ХДПЭ-ийн хоёр дэлбээстэй буурдаг төмөрт unique болон эрсдэлтэй аргаар шар амын усны боловсруулалтаар холбоотой

Нийслэл дэх борооны усны системүүдэд HDPE хоёр давхар гофрированны хоолимын эрэлт өсөж байна

Үндсэн дэд бүтцийн шаардлага нэмэгдэж байгаа нь HDPE борооны усны шүүлтүүрийн системийн хэрэглээг нэмэгдүүлж байна

Хот төвлөрөл нь 2015 оноос хойш АНУ-ын том хотуудад борооны усыг зайлуулах хэмжээг ойролцоогоор 35%-иар нэмэгдүүлсэн бөгөөд энэ хэмжээний усны ачааллыг зориулж барьж байгаагүй хуучин бетон ба металл шугамын системд их даралт үзүүлж байна. Эндээс өндөр нягатын полиэтилен (HDPE) хоёр давхар гофрированны хоолойнууд шийдэл болон гарч ирж байна. Эдгээр хоолойнууд нь орлох байгаа хоолойнуудаас хамаагүй хөнгөвчирсөн байдаг тул ажиллагсад тэдгээрийг суурилуулахдаа 20-40% хүртэл хугацаа хэмнэдэг. Гэхдээ эдгээр хоолойг ялгаж байгаа гол онцлог нь бүрэн таг битүүлэгтэй холболтууд ба гайхамшигтай 100 жилийн амьдралын хугацаа юм. Усны түвшин хянах асуудалтай тулгардаг орон нутгийн албан хаагчид ирээдүйд засвар үйлчилгээ бага шаардагдах тул анхны өртөг өндөр байсан ч HDPE хоолойг ерөнхий зардалд тооцож үзвэл ухаалаг хөрөнгө оруулалт гэж үздэг.

Бетон ба металлаас өндөр үйлчилгээтэй HDPE хоолой руу шилжих

HDPE системийн адилхан бат бөхийг олж авахын тулд бетон хоолойнууд нь ойролцоогоор 30 хувийн зузаан ханатай байх шаардлагатай бөгөөд энэ нь мэдээж илүү их материал ба тээврийн өндөр зардалд хүргэдэг. Цагаан тугалган хоолойнуудад ч гэсэн нэгэн асуудал байдаг, тэд цагаар явж ржгарддаг. Харин HDPE нь замын давс, хөрсний хүчил шиг бодисуудад сайн тэсвэртэй байдаг. Энэ нь чухал учраас судалгаагаар борооны усыг зайлуулах хоолойн ойролцоогоор 60 хувьд материал хямарч задрахтай холбоотойгоор эвдэрдэг байна. Сайн тал нь HDPE нь газар хөдөлх үед 10-15 градус орчим нугалах чадвартай. Энэ нугаламтгай чанар нь бетон хоолойд жижиг газар хөдөлсний дараа л гардаг зовиуртай трещиныг саатуулдаг.

Тэлэлтийн шийдлийн зах зээлийн хандлага ба хууль эрх зүйн дэмжлэг

Төв засгийн газар дахин дахин дахин боловсруулж болох материал ашигладаг ногоон барилга байгууламжийн төслүүдийг илүү их дэмжих болсон. Өндөр нягтшлын полиэтилен (HDPE) хоолойнууд энэ үеийн ихэнх анхаарлыг татаж байгаа бөгөөд EPA-ийн Цэвэр усны хөтөлбөрийн санхүүжилтийн ойролцоогоор 85%-ийг эзэлж байна. Энэ өөрчлөлт ойролцоогоор 2020 оноос хойш болсныхоос хойш, HDPE шороонд ус цутгах хоолойн борлуулалт жил бүр ойролцоогоор 17%-иар өссөн. Хоолой үйлдвэрлэгчид ч бас суугаа байдалд байгаагүй. Тэд ойролцоогоор 30-40% дахин боловсруулсан HDPE материалаар хийсэн хоёр давхар ханатай хувилбаруудыг үйлдвэрлэх болсон. Эдгээр бүтээгдэхүүнүүд чанарыг алдамгүйгээр хотуудад тэйлшлэггүй зорилгоо хүртэл хүргэхэд тусалдаг. Хоолойнууд ASTM F2648 шаардлагыг хангаж байгаа тул захиргаанууд ногоон шийдэл рүү шилжих үед аюулгүй байдал, ажиллагаанд хэмнэлт хийх талаар айх шаардлагагүй.

