Table of Contents
הבנת סיכונים סיסמיים וכישלון מכניזם במערכות סניטריות
מערכות הביוב של סניטרי מסתמכות על זרימת הכבידה ועל צינורות מדויקים. רעידות אדמה גדולות-ההכרה משבשות את ה ⁇ האלה דרך רעד קרקע, קרע פגם, ו-Liquefaction. על פי ה-FLT:0U.S. Geological Survey (USGS)FLT:1, ערכי האצה הקרקע של 0.3g או גדול יותר יכולים לגרום נזק נרחב באזורים עם תנאים עניים:
- (ב) ,0) ,(ה-Pipe rupturetureFLT:1) מ- Tenile או דחוס מתח גבוה יותר ממגבלות החומר.
- (ב) ,0) ג'וינט מושך את ה- 1:1 כאשר קשרים נוקשים אינם יכולים להכיל תנועת קרקע שונה.
- (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (ב) ,0) , מ"מ"ד, בשל נטיעת מים בלתי מספקת.
- (ב) ,0) תחנת טיהור מבני (Pump) 1 כאשר בארות רטובות או ציוד מעל הקרקע אין מטמון פשפשיזם.
במהלך רעידת האדמה של צפוןרידג' ב-1994, דווחו על יותר מ-300 הפסקות קו הביובפור ברחבי לוס אנג'לס, רבות נגרמות על ידי לימוזינה באגן הכלוות.
הבנת מנגנוני הכישלון הללו היא הצעד הראשון לקראת תכנון אמצעי מניעה.שאר המאמר הזה מפרט תכונות עיצוב ספציפיות עמידות סיסמיות שמטפלות בכל סכנה.
תכונות עיצוב RESISTISTISTISTISTIN עבור רשתות פילין
1 חומרים גמישים של פיפיר וקיר קונריגורים
צינורות ריגיד כגון בטון בלתי מאולץ או חימר מחומר רגישים מאוד לפצח את ההתפשטות במהלך טעינה מחזורית.
- (FLT:0) פוביאל צ'וריד (PVC)cioFLT:1: עם מודולים של כ-3,000 MPa, צינורות PVC יכולים לשרוד 5-7% זנים ארוכי טווח לפני כישלון.
- (ב) ⁇ :0) ברזל (DI)FIRLT:1 עם מרגמה מלט: מספק כוח מכני בערך ארבע פעמים של PVC, אבל מפרקי הפעמון והספוטוט שלה חייבים להיות מחוסנים עם צווארוןים דחף או מפרקים מכניים מחוסנים כדי למנוע משיכת-out.
- (FLT:0) גבוה רגישות פוליאתילן (HDPEua)FLT:1: מפרקים בעלי מגזים היתוך יוצרים מערכת מונוליטית שיכולה להאריך 10-15% לפני קרע, מה שהופך את HDPE אידיאלי עבור חצי אזורי אשמה פעילים ואזורים עם התפשטות מאוחרת יותר.
- (FLT:0Corrugated SteelPipe (CSP)IRLT:1 עם צלעות כבדות: מציע נוקשות גמישה גבוהה אך דורש הגנה קטוודית באדמה קורוזית.כאשר מותקן כראוי עם חלקים גמישים קצה, CSP יכול להכיל התיישבות מתונה ללא התמוטטות צינורות.
בחירת חומרים על ידי Sismic Zone
עבור אזורים עם האצה הקרקעית שיא פחות מ 0.2g, C-900 PVC צינור עם מפרקי דחיפה סטנדרטיים יכול מספיק. באזורים עם PGA גדול יותר מ 0.4g, מהנדסים צריכים לציין HDPE או ברזל דוקטריה עם מפרקים סימטריים מתואמים ומשלבים טכניקות הפריסה גיאומטריות כגון צינורות routing לאורך קווי נוחות כדי למנוע מזחלות חדות שמתמקדות.
