Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13807:2023 về Công trình thủy lợi - Đường ống dẫn nước bằng thép - Thiết kế, chế tạo, thi công và nghiệm thu

Tải văn bản

Thuộc tính
Nội dung
Tiếng anh
Lược đồ

trong đó:

L_K là khoảng các giữa hai mố đỡ;

R’ là cường độ chịu kéo của thép làm ống tính theo công thức (6), được lấy giảm đi từ 15 % đến 20 % (N/mm²);

q là tải trọng phân bố đều trên chiều dài đoạn ống giữa hai mố néo, bao gồm trọng lượng của đường ống thép và trọng lượng nước chứa đầy trong ống (N/mm), khi tính phải kể đến hệ số vượt tải, lấy bằng 1,1 với trọng lượng bản thân ống và bằng 1 với trọng lượng nước trong ống;

r là bán kính trong của ống (mm);

t là chiều dày thành ống (mm).

4.1.2.7 Các mố đỡ giữa hai mố néo nên bố trí cách đều nhau. Riêng nhịp có bố trí khớp co giãn nên lấy ngắn hơn các nhịp khác. Tùy thuộc vào đường kính D của ống có thể chọn mố đỡ là một trong các kiểu: mố yên ngựa (D ≤ 2 m), mố lăn (D > 2 m), mố trượt (D ≤ 4 m) hoặc mố con lắc (D > 4 m). Chi tiết xem Hình 1.

Hình 1 - Một số loại mố đỡ điển hình

...

Bạn phải đăng nhập hoặc đăng ký Thành Viên TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.

Mọi chi tiết xin liên hệ: ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66

1- Vành đỡ ống; 2- Bu lông; 3- Cụm bánh xe; 4- Cụm đường ray

4.1.2.8 Nền tại vị trí đặt mố néo và mố đỡ phải có địa chất bảo đảm yêu cầu chịu lực, chuyển vị của mố. Khi thiết kế cần tránh lún không đều giữa các mố. Hình dạng và kích thước của mố néo và mố đỡ phải lựa chọn để đảm bảo ứng suất dưới đáy móng phân bố tương đối, tránh lún lệch trong phạm vi mố. Ổn định và độ bền của mố néo và mố đỡ cần được thiết kế bảo đảm và kiểm tra khi thử nghiệm áp lực nước đối với đường ống thông qua quan sát cảm quan hoặc dùng thiết bị quan trắc.

4.1.2.9 Mố đỡ phải bảo đảm cho ống co dãn tự do theo phương dọc trục ống và phải chống được trượt lật theo phương vuông góc với trục ống. Ở vị trí mố đỡ đặt trên nền có khả năng bị lún, ở phía bên của mố và đai tựa phải bố trí gờ đặt kích để tiện lợi cho việc điều chỉnh lại cao trình của đường ống.

4.1.2.10 Dọc theo tuyến ống phải bố trí hào thoát nước dọc và các rãnh thoát nước ngang chảy vào hào thoát nước dọc. Mặt khác cũng phải bố trí đường quản lý đi dọc theo tuyến ống.

4.1.3 Quy định riêng cho đường ống chôn lấp

4.1.3.1 Tuyến đường ống chôn lấp phải chọn nơi có điều kiện địa hình, địa chất tương đối tốt, nên tránh vị trí có địa chất không ổn định như trượt lở, lún sụt, có đứt gãy hoạt động, cát chảy, đất bùn, đất đắp, đất trương nở, mực nước ngầm cao và sũng nước. Nếu không thể tránh thì phải có các biện pháp công trình bảo đảm an toàn cho thi công và vận hành đường ống.

4.1.3.2 Đường ống được đặt trong hào đào. Độ sâu chôn lấp được xác định theo tình hình địa chất, tải trọng ngoài, mực nước ngầm, thảm thực vật trên bề mặt đất, nhiệt độ môi trường, giao thông trên bề mặt và yếu tố liên quan khác.

4.1.3.3 Tại vị trí ống bị uốn cong để chuyển hướng, nếu tính toán thấy đường ống bị mất ổn định thì phải đặt mố néo. Với đường ống chôn lấp, nói chung không đặt khớp co giãn, nhưng với đường ống xây dựng ở vùng bị ảnh hưởng của động đất hoặc đi qua đới đứt gãy hoạt động thì dọc theo đường ống phải bố trí một số lượng cần thiết khớp co giãn và nên đặt ở trong giếng xây chứa khớp co giãn.

4.1.3.4 Nếu đáy hào là đất bụi, cát hoặc dăm sỏi tương đối đồng đều thì có thể đặt trực tiếp đường ống lên đáy hào. Với đáy hào là đất sét cứng chắc hoặc đá thì phải dùng cát hạt thô, hạt vừa hoặc đá dăm cỡ nhỏ rải một lớp đệm (không nên dùng đá dăm đập thủ công) rồi mới đặt ống. Trên mặt nền hoặc lớp đệm nên tạo hình lòng máng như ở hình 2 rồi mới đặt ống, để phân bố đều phản lực dưới đáy ống.

...

Hình 2 - Lớp đệm được đắp thành hình lòng máng

Chiều dày h_d của lớp đệm được tạo thành hình lòng máng có thể xác định theo công thức (2), nhưng không được lớn hơn 0,3 m.

h_đ = 0,1(1 + D)

(2)

trong đó D là đường kính trong của ống (m), 2θ là góc ôm của lòng máng.

Nơi có nền cứng mềm xen kẽ thì trên đoạn nền cứng nối tiếp với đoạn nền mềm phải rải một lớp đệm cát chuyển tiếp đủ dài để độ cứng của nền dọc theo đường ống không thay đổi đột ngột. Với nền là đất thổ nhưỡng, cát chảy thì phải xử lý nền, nếu dùng móng bê tông thì nên làm móng kiểu liên tục có góc ôm từ 90° đến 120°, mác bê tông không được thấp hơn M250.

4.1.3.5 Vật liệu lấp ở hai bên thành ống từ đáy hào lên đến qua đỉnh ống 0,5 m phải dùng máng đổ, không được đổ trực tiếp vào đường ống và phải rải đều trong hào, không đổ tập trung một chỗ. Lúc lấp đất trong phạm vi 1,0 m kể từ đỉnh ống phải chú ý không làm tổn hại ống. Lấp đất phải tiến hành kịp thời và chú ý phòng ngừa đẩy nổi bởi nước ngầm, nhất là trong mùa mưa.

4.1.3.6 Trong đất lấp hào đặt ống không được lẫn các mẫu bê tông, đá cục hoặc đất hòn có kích thước lớn hơn 10 cm. Nếu cần thiết trộn vật liệu lấp hào đặt ống thì phải trộn đều trước khi đưa vào máng đổ, không được trộn trong hào đặt ống.

4.1.3.7 Trong phạm vi từ đáy hào lên đến qua đỉnh ống 0,5 m phải đầm thủ công, từ vị trí này trở lên có thể dùng cơ giới. Phải đầm đồng thời ở hai phía của trục ống để tránh ống bị xê dịch. Phải chia lớp để đầm, chiều dày lớp đất khi đầm thủ công không nên lớn hơn 0,2 m, khi dùng cơ giới không nên lớn hơn 0,3 m.

...

a) Trong phạm vi từ đáy hào đến cao trình đỉnh ống, không được thấp hơn 0,9;

b) Trên đỉnh ống, xác định theo yêu cầu của mặt đất, song không được thấp hơn 0,9.

4.1.3.9 Với đường ống đặt dưới đường giao thông sau khi lấp đất phải làm mặt đường ngay. Với đường ống đi qua vùng đất yếu, hố trũng hoặc mực nước ngầm cao, đầu tiên nên dùng cát thô và vừa, san lấp và đầm chặt phần nền đắp dạng lòng máng (hình 2), sau đó dùng cát thô, cát vừa lấp và đầm tiếp lên đến cách đỉnh ống 0,5 m.

4.1.3.10 Trường hợp ống chôn sâu hoặc chịu tải trọng trên mặt đất lớn dẫn đến phải làm ống có chiều dày lớn, để giảm chiều dày ống có thể dùng vành tăng cứng hoặc bọc bê tông, song phải tính toán dựa vào tình huống cụ thể.

4.1.3.11 Trên tuyến ống sử dụng vành tăng cứng không nên đặt khớp co giãn hoặc khớp bù. Trường hợp biến đổi nhiệt độ hoặc lún không đều có thể sinh ra ứng suất gây nguy hiểm cho đường ống thì nên đặt khớp mềm và bố trí trong giếng để tiện kiểm tra, sửa chữa.

4.1.3.12 Với đoạn ống đặt cạnh các rãnh xói do mưa hoặc bờ dốc đứng phải có biện pháp gia cố để không ảnh hưởng đến an toàn của đường ống. Nếu ống cần đi qua các rãnh xói thì nên bố trí ở đầu hoặc cuối rãnh và phải thiết kế tổng hợp các công trình phòng xói, ổn định ống ở đáy hào, bảo vệ mái dốc, chặn nước, thoát nước, đưa nước đến nơi an toàn.

4.1.4 Quy định riêng cho đoạn ống phân nhánh

4.1.4.1 Bố trí vị trí phân nhánh phải hài hòa với các điều kiện về địa hình, địa chất và bố trí đường ống chính, công trình trạm. Phương án bố trí phải so sánh về kinh tế kỹ thuật và phải phù hợp với các nguyên tắc sau:

a) Hợp lý, an toàn, tin cậy về mặt kết cấu, không gây ra biến dạng và ứng suất cục bộ có giá trị lớn;

...

Đối với các công trình quan trọng nên làm thí nghiệm mô hình thủy lực cho đoạn ống phân nhánh;

c) Chế tạo, vận chuyển, lắp ráp tiện lợi;

d) Hợp lý về kinh tế.

4.1.4.2 Lựa chọn hình thức phân nhánh phải so sánh về kinh tế kỹ thuật. Các yếu tố cần xem xét bao gồm chi phí chế tạo và xây dựng, tổn thất cột nước, độ lớn của áp lực nước trong ống, kích thước ống, điều kiện chịu lực, hình thức bố trí.

4.1.4.3 Đường trục của ống chính, ống nhánh ở vị trí phân nhánh nên bố trí nằm trong một mặt phẳng. Đáy của đường ống chính, đường ống nhánh kiểu bố trí một bên và kiểu 3 dầm có thể bố trí trên cùng một cao trình.

4.1.4.4 Ở vị trí thấp nhất của đoạn ống phân nhánh nên bố trí van xả cặn. Ở vị trí nhô lên ở đỉnh đoạn ống phân nhánh có cột nước cao nên bố trí van xả khí.

4.1.4.5 Các hình thức kết cấu của ống phân nhánh có thể tham khảo trong Phụ lục D.

4.1.4.6 Đối với đường ống đặt hở, ống phân nhánh có thể để hở hoặc chôn trong bê tông như ở mố néo. Còn với đường ống chôn lấp thì có thể chỉ cần lấp đất lại hoặc cũng chôn trong bê tông như ở mố néo rồi sau đó lấp đất lại.

4.1.5 Lựa chọn đường kính và chiều dày thành ống

...

(3)

trong đó:

D là đường kính trong của ống (m);

Q_tk là lưu lượng thiết kế của đường ống (m³/s).

4.1.5.2 Chiều dày của thành ống, ngoài việc phải thỏa mãn yêu cầu về tính toán kết cấu đường ống ra, còn phải tính đến các yêu cầu về công nghệ chế tạo, lắp đặt, vận chuyển, yêu cầu về độ cứng cần thiết. Chiều dày thành ống có thể xác định sơ bộ theo điều kiện bền của ống chịu áp lực nước bên trong theo công thức (4).

(4)

trong đó:

...

p là áp lực nước bên trong ống (N/mm²);

R là cường độ tính toán của vật liệu thép làm đường ống (N/mm²), xác định theo công thức (6) (N/mm²);

D là đường kính trong của ống (mm).

Chiều dày thiết kế của ống phải lấy tăng thêm so với chiều dày tính toán để phòng gỉ, xâm thực, mài mòn ống. Lượng dư này được lấy bằng 1 mm cho các đường ống không bị bào mòn bởi phù sa và sự phá hoại của sinh vật trong nước, từ 2 mm đến 3 mm cho các đường ống có sự bào mòn bởi phù sa và sự phá hoại của sinh vật trong nước. Khi tính toán kiểm tra an toàn về độ bền, ổn định và độ cứng của ống không được kể đến lượng dư chiều dày thành ống này.

4.1.5.3 Chiều dày thiết kế của ống không nên nhỏ hơn giá trị được tính theo công thức (5), nếu giá trị tính toán lẻ thì làm tròn lên và không được lấy nhỏ hơn 6 mm.

t_min ≥ D/800 + 4

(5)

trong đó

t_min là chiều dày nhỏ nhất của thành ống (mm);

...

4.1.5.4 Ở vị trí chiều dày ống thay đổi nên giữ nguyên đường kính trong của ống. Cấp biến đổi chiều dày nên lấy là 2 mm. Lúc hàn đối đầu hai đoạn ống có chênh lệch chiều dày lên đến 4 mm thì phải mài vát bên miệng ống có chiều dày lớn hơn với độ dốc 1/3.

4.2 Vật liệu chế tạo ống và các cấu kiện chịu lực chủ yếu khác

4.2.1 Các cấu kiện chịu lực chủ yếu của ống như vỏ ống chính và ống nhánh, ống phân nhánh, đai tựa và các cấu kiện gia cường khác phải sử dụng thép lặng, trong đó nên dùng thép tấm carbon, thép tấm hợp kim thấp cường độ cao. Các cấu kiện như con lăn của mố đỡ đường ống đặt hở có thể dùng thép xây dựng carbon, thép xây dựng cường độ cao hợp kim thấp.

4.2.2 Vật liệu thép dùng để chế tạo ống và phụ kiện có thể lấy mô đun đàn hồi E_s bằng 2,06 × 10⁵N/mm², hệ số Poisson μ_s bằng 0,3 và hệ số dãn nở nhiệt α_s bằng 1,2 × 10^-⁵/°C, trọng lượng riêng γ_s bằng 7,85 × 10^-⁵ N/mm³.

4.2.3 Cường độ tính toán của vật liệu dùng trong tính toán độ bền của ống và các cấu kiện chịu lực khác được xác định bằng công thức (6)

(6)

trong đó:

R là cường độ tính toán của vật liệu (N/mm²);

...

a) Đối với đường ống đặt lộ thiên R^TC = σ_ch;

b) Đối với đường ống ngầm:

- Khi tính với áp lực bên trong R^TC = σ_b;

- Khi tính với áp lực bên ngoài R^TC = σ_ch;

σ_ch là ứng suất chảy của vật liệu (N/mm²);

σ_b là giới hạn bền của vật liệu (N/mm²);

C là hệ số chuyển đổi từ cường độ chính sang cường độ tiêu chuẩn, lấy ở bảng A.1 của phụ lục A;

K là hệ số kể đến tính đồng chất của vật liệu, lấy theo bảng A.2 của phụ lục A;

γ_c là hệ số điều kiện làm việc. Với ống đặt tự do, hệ số m lấy như sau:

...

b) Khi đường ống chịu áp lực bên ngoài: γ_c = 0,85;

c) Khi đường ống chịu tải trọng đặc biệt: γ_c = 0,95;

γ_v là hệ số phụ thuộc vào cấp của công trình, lấy như sau:

a) Đối với công trình cấp đặc biệt: γ_v = 0,80;

b) Đối với công trình cấp I: γ_v = 0,85;

c) Đối với công trình cấp II: γ_v = 0,95;

d) Đối với công trình cấp III, cấp IV: γ_v = 1,00.

4.2.4 Que hàn, dây hàn và thuốc hàn phải phù hợp với vật liệu gốc. Vật liệu hàn dùng để hàn thép đặc biệt phải xác định thông qua thí nghiệm.

4.3 Tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng lên đường ống

...

4.3.1.1 Tải trọng tác dụng lên đường ống đặt hở và các tổ hợp tải trọng cần xem xét khi tính toán đường ống đặt hở được liệt kê trong bảng 1.

Công thức tính các lực tác dụng vào đường ống, mố néo và mố đỡ được liệt kê trong bảng B.1 của Phụ lục B.

4.3.1.2 Khi lắp đặt hoặc kiểm tra sửa chữa đường ống thép đặt hở phải xem xét chuyển vị gây ra bởi chênh lệch nhiệt độ giữa phía bị mặt trời chiếu trực tiếp với phía bị che khuất và phải có biện pháp cố định đường ống.

4.3.2 Đối với đường ống chôn lấp

Tải trọng tác dụng lên đường ống chôn lấp và các tổ hợp tải trọng cần xem xét khi tính toán đường ống chôn lấp được liệt kê trong bảng 2. Công thức tính tải trọng đất đắp trên đỉnh ống, tải trọng xe chạy trên mặt đất qua đỉnh ống, lực đẩy nổi của nước ngầm được trình bày trong điểm C.1 của Phụ lục C.

Bảng 1 - Tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng lên đường ống đặt hở

Tải trọng

Tổ hợp tải trọng cơ bản

...

Vận hành bình thường

Tháo cạn

Vận hành đặc biệt

Thử nghiệm áp lực

Thi công

Nạp nước

Động đất

(1)

(2)

...

Áp lực nước trong ống

Ứng với MNDBT trong hồ chứa

...

Ứng với MNLTK trong hồ chứa

...

Ứng với MNLKT trong hồ chứa

...

Áp lực nước khi thí nghiệm thử áp lực đường ống

...

Trọng lượng ống

...

Trọng lượng nước đầy trong ống

...

Trọng lượng một phần nước trong ống khi tháo cạn hoặc nạp nước

...

Lực gây ra do nhiệt độ môi trường thay đổi

...

Áp lực nước ở khớp co giãn, van, đầu bịt, đoạn cong, đoạn đường kính thay đổi

...

Lực gây ra do lún không đều tại mố néo, mố đỡ

...

Tải trọng gió

...

Tải trọng thi công

...

Tải trọng động đất

...

Chênh lệch áp suất không khí trong và ngoài ống khi tháo cạn đường ống

...

Áp lực nước va

...

CHÚ THÍCH:

a) Đối với đường ống đặt hở có bố trí các mố néo, lực sinh ra do biến đổi nhiệt độ trong đoạn giữa hai mố néo liền kề là lực ma sát tại các mố đỡ và tại khớp co giãn:

b) Với đường ống chịu áp lực bơm thì trong mục 1 thay bằng áp lực bơm tương ứng.

Bảng 2 - Tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng lên đường ống chôn lấp

Tải trọng

...

Tổ hợp tải trọng đặc biệt

Vận hành bình thường

Tháo cạn

Vận hành đặc biệt

Thử nghiệm áp lực

Thi công

Nạp nước

Áp lực nước trong ống

...

Ứng với MNLKT trong hồ chứa

...

Áp lực nước khi thí nghiệm thử áp lực đường ống

...

Trọng lượng ống

...

Trọng lượng một phần nước trong ống khi tháo cạn hoặc nạp nước

...

Lực gây ra do nhiệt độ môi trường thay đổi

...

Áp lực đất

...

Áp lực nước ngầm

...

Tải trọng thi công

...

Chênh lệch áp suất không khí trong và ngoài ống khi tháo cạn đường ống

...

Áp lực nước va

...

CHÚ THÍCH: Với đường ống chịu áp lực bơm thì trong mục 1 thay bằng áp lực bơm tương ứng

4.4 Tính toán kết cấu đường ống

4.4.1 Yêu cầu và phương pháp tính toán

4.4.1.1 Đường ống và các cấu kiện chịu lực của đường ống phải được tính toán để đảm bảo an toàn về độ bền, độ cứng, ổn định (buckling) dưới tác dụng của các tổ hợp tải trọng tác dụng được nêu trong điều 4.3. Khi tính toán kết cấu, chiều dày tính toán của thành ống không bao gồm lượng dư chiều dày thành ống được lấy để phòng gỉ, mài mòn và xâm thực như quy định ở 4.1.5.2.

4.4.1.2 Ứng suất, chuyển vị dùng để kiểm tra độ bền, độ cứng và ổn định của ống và các cấu kiện chịu lực của đường ống có thể tính toán bằng các phương pháp sức bền vật liệu, phương pháp cơ học kết cấu, phương pháp lý thuyết đàn hồi hoặc phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) thông qua các công thức tính toán hoặc các phần mềm thương mại. Khi tính toán đường ống chôn lấp bằng phương pháp PTHH nên sử dụng mô hình bài toán không gian (3D) có xem xét đến sự làm việc đồng thời của đường ống với nền.

Phụ lục B trình bày một số công thức tính ứng suất tại các điểm cần kiểm tra bền trong vỏ ống, trong vành tăng cứng và đai tựa cho đường ống đặt hở bằng phương pháp cơ học kết cấu hoặc lý thuyết đàn hồi. Phụ lục C trình bày một số công thức tính ứng suất cho đường ống chôn lấp dưới tác dụng của các tải trọng tác dụng vào đường ống bằng phương pháp cơ học kết cấu. Phụ lục E trình bày mô hình tính và kết quả tính bằng phương pháp phần tử hữu hạn cho một đường ống chôn lấp với mô hình bài toán phẳng (2D) và mô hình bài toán không gian (3D).

4.4.2 Kiểm tra độ bền, độ cứng và ổn định của đường ống đặt hở và đường ống chôn lấp

4.4.2.1 Kiểm tra độ bền cho ống được thực hiện theo công thức (7)

σ_tt ≤ R

...

trong đó:

σ_tt là ứng suất tính toán tại điểm kiểm tra bền (N/mm²). Khi tính ứng suất tính toán phải xét đến yếu tố lệch tải và tổ hợp tải trọng.