HDPE хоёр давхар ханатай гофрированны хоолойн дизайн: Бүтцийн болон материаллын давуу тал

Агуу хүч чадал, ачааллыг тараах чадварыг хангах хоёр давхар ханатай бүтэц

Хоёр давхар HDPE гофрированны хоолимог нь гадна талаараа гэрлийн бүтэц, дотор талаараа гладкийн гадаргуутай байдаг. Пластикаар хийсэн хоолимогийн институтийн 2023 оны зарим туршилтын дагуу тэдгээр нь ойролцоогоор 46 psi хүртэлх шахалтын хүчийг тэвчих чадвартай байдаг. Эдгээр хоолимогийг онцлог болгох нь дээрээс нь ирэх ачааллыг тэдгээр нь хэрхэн тараах явдал юм. Тэдгээр нь энгийн нэг давхар хоолимогтой харьцуулахад трафикын ачааллыг ойролцоогоор 75 хувиар илүү ихээр даах чадвартай боловч жингээрээ өөрчлөнгүйгээр ойролцоогоор дөрөвний нэгээр хөнгөн байдаг. Бүтцийн туршилтанд оруулах үед эдгээр хоолимог нь муруйх эсвэл хугарахгүйгээр квадрат фут бүрт 32,000 фунтын гадаад даралт тэвчих чадвартай байсан. Ийм тэсвэрт чадвар нь инженерчид хүнд тээврийн хэрэгсэл байнга дамжин өнгөрдөг зам, хотын ус зайлуулах системд тэдгээрийг ихэвчлэн сонгодог шалтгаан юм.

Гофрирован гадаргуу, гладкийн дотор тал нь урсгалын үр ашгийг хамгийн их байлгана

Гофр хэлбэртэй гадаад давхарга нь цоорхойг орчны шороонд байгаа бүтэцтэй илүү сайн харилцан үйлчлэхэд тусалдаг. Дотор талын жигд хананууд нь ASTM F2648 стандартын дагуу усны эсэргүүцлийг хэвийн саван цементэн хоолойтой харьцуулахад ойролцоогоор 18-22 хувийн хэмжээтэй бууруулдаг. Инженерчид Маннингийн нарийслын коэффициент гэж нэрлэдэг эдгээр хоолойн утга ойролцоогоор 0.009 бөгөөд энэ нь шилэн ширмийн пластик материалынхаар сайн таарч байна. Энэ нь практик хувьд юуг илэрхийлж байна вэ? Борооны ус эдгээр системийн дагуу хэвийн хувилбаруудтай харьцуулахад ойролцоогоор 15-20 хувиар хурдан гүйдэг. Бодитоор хийсэн шалгалтаар ихэнх бүх бохирдлын материал хоолойд баригдахгүйгээр дамждаг тул бороо их орох үед нил явуулах чадвар хамгийн чухал үед саатал үүсэх магадлал бага байдаг.