מערכות גמישות ומגבילות
המשותף הוא החוליה החלשה ביותר בכל צינור תפירה. סטנדרטי מכווץ פעמון ו-spigo המפרקים יכולים להפריד בכוחות ציריים של כ 50-70 kN. סמיסטיים נועדו להתנגד לכוחות מושכים תוך מתן סיבוב זוויתי:
- (ב) ,0) ,Ball-and-socket jointssveFLT:1: לאפשר סיבוב עד 10-15 מעלות תוך שמירה על חותם מים.com במערכות ברזל טמונות עבור ראשי כוח בלחץ גבוה.
- (ב) ⁇ :0) מפרקים מכניים עם מברגים או מברגים משוררים 1: לספק איפוק אקסקלי (עד 150 מתח kN) אבל להגביל את הסיבוב ל 2-5 מעלות.
- (FLT:0) לנטרל את כל המפרקים המחוספסים של כל הפלסטיק (FLT):1: מערכות מנעול spline-lock שקושרות יחדיו, המספקות 8 מעלות של סיבוב ו-1.5% הרחבה אקסקלית.
- (FLT:0) ,ouble Gasketed הרחבה משותפתsveFLT:1; ממוקם במקומות קריטיים כגון חיבורי חור, המאפשר 50-100 מ"מ של תנועה אקסקלית ו -10 מ"מ של תנועה מאוחרת תוך שמירה על חותם.
(FLT:0) עדות של סדרת רעידת האדמה של Christchu בשנת 2011 הראו כי צינורות HDPE עם מפרקי היתוך של butt-fusion סבלו רק 0.2 הפסקות לדקה, בעוד ברזל דל-מחץ עם מפרקים סטנדרטיים של גומי סבלו 2.2 הפסקות לקמטר - עלייה פי עשרה בגלידות.
3. יסודות עמוקים ואנקורג'ינג עבור מבנים קבורים
Manhole Anchor Systems
מחורבנים הם בדרך כלל המרכיבים הכבדים ביותר ברשת תפירה כוח הכבידה. במהלך ליקוקפציאקציה, הם יכולים להתיישב או להטות, מה שגורם לקשרי צינורות לאסטרטגיות עיצוב.
- (ב) ב[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]
- (ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (FLT:0) נעלי גומי מפונקות בחדירה של צינורות-מנורה 1:1: המאפשר 30-50 מ"מ של תנועה יחסית ללא קרע. חלק מהעיצובים משלבים שרוולים קשיחים שמשקפים בתוך תא קוטר גדול יותר.
צנרת Bedding ו- Encasement
מצעים גרפיים סטנדרטיים (ASTM C33) מספק התנגדות מינימלית לתפירה קריטית (למשל, קווי הירוט הראשי), מהנדסים צריכים לציין:
- (FLT:0) מיטה חולית משגשגת: שכבת 100 מ"מ של חול מעורבב עם 3–5% מלט, קומפקטי עד 95% צפיפות יחסית, מספק תמיכה חצי-קשידת שמתנגדת להתפשטות מאוחר יותר.
- (ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (FLT:0) ⁇ בטון בולט: עבור צינורות פלח תחת מעברי הנהר העיקריים, 150 מ"מ מחזקים את הבטון מקיף (עם סיבים פוליפרופילן) יכול לפעול כפגז מפיץ עומס.
זעזועים Absorbers, Dampers, and Seismic Isolation for Critical Nodes
1 בסיס בידוד עבור תחנות משאבה וצמחי טיפול
בארות ווט, בארות יבשות, ובניינים כימיים בתים ציוד יקר כי חייב להישאר מבצעי לאחר רעידת אדמה. בידוד סיסמית משתמש במשכות elastomericות נמוכות או מערכות בידוד מחוספסות כדי לנתק את המבנה מתנועת הקרקע:
- (FLT:0) גבוה הדגמת גומי מנשאות חניכיים מחוספס 1:1: אופייני לצמחי טיפול גדולים במים פסולת.הם משנים את התקופה הבסיסית של המבנה ל-2-3 שניות, תוך צמצום תגובת האצה ב-60–80%.