R là cường độ tính toán của vật liệu (N/mm²). Khi tính toán phải xét đến yếu tố sai lệch đối với vật liệu và điều kiện làm việc, xác định bằng công thức (6).

4.4.2.2 Nếu ứng suất ở điểm tính toán thuộc trạng thái ứng suất phẳng thì điều kiện bền (7) được viết cụ thể ở dạng biểu thức (8).

(8)

Nếu ứng suất ở điểm tính toán thuộc trạng thái ứng suất không gian thì điều kiện bền (7) được viết cụ thể ở dạng biểu thức (9).

(9)

...

σ_x, σ_θ, σ_r lần lượt là ứng suất pháp theo phương dọc trục ống (x), phương vòng tiếp tuyến với chu vi của ống (θ) và phương bán kính (r) tại điểm tính toán kiểm tra bền. Các ứng suất này lấy dấu dương (+) nếu là ứng suất kéo, âm (-) nếu là ứng suất nén (N/mm²);

τ_θx, τ_r_θ, τ_xr lần lượt là là ứng suất tiếp theo phương dọc trục ống (x) trên mặt có pháp tuyến là phương vòng (θ), ứng suất tiếp theo phương vòng (θ) trên mặt có pháp tuyến là phương bán kính (r) và ứng suất tiếp theo phương bán kính (r) trên mặt có pháp tuyến là phương dọc trục ống (x) tại điểm tính toán kiểm tra bền (N/mm²);

R là cường độ tính toán của vật liệu tính theo công thức (6) (N/mm²).

4.4.2.3 Điều kiện để ống không bị mất ổn định khi chịu áp lực phân bố trên mặt ngoài của ống được viết dưới dạng biểu thức (10).

(10)

trong đó:

p là áp lực phân bố tác dụng vào mặt ngoài của ống (N/mm²);

p_cr là giá trị tới hạn của áp lực ngoài, ứng với nó ống bắt đầu bị mất ổn định (N/mm²);

...

- Với đường ống đặt hở: Vỏ ống và vành tăng cứng lấy K_od bằng 2;

- Với đường ống chôn lấp: Vỏ ống lấy K_od bằng 2.

Tính toán giá trị tới hạn của áp lực ngoài cho đường ống đặt hở và ống chôn lấp (đoạn ống không phân nhánh) khi chịu áp lực ngoài, được trình bày trong Phụ lục B, C và E.

4.4.2.4 Tính toán kiểm tra độ cứng của ống chôn lấp thông qua độ ô van của mặt cắt ống được trình bày trong C.4.1 của Phụ lục C, độ ô van lớn nhất của mặt cắt ống phải thỏa mãn các quy định sau:

a) Nếu mặt trong của ống được chống gỉ bằng vữa xi măng: Độ ô van không được vượt quá từ 2 % đến 3 % đường kính ống;

b) Nếu mặt trong của ống được chống gỉ bằng vật liệu sơn bền chắc: Độ ô van không được vượt quá từ 3 % đến 4 % đường kính ống.

4.4.2.5 Nếu ống chôn lấp nằm dưới mực nước ngầm còn cần kiểm tra chống đẩy nổi như trình bày trong C.1.3 của Phụ lục C.

4.4.2.6 Tính toán gần đúng kết cấu ống phân nhánh được trình bày trong Phụ lục D.

4.5. Quan trắc và giám sát an toàn đường ống

...

4.5.2 Thiết kế quan trắc và giám sát an toàn phải phù hợp với các quy định trong TCVN 8215 và phải tuân theo các nguyên tắc sau:

a) Lựa chọn được các vị trí quan trắc giám sát thích hợp tùy thuộc vào qui mô, bố trí đường ống, phân bố áp lực trên đường ống, kết cấu đường ống và bố trí các thiết bị quan trắc giám sát trên đường ống.

b) Quan trắc, giám sát liên quan đến quá trình thi công nên kết hợp với hạng mục quan trắc giám sát vận hành sau này.

c) Hài hòa với hệ thống giám sát an toàn của toàn bộ công trình và hệ thống giám sát an toàn của kết cấu thép thủy công khác.

d) Nên xây dựng trung tâm giám sát tự động đặt ở nhà quản lý toàn bộ công trình để có thể thường xuyên theo dõi tình trạng của đường ống và tự động thu thập, xử lý các thông tin được truyền về từ các thiết bị quan trắc, giám sát và kịp thời đưa ra các cảnh báo cần thiết liên quan đến đường ống.

4.5.3 Các hạng mục giám sát an toàn phải căn cứ vào cấp của đường ống, đặc điểm kết cấu và điều kiện địa chất để lựa chọn từ các hạng mục sau:

a) Chuyển vị của mố néo, mố đỡ đường ống đặt hở, lún của khe ở giếng chứa khớp co giãn, chuyển vị của khớp co giãn và chuyển dịch của mái dốc ở gần đường ống.

b) Các hạng mục khác nếu cần.

4.5.4 Thiết bị giám sát an toàn trong thời kỳ thi công và vận hành phải có biện pháp bảo vệ hữu hiệu, thường xuyên kiểm tra, duy tu bảo dưỡng và kiểm định định kỳ theo quy định. Nếu các thiết bị giám sát an toàn quan trọng bị hư hại phải kịp thời sửa chữa hoặc thay thế. Phải bố trí đường đi lại, chiếu sáng, bục bệ đứng để đọc thiết bị quan trắc và giám sát.

...

5 Chế tạo ống, sơn phủ bảo vệ, vận chuyển, lưu kho

5.1 Chế tạo ống (lốc và hàn)

5.1.1 Chế tạo ống thẳng, ống cong, ống mặt cắt thay đổi dần

5.1.1.1 Tùy theo điều kiện gia công, ống thép có thể được chế tạo ở dạng lốc hàn xoắn cho cả một đốt ống, lốc tròn cả vòng chu vi cho một đoạn ống có chiều dài bằng chiều rộng của tấm thép hoặc lốc riêng từng mảnh ở dạng mặt trụ hở, sau đó gá lắp và hàn để tạo thành một đốt ống. Nếu điều kiện cho phép nên ưu tiên chế tạo ống ở dạng lốc hàn xoắn.

5.1.1.2 Dung sai khi lấy dấu và khi cắt tấm thép đưa vào gia công phải phù hợp với quy định trong cho trong bảng 3 và bảng 4.

Bảng 3 - Dung sai khi lấy dấu

Đơn vị tính bằng mm

Thứ tự

Hạng mục

...

Chiều dài và chiều rộng

±1

Hai đường chéo

Hai cạnh đối ứng

...

Độ cao của cung đường tròn

±0,5

Bảng 4 - Dung sai khi cắt

Đơn vị tính bằng mm

Thứ tự

Hạng mục

Dung sai

Chiều dài và chiều rộng

...

Hai đường chéo

Hai cạnh đối ứng

Độ cao của cung đường tròn

±2

...

a) Mối hàn dọc: Không được bố trí trên đường trục thẳng đứng và nằm ngang của mặt cắt ngang ống, góc kẹp của bán kính chỉ tới mối hàn dọc với các đường trục này phải lớn hơn 10°, chiều dài của các cung trên thành ống tương ứng với góc kẹp còn phải lớn hơn 300 mm và lớn hơn 10 lần chiều dày của thành ống. Trong cùng một đốt ống, hai mối hàn dọc phải cách nhau không nhỏ hơn 500 mm, còn với đốt ống kề liền khoảng cách giữa hai mối hàn dọc phải lớn hơn 5 lần chiều dày của thành ống và không nhỏ hơn 300 mm.

b) Mối hàn vòng: Với ống thẳng, khoảng cách giữa các mối hàn vòng không nên nhỏ hơn 500 mm, với ống cong và ống mặt cắt thay đổi dần ở dạng hình côn không nên nhỏ hơn trị lớn nhất trong các trị sau:

+ 10 lần chiều dày của thành ống;

+ 300 mm;

+ , với r là bán kính trong của ống, t là chiều dày của thành ống,

5.1.1.4 Sau khi vẽ hình lên tấm thép để gia công, phải dùng mực viết trên thép, sơn và cách đánh dấu bắt mắt, ghi rõ ký hiệu lô, phân đoạn ống, đốt ống, mảnh ghép, phương chiều nước chảy, các đường trục thẳng đứng và nằm ngang, góc vát và đường cắt.

Với thép cường độ cao không được dùng cưa, đục và mực viết trên thép để làm dấu. Tuy vậy, trong các trường hợp dưới đây, với các dấu khắc có độ sâu không lớn hơn 0,5 mm có thể cho phép sử dụng:

a) Mặt cong trong của tấm lốc để dễ nhìn kiểm tra độ chuẩn xác của đường vẽ;

b) Mặt cong ngoài sau khi lốc.

...

5.1.1.5 Cắt tấm thép và vát mép để hàn phải dùng máy cắt tự động, bán tự động hoặc máy vát mép, máy phay để gia công. Với thép cường độ cao vát mép để hàn có xu hướng làm thép bị tôi cứng lớn, do vậy nên dùng máy vát mép, máy phay để gia công. Nếu dùng phương pháp cắt nhiệt phải dùng máy mài để mài bỏ phần bị tôi cứng ở bề mặt vát, phần bị quá nhiệt.

5.1.1.6 Dung sai của kích thước và chất lượng của đường cắt phải phù hợp với quy định của thiết kế.

5.1.1.7 Xỉ và gờ ráp trên mặt đường cắt phải dùng máy mài để loại bỏ. Độ sâu của các vết khía trên đường cắt phải không được lớn hơn 0,5 mm, nếu sâu trong khoảng từ 0,5 mm đến 2 mm phải dùng máy mài mài nhẵn, nếu sâu hơn 2 mm phải hàn đắp sau đó mài nhẵn. Ở những chỗ có nghi ngờ khuyết tật phải tiến hành kiểm tra không phá hủy bề mặt bằng phương pháp thẩm thấu (PT) hoặc hạt từ (MT).

5.1.1.8 Dung sai của kích thước vát mép mối hàn phải phù hợp với quy định của thiết kế. Vát mép hình chữ X không đối xứng hoặc chữ V nên bố trí ở phía vị trí mối hàn bằng (tức là hướng lên phía trên). Trừ ống ở đoạn giếng thẳng đứng ra, vát mép của mối hàn vòng phải được làm vặn với trục chuẩn X nằm ngang (nên có một đoạn quá độ khoảng 100 mm biến đổi góc) để làm cho phía vát mép lớn luôn hướng lên trên. Với giếng đứng nên dùng vát mép hình chữ K.

5.1.1.9 Lốc tấm thép phải đáp ứng các yêu cầu sau:

a) Chiều lốc mảnh thép phải cùng với chiều tấm thép đã được cán ép khi chế tạo ở nhà máy;

b) Trước khi lốc hoặc trong quá trình lốc phải làm sạch lớp ôxy hóa hoặc chất bẩn trên bề mặt mảnh thép được lốc;

c) Sau khi lốc xong phải đặt mảnh thép đã được lốc lên bệ đỡ phẳng ở trạng thái tự do và dùng thước mẫu để kiểm tra độ cong, khe hở giữa thước mẫu và mảnh thép đã được lốc phải phù hợp với quy định được cho trong bảng 5.

d) Khi quan hệ giữa đường kính trong của ống phù hợp với quy định ghi trong bảng 6 thì cho phép lốc nguội, nếu không thì phải lốc nóng hoặc sau khi lốc nguội phải tiến hành xử lý nhiệt.

...

Thứ tự

Đường kính trong ống D (m)

Chiều dài cung thước mẫu (m)

Độ hở cho phép giữa mặt thước mẫu và mặt thép đã lốc (mm)

D ≤ 2

0,5 D và ít nhất phải bằng 500 mm

1,5

...

1,0

2,0

5 < D ≤ 8

1,5

2,5

D > 8

2,0

...

Bảng 6 - Tỷ số chiều dày/đường kính nhỏ nhất cho phép lốc nguội tấm thép

Thứ tự

Giới hạn chảy của thép (N/mm²)

Quan hệ giữa đường kính trong của ống (D) với chiều dày t của tấm thép

σ_ch ≤ 350

D ≥ 33t

350 < σ_ch ≤ 450

...

450 < σ_ch ≤ 540

D ≥ 48t

540 < σ_ch ≤ 800

D ≥ 57t

σ_ch > 800

Xác định bởi thí nghiệm

...

e) Khi lốc tấm thép không được dùng búa đập trực tiếp vào tấm thép.

g) Với thép ram cường độ cao và thép TMCP cường độ cao không nên thực hiện chỉnh hình bằng cách dùng nhiệt trực tiếp. Khi dùng cách này để chỉnh sửa độ cong thì nhiệt độ gia nhiệt để chỉnh hình không được lớn hơn nhiệt độ tôi lại của tấm thép hoặc nhiệt độ cuối cùng khi cán tấm thép.

h) Sau khi hàn không nên đưa lên máy lốc để lốc lại hoặc không nên chỉnh hình.

5.1.1.10 Làm tròn ống phải tiến hành trên bệ phẳng, độ phẳng của miệng ống yêu cầu phải phù hợp với quy định ghi trong bảng 7.

Bảng 7 - Độ phẳng của miệng ống

Thứ tự

Đường kính trong của ống D (m)

Dung sai độ phẳng của miệng ống (mm)

...

D > 5

5.1.1.11 Sau khi làm tròn ống, dung sai về chu vi phải phù hợp với quy định được ghi trong bảng 8, biên độ lệch hướng trục miệng ống ở vị trí mối hàn dọc không được lớn hơn 2 mm.

Bảng 8 - Dung sai của chu vi ống

Đơn vị tính bằng mm

Thứ tự

Hạng mục

...

Dung sai chu vi ống

Dung sai về chiều dài chu vi thực đo và thiết kế

Chiều dày bất kỳ

± 3D/1000 và không được vượt quá ± 24

Dung sai về chiều dài chu vi của đốt liền kề

t < 10

...

t ≥ 10

5.1.1.12 Dung sai của biên độ lệch theo phương đường kính ở miệng của mối hàn dọc và mối hàn vòng được cho trong bảng 9.

Bảng 9 - Dung sai của biên độ lệch theo phương đường kính ở miệng của mối hàn dọc và mối hàn vòng của ống

Đơn vị tính bằng mm

Thứ tự

Loại mối hàn

Bề dày tấm

Dung sai

...

Mối hàn dọc

Bề dày bất kỳ

10 %t và không được lớn hơn 2

Mối hàn vòng

t ≤ 30

15 %t và không được lớn hơn 3

30 < t ≤ 60

...

t > 60

≤ 6

5.1.1.13 Sau khi hàn mối hàn dọc, dùng thước mẫu kiểm tra độ cong ở vị trí mối hàn dọc, khe hở giữa thước mẫu và vỏ ống ở vị trí này phải phù hợp với quy định ghi trong bảng 10.

Bảng 10 - Khe hở cho phép giữa thước mẫu và mối hàn dọc của ống

Thứ tự

Đường kính trong của ống D (m)

Độ dài cung của thước mẫu (mm)

Khe hở cho phép giữa thước mẫu và mối hàn dọc (mm)

...

D ≤ 5

500

5 < D ≤ 8

D/10

D > 8

...

5.1.1.14 Sau khi hàn hết các mối hàn dọc, phải đo độ dài thực tế của chu vi ngoài của miệng ống ở hai đầu mút và ở vị trí mép miệng ống tương ứng để đưa ra chỉ thị về số đo chiều dài chu vi ngoài thực tế của ống.

5.1.1.15 Dung sai về hình dạng mặt cắt ngang ống được đánh giá qua độ tròn của mặt cắt ống. Trị này không được lớn hơn 3D/1000 và không được vượt quá 30 mm. Để đánh giá độ tròn của ống mỗi miệng ống phải đo ít nhất 2 cặp đường kính.

5.1.1.16 Dung sai về chiều dài của một đốt ống là ±5 mm.

5.1.1.17 Mối hàn lắp ráp ống, lúc vát mép hình chữ V có sử dụng miếng lót thì chiều dài của chu vi ống, độ tròn và độ cong sau khi hàn của mối hàn dọc tại vị trí miếng lót phải phù hợp với các quy định sau:

a) Sau khi làm tròn ống, dung sai về chiều dài của chu vi phải phù hợp với quy định ghi trong bảng 11.

Bảng 11 - Dung sai của chu vi ống ở mặt ngoài miếng lót

Đơn vị tính bằng mm

Thứ tự

...

Bề dày tấm t

Dung sai

Dung sai về chiều dài chu vi thực tế và thiết kế

Bề dày bất kỳ

± 3D/1000 và không được vượt quá ± 12

Dung sai về chiều dài chu vi của đốt lân cận

T < 10

...

T ≥ 10

b) Khi ống có lắp vành tăng cứng, dung sai của đường kính nhỏ nhất và lớn nhất của miệng ống ở cùng một đầu mút phải không được lớn hơn 4 mm, mỗi đầu mút phải đo ít nhất 4 cặp đường kính.

c) Sau khi hàn mối hàn dọc, dùng thước mẫu như quy định ở điều 5.1.1.13 để kiểm tra độ cong của mối hàn dọc, khe hở của nó không được lớn hơn 2 mm.

5.1.1.18 Ống cong, ống hình côn và ống thép cường độ cao không nên sử dụng bản ốp để hàn đối đầu.

5.1.1.19 Vành tăng cứng, đai tựa, đai hãm, vành ngăn nước phải phù hợp với các quy định sau:

a) Nằm cách mối hàn vòng của ống không nhỏ hơn 3 lần chiều dày của ống và không được nhỏ hơn 100 mm;

b) Mối hàn nối các mảnh của vành phải bố trí lệch với mối hàn dọc của ống một khoảng lớn hơn 200 mm.

...

d) Khe hở cục bộ giữa vành và mặt ngoài của thành ống không nên lớn hơn 3 mm.

5.1.1.20 Dung sai về độ thẳng góc lắp ráp của vành tăng cứng, đai tựa, đai hãm, đai ngăn nước phải phù hợp với quy định ghi trong bảng 12.

Bảng 12 - Dung sai về lắp ráp của vành tăng cứng, đai tựa, đai hãm của ống

Đơn vị tính mm

Thứ tự

Hạng mục

Dung sai của đai tựa

Dung sai của đai tăng cứng hoặc đai hãm

Sơ đồ

...

Độ thẳng góc của đai tăng cứng, đai tựa hoặc đai hãm với thành ống

a ≤ 0,01H và phải ≤ 3

a ≤ 0,02H và phải ≤ 5

Độ thẳng góc của mặt phẳng đai tăng cứng, đai tựa hoặc đai hãm và trục của ống

b ≤ 2D/1000 và phải ≤ 6

b ≤ 4D/100 và phải ≤ 12

...

Dung sai về khoảng cách giữa hai tấm vành (đai) kề liền

±10

±30

5.1.1.21 Tại vị trí giao nhau của vành tăng cứng, đai tựa và đai hãm với mối hàn dọc của ống phải chừa lỗ bán nguyệt hoặc lỗ vuông được lượn tròn ở góc với bán kính nằm trong phạm vi từ 25 mm đến 80 mm để tránh hai mối hàn gặp nhau, vừa bất lợi về phân bố ứng suất, vừa dễ phát sinh khuyết tật hàn.

5.1.2 Chế tạo chạc ống phân nhánh

5.1.2.1 Các yêu cầu về vẽ, cắt, lốc của chạc ống phân nhánh phải phù hợp với các quy định có liên quan trình bày trong điều 5.1.1.

5.1.2.2 Kích thước của tấm vỏ cầu của chạc phân nhánh hình cầu phải phù hợp với các quy định sau:

a) Dung sai của độ cong của tấm vỏ cầu phải phù hợp với quy định cho trong bảng 13.

...

Bảng 13 - Dung sai của độ cong của tấm vỏ cầu

Thứ tự

Độ dài cung của tấm vỏ cầu L (m)

Độ dài cung của thước mẫu (mm)

Độ hở cho phép của thước mẫu và tấm vỏ cầu (mm)

L ≤ 1,5

...

1,5 < L ≤ 2

1,5

L > 2

Bảng 14 - Dung sai kích thước hình học của tấm vỏ cầu

Đơn vị tính bằng mm

Thứ tự

Hạng mục

...

Độ dài cung theo phương bề dài và bề rộng

± 2,5

Dung sai tương đối của đường chéo

5.1.2.3 Chạc ống phân nhánh kiểu dầm sườn và kiểu không dầm nên gá lắp hoặc hàn các bộ phận của ống ở phân xưởng, kích thước các hạng mục của ống phân nhánh sau gá lắp hoặc hàn phải phù hợp với các quy định ghi trong bảng 15.

5.1.2.4 Phương của chiều dài cung của dầm hoặc sườn lưỡi hái phải trùng với phương cán khi chế tạo tấm thép. Dầm hoặc sườn lưỡi hái khi cần lắp ráp nối tiếp thì góc tâm của mối hàn ở vị trí mặt cắt ngang lớn nhất của nó phải tránh các giá trị từ 8° đến 10°, hơn nữa độ dài cung còn phải nhỏ hơn 800 mm, độ dài cung ở vị trí ráp nối còn lại không được nhỏ hơn 500 mm. Khi không thỏa mãn được quy định trên thì có thể phân đều làm 3 đoạn, mỗi đoạn không được nhỏ hơn 500 mm.