Шороо хөдлөх болон хүнд ачаалал дорх нумших чадвар, тэсвэрт чадвар

Өндөр нягтшлын полиэтилен (HDPE) нь гайхалтай суналтын чанартай бөгөөд ойролцоогоор 8-10 хувь хүртэл сунах чадвартай. Иймд FHWA-ийн 2022 оны судалгаагаар хэлэхэд, шигшүүрүүд хоорондоо салж гарахгүйгээр доорхи хөрс ойролцоогоор зургаас найман инч хөдлөхийг тэсвэрлэж чаддаг. Энэ мэт нугаламтгай чанар нь бусад дэд бүтцийн ойролцоо нарийн эргүүдийг тойрон суурилуулах боломжийг олгох бөгөөд доороос нь хөрс хөдлөх үед хоолойнуудыг тохируулахад тусалдаг. Сонирхолтой нь HDPE материал хугарч, шахагдсаны дараа анхдагчаа санаж хэвийн хэлбэртээ буцдаг явдал юм. Нягтралын процессыг хурдасгасан туршилтуудын үр дүнгээр эдгээр хоолойнууд цаг агаар жигд хөлдөж, гийжих нөхцөлд л байвал ойролцоогоор найман арван жил ажиллах чадвартай байж болохыг харуулж байна. Бодит хэрэглээнд анхаарал татахуйцаар, Үндэсний Тээврийн Судалгааны Зөвлөл нь 15 жилийн өмнө суурилуулсан 17 ялгаатай автомагистралийн төслүүдийн аль нэг дээр ч засвар үйлчилгээний асуудал гарсангүй гэж хэлсэн байна.

Хатуу нөхцөлд урт хугацааны найдвартай байдал ба үйл ажиллагаа

Өнөөгийн болон урт хугацааны туршид орчны нөхцөл байдалд тэсвэртэй материал шаардлагатай байдаг. HDPE хоёр давхар гофрированны хоолой нь хүчил ба давстай орчинд коррозийн эсрэг тэсвэрт чадварыг судалсан тестүүдийн дагуу 50 гаруй жилийн налгаатай байдаг тул ийм хувьд маш сайн үзүүлэлттэй. Зарим судлаачид 2023 онд HDPE хоолойд ийм судалгаа хийж сонирхолтой зүйлийг олж тогтоосон. pH-ийн түвшин 2.5 хүртэлх хүчиллэг хөрсөнд гурван арван жил байсны эцэст эдгээр хоолойнууд анхны хүч чадлынхаа ойролцоогоор 98%-ийг хадгалж чадсан. Энэ нь уламжлалт бетон буюу цахилгаан хэрэгслээр хийсэн хамгаалалттай төмөр хоолойноос ч илүү сайн үзүүлэлт юм.

Коррозийн болон химийн бодисын эсрэг тэсвэрт чадвар нь 50 жилийг давах нас бартастай

HDPE-ийн молекулын тогтвортой байдал нь цахилгаан химийн задралыг саатуулж, замын давс, үйлдвэрийн урсгал болон хувьсах газрын доорх усанд тэсвэртэй байдаг. Катодын хамгаалалт шаардлагатай металл хоолойгоос ялгаатай нь HDPE хоолой зэврэхээс бүрмөсөн чөлөөтэй бөгөөд борооны усын дамжуулах системд гарч болох гол асуудлыг арилгана.

Харьцуулалт: HDPE ба Уламжлалт Материалуудын Ашиглалтын Хугацаа болон Засвар Үйлчилгээ

Тусдаа судалгаанууд нь амьдралын мөчлөгийн илүүдлийг харуулж байна:

• Бетон хоолой байнгын шовхорын эд ангиуд задардаг тул тус бүр 12–15 жилд нэг удаа засвар хийх шаардлагатай (шугаман футанд 18–25 ам.доллар, 2023 оны дундаж)
• Гофрированны металл хоолой хүчиллэг хөрсөнд (pH <5.5) 7–10 жилийн дотор илэрхий зэвэрдэг
• HDPE систем 50 жилийн турш жилийн 1%-аас бага засвар үйлчилгээний зардал нэмэгддэг

Эдгээр давуу талууд нь холбогдсон шаант ба химийн идэвхгүй байдлаас үүдэлтэй бөгөөд хатуу системүүдтэй харьцуулахад усны нэвтрэлтийн эрсдэлийг 81%-иар бууруулдаг (ASCE 2022 оны борооны усны дамжуулах системийн тайлан). Үр дүнд нь АНУ-ын шинээр баригдаж буй борооны усны төслүүдийн 63% нь их коррозитой бүсэд термопластик хоолойг зааж өгч байна.

