Проектирование трубопроводных систем в сейсмических районах является ответственным и сложным процессом. Основные сейсмические опасности, которые оказывают непосредственное воздействие на трубопровод, связаны либо с воздействием сейсмических волн, либо из-за смещения грунта.
Сейсмические волны – это волны, переносящие механические колебания в горных породах. Они образуются из-за небольших землетрясений, взрывов или вибраций.
Смещение грунта происходит в следствии тектонического землетрясения, которое образует разломы и сдвиги плит. Они оказывают большее воздействие на трубопроводы, чем сейсмические волны.
Особенности прокладки трубопровода в сейсмических районах
В сейсмоактивных областях необходимо учитывать:
Динамические нагрузки: Землетрясения создают колебания, которые могут воздействовать на трубопроводы, вызывая их деформацию или разрушение. Поэтому необходимо установить частоту землетрясений по шкале Рихтера с помощью сейсмографа, расположенного на расстоянии не более 600 км от эпицентра. Это необходимо, чтобы понять возможность разрушения трубопроводных систем, но ПНД трубы можно прокладывать даже при землетрясении с магнитудой в 8,0-9,0 единиц.
Тип грунта: Разные типы грунтов имеют различную устойчивость к сейсмическим воздействиям. Например, рыхлые и водонасыщенные грунты более подвержены просадкам и смещениям. Прокладка трубопровода должна производится только в тех местах, где почва плотная. Чтобы уменьшить риски разрушения трубопровода, проводят процедуры по усилению грунта: дополнительное уплотнение, добавление цементного раствора в почву или укрепляют с помощью полимерного полотна.
Глубина заложения: Трубопроводы, расположенные на меньшей глубине, более уязвимы к воздействиям землетрясений. В районах с повышенной сейсмоактивностью трубы закладывают на глубину 1,5 – 2 метра, а дно траншеи обязательно засыпают песчаной подушкой. Она поглощает сейсмические волны и уменьшает давление грунта на трубопровод обеспечивая дополнительную защиту. Но глубина заложения может изменяться в зависимости от характеристик грунта и самих труб.
Рекомендуется прокладывать трассу прямыми протяженными отрезками, без резких изменений направления трубопровода, чтобы избежать разрыва конструкции в местах соединения при землетрясении. Для дополнительной защиты сварных соединений устанавливают специальные крепления и опоры, которые при колебаниях позволяют трубопроводу двигаться без деформации в заданном диапазоне.
Сбор этих данных очень важен перед началом проекта, чтобы минимизировать риски разрушения трубопроводной системы.
Трубопровод должен быть установлен так, чтобы в местах потенциального разлома, он подвергался растяжению или умеренному изгибу, а не сжатию. Потому что процент разрушения конструкции при растяжении намного меньше, чем при сжатии.
Преимущества ПНД труб в сейсмических районах
ПНД трубы могут применяться в районах с повышенной сейсмоактивностью. Они обладают прочностью и гибкостью, что позволяет им адаптироваться к изменениям формы и положения в результате движения грунта. Это снижает риск разрывов и утечек. Что не скажешь о других трубопроводных системах, например из ПВХ или чугуна, которые не имеют свойств стойкости к растяжению при подвижках грунта.
Помимо гибкости и прочности, материал ПНД труб легкий, что упрощает монтаж и строительство. Он коррозийно-устойчив и имеет высокую сопротивляемость к гидравлическим ударам, что особенно важно в сейсмических зонах.
Согласно СНИП 399.1325800.2018 «Системы водоснабжения и канализации наружные из полимерных материалов» для областей с сейсмической активностью более 6 баллов рекомендуется применять ПНД трубы из материала класса ПЭ 100 или ПЭ 100 RC с дополнительными соэкструзионными слоями или с защитной оболочкой, потому что они имеют повышенную стойкость к внешним повреждениям.
Основное испытание ПНД труб для сейсмоопасных районов - это относительное удлинение при разрыве. По ГОСТу материал должен тянуться не менее 350%, но готовая продукция завода Альфафорс достигает показателей около 1000%, что гарантирует высокое качество изготавливаемой продукции.
Таким образом, ПНД трубы являются наилучшим решением для строительства трубопроводных систем в местах с повышенной сейсмоактивностью. Они могут выдерживать гидравлические удары и работать вместе с грунтом. Однако для достижения максимальной надежности необходимо учитывать особенности данных районов и следовать рекомендациям по проектированию и монтажу. Правильный подход обеспечит долгосрочную эксплуатацию систем из ПНД труб даже в самых сложных условиях.