5.2.2.5 Dung sai về kích thước của các đỉnh của chạc phân nhánh hình cầu sau khi gá lắp hoặc hàn chính thức, ngoài việc phải phù hợp với các quy định được ghi trong 5.1.2.3 ra còn phải phù hợp với các quy định trong bảng 16.

...

Bảng 15 - Dung sai sau gá lắp hoặc hàn các bộ phận của chạc ống phân nhánh kiểu không dầm và chạc ống phân nhánh kiểu dầm sườn

Đơn vị tính bằng mm

Thứ tự

Hạng mục

Đường kính D (m) và chiều dày tấm t (mm)

Dung sai

Sơ đồ

Chiều dài ống L₁, L₂

...

±10

Độ tròn của miệng ống chính, ống nhánh (D là đường kính trong)

3D/1000 và phải ≤ 20

Dung sai về chiều dài của chu vi miệng ống thực tế và thiết kế của ống chính và ống nhánh

...

±3D/1000 và dung sai phải là ±20, dung sai về chiều dài chu vi của hai đốt ống kề liền phải ≤ 10

Khoảng cách tâm của hai ống nhánh, S₁

±10

Chênh lệch về cao trình tâm của ống chính, ống nhánh (D là đường kính trong của ống lớn)

D ≤ 2 m

±4

...

±6

D > 5 m

±8

Độ thẳng góc của miệng ống chính và ống nhánh

D ≤ 5 m

D > 5 m

...

Độ phẳng của miệng ống chính và ống nhánh

D ≤ 5 m

D > 5 m

Biên độ lệch của mối hàn dọc

Bề dày bất kỳ

...

Biên độ lệch của mối hàn vòng

t ≤ 30

15 %t và ≤ 3

30 < t ≤ 60

10 %t

t > 60

...

Bảng 16 - Dung sai sau gá lắp hoặc hàn chính thức của chạc ống phân nhánh hình cầu

Thứ tự

Hạng mục

Đường kính D (m)

Dung sai (đường kính D tính bằng mm)

Sơ đồ

Khoảng cách L từ miệng ống chính ống nhánh đến tâm chỏm cầu

...

-5 mm

Góc phân nhánh

±30’

Độ tròn của vỏ cầu

D < 2

...

2 < D ≤ 5

6D/1000

D > 5

5D/1000

Khoảng cách H từ đáy, đỉnh chỏm cầu đến tâm chỏm cầu

D < 2

±4D/1000

...

+3D/1000

D > 5

±2.5D/1000

5.1.3 Chế tạo khớp co giãn kiểu trượt

5.1.3.1 Yêu cầu vẽ, cắt, lốc phải phù hợp với các quy định có liên quan trong điều 5.1.1.

5.1.3.2 Độ cong sau khi hàn của ống trong, ống ngoài và vành chặn nước của khớp co giãn phải dùng thước mẫu để đo kiểm tra với độ hở cho phép quy định trong bảng 6, khe hở khi đo ở vị trí mối hàn dọc không được lớn hơn 2 mm, ở các vị trí khác không được lớn hơn 1 mm. Kiểm tra được thực hiện trên 3 mặt cắt đầu, giữa và cuối của ống.

5.1.3.3 Dung sai của đường kính vành chặn nước và của ống ngoài, ống trong của khớp co giãn là ±D/1000, giá trị tuyệt đối của sai lệch này không được lớn hơn 2,5 mm. Sai lệch cho phép về chiều dài của chu vi của ống trong, ống ngoài của khớp co giãn là ±D/1000, giá trị tuyệt đối của sai lệch này không được lớn hơn 8 mm. Với D là đường kính trong của ống trong tính bằng mm.

5.1.3.4 Chệnh lệch về khe hở bình quân với khe hở lớn nhất và nhỏ nhất giữa ống trong và ống ngoài của khớp co giãn không được lớn hơn 10 % của khe hở bình quân.

5.1.3.5 Cần cẩn thận trong quá trình lắp ráp, đóng gói, vận chuyển tránh để cho xỉ hàn và các dị vật khác lọt vào khe trượt giữa ống trong và ống ngoài cũng như các tác động va chạm hoặc chèn ép làm khớp co giãn bị hỏng.

...

Hình 3 - Khớp co giãn trượt

1- Ống luồn phía trong; 2- Ống bao phía ngoài; 3- Ống luồn giữ vật chắn nước; 4- Vật chắn nước

5.1.4 Hàn

5.1.4.1 Quy định chung

a) Trước khi chế tạo và lắp ráp ống phải lập qui trình hàn.

b) Với vật liệu thép có giá trị giới hạn dưới của cường độ kéo tiêu chuẩn lớn hơn 540 N/mm² nên làm thí nghiệm hàn mang tính sản xuất.

c) Que hàn, dây hàn, thuốc hàn, khí bảo vệ hàn v.v. phải phù hợp với loại thép hàn theo quy định của thiết kế.

d) Cơ tính của kim loại hàn khi hàn cùng một loại vật liệu thép với nhau, cụ thể là thép carbon thấp, thép hợp kim thấp và thép cường độ cao, phải tương đương với vật liệu gốc. Mặt khác, cường độ kháng kéo của kim loại hàn không nên lớn hơn trị giới hạn trên của cường độ kháng kéo tiêu chuẩn một lượng là 30 N/mm². Cường độ kháng kéo của mối hàn thép không gỉ không nên thấp hơn 70 % trị giới hạn dưới của cường độ kháng kéo tiêu chuẩn của vật liệu gốc, thành phần hóa học phải tương đương với vật liệu gốc.

e) Cơ tính của vật liệu hàn dùng để hàn các loại thép khác nhau như thép carbon thấp, thép hợp kim thấp với thép cường độ cao phải chọn theo tấm thép có cường độ thấp, qui trình hàn phải theo thép có cường độ cao. Khi hàn thép carbon thấp, thép hợp kim thấp, thép cường độ cao với thép không gỉ phải dùng vật liệu hàn thép không gỉ.

...

a) Trong các điều kiện môi trường dưới đây vị trí hàn phải có các biện pháp che chắn bảo vệ và bảo ôn:

+ Hàn có khí bảo vệ, tốc độ gió lớn hơn 2 m/s, với các phương pháp hàn khác tốc độ gió lớn hơn 8 m/s;

+ Độ ẩm tương đối lớn hơn 90 %.

b) Vật liệu hàn phải sấy khô và bảo quản theo các yêu cầu sau:

+ Que hàn, dây hàn, thuốc hàn phải để trong kho chuyên dùng thông thoáng, khô ráo, nhiệt độ trong kho không thấp hơn 5 °C. Bố trí người có chuyên môn để bảo quản, sấy khô và cấp phát. Phải kịp thời ghi chép nhiệt độ thực đo và cấp phát vật liệu hàn. Nhiệt độ và thời gian sấy khô phải thực hiện theo quy định của các tài liệu kèm theo của vật liệu hàn;

+ Que hàn và thuốc hàn sau khi sấy phải bảo quản trong thùng bảo ôn ở nhiệt độ từ 100°C đến 150 °C, thuốc bọc que hàn phải không bị bong tróc và bị nứt rõ rệt;

+ Que hàn sử dụng ở hiện trường phải để trong thùng bảo ôn với nhiệt độ từ 80 °C đến 150 °C, nếu để trong thùng bảo ôn với thời gian lớn hơn 4 h thì phải sấy lại, số lần sấy lại không được lớn hơn 2;

+ Khi trong bột hàn có tạp chất lẫn vào thì phải làm sạch hoặc phải bỏ đi không dùng;

+ Dây hàn trước khi sử dụng phải làm sạch gỉ và dầu bám;

...

c) Khi hàn các cấu kiện tạm như các bộ gá kẹp, văng chống trong, giá đỡ ngoài, tai móc vào thành ống cần phù hợp với các quy định sau:

+ Chất lượng vật liệu phải tương đồng hoặc tương thích với chất liệu thành ống;

+ Nhiệt độ nung nóng trước phải cao hơn nhiệt độ nung nóng trước của mối hàn ống từ 20 °C đến 30 °C, trừ tình huống mối hàn thành ống không cần nung nóng trước;

+ Mối hàn nối tiếp với vật liệu gốc phải cách mối hàn chính thức trên 30 mm;

+ Gây và kết thúc hồ quang đều phải ở trên cấu kiện tạm, như bộ gá kẹp chẳng hạn.

d) Hàn mối hàn đính phải phù hợp với các quy định sau:

+ Qui trình hàn mối hàn đính của mối hàn loại 1, loại 2 phải tương đồng với mối hàn chính thức;

+ Khi hàn đính tấm thép của mối hàn cần nung nóng trước phải tiến hành nung nóng trước trong phạm vi bề rộng 150 mm xung quanh mối hàn đính, nhiệt độ nung nóng trước phải cao hơn nhiệt độ của mối hàn chính thức từ 20 °C đến 30 °C;

+ Mối hàn đính phải ở trong phạm vi vát mép ở một bên của mối hàn sau, khoảng cách đến đầu mút của mối hàn phải lớn hơn 30 mm, độ dài phải lớn hơn 50 mm. Đối với thép cường độ cao có giới hạn chảy dẻo tiêu chuẩn lớn hơn hoặc bằng 650 N/mm² hoặc giới hạn bền tiêu chuẩn lớn hơn hoặc bằng 800 N/mm², ít nhất phải hàn 2 lớp, độ dài của mối hàn phải trên 80 mm. Khoảng cách giữa các mối hàn đính nên trong khoảng từ 100 mm đến 400 mm. Bề dày không nên lớn hơn một nửa bề dày của mối hàn chính thức, dày nhất không nên lớn hơn 8 mm;

...

e) Trước khi hàn phải làm sạch gỉ sắt, xỉ, vết dầu, vết nước. Phải đo kiểm tra kích thước lắp ráp và kích thước của vát mép, các khiếm khuyết trên mối hàn đính như vết nứt, bọt khí, xỉ kẹp đều phải loại bỏ.

g) Nhiệt độ nung nóng trước của mối hàn phải xác định bởi thí nghiệm hàn.

h) Chọn lựa lắp ráp gia nhiệt phải phù hợp với các quy định sau:

+ Đáp ứng công nghệ yêu cầu;

+ Quá trình gia nhiệt không có ảnh hưởng nào có hại đối với cấu kiện được gia nhiệt;

+ Có thể gia nhiệt đều;

+ Có thể khống chế nhiệt độ hiệu quả.

i) Bề rộng của vùng gia nhiệt trước phải gấp 3 lần chiều dày của tấm ở cả hai bên đường trung tâm của mối hàn và phải không được nhỏ hơn 100 mm. Phải đo nhiệt độ ở hai vị trí đối xứng với đường trung tâm của mối hàn và cách đường trung tâm mối hàn 50 mm, khi tấm có chiều dày lớn hơn 70 mm thì phải đo hai điểm đối xứng cách đường trung tâm mối hàn 70 mm. Khoảng cách các điểm đo dọc theo mối hàn không được lớn hơn 2 m và phải đo không ít hơn 3 cặp.

k) Nhiệt độ giữa các lớp hàn phải không được thấp hơn nhiệt độ được nung nóng trước, thép carbon thấp và thép hợp kim thấp phải không được lớn hơn 230 °C, thép không gỉ và thép cường độ cao phải không được lớn hơn 200 °C. Vị trí đo nhiệt độ giống như nói ở điểm trên. Khi hàn mối hàn khép kín đối với thép carbon thấp hoặc thép hợp kim thấp có trị bình quân của cường độ kháng kéo tiêu chuẩn không lớn hơn 530 N/mm², ngoại trừ lớp hàn lót và lớp hàn phủ ra, với các lớp trung gian có thể phối hợp dùng đục hơi để gõ, đầu đục phải mài tròn với bán kính trong khoảng từ R2,5 mm đến R4 mm.

...

m) Khi hàn, nếu nhiều công nhân cùng hàn một mối hàn thì nên giữ chung một tốc độ hàn.

n) Thép hợp kim thấp có tính mẫn cảm với vết nứt lạnh tương đối lớn và thép cường độ cao có thể sử dụng các biện pháp gia nhiệt sau, cụ thể là:

+ Thép hợp kim thấp có độ dày lớn hơn 38 mm và thép cường độ cao nên gia nhiệt sau (ủ nhiệt);

+ Nhiệt độ ủ, với thép hợp kim thấp là từ 250 °C đến 350 °C, thép cường độ cao là từ 150 °C đến 200 °C, thời gian bảo ôn không ít hơn 1 h. Thép không gỉ từ 200 °C đến 250 °C, thời gian bảo ôn không ít hơn 4 h. Ủ nhiệt phải tiến hành ngay sau khi hàn, nếu sau khi hàn tiến hành dùng nhiệt để khử ứng suất hàn thì có thể không cần ủ nhiệt. Vị trí đo nhiệt độ ù phải phù hợp với quy định như khi gia nhiệt trước.

o) Sau khi hàn một phía của mối hàn hai mặt phải làm sạch chân ở mặt sau của mối hàn, khi dùng điện hồ quang để làm sạch thì phải mài bỏ lớp thấm carbon và khiếm khuyết tạo máng ở bề mặt. Nếu khi hàn mối hàn này cần nung nóng trước thi trước khi dùng hồ quang để làm sạch mặt sau của mối hàn, cũng phải nung nóng trước.

p) Khi dùng miếng đệm, khe hở lắp ráp miệng vát hình chữ V của miếng đệm phải khống chế trong khoảng từ 6 mm đến 15 mm, hình chữ X không đối xứng hoặc hình chữ Y từ 0 mm đến 3 mm, khi khe hở cục bộ ở trong phạm vi từ 6 mm đến 20 mm thì cho phép ở một bên hoặc cả hai bên vát mép xử lý bằng hàn đắp, nhưng phải phù hợp với các quy định sau:

+ Vật liệu kim loại không được lẫn vào trong mối hàn;

+ Sau hàn đắp phải mài sửa lại;

+ Mối hàn ở vị trí hàn đắp phải kiểm tra lại bằng phương pháp không phá hủy.

...

r) Hàn lắp ráp vành tăng cứng, đai hãm, đai tựa, vành chặn nước v.v. với thành ống, ngoài những quy định của thiết kế, chân hàn phía bên thành ống là 1/4 bề dày của vành hoặc đai và không được lớn hơn 9 mm, chân hàn bên vành đai phủ qua vát mép từ 1 mm đến 5 mm. Mối hàn chắp nối dầm hoặc sườn với ống thép, khi thành ống tạo vát mép cho mối hàn thì chân hàn phía bên dầm hoặc sườn là 1/4 bề dày của dầm hoặc sườn và phải không được lớn hơn 9mm, chân hàn phía bên thành ống phải phủ qua vát mép với bề rộng từ 2 mm đến 5 mm.

s) Các mối hàn quan trọng của miếng gia cường hoặc lỗ thăm không có cách nào để thực hiện đo kiểm tra không phá hủy các phần bên trong, phải hàn theo yêu cầu như với mối hàn loại 1.

5.1.4.3 Qui trình hàn (WPS-Welding Procedure Specification) phải được xây dựng, thực hiện và báo cáo theo quy định tại TCVN 11244.

5.1.4.4 Kiểm tra chất lượng mối hàn

a) Một trong những bước kiểm tra chất lượng mối hàn là quan sát mặt ngoài của mối hàn. Cần căn cứ vào quy định trong TCVN 7472 để đánh giá mức độ chất lượng của các khuyết tật nếu có. Nếu ở mức độ “không cho phép” thì phải xử lý.

b) Để kiểm tra chất lượng bên trong mối hàn chọn phương pháp siêu âm hoặc phương pháp chiếu tia phóng xạ (RT). Kiểm tra chất lượng bề mặt mối hàn chọn phương pháp hạt từ (MT) hoặc phương pháp thẩm thấu (PT), vật liệu có từ tính ưu tiên chọn phương pháp hạt từ (MT). Khi có nghi ngờ về phương pháp kiểm tra không phá hủy đã sử dụng, phải dùng một phương pháp kiểm tra không phá hủy khác để kiểm tra lại. Phương pháp kiểm tra siêu âm bao gồm phương pháp siêu âm phản xạ mạch xung (UT), phương pháp siêu âm mảng điều pha (PAUT) và phương pháp siêu âm nhiễu xạ theo thời gian truyền sóng (TOFD).

c) Ở vị trí có không gian hẹp và đầu nối hình chữ T có thể sử dụng phương pháp siêu âm mảng điều pha (PAUT).

d) Tỷ lệ phần trăm chiều dài mối hàn kiểm tra bằng phương pháp siêu âm trên toàn bộ chiều dài mối hàn không nhỏ hơn quy định trong bảng 17.

Bảng 17 - Tỷ lệ phần trăm chiều dài mối hàn kiểm tra bằng phương pháp siêu âm trên toàn bộ chiều dài mối hàn

...

Chủng loại thép

Phương pháp phản xạ mạch xung (UT) hoặc phương pháp mảng điều pha (PAUT)

Phương pháp nhiễu xạ theo thời gian truyền sóng (TOFD) hoặc chiếu tia (RT)

Mối hàn loại 1

Mối hàn loại 2

Mối hàn loại 1

...

Thép carbon thấp

Thép hợp kim thấp

100

...

Thép không gỉ

100

Chú thích:

a) Khi Kiểm tra phải lựa chọn bộ phận dễ phát sinh khuyết tật nhất, chẳng hạn như mối hàn hình chữ T. Mỗi bộ phận kiểm tra của mối hàn phải kiểm tra không ít hơn hai vị trí, khoảng cách hai vị trí kiểm tra không nhỏ hơn 300 mm.

b) Độ dài kiểm tra bằng phương pháp siêu âm nhiễu xạ theo thời gian truyền sóng (TOFD) hoặc chiếu tia (RT) phải không được nhỏ hơn 150 mm, phải lựa chọn phương pháp siêu âm phản xạ mạch xung (UT) hoặc phương pháp siêu âm mảng điều pha (PAUT) để phát hiện các bộ phận bị khuyết tật tương đối nhiều hoặc xác định các bộ phận có thể có khuyết tật.

c) Khi dùng phương pháp siêu âm phản xạ mạch xung (UT) hoặc phương pháp siêu âm mảng điều pha (PAUT) nếu có nghi ngờ có thể dùng phương pháp siêu âm nhiễu xạ theo thời gian truyền sóng (TOFD) hoặc phương pháp chiếu tia phóng xạ (RT) để kiểm tra lại.

...

g) Với vật liệu thép hoặc mối hàn có xu hướng nứt chậm, kiểm tra không phá hủy phải tiến hành 24 h sau khi hàn xong.

h) Kiểm tra không phá hủy phải phù hợp với các quy định của các tiêu chuẩn hiện hành có liên quan, chẳng hạn như TCVN 6735, TCVN 4396-1:2018. Khi ở cùng một bộ phận hoặc cùng một khuyết tật của mối hàn sử dụng hai và trên hai phương pháp không phá hủy để kiểm tra thì phải đánh giá sự phù hợp theo từng phương pháp.

Bảng 18 - Tỷ lệ kiểm tra khuyết tật của mối hàn bằng tia phóng xạ

Loại mối hàn

Loại 1

Loại 2

Loại thép

Thép carbon và thép hợp kim thấp

Thép cường độ cao

...

Thép cường độ cao

Tỷ lệ thăm dò khuyết tật bằng tia phóng xạ (%)

i) Khi kiểm tra không phá hủy cục bộ của mối hàn, nếu phát hiện có khuyết tật không cho phép, phải theo phương kéo dài của khuyết tật hoặc vị trí có thể có nghi ngờ kiểm tra bổ sung, chiều dài kiểm tra bổ sung không ít hơn 250 mm. Khi đã kiểm tra bổ sung vẫn phát hiện có khuyết tật không cho phép thì phải tiến hành kiểm tra không phá hủy 100 % phần mối hàn đã hàn trên mối hàn đó hoặc toàn bộ mối hàn.

k) Sau khi hàn lại mối hàn bị khuyết tật phải dùng phương pháp không phá hủy kiểm tra lại, phạm vi kiểm tra lại phải kéo dài cả về hai phía của phần hàn lại ít nhất 50 mm.

5.1.4.5 Xử lý khuyết tật hàn

...

b) Với các khuyết tật vượt ra ngoài tiêu chuẩn cho phép thì phải dùng hồ quang hoặc máy mài loại bỏ, nếu dùng hồ quang thì sau đó vẫn phải dùng máy mài để mài bỏ lớp thấm carbon. Khi khuyết tật là vết nứt thì phải tiến hành kiểm tra theo các quy định có liên quan của các tiêu chuẩn hiện hành.

c) Nhiệt độ nung nóng trước khi hàn bổ sung phải cao hơn nhiệt độ nung nóng trước khi hàn chính thức từ 20 °C đến 30 °C. Sau khi hàn bổ sung xong phải ủ nhiệt như nói ở điểm n) trong 5.1.4.2.

d) Thép carbon thấp, thép hợp kim thấp và thép không gỉ, trừ lớp phủ trên mặt ra, các lớp còn lại có thể dùng búa rèn từng lớp, từng đường để phòng nứt cho mối hàn bổ sung và giảm thấp ứng suất co ngót của mối hàn. Hàn thép cường độ cao không được dùng búa rèn, phải sử dụng cách nung nóng trước và ủ nhiệt hoặc các biện pháp khác để phòng nứt. Khi hàn thép không gỉ nên dùng cách hàn nhiều lớp, nhiều đường, không được hàn kiểu dao động vuông góc với mối hàn.

e) Mối hàn được hàn lại sau khi hàn xong lại phải kiểm tra không phá hủy bằng siêu âm hoặc chiếu tia (RT). Số lần hàn lại ở cùng một vị trí, đối với thép carbon thấp, thép hợp kim thấp và thép không gỉ không nên vượt quá 2, còn với thép cường độ cao thì không nên hàn lại quá một lần.

g) Bề mặt của tấm thép không gỉ, thép cường độ cao không được có vết trầy xước của hồ quang điện và vết đập của vật cứng. Khi có các vết tích này phải dùng máy mài mài nhẵn. Nếu vết lõm sau mài lớn hơn 2 mm phải hàn đắp, với thép cường độ cao phải nung nóng trước khi hàn đắp, sau khi hàn đắp xong lập tức ủ nhiệt và sau đó cho nguội từ từ.

h) Vết lõm trên bề mặt của thành ống lớn hơn 10 % bề dày của thành ống hoặc lớn hơn 2 mm phải dùng máy hàn thổi hồ quang hoặc máy mài mài thành rãnh lòng máng để tiện cho việc hàn, sau đó hàn đắp. Sau hàn đắp dùng máy mài mài phẳng. Với thép cường độ cao phải dùng phương pháp hạt từ (MT) hoặc thẩm thấu (PT) để kiểm tra theo các tiêu chuẩn hiện hành.