Батлагдсан амжилт: Нийслэл, замын борооны усны системд хэрэглэсэн жишээнүүд

HDPE хоёр давхар гофрированны хоолойг ашиглан гүйцэтгэсэн нийслэлийн борооны усны төслүүд

Одоогийн үед олон хотууд хуучин борооны усны системийг засварлахдаа HDPE хоёр давхар ханатай хоолойг сонгож байна. Жишээ нь Америкийн дунгийн бүсэд байгаа нэгэн хот 100 гаруй жилийн өмнөх чулуун агуулахыг HDPE хоёр давхар ханатай хоолойгоор солих төслөөр хүчтэй борооны үеийн шавхалтын эрсдэлийг өнгөрсөн жил Понимены хийсэн судалгаагаар хоёр гуравт ойр нь бууруулсан байна. AASHTO M252-ийн аюулгүй байдлын стандартыг хангаж, цочирдох боломж муутай тул хотын нарийн нутагт ч чөлөөтэй суурилуулж болдог нь HDPE-ийн онцлог юм. Инженерүүд энэ материал нь гадаргуу нь маш гөлгөр учраас бетоны хоолойд байдагтай харьцуулахад тоос бохир хуримтлагдахгүй, иймд жил бүр усны шахуурыг цэвэрлэхэд зарцууддаг цагийг хэмнэж, иргэдийн татварын мөнгөөс жилд 18 мянган доллар хэмнэсэн бөгөөд харин хуучин бетоны шийдэл хадгалах тохиолдолд илүү их зардал шаардлагатай байх байсан гэж тайлбарласан.

AASHTO болон ASTM-ийн зөвшөөрөлтэй HDPE систем ашиглан замын шүүршээрийн байгууламжийг сайжруулах

Одоо үед ихэнх улсын тээврийн хэлтсүүд замын шорооны төслүүдэд HDPE хоёр давхар гофртой хоолойг сонгож эхэлсэн нь ойролцоогоор 50 жил амьдарч, хөлдөж, хайж буй цикл дахин дахин тохиолдож байхад ч сайн тэсвэрлэдэг тул юм. Судалгаанд 300 миль зайтай төвийн автомагистралийг өргөтгөсөн нэгэн төслийг авч үзье. Тэд ASTM F2648 стандартын шаардлагад нийцсэн хоолой сууруулав, үүний дүнд уламжлалт метал хоолойн системтэй харьцуулахад ажлыг 23 хувиар хурдан дуусгав. Хамгийн гайхалтай зүйл бол таван жилийн туршид инженерүүд хэсгүүдийн холболтуудад ямар нэгэн асуудал гарсангүй байна. Энэ нь HDPE материал хугарахаас өмнө ойролцоогоор 500% руу сунаж чаддаг тул тээврийн болон цаг агаарын өөрчлөлтөөс үүдэлтэй газрын хөдөлгөөнийг шингээхэд тусалдаг учир юм. 2024 онд гаргасан “Замын шорооны гарын авлага”-ын хамгийн шинэ хувилбар нь материалийн тэсвэрт чанар, ирээдүйд бүрэн дахин боловсруулах боломжтой байдаг, мөн борооны усыг удирдахад одоогийн EPA-ийн зааварчилгаанд нийцдэг учраас HDPE-г гол материал болгон санал болгож байна.

