong cống hộp lớn).

Để tra cứu kích thước kỹ thuật sản phẩm, cấp áp lực làm việc và bộ dụng cụ lắp đặt thủy lực, hãy truy cập Trang sản phẩm gioăng cơ học mối nối trong hoặc gửi dữ liệu sự cố đường ống của bạn qua Cổng liên hệ kỹ thuật công trình.