5.1.4.6 Xử lý khử ứng suất sau khi hàn

a) Xử lý khử ứng suất sau khi hàn của ống thép và ống phân nhánh phải thực hiện theo đúng thuyết minh hoặc bản vẽ thiết kế.

b) Với thép cường độ cao không nên dùng nhiệt để khử ứng suất sau khi hàn.

...

d) Nếu dùng nhiệt để xử lý ứng suất ở trong lò cho cả một ống thép hoặc ống phân nhánh được làm bằng thép carbon thấp, thép hợp kim thấp thì lúc đưa vào hoặc đưa ra khỏi lò nhiệt độ trong lò phải thấp hơn 300 °C, tốc độ gia nhiệt, thời gian bảo ôn và tốc độ làm nguội phải khống chế theo các yêu cầu dưới đây:

+ Tốc độ gia nhiệt: Sau khi tăng lên đến 300 °C, tốc độ gia nhiệt không được lớn hơn giá trị 220 x °C/h và phải lớn hơn 220 °C/h.

+ Thời gian bảo ôn: Mỗi mm chiều dày thành ống cần từ 2 min đến 4 min, song không được ít hơn 30 min, chênh lệch nhiệt độ của các bộ phận khi bảo ôn không được lớn hơn 50 °C.

+ Tốc độ làm nguội: Tốc độ làm nguội sau khi bảo ôn không được lớn hơn giá trị 275 x °C/h và phải không được lớn hơn 275 °C/h. Dưới 300 °C có thể để nguội tự nhiên.

Ghi chú: t là bề dày lớn nhất của mối hàn, đơn vị là mm.

e) Nếu có khó khăn khi dùng nhiệt để khử ứng suất sau khi hàn cho cả một ống thép hoặc ống phân nhánh làm bằng thép carbon thấp và thép hợp kim thấp thì cho phép dùng xử lý nhiệt cục bộ. Bề rộng gia nhiệt phải là vùng ở hai bên đường trung tâm mối hàn, mỗi bên lớn hơn 6 lần bề dày lớn nhất của tấm thép. Tốc độ gia nhiệt, giảm nhiệt, thời gian bảo ôn giống như khi xử lý cho cả một ống, nhiệt độ bên trong và bên ngoài thành ống phải đồng đều, các bộ phận bên ngoài vùng gia nhiệt cũng phải có biện pháp bảo ôn.

g) Sau khi xử lý gia nhiệt để khử ứng suất phải cung cấp đường cong xử lý nhiệt khử ứng suất. Với trường hợp xử lý cục bộ ít nhất phải cung cấp một bộ dữ liệu về hiệu quả khử ứng suất và thử nghiệm độ cứng. Độ cứng của mối hàn phải phù hợp với quy định trong TCVN 11244-1:2015.

h) Cũng có thể sử dụng phản ứng nổ hoặc phương pháp gây chấn động để khử ứng suất hàn, song phải tiến hành thí nghiệm để xác định được các tham số công nghệ hợp lý.

5.2. Sơn phủ bảo vệ bề mặt

...

5.2.1.1 Nếu sử dụng biện pháp sơn để bảo vệ bề mặt ống và các cấu kiện khác của đường ống thì việc chuẩn bị bề mặt để sơn, chọn vật liệu sơn, cách sơn, kiểm tra chất lượng của lớp sơn (cảm quan, độ dày, độ bám dính) cần tuân theo các quy định trong TCVN 8790, TCVN 12705-2:2021, TCVN 12705-4:2021, TCVN 12705-5:2021.

Ghi chú: Khi chọn vật liệu sơn còn cần lưu ý đến sự khác biệt về môi trường làm việc bên trong và bên ngoài ống để chọn được loại sơn thích hợp bảo vệ mặt trong và mặt ngoài ống.

5.2.1.2 Trong phạm vi 200 mm hai bên mối hàn vòng giáp nối hai đốt ống và 100 mm của đường chu vi có lỗ phụt vữa hoặc lỗ thoát nước chừa lại để sơn sau khi hàn phải sơn lót ở phân xưởng, có thể sử dụng sơn lót vô cơ giàu kẽm. Sau khi hàn xong các vị trí được chừa lại này phải xử lý bề mặt theo quy định rồi sơn chính thức.

5.2.2. Phun phủ kẽm nóng chảy

5.2.2.1 Nếu sử dụng biện pháp phun phủ kẽm nóng chảy để bảo vệ bề mặt ống và các cấu kiện khác của đường ống thì việc chuẩn bị bề mặt trước khi phun, chọn vật liệu phun (dây hoặc bột kẽm), nguồn năng lượng và thiết bị phục vụ cho việc phun, kiểm tra bề mặt, độ dày, độ bám và độ bền của lớp phun phủ cần tuân theo các quy định trong TCVN 8646.

5.2.2.2 Sau khi kiểm tra lớp kim loại vừa phun đảm bảo yêu cầu phải dùng sơn hữu cơ bao kín, trước khi sơn phải làm sạch bụi trên mặt lớp kim loại phun, sơn nên tiến hành khi lớp phun kim loại vẫn còn độ nóng nhất định.

5.2.3 Thi công hệ thống bảo vệ catot bằng anot hy sinh

5.2.3.1 Bảo vệ catot bằng anot hy sinh được sử dụng kèm với biện pháp bảo vệ bằng sơn.

5.2.3.2 Ống thép được bảo vệ catot bằng anot hy sinh phải cách điện với các kim loại khác ở trong nước.

...

a) Đo điện thế tự nhiên của ống thép;

b) Xác nhận sự phù hợp của điều kiện môi trường ở hiện trường với tài liệu thiết kế;

c) Xác nhận sự phù hợp của thiết bị và vật liệu sử dụng của hệ thống bảo vệ với tài liệu thiết kế.

5.2.3.4 Bố trí và lắp ráp anot hy sinh phải phù hợp với các quy định sau:

a) Bề mặt làm việc của anot hy sinh phải không được bám dính sơn và vết dầu mỡ.

b) Bố trí và phương thức lắp đặt anot hy sinh phải không ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường của ống, điện thế bảo vệ phải đầy đủ ở các bộ phận của ống, tất cả đều phải phù hợp với yêu cầu thiết kế..

d) Vị trí nối tiếp anot hy sinh với ống phải loại bỏ lớp sơn và để lộ mặt kim loại, diện tích yêu cầu khoảng 0,01 m².

e) Anot hy sinh phải thông qua nối tiếp giữa ống và lõi thép, nên ưu tiên sử dụng phương pháp hàn, cũng có thể nối tiếp bằng dây điện.

g) Anot hy sinh phải tránh lắp ở các vị trí có ứng suất lớn hoặc khu vực chịu tải trọng mỏi cao của ống thép.

...

i) Sau khi lắp anot hy sinh phải làm sạch bề mặt của khu vực lắp ráp và sơn lại theo đúng yêu cầu kỹ thuật, khi sơn bù, không được làm bẩn bề mặt của anot hy sinh.

5.2.3.5 Sau khi kết thúc thi công hệ thống bảo vệ catot bằng anot hy sinh đơn vị thi công phải bàn giao bản vẽ hoàn công, phải kiểm tra thực tế số lượng lắp đặt, vị trí phân bố và nối tiếp có phù hợp với quy định hay không.

5.2.3.6 Trước khi bàn giao hệ thống đưa vào sử dụng phải đo điện thế bảo vệ của ống, xác nhận điện thể bảo vệ ở các bộ phận của ống phải phù hợp với quy định của thiết kế.

5.2.3.7 Sau khi đưa hệ thống anot hy sinh vào sử dụng bình thường phải định kỳ kiểm tra và duy tu bảo dưỡng cụm lắp ráp và thiết bị của hệ thống bảo vệ, bảo đảm chắc chắn hệ thống sẽ vận hành có hiệu quả trong niên hạn sử dụng.

5.2.3.8 Ít nhất nửa năm một lần đơn vị sử dụng phải đo và ghi chép điện thế bảo vệ của ống thép, khi thấy kết quả đo không đáp ứng yêu cầu phải kịp thời làm rõ nguyên nhân và tìm biện pháp khắc phục.

5.2.3.9 Tìm hiểu thêm về biện pháp bảo vệ catot bằng anot hi sinh có thể tham khảo TCVN 6170-8.

5.3 Thử nghiệm áp lực đường ống

5.3.1 Thử nghiệm đường ống áp lực còn gọi là thí nghiệm áp lực nước trong đường ống hay thử nghiệm thủy lực đường ống. Quy trình và sơ đồ thử nghiệm thủy lực đường ống được lập đồng thời với hồ sơ thiết kế. Để thử nghiệm áp lực đường ống phải xây dựng qui trình thử nghiệm và các biện pháp an toàn trong quá trình thử nghiệm. Nên thử nghiệm cho toàn bộ chiều dài đường ống. Nếu đường ống có chiều dài lớn, áp lực nước dọc theo chiều dài ống thay đổi nhiều thì có thể chia đoạn hoặc chia đốt áp lực để thử. Các chạc ống phân nhánh nên tiến hành thử ở tại xưởng trước khi lắp vào đường ống.

5.3.2 Nắp bịt đầu ống để thử nghiệm phải được tính toán thiết kế để chế tạo, không được sử dụng van để thay thế nắp bịt. Miệng ống thở phải lắp ở vị trí cao nhất của ống ở trạng thái thử nghiệm. Nếu đoạn ống thử nghiệm có chênh lệch cao trình hai đầu lớn hơn 100 m thì ở đầu trên nên lắp một van phá chân không. Cách thức và quy trình thử có thể tham khảo thêm TCVN 7972 hoặc ISO 10802 cho đường ống gang dẻo.

...

5.3.4 Áp lực thử nghiệm không được nhỏ hơn 1,25 lần áp lực nước cao nhất trong ống trong trường hợp vận hành bình thường và không được nhỏ hơn áp lực nước cao nhất trong ống trong trường hợp làm việc đặc biệt. Khi thử nghiệm áp lực này được chia thành một số cấp, chênh lệch áp lực mỗi cấp không nên lớn hơn 50 m cột nước. Thử nghiệm được tiến hành từng cấp một, trong mỗi cấp đều phải tiến hành quan trắc và đo đạc để thu thập các thông tin quan sát được về đường ống, mố néo, mố đỡ (rò rỉ nước, mố bị nứt hoặc bị xê dịch v.v.) cũng như các số liệu về chuyển vị và ứng suất của các kết cấu này theo yêu cầu của thiết kế đặt ra trong qui trình thử nghiệm.

5.3.5 Ở bước thử nghiệm gia tải, áp lực được tăng từ từ, từ giá trị đầu của mỗi cấp đến giá trị cuối của cấp đó, tốc độ tăng không vượt quá 0,05 N/mm²/min. Khi đạt giá trị áp lực ở cuối cấp phải duy trì áp lực này không ít hơn 30 min. Nếu thấy kim đồng hồ chỉ áp lực đứng yên, không có hiện tượng lay động bất thường mới được tiếp tục tăng áp để chuyển sang cấp tiếp theo. Ở bước giảm tải cũng thực hiện theo từng cấp với tốc độ giảm tải và thời gian duy trì áp lực ở cuối mỗi cấp tương tự như khi tăng tải. Nếu thấy có hiện tượng bất thường phải dừng thử nghiệm, phân tích nguyên nhân và tìm biện pháp khắc phục. Nếu thấy có dấu hiệu nguy hiểm phải giảm áp và xả nước khỏi đường ống.

5.3.6 Với ống chôn lấp, để tránh đường ống bị xê dịch trong quá trình thử nghiệm, trước khi thử nghiệm cần lấp đất lên đến trên đỉnh ống ít nhất 0,5 m. Để kiểm tra nước rò rỉ ở vị trí hàn giáp nối hai đoạn ống ở dưới hào phải chừa lại vị trí này, sau khi hoàn thành việc thử nghiệm sẽ lấp tiếp. Mặt khác, nên ngâm ống ở điều kiện áp lực nước trong ống không lớn hơn áp lực thiết kế rồi mới tiến hành thử nghiệm, thời gian ngâm quy định như sau:

a) Với ống không có lớp áo vữa xi măng, ngâm không ít hơn 24 h.

b) Với ống có lớp áo vữa xi măng, ngâm không ít hơn 48 h.

5.3.7 Khi cần tác nghiệp hàn, cắt, hồ quang điện, uốn nắn nhiệt phải tháo hết nước trong ống.

5.4 Đóng gói, vận chuyển, lưu kho

5.4.1 Nếu khi chế tạo ống, tấm thép được lốc thành từng mảnh và không được tổ hợp hàn lắp thành từng đoạn ống ở phân xưởng thì sau khi chế tạo các mảnh và các phụ kiện khác của đoạn ống phải xếp thành từng bộ theo từng đoạn ống, ghi rõ tên, mã hiệu, sau đó đóng riêng rẽ cho từng đoạn ống. Nếu khi chế tạo ống đã được hàn lắp thành từng đoạn thì cũng phải phân lô theo kích thước đường kính, bề dày v.v. và đánh mã hiệu. Các mã hiệu phải được ghi chép để tiện tra cứu. Với ống có đường kính lớn, nên làm văng chống tạm bên trong ống và giữ nguyên trong quá trình lưu kho, vận chuyển, lắp đặt ống ở hiện trường cho đến khi hoàn tất việc thi công.

5.4.2 Trong quá trình bốc xếp để lưu giữ trong kho hoặc lên, xuống xe để vận chuyển phải nhẹ nhàng, tránh làm rơi, va chạm gây hư hại, biến dạng hoặc xây xước lớp sơn phủ bảo vệ. Xếp trong kho hoặc trên xe phải không chồng quá cao, nếu là các đoạn ống thành phẩm thì không nên xếp cao quá 3 m, trong quá trình xếp phải kê, chèn và chằng buộc cẩn thận để khi lưu giữ hoặc vận chuyển không bị xô lệch, chèn ép, thậm chí bị rơi, đổ. Ở công trường nếu không có nhà kho thì cũng phải xếp ở chỗ đất bằng phẳng có nền cứng chắc và che chắn cẩn thận để tránh bị tác dụng xấu của biến đổi thời tiết, mưa nắng và bụi bặm. Dây chằng buộc nên là dây mềm, nếu dùng dây cáp cứng thì phải bọc lót để tránh xây xước lớp sơn phủ bảo vệ.

...

6.1 Quy định chung

6.1.1 Trước khi thi công lắp đặt đường ống ngoài hiện trường phải đánh các dấu mốc về tâm, cao trình, lý trình của ống trên đá hoặc các vật kiến trúc vĩnh cửu, bán vĩnh cửu ở lân cận một cách rõ ràng.

6.1.2 Phần dư dôi khi lắp đốt ống chắp nối giữa các đoạn ống đã lắp đặt ở hiện trường nên dùng máy cắt bán tự động để cắt.

6.1.3 Trong quá trình lắp đặt cần sử dụng các biện pháp tin cậy, cần tính toán thiết kế về độ bền, độ cứng và ổn định của kết cấu chống đỡ tạm, không được để xảy ra nghiêng lật hoặc thậm chí sụp đổ.

6.1.4 Khi lắp đặt sử dụng giàn giáo thì phải tuân thủ các qui định sau:

a) Cần tính toán thiết kế giàn giáo, dây cáp, thiết bị khóa giữ;

b) Cần có các thiết bị bảo hộ an toàn;

c) Nghiêm cấm việc cho dây cáp chạm vào các vị trí sắc, nhọn;

d) Máy hàn điện và các thiết bị điện khí không được hở điện, hở khí và phải có tiếp địa tin cậy, nghiêm cấm tiếp địa vào giàn giáo;

...

6.1.5 Trên thành ống thép không nên hàn tạm các cấu kiện chống đỡ hoặc các tấm để dẫm chân đi lại.

6.2 Đào hào đặt ống và xử lý nền

6.2.1 Hạ thấp và tiêu thoát nước ngầm trong phạm vi hào đào

Nếu địa điểm thi công đường ống chịu ảnh hưởng của nước ngầm thì phải xây dựng phương án hạ thấp và tiêu thoát nước ngầm theo các quy định trong TCVN 9361.

6.2.2 Đào hào và chống đỡ khi đào

6.2.2.1 Phương án thi công đào hào và chống đỡ vách đào phải bao gồm các nội dung chủ yếu sau:

a) Lập bản vẽ mặt bằng và bản vẽ mặt cắt thi công đào;

b) Lựa chọn hình thức hào, phương pháp đào và yêu cầu đổ đất khi đào;

c) Xác định độ dốc mái của hào đào để không phải chống đỡ khi đào hoặc hình thức chống đỡ, kết cấu, phương pháp tháo dỡ và biện pháp an toàn của hào đào khi cần chống đỡ khi đào;

...

e) Các yêu cầu an toàn thi công, các yêu cầu bảo vệ vật kiến trúc dọc theo tuyến ống, bảo vệ môi trường.

6.2.2.2 Mặt cắt hào, phương thức đào hào, đổ đất tạm khi đào phải phù hợp với các quy định trong TCVN 9361.

6.2.2.3 Trường hợp cần tránh sạt lở khi đào phải thiết kế giải pháp chống đỡ. Kết cấu chống đỡ và các quy định về thi công lắp dựng và tháo dỡ đề cập trong thiết kế phải được thực hiện đúng trong quá trình thi công. Khi di chuyển lên xuống hào không được leo trèo, đu bám vào kết cấu chống đỡ, phải làm thang hoặc lối đi lên xuống.

6.2.3 Xử lý nền

6.2.3.1 Nền đặt ống phải phù hợp với yêu cầu thiết kế, nếu cường độ của nền không thỏa mãn yêu cầu thiết kế thì phải xử lý.

6.2.3.2 Khi đáy hào có chỗ đào quá hoặc bị xáo động khi đào phải xử lý phù hợp với các quy định trong TCVN 9361.

6.3 Lắp đặt ống chôn lấp

6.3.1 Dung sai của tâm lắp đặt ống phải phù hợp với quy định cho trong bảng 19.

6.3.2 Dung sai về lý trình của đốt ống lắp đầu tiên là ±5 mm, khởi điểm của đốt ống cong là ±10 mm, độ thẳng góc của miệng ống ở hai đầu mút của đốt lắp đầu tiên là 3 mm.

...

Bảng 19 - Dung sai của tâm lắp đặt ống

Thứ tự

Đường kính trong của ống D

(m)

Dung sai của tâm miệng ống lắp đầu tiên

(mm)

Dung sai của tâm miệng ống với khớp co giãn, van bướm, van cầu, đốt ống, nối ống nhánh và khởi điểm của cút cong

(mm)

Dung sai của tâm miệng ống của đốt ống ở các vị trí khác

...

D<2

±5

±6

±15

2<D≤5

±10

...

5<D≤8

±12

±25

D>8

±12

...

6.3.4 Độ sâu của các vết lõm cục bộ ở mặt trong và ngoài vỏ ống không được lớn hơn 10 % chiều dày ống, mặt khác không được lớn hơn 2 mm, có thể dùng máy mài mài phẳng với dốc thoải xung quanh, nếu không thì phải hàn đắp lại theo quy định ghi ở 5.1.4.5.

6.3.5 Sau khi lắp đặt ống phải hàn chắc các mố đỡ và bu lông neo. Chống đỡ ở lớp đệm đàn hồi không được hàn với thành ống khác. Hai đầu mút ống ở đoạn có lớp đệm phải bố trí vành chặn nước và ở đầu mút dưới phải đặt thiết bị thoát nước.

6.3.6 Lấp đất

6.3.6.1 Trước khi thử nghiệm áp lực, để tránh đường ống bị xê dịch trong hào trong quá trình thử nghiệm, cần lấp đất như quy định tại điều 5.3.6. Sau khi thử nghiệm áp lực đạt yêu cầu, phải kịp thời lấp đất các chỗ được chừa lại và toàn bộ phần phía trên đỉnh ống đến cao trình thiết kế. Thi công lấp đất phải phù hợp với các quy định trong TCVN 9361.

6.3.6.2 Lấp đất xung quanh các hố thăm và các cấu kiện xây dựng khác phải phù hợp với các quy định sau:

a) Lấp đất xung quanh hố thăm phải tiến hành đồng thời với lấp đất hào đặt ống. Khi không tiện làm đồng thời thì phải để chừa lại một đoạn nối tiếp dạng bậc thềm;

b) Khi đầm đất lấp xung quanh hố thăm phải đầm đối xứng với trung tâm của giếng, không được đầm sót;

c) Sau khi đầm, vật liệu đầm phải khít chặt vào thành giếng;

d) Xung quanh giếng ở trong phạm vi mặt đường phải dùng các vật liệu như đất đá vôi, cát, dăm cuội để lấp, bề rộng lấp bằng các vật liệu này không được nhỏ hơn 400 mm;

...