Үр дүнтэй суурилуулалт, бага зэрэг засвар үйлчилгээ, мөн индустрийн стандартын шаардлагад нийцэх

Хурдан, зардал хэмнэлттэй суурилуулалт нь төслийн зогсонги байдлыг бууруулна

HDPE хоёр давхар гофртой хоолойнууд нь суурилуулалтын үеийн цагийг жинхэнэдээ хэмнэж, 2024 оны салбарын судалгаагаар дунджаар 36%-иар бууруулдаг. Тэдгээрийн хөнгөн жин нь ашиглахад хялбар байдаг бөгөөд түрхэх шаардлагагүй, шахаж тогтоох холболтууд нь талбайд хайлуулах шаардлагыг арилгадаг. Гэрээ бичигтэй ажилчид тоног төхөөрөмжийн цөөн тооны ширхэг шаардлагатай болохоос гадна эдгээр хоолойнууд уртрагш техниктэй сайн ажилладаг тул хөдөлмөрийн зардлаас ойролцоогоор 28% хэмнэж байна. Энэ хоолойнууд маш бага гүнд ч гэсэн сайн тэсвэрлэдэг нь ерөнхийд нь илүү бага ухалт хийх шаардлагатай болгодог. Энэ нь зөвхөн ажлын хугацааг хурдасгах л төдийгүй, төслийн хамтран ажиллагсадад учруулах саатлыг багасгадаг.

Жигд дотор гадаргуу нь бөглөрөлтийг саатуулж, урсгалын үр дүнтэй байдлыг сайжруулдаг

0.009-ийн гидравлийн шидэтгэлтийн коэффициенттой, энгийн бетон саван хоолойгоос 18% илүү урсгалын үр дүнтэй байдаг гэсэн үг юм. Энэ гадаргуу нунтаг хуримтлагдахаас татгалзаж, цаг хугацаа өнгөрөх тутамд шүүрлийн чадварыг хадгалж, жигд ус зайлуулах шаардлагыг арилгана. Үүний үр дүнд хүчтэй борооны үед ажиллагаа тасалдалгүй, найдвартай ажиллана.

AASHTO ба ASTM-ийн баталгаажуулалт болон зөрчилгүй байдал нь найдвартай ажиллагааг хангана

Бүх HDPE хоёр давхар гофрированны хоолойнууд AASHTO M294 ба ASTM F2418 стандартад нийцэж, хатуу ажлын туршилтаар баталгаажсан байдаг:

Эдгээр гэрчилгээнүүд нь шаардлагатай борооны усны дамжуулах байгууламжийн хувьд урт хугацааны найдвартай ажиллагаа болон хотын инженерийн шаардлагад нийцэхийг баталгаажуулдаг.

Түгээмэл асуулт

Хоёр давхар ханатай HDPE хоолойг уламжлалт материалын хоолойноос ямар гол давуу талтай вэ?

HDPE хоолой нь уламжлалт бетон, метал хоолойнуудтай харьцуулахад жингийн хувьд хөнгөн, суурилуулах нь хурдан, урт нас, ионы хордлогоос тэсвэртэй, газрын хөдөлгөөнд хөгжилтэй байдлаараа давуу талтай.

HDPE хоолойнууд цаг үед тохирсон барилгын арга барилагаад хэрхэн хувь нэмрээ оруулах вэ?

HDPE хоолойг дахин боловсруулж болдог, ихэвчлэн дахин боловсруулсан материал ашигладаг бөгөөд орчныг бохирдуулах нөлөөг бууруулж, хаягдалгүй зорилготой нийцэж цаг үед тохирсон барилгын арга барилагад дэмжлэг үзүүлдэг.

HDPE хоолой нь хотын төслүүдэд өртөг үр дүнтэй юу?

Анхдагч өртөг өндөр байх эд зүйлс HDPE хоолой нь цаг хугацаанд сайн ажиллах, засвар үйлчилгээний шаардлагыг багасгах, үйлчилгээний насныг уртасгах, суурилуулах үеийн үр ашгийг сайжруулах замаар урт хугацааны зардлыг бууруулдаг.