- (ב) ,0) מערכות ⁇ ⁇ :1; העדיפו תחנות משאבה כבדות על יסודות רדודים.המשטח המתפתל מאפשר למבנה להחליק מאוחר יותר עד 300 מ"מ, להתמקד מחדש לאחר רועד.
- (FLT:0) ,Active tuned Mass moisters (TMDsua)FLT:1: מותקן על כימוני ערמה גבוהים בצמחי טיפול, אלה להפחית את העומס מאוחר יותר על ידי עד 40% במהלך תנועות קרקע ארוכות טווח.
מחקר: Hyperion Water Recall Plant, לוס אנג'לס
בעקבות רעידת האדמה של צפוןרידג' 1994, צמח ההיפריון שיפר תחנות משאבה קריטיות עם בידוד בסיס. A 2019 רטרוfit התקין 24 ערכות גומי גבוהות מדגם תחת תחנת הרצפות הראשי של ביוב גולמי.פוסט-retrofit מחשב מודלing הראה ירידה של 75% בסחף מקסימלי ואפס צפוי דליפה במהלך תרחיש בגודל 7.0 על אשמת ניופורט-בווד.
2.Pipeline Shock Absorbers ו-Extras
עבור מגזרי צינורות ארוכים חוצים גבולות אדמה, סופגנים סיסמיים מקטין את הזן של גל-פרופגציה:
- (FLT:0) Inline נירוסטה פלדה פעמונים הרחבת המפרקים של ההרחבה: התקנת כל 500-800 מ' על ראשי כוח, סופגת ±50 מ"מ תנועה צירית ו-5 מ"מ מאוחר יותר.
- (FLT:0)PVC coil סופגים מ-FLT:1: חלקים של HDPE או PVC כי הם גמישים כמו באביב תחת דחיסה או מתח, מתפזרים אנרגיה סמיסטית נמוכה.
- (FLT:0) לחיבים ברשת באמצעות נוזל מולקווס או שילובים אלסטומריים (Elastomeric) 1: ממוקמים בתאי שסתום קריטיים.הם נשארים נוקשים יחסית תחת זרימה נורמלית, אך נכנעים תחת לחץ כבד, מתן פיזור אנרגיה היסטמטי.
מערכת-Level Redundancy ו-Actal אסטרטגיות
המונחים: Parallel Alignment and Interconnection Loops
כדי למנוע אובדן שירות מוחלט כאשר קו תא המטען יחיד נכשל, עיצוב רשתות משולאות ולא סניפים ייחודיים. שסתום אינטרקונון מאפשר לזרימה סביב פלחות פגומים.לדוגמה, באזורים עירוניים בעלי רגישות גבוהה, התקנת קו הירוט השני מוקרן על ידי 50 מ' (בתנאים שונים באדמה) יכול להפחית את ההסתברות של כשל בו זמנית מקרע אחד.
2.התעלומי חירום וזרימת
הוספת שסתום שער מפונקים אשר מעוררים עקפים אוטומטיים לטנקים לאחסון עודף מונעים על גדות יתר במהלך חירום.אסטרטגיות אלה דורשות תכנון מוקדם עם סוכנויות ניהול חירום מקומיות ושילוב פרוטוקולים של SCADA כדי לבודד באופן אוטומטי חלקים עם אובדן לחץ.
3.Post-Earthquake Inspection Access
התקנת נמלי בדיקה קבועים (למשל, ניקוי נקודות גישה טלוויזיה סגורות) ליד כל המפרקים הגמישים מאפשרים הערכה מהירה לאחר event ללא חפירות.חלק מהסמכות השיפוטיות דורשות כי מפרקים סיסמיים יוכפלו ו GPS-located כך שסורקים מבוקרים מרחוק יכולים לבדוק אותם בתוך שעות.
דרישות עיצוב גיאוגרפיות ו Site-Specific
1 Soil Characterization ו- Liquefaction Susceptibility
תוכנית מקיפה (FLT:0) מבחן החדירה (SPT) של תוכנית ההמולה 1 חיונית.