6.3.6.3 Bề dày chưa đầm của mỗi lớp đất lấp phải lấy theo quy định trong bảng 20 tùy theo dụng cụ đầm sử dụng.

Bảng 20 - Chiều dày của lớp đất lấp chưa đầm

Đơn vị tính bằng cm

Công cụ đầm

Chiều dày của lớp đất chưa đầm

Đầm gỗ, đầm sắt

≤20

Máy đầm hạng nhẹ

Từ 20 đến 25

...

Từ 20 đến 30

Máy đầm rung

≤40

6.3.6.4 Đất hoặc các vật liệu khác dùng để lấp khi đưa xuống hào phải không được làm hư hại ống và các mối nối ống, đồng thời phải phù hợp với các quy định sau:

a) Khối lượng vật liệu chuyển đến dùng để lấp phải căn cứ vào khối lượng dùng để rải theo độ dày của mỗi lớp chưa đầm, tránh chất đống trong phạm vi ảnh hưởng đến công tác đầm.

b) Trong phạm vi từ đáy hào lên đến trên đỉnh ống 0,5 m phải đổ vật liệu đối xứng hai bên ống, không được đổ trực tiếp lên trên ống. Ở vị trí phía trên phải đổ đều vào hào không được đổ tập trung vào một chỗ.

c) Khi dùng vật liệu cần hòa trộn, phải trộn đều trước khi đưa vào hào, không được trộn ở trong hào.

6.3.6.5 Số lần đầm các lớp đất phải xác định thông qua thí nghiệm, căn cứ vào yêu cầu độ chặt, công cụ đầm, bề dày lớp đầm và độ ẩm của đất đầm.

6.3.6.6 Khi dùng máy đầm loại nặng hoặc xe tải tương đối nặng để đầm thì trên đỉnh ống phải có một lớp đất đã được đầm chặt có chiều dày nhất định, chiều dày nhỏ nhất của lớp này phải xác định thông qua tính toán trên cơ sở qui cách của máy đầm và khả năng chịu lực của đường ống.

...

6.3.6.8 Công tác đầm đất lấp phải phù hợp với các quy định sau:

a) Phải đầm thứ tự từng lớp và không được làm tổn hại đường ống.

b) Trong phạm vi từ đáy hào lên đến trên đỉnh ống 0,5 m phải dùng đầm hạng nhẹ, chệnh lệch về cao độ của mặt đầm ở hai bên ống không được quá 0,3 m, tốt nhất là nên đầm đối xứng để tránh ống bị xê dịch. Chú ý lấp và đầm chặt phần nách ống như minh họa ở hình 4.

c) Khi phân đoạn để đầm, ở chỗ tiếp giáp giữa hai đoạn phải để chừa một đoạn nối dạng bậc thềm và không được đầm sót.

d) Khi dùng máy đầm hạng nhẹ, phải đầm liền nhau. Khi dùng máy đầm hạng nặng, bề rộng chồng lấn phải không nhỏ hơn 200 mm.

e) Nếu dùng máy lu đường, máy đầm rung thì tốc độ di chuyển không được vượt quá 2 km/h.

g) Khi lấp hố công tác ở dưới đáy hào để hàn nối hai đoạn ống phải lấp và đầm chặt riêng đến phần đáy hào. Từ đáy hào trở lên lấp chung với cả đoạn hào.

Hình 4 - Lưu ý khi lấp đất ở phần nách ống

...

6.4.1 Độ cong mặt đỉnh của gối đỡ hình yên ngựa khi dùng thước mẫu để kiểm tra như quy định ở bảng 5, khe hở giữa thước mẫu và mặt cong không được lớn hơn 2 mm.

6.4.2 Độ xiên theo phương dọc và theo phương ngang của bản đệm gối đỡ của gối đỡ kiểu con lăn, kiểu con lắc và kiểu trượt đều không được lớn hơn 2 mm, dung sai của trọng tâm theo phương ngang, phương dọc và cao trình đều là ±5 mm, độ song song với trục thiết kế của đường ống không được lớn hơn 2/1000;

6.4.3 Sau khi lắp đặt, gối đỡ kiểu con lăn, kiểu con lắc và kiểu trượt phải chuyển động linh hoạt, không có bất kỳ hiện tượng bị cản trở nào, các mặt tiếp xúc phải trơn khít, khe hở cục bộ không được lớn hơn 0,5 mm.

6.4.4 Dung sai của tâm lắp ống và độ tròn quy định giống như với đường ống chôn lấp ghi ở 6.3.1 và 6.3.2.

6.4.5 Kiểm tra việc loại bỏ kết cấu chống đỡ bên trong, các dụng cụ cặp, tai kéo và xử lý, hàn đắp các vết nứt, vết lõm ở bề mặt trong và ngoài ống phải phù hợp với các quy định ở 5.1.4.5.

6.4.6 Khi lắp khớp co giãn, điều chỉnh lượng co giãn phải xem xét ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường.

6.4.7 Khi hàn khớp co giãn mềm không được đấu dây tiếp đất với đoạn có gân sóng vì dễ làm tổn hại đến hoạt động của khớp.

6.4.8 Khi hàn hợp long đường hàn cuối cùng trong đoạn ống giữa hai mố néo phải dỡ bỏ các cấu kiện tạm thời cố định khớp co giãn và chống đỡ đường ống.

7. Nghiệm thu

...

7.1.1 Trong quá trình chế tạo, lắp đặt nghiệm thu cần được thực hiện cho từng công đoạn như như lốc, hàn, sơn phủ, lắp đặt, thử nghiệm áp lực kể cả các công việc phụ trợ như làm giàn giáo phục vụ chế tạo và thi công lắp ráp, dọn dẹp và làm vệ sinh chuẩn bị cho thử nghiệm áp lực. Căn cứ để nghiệm thu là các yêu cầu kỹ thuật liên quan đến từng công đoạn được quy định trong tiêu chuẩn này và hồ sơ thiết kế được duyệt. Chỉ khi công đoạn trước được nghiệm thu mới được thực hiện tiếp công đoạn sau.

7.1.2 Trong quá trình thi công đào hào, lấp đất, ngoài các yêu cầu quy định trong điều 6 của tiêu chuẩn này và hồ sơ thiết kế đã được duyệt, khi tiến hành nghiệm thu cho phép sai lệch về kích thước sau khi đào hào được ghi trong bảng 21. Với công việc lấp đất, nếu thiết kế không đưa ra yêu cầu về độ chặt thì độ chặt khi kiểm tra phải phù hợp với quy định được ghi trong bảng 22 và được chỉ ra trong hình 5. Nền dưới đáy ống có thể tạo lòng máng với góc tâm 2θ hoặc không tạo lòng máng tùy theo yêu cầu của thiết kế.

Bảng 21 - Dung sai của hào đào

Đơn vị tính bằng mm

Thứ tự

Hạng mục kiểm tra

Độ lệch cho phép

Số lượng kiểm tra

Phương pháp kiểm tra

...

Số điểm

Cao trình đáy hào

Đào đất

±20

Giữa hai hố thăm

Dùng máy thủy chuẩn

Đào đá

...

Bề rộng mỗi bên kể từ đường trục của đáy hào

Không nhỏ hơn quy định

Giữa hai hố thăm

Đo bằng thước, mỗi bên 3 điểm

Độ dốc mái hào

Không dốc hơn quy định

...

Đo bằng dụng cụ đo độ dốc mái mỗi bên đo 3 điểm

Bảng 22 - Độ chặt của đất lấp trong hào

Vị trí trong hào

Độ chặt không nhỏ hơn (%)

Vật liệu lấp

Số lượng kiểm tra

Phương pháp kiểm tra

Phạm vi

...

Nền ống

Nền dưới đáy ống

Cát vừa, thô

Dùng dao vòng hoặc phương pháp trong tiêu chuẩn về thí nghiệm đất

Trong phạm vi góc tựa hữu hiệu của ống

...

Mỗi bên của mỗi lớp một nhóm, mỗi nhóm 3 điểm

Hai bên ống

Cát vừa, thô, đá mạt, đá dăm đường kính lớn nhất nhỏ hơn 40 mm hoặc đất nguyên thổ có yêu cầu phù hợp

Giữa hai hố thăm hoặc mỗi 1000 m²

Trên đỉnh ống 500 mm

Hai bên ống

Phần trên ống

...

Từ 500 mm đến 1000 mm trên đỉnh ống

Đất nguyên thổ

Giữa hai hố thăm hoặc mỗi 1000 m²

Mỗi bên của mỗi lớp một nhóm, mỗi nhóm 3 điểm

Dùng dao vòng hoặc phương pháp trong tiêu chuẩn về thí nghiệm đất

Hình 5 - Yêu cầu về độ chặt của đất lấp trong hào

7.2 Nghiệm thu hoàn công

...

7.2.2 Nghiệm thu hoàn công theo quy định của pháp luật hiện hành.

7.2.3 Nghiệm thu hoàn công phải tiến hành dựa vào bản vẽ, tài liệu kỹ thuật, chứng chỉ chất lượng, thử nghiệm hoặc chứng nhận thử nghiệm đánh giá qui trình hàn, chứng chỉ kiểm tra công nhân hàn, nhân viên kiểm tra khuyết tật mối hàn, ghi chép kiểm tra phù hợp với tiêu chuẩn này trong khâu chế tạo, lắp đặt.

7.2.4 Hồ sơ nghiệm thu hoàn công chế tạo bao gồm các tài liệu sau:

a) Bản vẽ chế tạo đường ống áp lực.

b) Chứng chỉ chất lượng xuất xưởng của các vật liệu chủ yếu.

c) Các tờ trình thay đổi thiết kế.

d) Đo đạc kiểm tra cuối cùng khi chế tạo và ghi chép đo đạc kiểm tra khi thử nghiệm.

e) Báo cáo kiểm tra không phá hủy các mối hàn theo quy định.

g) Tài liệu đo đạc kiểm tra sơn phủ bảo vệ bề mặt.

...

i) Các tài liệu kỹ thuật có liên quan khác.

7.2.5 Hồ sơ nghiệm thu hoàn công lắp đặt bao gồm các tài liệu sau:

a) Bản vẽ hoàn công công trình đường ống áp lực.

b) Các chứng chỉ chất lượng xuất xưởng của các vật liệu chủ yếu.

d) Các tờ trình sửa đổi thiết kế.

e) Đo đạc kiểm tra cuối cùng khi lắp đặt và ghi chép đo đạc kiểm tra khi thử nghiệm.

g) Báo cáo kiểm tra không phá hủy các mối hàn theo quy định.

h) Tài liệu đo đạc kiểm tra sơn phủ bảo vệ bề mặt.

i) Ghi chép xử lý lại các khuyết tật và các ghi chép hội họp có liên quan.

...

7.2.6 Nếu chế tạo và lắp đặt là do cùng một đơn vị thực hiện thì có thể chỉ cần đưa ra các tài liệu ghi ở mục 7.2.5.

7.2.7 Nếu hồ sơ nghiệm thu cho thấy đường ống được chế tạo và lắp đặt đúng như thiết kế và tuân thủ đầy đủ các quy định đề ra trong tiêu chuẩn này thì đường ống được coi là đảm bảo chất lượng.

Phụ lục A

(Quy định)

Các hệ số dùng để xác định cường độ tính toán của vật liệu

Bảng A.1 - Hệ số C chuyển đổi từ cường độ chính sang cường độ tiêu chuẩn

Loại vật liệu

Trạng thái ứng suất

...

Thép các bon và thép hợp kim thấp

Kéo,nén, uốn

1,0

Cắt

0,6

Ép mặt đầu

1,5

...

Ép tiếp xúc điểm

3,3

Ép tiếp xúc đường

2,2

Ép tiếp xúc khít mặt

1,0

Kim loại ở các mối hàn đối đầu

...

1,0

Cắt

0,6

Kim loại ở các mối hàn góc

Kéo, nén, uốn

0,7

Cắt

...

Bảng A.2 - Hệ số K kể đến tính đồng chất của vật liệu

Vật liệu

Hệ số K đối với σ_ch

Hệ số K đối với σ_B

Thép các bon:

Khi σ_ch ≤ 240 N/mm²

0,90

...

Khi σ_ch > 240 N/mm²

0,85

0,64

Thép cán hợp kim thấp

0,85

0,64

Thép cán nhiệt luyện

0,80

0,60

...

Giống như thép gốc

Đường hàn loại II

0,75

0,57

Đường hàn loại III

0,65

0,50

Phụ lục B

...

Tính toán kết cấu ống đặt hở

B.1 Lực tác dụng vào đường ống, mố đỡ và mố néo của đường ống đặt hở

Bảng B.1 - Công thức tính lực tác dụng vào đường ống, mố đỡ và mố néo

Thứ tự

Phương của lực tác dụng

Tên lực tác dụng

Công thức tính toán

Dấu của lực

Bộ phận chịu lực

...

Đoạn dưới

Thành ống

Mố đỡ

Mố néo

Nhiệt độ

Tăng

Giảm

Tăng

Giảm

...

Phương dọc trục ống

Trọng lượng bản thân ống

...

Lực tác dụng vào đầu bịt và van ở vị trí đóng

...

Áp lực nước trong ở đoạn ống cong

...

Áp lực nước ở đoạn ống co hẹp dần

...

Phân lực của lực ly tâm của nước ở đoạn ống cong

...

Áp lực nước trong ở đầu mút của khớp co giãn kiểu trượt

...

Lực ma sát ở vật chắn nước trong khớp co giãn kiểu trượt khi có biến đổi nhiệt độ

...

Lực ma sát giữa gối đỡ và đường ống khi nhiệt độ thay đổi

...

Phương vuông góc với trục ống

Trọng lượng đường ống theo phương đứng

...

Trọng lượng nước theo phương đứng

...

Hướng kính

Áp lực nước trong

...

Chú thích

a) Dấu của lực tác dụng hướng dọc trục ống: Lấy dấu dương (+) là lực hướng xuống phía hạ lưu, dấu âm (-) là lực hướng lên phía thượng lưu đường ống.

b) Đoạn trên là đoạn phía thượng lưu mố néo, đoạn dưới là đoạn phía hạ lưu mố néo.

c) Khi lắp khớp co giãn mềm phải đưa vào các lực gây ra bởi chuyển vị theo các hướng do nhà sản xuất cung cấp.

Các ký hiệu ghi trong bảng B.1 có ý nghĩa như sau:

A_i (từ A₁ đến A₈) là các lực hướng dọc trục ống trên mặt cắt tính toán của ống (N);

α là góc nghiêng của trục ống (°):

...

q_s là trọng lượng bản thân ống trên 1 m dài (N/mm);

P là áp lực nước bên trong ống (N/mm²);

D là đường kính trong của ống (mm);

D_o1, D_o2 là đường kính trong của ống ở hai đầu đoạn ống co hẹp dần (mm);

D₁, D₂ là đường kính trong và đường kính ngoài của hai ống lồng nhau trong khớp co giãn kiểu trượt (mm);

b₁ là bề rộng của vành đệm của vật chắn nước trong khớp co giãn kiểu trượt (mm);

μ₁ là hệ số ma sát giữa ống và vành đệm của vật chắn nước trong khớp co giãn kiểu trượt;

μ là hệ số ma sát giữa gối đỡ và thành ống;

v_o là vận tốc nước trong ống lúc đầy phụ tải (mm/s);

...

q_w là trọng lượng nước trong ống trên 1 đơn vị dài (N/mm);

H là chiều cao của cột nước tính đến tim ống tại mặt cắt tính toán (mm);

q là tổng trọng lượng ống thép q_s và nước trong ống q_w trên một 1 m dài của ống (N/mm);

Q_w là tổng trọng lượng nước trong ống trong mỗi nhịp (N);

Q_s là tổng trọng lượng ống trong mỗi nhịp (N).

B.2 Tính toán ứng suất trong thành ống, vành tăng cứng và đai tựa

B.2.1 Có thể sử dụng các công thức được thiết lập trong Cơ học kết cấu hoặc Lý thuyết đàn hồi để tính ứng suất trong thành ống, vành tăng cứng và đai tựa. Với công trình quan trọng có thể sử dụng phương pháp Phần tử hữu hạn để tính.

Khi sử dụng các công thức của cơ học kết cấu hoặc lý thuyết đàn hồi thì cần lựa chọn xem nên sử dụng công thức nào cho phù hợp với điều kiện cụ thể của ống. Có hai cách lựa chọn:

a) Tính trị số B theo công thức (B.1), nếu B>1 thì phải dùng các công thức thiết lập trong lý thuyết đàn hồi.

...

(B.1)

trong đó:

v_s là hệ số Poisson của vật liệu thép;

L là Chiều dài mỗi nhịp ống (khoảng cách giữa hai đai tựa hoặc mố đỡ) (mm),

r là bán kính trong của ống (mm);

β_R là tỷ số giữa diện tích mặt cắt tịnh và diện tích mặt cắt hữu hiệu (có ích) của đai tựa hoặc vành tăng cứng;

A_R là diện tích mặt cắt hữu hiệu của đai A_R = A_R₀ + 2l't;

A_R0 - at là diện tích mặt cắt tịnh của đai, trong đó A_R0 = a(b+t);

...

H là cột nước tính đến tim ống tại mặt cắt tính toán (mm);

α là góc nghiêng của trục ống với phương nằm ngang;

a là bề dày của bản bụng hoặc bề rộng của tiếp xúc giữa đai tựa (hoặc vành tăng cứng) với thành ống (mm) (xem hình B.1);

b là chiều cao vành tăng cứng (mm).

Hình B.1 - Mặt cắt hữu hiệu của đai tựa hoặc vành tăng cứng

b) Tính các tỷ số L/r và β_RH/(rcosα), sau đó, trên biểu đồ vẽ ở hình B.2 tìm điểm có tọa độ là hai trị vừa tính trên, nếu điểm này nằm ở vùng tính toán theo phương pháp nào thì phải dùng các công thức được thiết lập theo phương pháp đó để tính ứng suất.

Hình B.2 - Biểu đồ phân định phạm vi ứng dụng công thức tính ứng suất trong thành ống, vành tăng cứng và đai tựa theo các công thức được thiết lập trong cơ học kết cấu hoặc lý thuyết đàn hồi

...

Khi tính ứng suất của thành ống, đai tựa và vành tăng cứng theo phương pháp cơ học kết cấu phải phân biệt tính cho 4 vùng sau (xem hình B.3):

+ Vùng thành ống nằm trong khoảng giữa và đủ xa hai vành tăng cứng hoặc đai tựa (vùng 1);

+ Vùng thành ống nằm sát đai tựa (vùng 2);

+ Vành tăng cứng và phần thành ống nằm bên nó (vùng 3);

+ Đai tựa và phần thành ống nằm bên nó (vùng 4)

Hình B.3 - Các mặt cắt cần tính ứng suất trong ống để kiểm tra độ bền

Các công thức tính toán ứng suất theo phương pháp cơ học kết cấu cho từng vùng được liệt kê trong bảng B.2. Các điểm tính ứng suất được chỉ ra trong hình B.4. Các thành phần ứng suất được biểu diễn diễn trong hình B.5.

...

Hình B.5 - Các thành phần ứng suất trên mặt cắt dọc và mặt cắt ngang

Bảng B.2 - Các công thức tính ứng suất của thành ống, vành tăng cứng và đai tựa theo phương pháp cơ học kết cấu

Mặt cắt

Ứng suất

Công thức tính toán

Giữa nhịp

Mép biên của vùng ứng suất màng bên đai tựa

Vành tăng cứng và thành ống bên nó

...

Dọc theo trục ống

σ_θ₁

σ_θ2

...

σ_θ3

...

τ_θ_r

(Bản bụng của vành tăng cứng)

...

τ_θx

τ_θx = τ_xθ

Vuông góc với trục ống

σ_x1

σ_x2

...

σ_x2

σ_x3

(Mép trong thành ống lấy dấu dương “+”, mép ngoài lấy dấu âm “-”)

...

τ_xθ

Chú thích

a) Tải trọng trong bảng bao gồm: Trọng lượng nước trong ống, trọng lượng ống, áp lực nước trong ống, lực động đất. Tổng ΣA bao gồm các lực dọc trục gây ra ứng suất σ_x dọc theo thành ống, lực kéo láy dấu dương “+” (xem bảng B.1), vị trí tính ứng suất ghi trong hình B.4;

b) Điểm tính toán phải chọn vị trí có trị ứng suất lớn thích đáng.

c) Ứng suất pháp hướng kính có trị rất nhỏ nên có thể bỏ qua không tính;

d) Trị của ứng suất tiếp ở sát đai tựa và vành tăng cứng τ_xr=1,5β_RP/kt cũng rất nhỏ nên có thể bỏ qua;

...

Các ký hiệu ghi trong các công thức trong bảng B.2 có ý nghĩa như sau:

σ_θ là ứng suất hướng vòng (N/mm²);

σ_x₁ là ứng suất dọc trục do các lực dọc trục gây ra (N/mm²);

σ_x₂ là ứng suất dọc trục gây ra bởi trọng lượng ống, trọng lượng nước trong ống, động đất (N/mm²);

σ_x3 là ứng suất pháp do uốn cục bộ gây ra bởi ràng buộc của đai tựa (N/mm²);

τ_xθ là ứng suất tiếp ở gần đai tựa gây ra bởi trọng lượng ống, trọng lượng nước trong ống và động đất, tác dụng trên mặt cắt ngang ống và có phương tiếp tuyến với chu vi ống (N/mm²);

t là chiều dày thành ống (mm);

r là bán kính trong của ống (mm);

H là cột nước áp lực tính đến tim ống tại mặt cắt tính toán (mm).

...

θ là góc tâm của mặt cắt tính toán (xem hình B.3) (rad)

β_R là tỷ số giữa diện tích mặt cắt tịnh và diện tích mặt cắt hữu hiệu của đai tựa (hoặc vành tăng cứng) được xác định như trong công thức (B.1);

N_R là lực dọc trục trên mặt cắt ngang của đai tựa (N, lấy dấu dương “+” nếu là lực kéo);

M_R là mô men uốn trên mặt cắt ngang của đai tựa (Nmm), lấy dấu dương “+” nếu làm mép trong của đai chịu kéo;

T_R là lực cắt trên mặt cắt ngang của đai tựa (N), lấy dấu dương “+” nếu tác dụng ở nửa vòng phải của đai;

Z_R là khoảng cách từ trục trung tâm của mặt cắt hữu hiệu của đai đến điểm tính toán (mm);

S_R là mô men tĩnh đối với trục trung tâm của phần diện tích giới hạn từ đường đi qua điểm tính toán và song song với trục trung tâm ra mép ngoài biên của mặt cắt hữu hiệu của đai (mm³);

J_R là mô men quán tính của mặt cắt hữu hiệu của đai đối với trục trung tâm (mm⁴)

k là trị nghịch đảo của chiều dài một bên cánh của mặt cắt hữu hiệu (hình B.4), nói ở điểm a) điều B.2.1, (1/mm);

...

M_e, V_e là mô men uốn (Nmm), lực cắt (N) của dầm liên tục dùng tính đoạn đường ống giữa hai mố néo liền kề dưới tác dụng của động đất.

B.3 Tính ứng suất tại các điểm tính toán trên mặt cắt ngang và dọc của ống ở trạng thái làm việc bình thường theo phương pháp Cơ học kết cấu

Ứng suất tại các điểm tính toán trên mặt cắt ngang và dọc của ống ở trạng thái làm việc bình thường theo phương pháp cơ học kết cấu có thể tính bằng các công thức liệt kê trong bảng B.3.

Bảng B.3 - Các công thức tính ứng suất tại các điểm khống chế ở thành ống, vành tăng cứng và đai tựa theo phương pháp cơ học kết cấu

Mặt cắt

Vị trí của điểm
tính ứng
suất

Ứng suất

...

Mép biên của vùng ứng suất màng bên đai tựa

Mép biên của vùng ứng suất màng bên đai tăng cứng

Gần giữa nhịp

θ=0°

Mép ngoài thành ống

Gần gối tựa dưới

θ=180°

Mép ngoài thành ống

Gần gối tựa dưới

...

Mép ngoài thành ống

Mặt cắt dọc

σ_θ₁

σ_θ2

...

Mặt cắt ngang

σ_x1

σ_x₂

...

Ghi chú:

a) Dấu của M ở trong bảng phải lấy theo biểu đồ vẽ ở hình B.6;

b) Nếu góc nghiêng của đoạn ống khá lớn áp lực nước ở vị trí gối tựa trên và gối tựa dưới chênh nhau khá lớn, bề dày thành ống cũng có thể khác nhau, lúc này phải tính riêng ứng suất cho vùng mép biên của vùng ứng suất màng, vành tăng cứng và đai tựa ở gần gối tựa trên và gần gối tựa dưới;

c) Thông thường, ứng suất thành ống ở bên đai tựa có trị lớn nhất tại các vị trí θ=0°, θ=180°, = 0 và tại điểm tựa.

B.4 Xác định mô men uốn và lực cắt M, V gây ra bởi trọng lượng bản thân ống và trọng lượng nước trong ống theo phương pháp Cơ học kết cấu

Mô men uốn và lực cắt M, V gây ra bởi trọng lượng bản thân ống và trọng lượng nước trong ống theo phương pháp cơ học kết cấu được xác định trên cơ sở vẽ biểu đồ mô men và lực cắt của dầm liên tục như biểu diễn ở hình B.6 với số nhịp bằng nhịp thực tế của đường ống giữa hai mố néo, trong đó đầu gắn khớp co giãn ở hạ lưu của mố néo phía trên được coi là đầu mút thừa, còn đầu được ôm bởi mố néo phía dưới được coi là ngàm cứng. Để đơn giản với sai số có thể chấp nhận được, khi tính toán mặt cắt của ống được coi là như nhau ở tất cả các nhịp.

...

Mô men uốn và lực cắt M_e, V_e gây ra bởi lực quán tính động đất theo phương thẳng đứng cũng có thể xác định tương tự như xác định mô men uốn và lực cắt M, V gây ra bởi trọng lượng bản thân ống và trọng lượng nước trong ống hoặc có thể tính gần đúng từ M và V bằng công thức (B.2).

(B.2)

trong đó n_e là hệ số động đất lấy bằng 0,05 với động đất cấp 7, bằng 0,1 với động đất cấp 8 và bằng 0,2 với động đất cấp 9.

Hình B.6 - Sơ đồ tính kết cấu đường ống giữa hai mố néo ở dạng dầm liên tục dưới tác dụng của tải trọng phân bố đều thẳng đứng

B.6 Tính toán ứng suất trong thành ống, vành tăng cứng và đai tựa theo phương pháp lý thuyết đàn hồi

Trong bảng B.4 liệt kê các công thức tính các thành phần ứng suất trong thành ống, vành tăng cứng và đai tựa theo phương pháp lý thuyết đàn hồi.

Bảng B.4 - Các công thức tính toán nội lực và ứng suất trong đai tựa, vành tăng cứng và thành ống ở vùng lân cận đai theo phương pháp lý thuyết đàn hồi

...

Nội lực

Công thức tính nội lực

Công thức tính ứng suất

Mặt cắt dọc

Lực dọc

T₂ = (1 - β_R)Pr

T₃ = v_sT₁

N_R

Ứng suất pháp theo phương vòng ở thành ống:

...

Dấu ứng với thành phần chứa M₂ lấy như sau:

Mép trong ống lấy dấu dương (+)

Mép ngoài ống lấy dấu âm (-)

Ứng suất pháp theo phương vòng ở đai tựa:

Ứng suất tiếp ở bản bụng của đai tựa:

Ứng suất pháp theo phương dọc ở thành ống

...

Mép trong ống lấy dấu dương (+)

Mô men uốn

M₂ = v_s M₁

M_R

Lực cắt

T_R

S_θx = S_xθ

N₂ bỏ qua

Mặt cắt ngang

...

Mô men uốn

Lực cắt

Chú thích:

a) Tải trọng ở trong bảng bao gồm trọng lượng nước trong ống, trọng lượng bản thân ống, áp lực nước trong ống, lực động đất, ΣA bao gồm các lực gây ứng suất hướng dọc trục ống, lực kéo lấy dấu dương “+”, nén lấy dấu âm “-”.

b) Điểm tính toán, nói chung, phải chọn ở vị trí ứng suất có trị số lớn thích đáng, không nên khống chế lực cắt. Khi làm việc

bình thường, thông thường ứng suất có vị trí lớn nhất tại các vị trí θ=0°, θ=180°, = 0 và đai tựa.

...

d) Trị n_e có thể lấy bằng 0,05 với động đất cấp 7; bằng 0,1 với động đất cấp 8 và bằng 0,2 với động đất cấp 9;

e) Nói chung ở trong cùng một nhịp ống bề dày thường như nhau, song lúc góc nghiêng α khá lớn thì chiều dày có thể khác nhau. Ở gần đai tựa ứng suất cục bộ quá lớn, có thể tăng cục bộ bề dày ống. Chiều dài của đoạn ống tăng chiều dày ở một phía bên đai không nhỏ hơn và phải phù hợp với bề rộng của tấm thép;

f) Khi σ_r nhỏ có thể bỏ qua, không kể;

g) Trị K được tính bằng công thức (B.3)

(B.3)

trong đó:

- k là trị nghịch đảo của chiều dài một bên cánh của mặt cắt hữu hiệu (1/mm).

- r là bán kính trong của ống (mm);

...

- v_s là hệ số Poisson của vật liệu thép;

- L là chiều dài nhịp ống (mm);

- Q_s là trọng lượng ống của một nhịp ống (N);

- Q là tổng trọng lượng nước và trọng lượng ống trong một nhịp (N).

B.7 Tính nội lực trong đai tựa

B.7.1 Hình thức đai tựa, trục trung tâm và phản lực tựa của đai

Hình B.7 biểu diễn hai loại đai tựa thường dùng là đai tựa bên (hình trái) và đai tựa dưới (hình phải), trục trung tâm và phản lực tựa của đai.

Hình B.7 - Đai tựa bên (trái) và đai tựa dưới (phải)

...

Nội lực trong đai tựa gây ra bởi trọng lượng ống, trọng lượng nước trong ống và động đất hướng ngang, khi ống chứa đầy nước, có sơ đồ chỉ ra trong hình B.8, được xác định bằng các công thức của lý thuyết đàn hồi, được liệt kê trong bảng B.5. Các hệ số trong bảng B.5 được cho trong các bảng B.6 và B.7. Các vị trí mô men âm và mô men dương lớn nhất được cho trong các bảng B.8 và B.9.

Hình B.8 - Sơ đồ tính đai tựa khi chịu tải động đất hướng ngang

Bảng B.5 - Các công thức tính nội lực trong đai tựa theo lý thuyết đàn hồi

Trường hợp tính toán

Phản lực và nội lực

Tựa bên

Tựa dưới

Trường hợp bình thường (Trọng lượng ống và nước trong ống)

...

Qcosα(K₁ + B₁K₂)

Qcosα(K₇ + B₀K₂)

T_R

Qcosα(K₅ + CK₆)

Qcosα(K₈ + C₀K₆)

M_R

QRcosα(K₃ + K₄)

QRcosα(K₇- 0,5K₂D₃ + A_c)

Trường hợp động đất (hướng ngang)

...

n_eQ(K₁₁ - B₄K₆)

M_R

T_R

n_eQ(K₁₃ + C₄K₂)

P₁

...

Chú thích:

a). Với đai tựa bên, lúc = 0,04 trị lớn nhất của mô men uốn bằng nhau nhưng khác dấu;

b). Mô men có trị lớn nhất trên đai tựa xuất hiện tại vị trí có = 0 vị trí có mô men âm và dương lớn nhất của đai tựa bên (trị khác nhau) và đai tựa dưới (ứng với trị ε khác nhau) được cho trong bảng B.9 và B.10

c). Ứng suất trên các mặt cắt của đai tựa là

các ứng suất được cho trong bảng B.5

Trong bảng B.5 sử dụng các ký hiệu sau (xem hình B.7):

b là khoảng cách từ điểm tác dụng của phản lực tựa bên đến trục trọng tâm của đai tựa (mm);

d là khoảng cách từ mặt đáy tựa đến trục trọng tâm của đai tựa (mm);

...

ε là góc tâm giữa đường tác dụng của phản lực của tựa dưới và trục thẳng đứng (°);

Bảng B.6 - Công thức tính các hệ số K, A_a, A_b, A_c

Hệ số

Khi 0 ≤ θ < (π - ε)

Khi (π - ε) < θ ≤ π

K₁

K₂

...

K₃

K₄

K₅

...

K₆

K₇

K₈

...

K₁₀

K₁₁

K₁₂

...

K₁₃

A_a

A_b

...

A_c

Chú thích:

a) Trị của các hệ số tính toán đối ứng với các trị θ và ε khác nhau được cho trong bảng B.8 và B.9;

b) Trường hợp tựa bên tương đương với ε = 90°;

c) Khi tính toán sử dụng đơn vị của θ và ε là rad.

Bảng B.7 - Công thức tính các hệ số B, C, D₃

Hệ số

...

Ghi chú

B₀

B₁

B₃

...

B₄

C₀

...

0,5(1 - A_a)

C₃

C₄

Lấy dấu dương “+” hoặc âm "-" giống như khi tính B₄

D₃

...

Chú thích:

Các công thức trên sẽ giống các công thức thiết lập trong Cơ học kết cấu nếu cho K=0;

Bảng B.8 - Các vị trí có mô men âm và mô men dương lớn nhất của đai tựa bên

Các vị trí có mô men âm và mô men dương lớn nhất

Vị trí mô men âm

Vị trí mô men dương

0,01

...

114°26'21"

0,02

64°18'23"

115°41'37"

0,03

63°00'59"

116°59'01"

0,04

61°41'20"

...

0,05

60°19'14"

119°40'46"

0,06

58°54'33"

121°05'27"

Bảng B.9 - Các vị trí có mô men âm và mô men dương lớn nhất của đai tựa dưới

ε (°)

Các vị trí có mô men âm và mô men dương lớn nhất

...

Vị trí mô men dương

45°

90°00'00"

50°

86°43'00"

55°

83°17'26"

...

60°

79°49'38"

65°

76°27'31"

70°

73°20'30"

...

70°39'02"

109°20'58"

80°

68°33'48”

111°26'2"

85°

67°14'14"

112°45'46"

90°

...

113°13'06"

B.8 Tính lực tới hạn gây mất ổn định của thành ống, của vành tăng cứng và của đai tựa khi chịu áp lực ngoài

B.8.1 Với ống không có vành tăng cứng áp lực ngoài tới hạn phân bố đều theo phương đường kính P_cr tính bằng N/mm² có thể tính bằng công thức (B.4)

(B.4)

trong đó:

E là mô đun đàn hồi của vật liệu thép làm ống (N/mm²);

t là chiều dày thành ống (mm);

D là đường kính trong của ống (mm).

...

(B.5)

(B.6)

trong đó:

E_s là mô đun đàn hồi của vật liệu thép làm ống (N/mm²);

v_s là hệ số Poisson của vật liệu thép làm ống;

t là chiều dày thành ống (mm);

r là bán kính trong của ống (mm);

...

n là số nửa sóng hình thành trên chu vi mặt cắt ống khi vỏ ống bị mất ổn định ứng với lực tới hạn có trị số nhỏ nhất (hình B.9), tính bằng công thức (B.6) và lấy gần đúng là một số chẵn không nhỏ hơn 2;

Hình B.9 - Mặt cắt ngang của ống khi bị mất ổn định bởi áp lực ngoài

Hình B.10 - Biểu đồ tra cứu áp lực ngoài tới hạn của ống hở có vành tăng cứng

B.8.3 Áp lực ngoài tới hạn gây mất ổn định của vành tăng cứng hoặc đai tựa có thể tính từ hai công thức (B.7) và (B.8), sau đó lấy trị số nhỏ nhất trong hai kết quả tính.

(B.7)

...

trong đó:

J_R là mô men quán tính của mặt cắt hữu hiệu của vành tăng cứng hoặc đai tựa với trục trung tâm (xem hình B.1) (mm⁴);

F_R là diện tích mặt cắt hữu hiệu của vành tăng cứng hoặc đai tựa (mm²);

R là bán kính trục trọng tâm của mặt cắt hữu hiệu của đai tựa hoặc vành tăng cứng (mm);

l là khoảng cách giữa hai vành tăng cứng hoặc giữa vành tăng cứng và đai tựa (mm).

σ_ch là ứng suất chảy của vật liệu thép làm ống (N/mm²);

r là bán kính trong của ống (mm);

E là mô đun đàn hồi của vật liệu thép làm ống (N/mm²).

B.9 Kiểm tra độ bền của vành tăng cứng và đai tựa khi chịu áp lực ngoài

...

(B.9)

trong đó:

N_R là lực nén dọc trục trên mặt cắt ngang của đai, N_R = P_orL (N);

N_EX là lực tới hạn Ơle (N)

P_o là trị của áp lực ngoài hướng kính, phân bố đều (N/mm²);

φ_p là hệ số uốn dọc của cấu kiện chịu nén trung tâm trong mặt phẳng uốn, tra bảng theo độ mảnh λ cho thanh chịu nén đúng tâm.

...

W_R là mô men chống uốn của mặt cắt hữu hiệu của đai với trục trung tâm, tính cho mép biên ngoài và mép biên trong của đai (xem hình B.1) (mm³);

J_R là mô men quán tính của mặt cắt hữu hiệu của vành tăng cứng hoặc đai tựa với trục trung tâm (xem hình B.1) (mm⁴);

F_R là diện tích mặt cắt hữu hiệu của vành tăng cứng hoặc đai tựa (mm²);

[σ] là ứng suất cho phép của vật liệu thép làm đai, lấy bằng 0,85σ_ch khi kiểm tra với tổ hợp tải trọng cơ bản và bằng σ_ch khi kiểm tra với tổ hợp tải trọng đặc biệt, trong đó ơ_ch là ứng suất chảy của vật liệu (N/mm²).

B.10 Hệ số ma sát

B.10.1 Hệ số ma sát giữa vật liệu chèn kín nước (cao su hoặc sợi gai tẩm dầu) và thành ống thép có thể lấy bằng 0,7;

B.10.2 Hệ số ma sát giữa ống và gối đỡ có thể lấy như sau:

+ Gối con lăn: 0,1;

+ Gối trượt không bôi dầu: 0,5;

...

+ Gối con lắc: Xác định từ tính toán;

B.10.3 Hệ số ma sát ở mặt tiếp xúc của một số vật liệu có thể lấy như sau:

+ Giữa thép và bê tông: từ 0,42 đến 0,59;

+ Giữa bê tông và đá: 0,75;

+ Giữa bê tông và đất rắn chắc: 0,65;

+ Giữa bê tông với bê tông: 0,3;

+ Giữa bê tông với đất sét ẩm ướt: từ 0,15 đến 0,2;

+ Đường trượt của tấm nhồi vật liệu chất dẻo (Polytetrafluoroethylene) với thép không gỉ: từ 0,06 đến 0,15.

B.11 Diện tích mặt cắt lỗ thông khí

...

(B.10)

trong đó:

F₁ là diện tích nhỏ nhất cần có của lỗ thông khí (m²)

K_o là hệ số an toàn, có thể lấy bằng 2,8. Lúc nạp nước, diện tích mở cửa van hoặc diện tích của ống nạp nước phải hạn chế nhỏ hơn F₁;

Q₁ là lưu lượng không khí đi qua lỗ, lấy gần đúng bằng lưu lượng nước chảy trong ống (m³/s);

C₁ là hệ số lưu lượng của lỗ thông khí, nếu có lắp van lấy bằng 0,5, nếu không lắp van van lấy bằng 0,7;

ΔP là chênh lệch áp suất không khí cho phép trong và ngoài ống (N/mm²), trị của nó không lớn hơn 0,1 N/mm²;

Diện tích mặt cắt van xả khí hoặc van nạp khí bố trí trên đường ống được xác định tùy thuộc vào tình huống cụ thể của công trình.

...

PHỤ LỤC C

(Quy định)

Tính kết cấu ống chôn lấp

C.1 Tính toán áp lực đất, tải trọng xe trên mặt đất và áp lực đẩy nổi tác dụng lên đường ống chôn lấp

C.1.1 Áp lực đất lấp lên đường ống có thể tính theo công thức (C.1)

(C.1)

trong đó:

F_so là áp lực đất lấp lên đỉnh ống (N/mm);

...

H_so là chiều dày của đất lấp trên đỉnh ống (mm);

D₁ là đường kính ngoài của ống (mm).

C.1.2 Áp lực thẳng đứng lên đỉnh ống gây ra bởi tải trọng xe trên mặt đất được tính theo công thức (C.2) và công thức (C.3), phân bố của áp lực này được biểu diễn trong hình C.1

(C.2)

(C.3)

trong đó:

W_t là áp lực phân bố trên đỉnh ống gây ra bởi tải trọng xe trên mặt đất (N/mm²);

...

n_t là số lốp xe đồng thời đi trên mặt đất ngang qua đỉnh ống;

p_t là lực nén trên mỗi bánh xe (N);

d_i là khoảng cách tĩnh giữa hai bánh xe kề nhau (mm) như biểu diễn trong hình C.1.

a là độ dài của mặt tiếp xúc giữa lốp xe và mặt đất theo phương xe chạy (mm);

b là bề rộng của lốp xe (mm);

φ góc khuếch tán của lực dưới mỗi bánh xe xuống dưới đất trên đỉnh ống (°), thường lấy φ=45°;

K_i là hệ số động lực phụ thuộc vào bề dầy đất lấp, lấy theo bảng C.1

Bảng C.1 - Hệ số động lực

Chiều dài lấp đất (m)

...

H_so < 1,5

0,5

1,5 ≤ H_so < 6,5

Từ 0,65 đến 0,1 x H_so

H_so ≥ 6,5

(a) Phân bố truyền tải của các bánh xe đồng thời qua đỉnh ống

...

Hình C.1 - Phân bố truyền tải của lốp xe chạy trên mặt đất qua đỉnh ống

C.1.3 Lực đẩy nổi của nước ngầm (W_W) tác dụng lên đoạn ống có chiều dài bằng một đơn vị khi nằm dưới mực nước ngầm được tính theo công thức (C.4)

(C.4)

trong đó:

γ_w là trọng lượng riêng của nước (N/mm³);

D₁ là đường kính ngoài của ống (mm).

Hình C.2 - Sơ đồ tính lực đẩy nổi của nước ngầm và lực chống đẩy nổi của khối đất đắp

...