- (ב) [ה]: [0] ערכי [ה] [ב] [ה] [=]]: חולות רופפת עם N< 10 יש פוטנציאל לחיקוי גבוה.
- (ב) כרך א': אם המים הקרקעיים נמצאים בתוך 6 מ' משטח, לשקול את מי מימים במהלך בנייה או עיצוב צינורות כמו מערכות מים צמיגים שיכולים לעמוד בפני כוחות חישוק.
- (FLT:0) פיזור התפוצה של עקירה (FLT:103): באמצעות ניתוחים פשוטים של Newmark שחוסנים block כדי לחזות תנועה על מדרונות עדינים (2–6% כיתה) מעבר לאזורים אלה דורש חיבורים גמישים וקופסאות ספירות עם slack נוסף.
2.Fault Crossing אסטרטגיות
כאשר הביוב חייב לחצות פגם פעיל, עקרונות העיצוב הבאים חלים:
- (ב) [ה]] [ה]] [ה]], על גשר פלדה גמיש עם דובים, נתמך על ערמות עמוקות משני צדי האשמה.
- (ב) ⁇ :0) מעבר עם חפירה פגומה 1: ⁇ 10-20 מ' ארוך חתך סביב עקבות האשמה, גיבוי עם חומר גרניט רופף, ומניח צינור HDPE גדול עם מפרקי פעמונים שיכולים להכיל את המעבר הקרקעי המוגבל.
- (ב) [ה]:0] ,[דרוש מקור] של ⁇ [ה], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה]]], [התחילה] היא [התחילה] ב[[המאה ה-20]].
התיישבות שונה תחת מנורה
אפילו באדמה לא אמינה, חורות יכול להתיישב באופן שונה מצנרת הסמוכה עקב משקלם ונוקשותם גדולים יותר.
- משקל קל משקל אחורי (מסתבר פצלי פצלי פוליסטרון) סביב מבנה הנורה.
- שימוש בבסיס טבעת עם קוטר קטן יותר מאשר חבית חור, יצירת ציר גמיש המאפשר סיבוב.
- קביעת בסיסים של חור האדם על ערימות עץ מונחות עמוקות (המומון באזורי חימר רכים) להעביר עומסים כדי נוקשה יותר לשאת סטרטה.
חידוש מערכות סניטריות קיימות עבור חוסן סיסמית
ערים רבות מתמודדות עם האתגר של שדרוג מערכות מורשת שנבנו לפני קודים סיסמיים מודרניים.טכניקות רטרופיט יעילות בעלות ערך כוללות:
1. Cured-in-Place Pipe (CIPP) Lining
צינור ספוג פולימר גמיש מוכנס לתוך תפירה קיים ומדסן עם מים חמים או קיטור.הגשרים המובילים סדקים, מספק כוח מבני נוסף לא ניתן לזניח, אבל משפר את נטינות. עם זאת, CIPP אינו מגביר גמישות צירית; זה מתאים ביותר צינורות ללא מעברים פעילים.
2.הקורסים החיצוניים והצווארונים של Wrap-Around
עבור צינורות ברזל או פלדה, ציפוי משותף נירוסטה כי לנעול פיזית את ה spigot לתוך הפעמון יכול להגביר את ההתנגדות משיכת out על ידי 200- 400%. פיוט פולימר רב עוצמה (FRP) ניתן גם ליישם סביב פעמון צינורות כדי למנוע פיצול.
3.התקנה של Valves Inline
להציב שסתום סגר סיסמי בנקודות אסטרטגיות ב ראשי כוח ישנים יותר.שיסתום אלה קרוב באופן אוטומטי כאשר האצה הקרקע עולה על סף (בדרך כלל 0.1g), צמצום פטיש מים והמשך קו הפרידה propagation.
4.הגרינג ו-Soil שיפורים סביב מחורים
באדמה שאינה אמינה, מקיפים בסיסים של חור עם עמודות מבוכות של אדמה להרכיב bulb של קבר נוקשה שמנוגד לתנועה שונה. Alternatively, אדמה עמוקה, התערובת מתחת לחסרי אדם בחימר רך מספקת בסיס נוקשה יותר.