(C.5)

(C.6)

trong đó:

W_so là trọng lượng của khối đất chống đẩy nổi lấp trên đỉnh ống (N/mm);

γ_so là trọng lượng riêng của đất lấp trên đỉnh ống (N/m³), với phần đất nằm dưới mực nước ngầm phải lấy là trọng lượng riêng đẩy nổi;

θ_s là góc của mặt trượt của khối đất lấp trên đỉnh ống bị đẩy lên dưới tác dụng của lực đẩy nổi (°);

Ø là góc ma sát trong của đất lấp trên đỉnh ống (°).

...

(C.7)

trong đó:

G_st là trọng lượng của đường ống (N/mm);

K_f là hệ số an toàn chống đẩy nổi lấy không nhỏ hơn 1,1.

C.2 Tính toán ứng suất trên mặt cắt dọc và mặt cắt ngang của ống

C.2.1 Khi vận hành bình thường, ứng suất pháp hướng vòng phân bố đều trên thành ống do áp lực nước trong ống gây ra được tính theo công thức (C.8), còn ứng suất pháp hướng vòng tại vị trí đáy ống, do mô men uốn ở mặt cắt dọc ống gây ra bởi áp lực đất lấp trên đỉnh ống, tải trọng xe và tải trọng đống đổ trên mặt đất, trọng lượng nước trong ống, trọng lượng ống được tính bằng các công thức từ (C.9) đến (C.13)

(C.8)

...

(C.9)

(C.10)

(C.11)

(C.12)

(C.13)

...

σ_θ_p là ứng suất kéo hướng vòng phân bố đều trên bề dày thành ống gây ra bởi áp lực nước trong ống (N/mm²);

σ_b₁ là ứng suất hướng vòng do mô men uốn gây ra ở đáy ống bởi áp lực đất lấp, tải trọng xe và tải trọng đống đổ trên mặt đất, trọng lượng nước trong ống, trọng lượng ống (N/mm²);

D là đường kính trong của ống (mm);

P là áp lực nước lớn nhất trong ống (N/mm²);

M₁ là mô men uốn trên một đơn vị chiều dài của mặt cắt dọc ống tại vị trí đáy ống, gây ra bởi áp lực đất đắp trên đỉnh ống, tải trọng xe và tải trọng đống đổ trên mặt đất phía trên đỉnh ống, trọng lượng nước trong ống (Nmm/mm);

t là bề dày tính toán của thành ống (không kể phần chiều dày được tăng thêm để phòng gỉ, mài mòn và xâm thực) (mm);

F_v là tải trọng theo phương thẳng đứng trên 1 đơn chiều dài dọc theo trục ống ở đỉnh ống, bao gồm áp lực đất đắp trên đỉnh ống, tải trọng xe và tải trọng đống đổ trên mặt đất phía trên đỉnh ống (N/mm);

G_w là trọng lượng nước trong ống trên 1 đơn vị chiều dài (N/mm);

G_st là trọng lượng ống trên 1 đơn vị chiều dài (N/mm);

...

E_d là mô đun tổng biến dạng của đất ở bên ống (N/mm²);

E_s là mô đun đàn hồi của vật liệu thép làm ống (N/mm²);

2θ là góc tâm của cung cong hình lòng máng của nền đất ở đáy ống (rad). Nếu ống được đặt trực tiếp trên nền hào bằng phẳng là đất nguyên thổ có thể lấy góc tâm bằng 20°;

K₁ là hệ số mô men uốn của tải trọng thẳng đứng ở đỉnh ống, là một hàm của góc tựa θ ở đáy ống;

K₂ là hệ số mô men uốn của trọng lượng bản thân và trọng lượng nước trong ống, là một hàm của góc tựa θ ở đáy ống;

K là hệ số biến dạng của ống là một hàm của góc tựa θ ở đáy ống.

C.2.2 Khi ống chỉ được nạp đầy nước, không có áp lực nước trong ống (P=0), ứng suất pháp hướng vòng ở đáy ống do mô men uốn ở mặt cắt dọc ống tại vị trí đáy ống, gây ra bởi trọng lượng ống, trọng lượng nước trong ống, áp lực đất lấp trên đỉnh ống, tải trọng xe và tải trọng đống đổ trên mặt đất được tính bởi các công thức (C.14) và (C.15):

(C.14)

...

(C.15)

trong đó:

σ_b₂ là ứng suất pháp hướng vòng ở đáy ống do mô men uốn ở ở mặt cắt dọc tại vị trí đáy ống gây ra bởi trọng lượng nước trong ống, trọng lượng ống, áp lực đất lấp trên đỉnh ống, tải trọng xe và tải trọng đống đổ trên mặt đất (N/mm²);

M₂ là mô men uốn trên một đơn vị chiều dài của mặt cắt ngang ống tại vị trí đáy ống, gây ra bởi trọng lượng nước trong ống, trọng lượng ống, áp lực đất lấp trên đỉnh ống, tải trọng xe trên mặt và tải trọng đống đổ trên mặt đất (Nmm);

Các đại lượng khác như trình bày ở C.2.1.

C.2.3 Khi tháo cạn ống, ứng suất pháp hướng vòng do mô men uốn gây ra bởi áp lực đất lấp thẳng đứng, tải trọng xe và tải trọng đống đổ trên mặt đất, trọng lượng ống gây ra vẫn được tính bằng các công thức (C.14) và (C.15) với trọng lượng nước trong ống G_w lấy bằng 0;

C.2.4 Ứng suất pháp theo phương dọc trục ống gây ra bởi biến đổi nhiệt độ và bởi hiệu ứng biến dạng ngang được tính bởi các công thức (C.16) và (C.17):

(C.16)

...

(C.17)

trong đó:

σ_x1 là ứng suất pháp dọc trục gây ra bởi biến đổi nhiệt độ (N/mm²);

σ_x2 là ứng suất pháp dọc trục gây ra bởi tổng ứng suất pháp hướng vòng σ_θ trong thành ống do hiệu ứng biến dạng ngang của ống (N/mm²);

σ_θ là tổng ứng suất pháp hướng vòng trong thành ống (N/mm²);

α_s là hệ số dãn nở nhiệt của vật liệu thép làm ống lấy bằng 1,2 x 10^-⁵/°C;

ΔT_s là biến đổi nhiệt độ (°C), lúc nhiệt độ tăng lấy dấu dương “+”;

E_s là mô đun đàn hồi của vật liệu thép làm ống (N/mm²);

v_s là hệ số Poisson của vật liệu thép làm ống.

...

C.2.6 Tổng ứng suất pháp hướng vòng σ_θ và tổng ứng suất pháp pháp dọc trục σ_x ở đáy ống được tính theo các công thức (C.18) và (C.19).

Cần chú ý là khi tính ứng suất pháp hướng dọc σ_x1 do biến đổi nhiệt độ, nếu nhiệt độ tăng, đường ống dãn ra nhưng bị ma sát của đất chặn lại nên ứng suất σ_x1 sẽ là ứng suất nén, do vậy ứng với thành phần này trong công thức (C.19) phải lấy dấu âm “-”, ngược lại, khi nhiệt độ giảm thành phần này là ứng suất kéo nên phải lấy dấu dương “+”. Tương tự, với ứng suất pháp gây ra bởi hiệu ứng biến dạng ngang σ_x₂ thì khi ứng suất vòng σ_θ là kéo thì đáng lẽ ứng suất σ_x2 phải là nén, nhưng do ma sát của đất giữ lại nên ứng suất pháp σ_x2 cũng là kéo, còn khi σ_θ là nén thì σ_x2 cũng là nén.

(C.18)

(C.19)

trong đó:

σ_θp là ứng suất pháp vòng gây ra bởi áp lực nước trong ống, xác định bởi công thức (C.8) (N/mm²);

σ_bi là ứng suất pháp hướng vòng gây ra bởi mô men uốn trên mặt cắt dọc ống, xác định bởi công thức (C.9) hoặc (C.14) tùy theo trường hợp tính toán là vận hành bình thường hay chỉ nạp đầy nước vào ống (N/mm²).

...

σ_x2 là ứng suất pháp dọc trục gây ra bởi hiệu ứng biến dạng ngang (N/mm²);

σ_x3 là ứng suất pháp dọc trục ống tại đáy ống gây ra bởi lún không đều của nền (N/mm²).

C.3 Tính toán ổn định của thành ống dưới tác dụng của áp lực ngoài

C.3.1 Dưới tác dụng của áp lực nén theo phương thẳng đứng thành ống sẽ không bị mất ổn định nếu thỏa mãn điều kiện viết trong biểu thức (C.20):

(C.20)

trong đó:

p_c_r là áp lực nén tới hạn của ống (N/mm²);

F_v là tổng tải trọng theo phương thẳng đứng trên đỉnh ống, trên 1m chiều dài dọc theo trục ống, bao gồm áp lực đất lấp, tải trọng xe và tải trọng đống đổ trên mặt đất, được xem như phân bố đều trên bề rộng bằng đường kính ống (N/mm);

...

p_v là chênh lệch áp suất bên trong và bên ngoài ống khi tháo cạn (N/mm²);

p_e là áp lực nước bên ngoài ống tại vị trí đáy ống (N/mm²);

K_od là hệ số an toàn ổn định của thành ống dưới tác dụng của áp lực bên ngoài lấy bằng 2.

C.3.2 Với ống không có vành tăng cứng áp lực tới hạn của ống có thể tính theo công thức (C.21)

(C.21)

trong đó:

E_s là mô đun đàn hồi của vật liệu thép làm ống (N/mm²);

E_d là mô đun đàn hồi của đất đắp hai bên ống (N/mm²);

...

v_d là hệ số Poisson của đất đắp hai bên ống;

n là số nửa sóng hình thành trên chu vi mặt cắt ống khi vỏ ống bị mất ổn định ứng với lực tới hạn có trị số nhỏ nhất, là một số chẵn không nhỏ hơn 2 như đã trình bày ở mục (B.8)

C.3.3 Với ống có vành tăng cứng, áp lực tới hạn của ống có thể tính theo các công thức (C.22), (C.23), (C.24):

(C.22)

(C.23)

(C.24)

...

l là khoảng cách giữa hai vành tăng cứng (mm);

Các ký hiệu khác giống như trong công thức (C.21)

C.4 Tính toán độ cứng của thành ống dưới tác dụng của áp lực thẳng đứng lên đỉnh ống

C.4.1 Khi thi công xong hoặc khi tháo cạn đường ống, chuyển vị thẳng đứng lớn nhất của đỉnh ống (Δ) gây ra bởi áp lực đất lấp trên đỉnh ống, tải trọng xe và tải trọng đống đổ trên mặt đất được xác định bằng công thức (C.25):

(C.25)

trong đó:

D_I là hệ số hiệu ứng biến dạng trễ, có thể lấy giá trị trong khoảng từ 1 đến 1,5;

K là hệ số biến dạng, có thể lấy trong phạm vi từ 0,1 đến 0,109;

...

r là bán kính trong của ống (mm);

E_s là mô đun đàn hồi của vật liệu thép làm ống (N/mm²);

E_d là mô đun đàn hồi của đất đắp hai bên ống (N/mm²);

I là mô men quán tính chính trung tâm của 1 m dài mặt cắt dọc thành ống (mm³):

(C.26)

trong đó t là bề dày thành ống, không kể phần chiều dày được lấy tăng thêm để phòng gỉ, mài mòn hoặc xâm thực (mm).

C.4.2 Độ ôvan của mặt cắt ống (đặc trưng cho độ cứng của ống) dưới tác dụng của tải trọng thẳng đứng phải thỏa mãn điều kiện an toàn về độ cứng viết ở biểu thức (C.27):

...

C.5 Mô đun biến dạng tổng hợp của đất hai bên ống đặt dưới hào

C.5.1 Mô đun biến dạng tổng hợp của đất hai bên thành ống chôn trong hào đào phải được xác định trên cơ sở đánh giá tổng hợp tính chất, độ chặt của đất lấp hoàn thổ hai bên ống và tính chất của đất nguyên thổ ở hai bên thành hào đào.

C.5.2 Mô đun biến dạng tổng hợp của đất hai bên thành ống chôn trong hào đào E_d có thể tính theo công thức (C.28):

(C.28)

trong đó:

E_e là mô đun biến dạng của đất lấp hai bên thành ống chôn trong hào với độ đầm chặt được thực hiện theo yêu cầu, phải được xác định thông qua thí nghiệm, lúc không có số liệu thí nghiệm có thể tra trong bảng C.2 (N/mm²).

ξ là tham số tính toán,được cho trong bảng C.3, liên quan đến các tỷ số B/D₁, với B là bề rộng của hào đào tại vị trí tâm ống, D₁ là đường kính ngoài của ống và tỷ số E_e/E_n, với E_n là mô đun biến dạng của đất nguyên thổ hai bên thành hào đào. Khi tra bảng xác định ξ có thể sử dụng phép nội suy tuyến tính.

Bảng C.2 - Mô đun biến dạng của đất nguyên thổ hai bên thành hào và đất san lấp hai bên thành ống

...

Hệ số đầm chặt của đất san lấp (%)

100

Sức kháng xuyên tiêu chuẩn, N

4 < N ≤ 14

14 < N ≤ 24

24 < N ≤ 50

...

Loại đất

1. Đá dăm, đá cuội

2. Đá dăm, đá cuội. Hàm lượng của đất hạt mịn không lớn hơn 12%

...

3. Đá dăm, đá cuội. Hàm lượng của đất hạt mịn lớn hơn 12%

4. Đất dính hoặc đất bột (W_L < 50%), hàm lượng hạt cát lớn hơn 25%

...

5. Đất dính hoặc đất bột (W_L > 50%), hàm lượng hạt cát nhỏ hơn 25%

Chú thích:

a) Trị số trong bảng thích hợp với lớp đất lấp trên đỉnh ống có chiều dày nhỏ hơn 10 m, với lớp đất có chiều dày lớn hơn 10 m các trị số này thiên nhỏ;

b) Mô đun biến dạng của đất lấp có thể lấy theo độ chặt yêu cầu, độ chặt trong bảng là tỷ số (%) giữa trọng lượng riêng khô của đất lấp sau khi đầm trọng lượng riêng khô lớn nhất của chính loại đất đó đo được bằng thí nghiệm đầm Proctor trong phòng thí nghiệm;

...

d) W_L là giới hạn chảy của đất sét;

e) Đất hạt mịn là đất có đường kính hạt nhỏ hơn 0,075 mm;

g) Cát là đất có đường kính hạt lớn hơn nằm trong phạm vi từ 0,075 mm đến 2,0 mm.

Bảng C.3 - Tham số tính toán ξ

B_r/D₁

E_e/E_n

1,5

2,0

2,5

...

4,0

5,0

0,1

3,06

2,04

1,63

1,40

1,17

1,05

...

2,50

1,83

1,52

1,34

1,15

1,04

0,4

1,80

1,35

...

1,24

1,11

1,03

0,6

1,43

1,29

1,21

1,15

1,07

...

0,8

1,18

1,09

1,07

1,03

1,01

1,0

1,00

...

1,00

1,5

0,73

0,78

0,82

0,86

...

0,98

2,0

0,57

0,64

0,70

0,76

0,86

0,95

2,5

...

0,54

0,61

0,68

0,81

0,93

3,0

0,40

0,47

0,54

...

0,76

0,90

4,0

0,30

0,37

0,44

0,51

0,67

0,87

...

0,25

0,30

0,37

0,43

0,61

0,83

C.6 Tính toán ổn định trượt, lật của mố néo đường ống chôn lấp

C.6.1 Lực ma sát giữa ống với đất lấp trên một đơn vị chiều dài của ống có thể tính theo công thức (C.29):

...

trong đó:

F_fk là lực ma sát giữa ống với đất lấp trên một đơn vị chiều dài (N/mm), chiều của lực xác định tùy theo biến đổi của nhiệt độ, lấy dấu dương “+” nếu có chiều hướng lên phía thượng lưu (khi này ống bị co lại do nhiệt độ giảm);

μ_s là hệ số ma sát giữa đất và ống. xác định bằng thí nghiệm, nếu không có số liệu thí nghiệm có thể lấy trong khoảng từ 0,25 đến 0,4;

γ_so là trọng lượng riêng của đất (N/mm³), nếu đất nằm dưới mực nước ngầm thì phải lấy là trọng lượng riêng đẩy nổi;

β là góc nghiêng của trục ống với phương nằm ngang (°);

G_w là trọng lượng nước trong ống trên 1 đơn vị chiều dài (N/mm);

G_st là trọng lượng ống trên 1 đơn vị chiều dài (N/mm);

H_so là chiều dày của đất lấp trên đỉnh ống (mm);

D₁ là đường kính ngoài của ống (mm).

...

(C.30)

trong đó:

(C.31)

(C.32)

...

(C.34)

(C.35)

(C.36)

L_c₁ là khoảng cách từ khớp co giãn đến vị trí ống bị uốn cong (mm);

K_od là hệ số an toàn ổn định chống trượt, có thể lấy bằng 1,5;

θ_t là góc ngoặt của đường ống theo phương ngang hoặc phương đứng (°);

...

V là lưu tốc dòng chảy tại vị trí ống uốn cong (mm/s);

r₁, r₂ là bán kính cong trong của ống tại đầu vào và đầu ra của đoạn ống có đường kính thay đổi dần (mm);

r₃, r₄ là bán kính cong trong và bán kính ngoài của ống lồng trong khớp co giãn kiểu trượt (mm);

b_p là độ dài theo phương dọc của đoạn được chèn lớp vật liệu ngăn nước ở khớp co giãn kiểu trượt (mm);

μ_p là hệ số ma sát giữa vật liệu chèn ngăn nước và thành ống;

F₁ là phân lực dọc trục ống của trọng lượng ống trên một đơn vị chiều dài từ khớp co giãn đến vị trí ống bị uốn cong (N);

F₂ là lực đẩy dọc trục ống gây ra bởi áp lực nước tại vị trí ống bị uốn cong (N);

F₃ là lực dọc trục ống tại vị trí ống có đường kính biến đổi dần (N);

F₄ là lực dọc trục ống tại vị trí khớp co giãn kiểu trượt gây ra bởi lực ma sát ở vị trí vật liệu chèn để kín nước và lực đẩy của nước ở đầu mút (N); Chiều của lực ma sát xác định tùy thuộc vào chiều dịch chuyển của ống của, lấy dấu dương “+” nếu có chiều hướng xuống phía hạ lưu;

...

F₆ là phân lực dọc trục ống của lực li tâm của dòng nước tại vị trí ống bị uốn cong (N);

F₇ là Lực dọc trục ống gây ra bởi chuyển vị theo các hướng của khớp co giãn kiểu gân sóng (N);

C.6.3 Khi tại chỗ ống chuyển hướng có lắp khớp co giãn ở một phía hoặc hai phía mà lực ma sát ở chu vi ống không bảo đảm ổn định cho ống thì tại vị trí ống bị uốn cong phải đặt mố néo. Khi một bên mố néo bố trí khớp co giãn như biểu diễn ở sơ đồ vẽ ở hình C.3 độ dịch chuyển trượt (L_c2) có thể của ống có thể tính theo công thức (C.37).

Hình C.3 - Sơ đồ chịu lực của đường ống ở một bên mố néo

(C.37)

trong đó:

A_s là diện tích mặt cắt ngang của ống (mm²);

...

α_s là hệ số dãn nở nhiệt của vật liệu thép làm ống lấy bằng 1,2 10^-⁵/°C;

ΔT_s là biến đổi nhiệt độ (°C), lúc nhiệt độ tăng lấy dấu dương “+”;

v_s là hệ số Poisson của vật liệu thép làm ống;

σ_θp là ứng suất vòng xác định bởi công thức (C.8) (N/mm²);

L là khoảng cách từ mố néo đến khớp co giãn (mm).

C.6.4 Khi một bên mố néo có lắp khớp co giãn, lực đẩy dọc trục của đường ống phía bên đó vào mố néo có thể tính theo công thức (C.38) hoặc (C.39):

Khi L ≤ L_c2:

(C.38)

...

(C.39)

C.6.5 Điều kiện ổn định trượt của mố néo được viết ở biểu thức (C.40):

(C.40)

trong đó:

(C.41)

...

(C.43)

(C.44)

(C.45)

K_p là Hệ số chiết giảm áp lực đất bị động, khi mố néo không có chuyển dịch có thể lấy trong phạm vi từ 0,8 đến 0,9; Khi có chuyển dịch nhỏ có thể lấy trong phạm vi từ 0,4 đến 0,7;

K_si là hệ số an toàn chống trượt;

E_p là áp lực đất bị động tác dụng ở phía chống lại lực đẩy tác dụng vào mố (N);

...

A_p là diện tích của mặt chống lực đẩy của mố (mm²);

E_a là áp lực đất chủ động tác dụng vào mặt nhận lực đẩy vào mố (N);

Z_a là khoảng cách từ trung tâm của mặt nhận lực đẩy của mố đến mặt đất (mm);

A_a là diện tích của mặt nhận lực đẩy của mố (mm²);

A_t là diện tích mặt đỉnh của mố (mm²);

A_c là tổng diện tích hai mặt bên của mố (mm²);

μ_c là hệ số ma sát giữa bê tông và đất;

γ_so là trọng lượng riêng của đất lấp trên đỉnh ống (N/mm³);

Φ là góc ma sát trong của đất (°)

...

Z_t là khoảng cách từ mặt đỉnh của mố đến mặt đất (mm);

f₁, f₂, f₃ là lực ma sát giữa mặt đáy, hai mặt bên và mặt đỉnh của mố với đất (N);

T là hợp lực của lực đẩy của đường ống ở hai phía tác dụng vào mố theo phương nằm ngang (N);

N là hợp lực của lực tác dụng vào mố theo phương thẳng đứng (N).