דרישות קוד הגשה ובדיקה
מהנדסים צריכים להתייחס ל- 0. . .0.ASCE 7-22 פרק 130313031 עבור עיצוב סיסמי של מבנים שאינם בנייה, כולל צינורות קבורה. איגוד עבודות המים האמריקאי (AWWA) M11 מדריך עיצוב מפרט בדיקות טעינה מחזורית עבור מפרקים מאופקים על גבי לחצים.
- אין דליפות במפרקים לאחר שני מחזורים מלאים של 0.5% מתח הקרקעי מאוחר יותר עבור רעידת אדמה עיצוב עם תקופת החזרה של 475 שנים.
- חומרי פייפס חייבים להוכיח מינימום של 5% אורך חיים מוחלט בכיוון הארוכי.
- בדיקות לדחוף בקנה מידה מלא עבור מוצרים משותפים גמישים חדשים, החל ±8% זן צירי עבור 10 מחזורים ללא אובדן של חותם.
סוכנויות עירוניות יותר ויותר לאמץ את ה-CEFLT:0.U.S. EPA Unified Seism Performance Modeling FrameworkreaFLT:1, המספק גישה מבוססת סיכון לדירוג מגזרי צינורות וקידום שדרוגים.
מגמות עתידיות בעיצוב Seismic-Resistant Sewer
חידושים באופק כוללים:
- (ב) ,0) , צנרת של כפל 1 (FLT:0) עם פולימרים זעירים שפצחו וחותמים דליפות קטנות באופן אוטומטי.
- (FLT:0) ניטור בריאות מבני בזמן אמת ניטור 1R) באמצעות חיישני זנים סיבים אופטיים משובצים בקירות צינורות, הזנה נתונים למרכזי בקרה מרכזיים.
- (ב) ,0) מרכיבים של חור-הטבעה 1 (FLT:0) עם ליבת דבש אופטימלית אשר סופגת אנרגיה תוך שמירה על נטיעת מים.
- (FLT:0) אלגוריתמי למידת מקראין (Machine Learningאלגוריתמים) אשר צופים הסתברות של כשלון מ ניטור קרקע לפני event ומאגרי נתונים של נזק היסטוריים, המאפשרים דינמיקה של valving וסגירה.
כמו מפות סיסמיות סיליקון כל חמש עד עשר שנים, מהנדסים חייבים גם לשלב אסטרטגיות ניהול הסתגלות המאפשרות מערכות הביוב להיות משודרגות באופן מצטבר כמו הבנה של סיכון סיסמי מקומי משתפר.
מסקנה
מערכות תפירה Sanitary באזורים רעידת אדמה דורשות גישה רבת פנים שמתייחסת למבחר חומרי, עיצוב משותף, עוגן בסיס, בידוד מבני, מערכת מפוכחת. על ידי ציון תרמופלסטיקה גמישה כגון HDPE, התקנת מוסמך או כדור-ובד עם חומרים ייחודיים של מעקב, אפילו מוטציות סביבתיות יותר על יסודות עמוקים, ומספקת בידוד סיסמי למתקנים, מהנדסים יכולים להפחית את הסיכון ל- 22 אחוזים של פעילות גופנית, למרות שעדיין לא יעילה יותר משיטות אבטחה, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, הן יכולות להיות יעילות סטנדרטיות, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, הן יכולות להיות יעילות של 10 קריטריונים סטנדרטיות של שיטות הפעלה סטנדרטיות, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, הן יעילות של שיטות הפעלה סטנדרטיות יותר משיטות אבטחה סטנדרטיות של שיטות אבטחה סטנדרטיות, הן יעילות יותר ממערכות אבטחה של יעילות סטנדרטיות יותר מ-ידי התקנים סטנדרטיות של שיטות הפעלה סטנדרטיות יותר מ-ידי בדיקות אבטחה של יעילות סטנדרטיות של יעילות המבוססות על בסיס קריטריונים סטנדרטיות יותר מ-ידי