C.6.6 Điều kiện ổn định lật của mố néo được viết ở biểu thức (C.46)

(C.46)

trong đó:

K_p lấy giống như trong công thức (C.34);

...

K_ov là hệ số an toàn chống lật;

E_a là áp lực đất chủ động tác dụng vào mặt nhận lực đẩy vào mố (N);

G₁ là trọng lượng mố (N);

G₂ là trọng lượng đất đắp trên đỉnh mố (N);

h_p là khoảng cách từ điểm tác dụng của áp lực đất bị động đến đáy mố (mm);

h_a là khoảng cách từ điểm tác dụng của áp lực đất chủ động đến đáy mố (mm);

h là khoảng cách từ trục ống đến đáy mố (mm);

d₁ là khoảng cách từ tâm ống đến điểm tính toán lật ở đáy mố (mm);

d₂ là khoảng cách từ trọng tâm của đất phủ trên mố đến điểm tính toán lật ở đáy mố (mm);

...

C.6.7 Ứng suất nền dưới đáy mố phải thỏa mãn các biểu thức từ (C.47) đến (C.49):

σ_av ≤ σ_f

(C.47)

σ_max ≤ 1,2σ_f

(C.48)

σ_min ≥ 0

(C.49)

trong đó:

σ_av là áp lực trung bình của mố néo trên nền đất (N/mm²);

...

σ_min là áp lực nhỏ nhất của mố néo trên nền đất (N/mm²);

σ_f là sức chịu tải của đất nền (N/mm²);

Phụ lục D

(Quy định)

Ống phân nhánh

D.1 Bố trí ống phân nhánh có thể lựa chọn một trong các sơ đồ sau

a) Lệch về một bên đường ống chính (dạng chữ Y không đối xứng) như ở hình D.1

...

b) Chữ Y đối xứng một cấp hoặc hai cấp (hình D.2)

Hình D.2 - Phân nhánh chữ Y đối xứng hai cấp

c) Rẽ 3 (hình D.3)

Hình D.3 - Phân nhánh rẽ 3

D.2 Kết cấu ống phân nhánh có thể lựa chọn một trong các hình thức sau

a) Kiểu sườn lưỡi hái (hình D.4)

...

b) Kiểu 3 dầm (hình D.5)

Hình D.5 - Ống phân nhánh kiểu 3 dầm

c) Kiểu hình cầu (hình D.6)

Hình D.6 - Ống phân nhánh kiểu hình cầu

d) Kiểu một bên (hình D.7)

Hình D.7 Ống phân nhánh kiểu một bên

...

Hình D.8 - Ống phân nhánh kiểu không dầm

D.3 Yêu cầu cấu tạo của ống phân nhánh phải phù hợp với các quy định sau:

a) Nối tiếp giữa đoạn thuộc ống chính và đoạn thuộc ống nhánh, trừ ống phân nhánh kiểu một bên ra, phải làm cho giao tuyến giữa hai đoạn ống là một đường cong phẳng.

b) Độ dài và phân đốt của hai đoạn ống chính và ống nhánh nên bố trí gọn ghẽ để đáp ứng yêu cầu về bố trí kết cấu và trạng thái chảy êm thuận của nước. Với ống phân nhánh kiểu sườn lưỡi hái có tỷ số bề rộng lưỡi hái lớn hơn 0,3 thì nên bố trí tấm hướng dòng. Với ống phân nhánh kiểu không dầm, kiểu hình cầu đều phải bố trí tấm hướng dòng.

c) Ống phân nhánh cỡ lớn nên thiết kế có chiều dày thay đổi.

D.4 Các tham số về hình thể của ống nên phù hợp với các quy định sau:

1) Với ống phân nhánh kiểu sườn lưỡi hái (hình D.4):

a) Góc β nên lấy từ 55° đến 90°;

...

c) Góc α₂ nên lấy nhỏ hơn 20°;

d) Bán kính của hình cầu nội tiếp R_o lớn nhất nên lấy từ 1,1 đến 1,2 lần bán kính trong của đường ống chính.

2) Với ống phân nhánh kiểu 3 dầm (hình D.5):

a) Với dạng hình chữ Y đối xứng góc β nên lấy từ 60° đến 90°; với dạng hình chữ Y không đối xứng góc β nên lấy từ 45° đến 70°, với dạng chia 3 nhánh góc β nên lấy từ 50° đến 70°;

b) Ống chính nên dùng ống trụ tròn, góc gãy α₁, α₂ ở đường ống sau vị trí phân nhánh có thể lấy trong khoảng từ 0° đến 15°, nên lấy từ 5° đến 15°;

3) Với ống phân nhánh kiểu hình cầu (hình D.6):

a) Với dạng hình chữ Y đối xứng góc β nên lấy từ 60° đến 90°; với dạng chia 3 nhánh nên lấy từ 50° đến 70°;

b) Bán kính trong của vỏ cầu nên lấy từ 1,3 đến 1,6 lần bán kính trong của đường ống chính, lấy giá trị nhỏ khi bán kính trong của đường ống chính khá lớn;

c) Khoảng cách tịnh giữa hai miệng lỗ ống nhánh liền kề L (độ dài của cung) có thể tính theo công thức (D1) và phải lớn hơn 300mm.

...

(D.1)

trong đó:

R_o là bán kính trong của hình cầu;

t_s là độ dày của vỏ cầu (mm);

4) Với ống phân nhánh kiểu một bên (hình D.7):

a) Góc β nên lấy từ 45° đến 60°;

b) Góc α₁ nên lấy từ 0° đến 7°;

c) Góc α₂ nên lấy từ 5° đến 10°;

d) Tỷ số giữa bán kính trong của ống nhánh r₁ và bán kính trong của ống chính r không nên lớn hơn 0,5 và không được lớn hơn 0,7.

...

a) Với dạng hình chữ Y đối xứng góc β nên lấy từ 40° đến 60°; với dạng hình chữ Y không đối xứng góc β nên lấy từ 45° đến 70°, với dạng chia 3 nhánh góc β nên lấy từ 50° đến 70°;

b/ Tỷ số R_o của bán kính cong của tấm vỏ cầu và bán kính r của ống chính với kiểu chữ Y đối xứng nên lấy từ 1,15 đến 1,3, với kiểu chữ Y không đối xứng nên lấy từ 1,2 đến 1,35, có thể lấy giá trị nhỏ khi bán kính trong của đường ống chính khá lớn.

c/ Góc α không nên lớn hơn 12°, nếu các đốt có cùng bề dày thì ở vị trí đường kính nhỏ có thể tăng lên từ 15° đến 20°;

d/ Tấm vỏ cầu và ống cắm nối tiếp có thể không tương tiếp, nhưng ở chỗ nối góc kép giữa đường sinh của ống nối và tiếp tuyến của tấm vỏ cầu không nên lớn hơn 5°;

e/ Các điểm đỉnh của tấm chỏm cầu phải làm thành cung tròn, bán kính cung tròn có thể lấy từ 3 đến 5 lần chiều dày vỏ, ống nối với tấm vỏ cầu cũng phải làm tương ứng như vậy.

D.5 Tính toán chạc ống phân nhánh

Ống phân nhánh là tổ hợp của vỏ mỏng (trụ, cầu, nón cụt) và hệ thống dầm (hoặc sườn) gia cố, khi tính toán sơ bộ có thể tính gần đúng bằng phương pháp cơ học kết cấu, Ống phân nhánh của các công trình quan trọng nên sử dụng phương pháp PTHH với mô hình 3D, khi cần thiết có thể làm thí nghiệm mô hình kết cấu. Tính toán bề dày của ống phân nhánh và dầm (sườn) gia cố phải phù hợp với các quy định sau:

a) Bề dày t của thành ống ở khu vực ứng suất màng: Chiều dày của thành ống phân nhánh hình cầu có thể tính theo công thức (D.2), còn với các ống phân nhánh kiểu 3 dầm, kiểu sườn lưới hái, kiểu một bên và kiểu không dầm tính theo công thức (D.3):

...

(D.3)

b) Bề dày t thành ống ở khu vực ứng suất cục bộ của ống phân nhánh kiểu 3 dầm, kiểu sườn lưỡi hái và kiểu không dầm có thể tính theo công thức (D.4)

(D.4)

Trong các công thức trên:

P là áp lực nước trong ống (N/mm²);

r là bán kính trong lớn nhất của đốt ống tính bề dày (mm);

R_o là bán kính trong của vỏ cầu (mm);

...

φ là hệ số độ bền mối hàn, lấy như sau:

- Với mối hàn đối đầu, hàn hai mặt lấy =0,95;

- Với mối hàn đối đầu hàn một mặt lấy bằng 0,90;

[σ]₁, [σ]₂ là ứng suất cho phép dùng để tính toán độ bền cho chạc ống phân nhánh đặt hở và chạc ống phân nhánh chôn lấp lấy theo quy định ở bảng D.2 (N/mm²);

K₁ là hệ số tính toán ứng suất trong khu vực ứng suất màng được lấy như sau:

- Với ống phân nhánh kiểu sườn lưỡi hái và kiểu 3 dầm lấy bằng từ 1,0 đến 1,1;

- Với ống phân nhánh kiểu không dầm và kiểu hình cầu lấy bằng từ 1,1 đến 1,2;

- Với ống phân nhánh kiểu một bên lấy theo bảng D.1.

Bảng D.1 - Bảng giá trị hệ số K1 cho ống phân nhánh kiểu một bên

...

d/D

Từ 45° đến 50°

Từ 50° đến 55°

Từ 55° đến 60°

0,5

1,4

1,35~1,4

1,3

0,6

...

1,45

1,4

0,7

1,5

Chú thích:

a) D, d là đường kính của ống chính và ống nhánh tại vị trí hai ống giao nhau;

b) β là góc kẹp giữa hai trục ống.

...

- Với ống phân nhánh kiểu 3 dầm lấy gần đúng trong phạm vi từ 1,5 đến 2,0;

- Với ống phân nhánh kiểu sườn lưỡi hái và kiểu không dầm lấy theo biểu đồ vẽ ở hình D.9

Hình D.9 - Biểu đồ tra hệ số K₂

c) Bề dày của thành ống ống phân nhánh kiểu 3 dầm, kiểu sườn lưỡi hái và kiểu không dầm phải lấy trị lớn trang hai trị tính toán bằng hai công thức (D.3) và (D.4).

d) Bề dày thành ống xác định theo các công thức (D.2) đến (D.4) có thể lấy làm căn cứ để tiếp tục tính toán và thí nghiệm và sau đó dựa trên kết quả tính toán và thí nghiệm để hiệu chỉnh lại. Chú ý là chiều dày thiết kế phải bằng chiều dày tính toán cộng thêm dư lượng tăng thêm như quy định ở 4.1.5.2 để phòng gỉ, mài mòn và xâm thực. Dư lượng này không được đưa vào khi tính toán kiểm tra độ bền, độ cứng và ổn định của ống.

Bảng D.2 - Ứng suất cho phép dùng để tính toán độ bền cho chạc ống phân nhánh đặt hở và chạc ống phân nhánh chôn lấp

Vùng ứng suất

Vị trí

...

Cơ bản

Đặc biệt

Vùng ứng suất màng bình thường [σ]₁

Thành ống của vùng ứng suất màng

0,5σ_ch

0,7σ_ch

Vùng ứng suất màng cục bộ

Cách cấu kiện gia cường trong phạm vi 3,5 và mặt trung gian của thành ống tại điểm rẽ nhánh

0,67σ_ch

...

Bản sườn, đai tăng cứng

0,67σ_ch

0,8σ_ch

Vùng ứng suất màng cục bộ + ứng suất uốn [σ]₂

Cách cấu kiện gia cường trong phạm vi 3,5 và mặt ngoài của thành ống tại điểm rẽ nhánh, tấm gia cường và cấu kiện gia cường chịu mô men uốn

0,8σ_ch

1,0σ_ch

Chú thích:

a) Nếu tỷ số giới hạn chảy (cường độ chảy dẻo) của vật liệu σ_ch lớn hơn 0,7 lần giới hạn bền (cường độ kháng kéo) của vật liệu thép σ_b thì chỉ được lấy σ_ch=0,7σ_b.

...

D.6 Tính toán ổn định dưới tác dụng của áp lực ngoài có thể tính toán như một ống trụ tròn có đường kính bằng đường kính của đường ống chính, kiểm tra ổn định như với ống đặt hở hoặc ống chôn lấp, hệ số K₂ tra trong đồ thị vẽ ở hình D9 không được lấy thấp hơn giá trị lấy cho đường ống chính.

D.7 Đối với ống phân nhánh đặt hở, khi bề dày của tấm thép quá lớn hoặc kết cấu gia cố quá phức tạp mà dẫn đến chế tạo khó khăn thì phải thực hiện việc tối ưu hóa kết cấu, lựa chọn thép có cường độ cao hơn hoặc thiết kế ở dạng kết cấu bê tông cốt thép có lót thép và phải tiến hành nghiên cứu riêng. Khi thiết kế ống nhánh bê tông cốt thép có lót thép nên chọn kiểu một bên, kiểu không dầm và kiểu sườn lưỡi hái.

D.8 Căn cứ vào điều kiện phủ lấp của đất đá bao quanh, khi tính toán ống phân nhánh kiểu chôn lấp có thể xem xét sự cùng làm việc của ống với môi trường để chịu áp lực nước bên trong ống. Về phương pháp tính toán có thể tính gần đúng theo phương pháp cơ học kết cấu hoặc lý thuyết đàn hồi, song tốt nhất là nên sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn.

Phụ lục E

(Tham khảo)

Tính toán kết cấu ống bằng phương pháp Phần tử hữu hạn

E.1 Theo mô hình bài toán phẳng (2D) tính ống cùng làm việc với nền

Mô hình và kết quả tính toán cho một đoạn ống có chiều dài bằng đơn vị dưới tác dụng của tải trọng nước trong ống được biểu diễn trong các hình từ E.1 đến E.3.

...

Hình E.1 - Mô hình tính toán ống dưới tác dụng của tải trọng nước trong ống

Hình E.2 - Phổ màu chuyển vị của ống dưới tác dụng của áp lực nước trong ống

Hình E.3 - Phổ màu ứng suất max, min của ống dưới tác dụng của áp lực nước trong ống

E.2 Theo mô hình bài toán không gian (3D) tính ống cùng làm việc với nền

Mô hình và kết quả tính toán cho một đoạn ống giữa hai mố néo được biểu diễn trong các hình từ E.4 đến E.7.

Hình E.4 - Mô hình tính đoạn ống có vành tăng cứng giữa hai mố néo

...

Hình E.5 - Chuyển vị của ống dưới tác dụng của một tổ hợp tải trọng khi nhiệt độ tăng (hình trên) và khi nhiệt độ giảm (hình dưới)

Hình E.6 - Ứng suất max (hình trên) và min (hình dưới) của ống dưới tác dụng của một tổ hợp tải trọng khi nhiệt độ giảm

Hình E.7 - Ứng suất max (hình trên) và min (hình dưới) của ống dưới tác dụng của một tổ hợp tải trọng khi nhiệt độ tăng

Phụ lục F

(Tham khảo)

...

F.1 Các hạng mục kiểm tra và chu kỳ kiểm tra trong quá trình vận hành phải căn cứ vào quy định chung về kiểm tra thường xuyên, kiểm tra định kỳ và kiểm tra đột xuất các công trình thủy lợi hiện hành và tình huống cụ thể của công trình để xác định.

F.2 Các hạng mục kiểm tra chủ yếu bao gồm:

a) Tình trạng hoạt động, mức độ sạch của gối đỡ ống hở và dao động của ống, ổn định của mái dốc hai bên ống, của mố néo, mố đỡ.

b) Hành trình co giãn và rò rỉ nước của khớp co giãn.

c) Độ kín nước của các đầu nối, hố thăm.

d) Thiết bị thoát nước.

e) Mực nước ngầm xung quanh ống chôn lấp.

g) Tình trạng làm việc của van xả khí.

h) Biến dạng của ống, tiếng động khác thường ở trong ống.

...

k) Tình trạng han gỉ bên trong và bên ngoài ống, mài mòn, két bẩn, lắng đọng bên trong ống.

l) Tình hình thực hiện công tác quan trắc và giám sát an toàn và mức độ hoàn hảo của các thiết bị giám sát.

F.3 Kiểm tra an toàn lần đầu phải thực hiện sau từ 5 năm đến 10 năm kể từ khi đưa đường ống vào vận hành. Sau đó cứ mỗi từ 10 năm đến 15 năm tiến hành một lần kiểm tra trung hạn. Với đường ống vận hành đủ 40 năm cần tiến hành kiểm tra an toàn khấu hao, xác định xem có thể tiếp tục vận hành nữa hay không và cần tìm biện pháp gia cố nếu có.

F.4 Kiểm tra vận hành cần chú ý các thời kỳ đặc trưng (thời kỳ đầu vận hành, khi tháo cạn, khi nạp nước, mùa lũ, sau động đất, tổ máy cắt phụ tải, thi công ở bên cạnh v.v.) và các vị trí dự đoán có nguy hiểm.

F.5 Báo cáo kết quả quan trắc và giám sát an toàn, báo cáo kiểm tra vận hành và báo cáo chuyên đề những vấn đề tồn tại và phương án xử lý phải gửi đến bộ phận chủ quản để xử lý.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] TCVN 2737, Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế;

[2] TCVN 8636, Công trình thủy lợi - Đường ống áp lực bằng thép - Yêu cầu kỹ thuật trong thiết kế, chế tạo và lắp đặt;

...

[4] TCVN 8298, Công trình thủy lợi - Yêu cầu kỹ thuật trong chế tạo và lắp ráp thiết bị cơ khí, kết cấu thép;

[5] TCVN 4447, Công tác đất - Thi công và nghiệm thu;

[6] TCVN 11221, Ống thép cho đường nước và đường nước thải;

[7] SL/T 281- 2020, Tiêu chuẩn thiết kế đường ống thép áp lực của công trình thủy lợi thủy điện

[8] GB 50766-2012, Tiêu chuẩn chế tạo, thi công và nghiệm thu đường ống thép áp lực của công trình thủy lợi thủy điện

[9] GB 50268-2008, Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu công trình đường ống cấp thoát nước

[10] CECS 141-2002, Qui trình thiết kế đường ống thép chôn lấp của công trình cấp thoát nước

[11] American Lifelines Alliance 2001, Hướng dẫn thiết kế đường ống thép chôn lấp (Guideline for the design of buried steel pipe).

[12] AWWA 2016, Hướng dẫn lắp đặt đường ống chôn lấp (Installation guide for buried pipe).

...

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1 Phạm vi áp dụng

2 Tài liệu viện dẫn

3 Thuật ngữ, định nghĩa

4. Thiết kế đường ống

4.1 Bố trí đường ống và một số yêu cầu kỹ thuật

4.2 Vật liệu chế tạo ống và các cấu kiện chịu lực chủ yếu khác

...

4.4 Tính toán kết cấu đường ống

4.5. Quan trắc và giám sát an toàn đường ống

5 Chế tạo ống, sơn phủ bảo vệ, vận chuyển, lưu kho

5.1 Chế tạo ống (lốc và hàn)

5.2 Sơn phủ bảo vệ bề mặt

5.3 Thử nghiệm áp lực đường ống

5.4 Đóng gói, vận chuyển, lưu kho

6 Thi công đường ống

6.1 Quy định chung

...

6.3 Lắp đặt ống chôn lấp

6.4 Lắp đặt đường ống đặt hở

7. Nghiệm thu

7.1 Nghiệm thu công đoạn

7.2 Nghiệm thu hoàn công

Phụ lục A

Phụ lục B

PHỤ LỤC C

Phụ lục D

...

Phụ lục F

Thư mục tài liệu tham khảo

Nội dung văn bản đang được cập nhật

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13807:2023 về Công trình thủy lợi - Đường ống dẫn nước bằng thép - Thiết kế, chế tạo, thi công và nghiệm thu

Số hiệu:	TCVN13807:2023
Loại văn bản:	Tiêu chuẩn Việt Nam
Nơi ban hành:	***
Người ký:	***
Ngày ban hành:	01/01/2023
Ngày hiệu lực:	Đã biết
Tình trạng:	Đã biết

Văn bản được hướng dẫn - [0]

Văn bản được hợp nhất - [0]

Văn bản bị sửa đổi bổ sung - [0]

Văn bản bị đính chính - [0]

Văn bản bị thay thế - [0]

Văn bản được dẫn chiếu - [31]

Văn bản được căn cứ - [0]

Văn bản liên quan ngôn ngữ - [0]

Văn bản đang xem

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13807:2023 về Công trình thủy lợi - Đường ống dẫn nước bằng thép - Thiết kế, chế tạo, thi công và nghiệm thu

Văn bản liên quan cùng nội dung - [9]

Văn bản hướng dẫn - [0]

Văn bản hợp nhất - [0]

Văn bản sửa đổi bổ sung - [0]

Văn bản đính chính - [0]

Văn bản thay thế - [0]

- 14 +

Tải Văn bản tiếng Việt
Tải Văn bản gốc

Chưa có Video

Hãy đăng nhập hoặc đăng ký Tài khoản để biết được tình trạng hiệu lực, tình trạng đã bị sửa đổi, bổ sung, thay thế, đính chính hay đã được hướng dẫn chưa của văn bản và thêm nhiều tiện ích khác