3)結(jié)構(gòu)措施。使建構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)能適應(yīng)黃土濕陷的條件,保證安全。
(2)濕陷性黃土地區(qū)天然氣管道的敷設(shè) 目前我國輸氣管道敷設(shè),凡在濕陷性黃土地區(qū),基本都參照《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》中的原則采取以下措施:
1)選擇地勢較高,排水條件好,地質(zhì)條件穩(wěn)定的黃土梁、黃土塬等,使管線起伏小,不易被雨水浸濕造成濕陷。
2)在自重濕陷性黃土地區(qū),采用灰土進行管溝基礎(chǔ)處理?;彝粱A(chǔ)是熟石灰與黃土按2:8(體積比)加水混合均勻),然后鋪在溝底夯實、厚度為20~25cm。
3)在非自重濕陷性黃土地區(qū)采用溝底素土挖松加水(含水量16%左右)分層夯實,厚度為20~30cm。消除部分濕陷量。
4)地表砌筑排水溝、管溝頂采用灰土護坡防水,截斷水源,防止地表水滲入溝底造成濕陷。
5)盡可能采用彈性敷設(shè),使管道有一定的抗地基濕陷的能力。對于輸氣管道,自身重量低于同體積黃土的重量,不會對黃土基礎(chǔ)造成附加壓力,而天然氣管道自身又沒有水,不會因管道漏水造成濕陷。
因此,對輸氣管道采用灰土基礎(chǔ)防止?jié)裣葑饔貌淮?,且工程量大,投資花費較多。
敷設(shè)長距離天然氣管道,所經(jīng)之處屬于何種土壤、并未全部勘測,是自重還是非自重濕陷性黃土并不完全清楚。在施工中必須防止地面水(工業(yè)排水、農(nóng)業(yè)灌溉水、雨雪水等)流入管溝造成不均勻沉陷。
5.高烈度地震區(qū)
??? 凡地震烈度大于6度的地區(qū)稱為高烈度地震區(qū)。
在高烈度地震區(qū)敷設(shè)管道必須采取抗震措施。
(1)地震對管道工程的危害 地震是地球的內(nèi)力作用下引起的一種地質(zhì)現(xiàn)象,主要是由于地殼運動而引起的。它的特點是傳播范圍廣,振動時間長而劇烈,往往造成突發(fā)的自然災(zāi)害。地震對管道工程造成的危害如下。
1)因發(fā)生斷層運動,引起地層拉伸或壓縮,造成管道的斷裂、扭曲和曲折。
2)因地基土質(zhì)液化使埋設(shè)管線上浮造成管變形和斷裂。
3)因與管道相連的設(shè)備搖動而使管道斷裂。
4)因地震彈性波在地層傳播過程中的拉伸與壓縮作用,使管道接口斷裂。
5)管道在地震力作用下因三通、彎頭等管件造成應(yīng)力集中而斷裂。
6)由于管道斷裂后引起火災(zāi)、中毒等次生災(zāi)害,或由于地震引起其他建構(gòu)筑物倒塌而壓壞管道。
地震對管道的危害程度與地震烈度大小、管道是否處在斷層上、管道地基土的性質(zhì)、埋深和管道結(jié)構(gòu)有關(guān)。對于地震烈度6度或低于6度區(qū)域內(nèi),管道損壞一般輕微,大于6度的區(qū)域內(nèi)造成的損壞隨烈度增大而逐漸加大。地震烈度大小與管道損壞情況見表4-11。
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烈度 | 人的感覺 | 管道損壞情況 | 其他現(xiàn)象 |
Ⅰ | 無感覺 | 無明顯損壞 | ? |
Ⅱ | 個別人有感覺 | ||
Ⅲ | 室內(nèi)多數(shù)靜止的人有感覺 | 門、窗輕微作響,懸掛物微動 | |
Ⅳ | 室內(nèi)多數(shù)人有感覺,室外少數(shù)人有感覺,少數(shù)人夢中驚醒 | 門窗作響,懸掛物明顯擺動,器皿作響 | |
Ⅴ | 多數(shù)人普遍有感覺或從夢中驚醒 | 門窗,屋頂、屋架顫動作響,灰土掉落,抹灰出現(xiàn)微裂縫,不穩(wěn)定器物翻倒 | |
Ⅵ | 驚展望失措,倉惶逃出 | 管架上的管道位移不明顯,在土質(zhì)條件不利地區(qū)支墩傾斜 | 房屋損壞,個別磚瓦掉落,墻體出現(xiàn)微細裂縫,河岸及松散土出現(xiàn)裂縫,出現(xiàn)噴砂,冒水,地面磚煙囪輕度裂縫,掉頭 |
Ⅶ | 大多數(shù)人倉惶逃出 | 個別地面管道縱軸了現(xiàn)明顯彎曲,管架上管道位移,不利土質(zhì)條件地區(qū)支墩位移,淺埋支架下陷,管道與設(shè)備連接處可能發(fā)生明顯變形 | 房物輕度破壞或局部破壞、開裂,但不妨礙使用;河岸坍方,飽合砂層常見奔砂、冒水、松軟土上地裂縫較多,大多數(shù)煙囪中等破壞 |
Ⅷ | 搖晃顛簸,行走困難 | 埋地鋼管損壞(管壁起皺)嚴重,土堤內(nèi)管管可能拱出地面,管架支墩明顯損壞,管架倒塌、傾斜,管子滑落,地面管道縱軸出現(xiàn)屈曲 | 房層中等破壞——結(jié)構(gòu)受損,需修理,干硬土上亦有裂縫。大多數(shù)因囪嚴重破壞 |
Ⅸ | 坐立不穩(wěn),行人可摔跤 | 地上管道和支墩損嚴重,支架上下陷,倒塌,管子滑落,管子沿縱軸彎曲,埋地管道明顯損的破壞 | 房屋嚴重破壞,墻體龜裂、局部倒塌,修復(fù)困難,干硬土上有許多裂縫,滑坡,坍方常見,磚煙囪倒塌 |
Ⅹ | 騎車人會摔跤,下于不穩(wěn)定的人摔出幾遲遠,有拋起感 | 地上管道大量破壞,地下管道破壞嚴重 | 房屋大部倒塌,不堪修復(fù)。山崩和地震斷裂出現(xiàn),基巖上的拱橋破壞,大多數(shù)煙囪從根部破壞和倒毀 |
Ⅺ | ? | 地上管道完全破坡,地下管道大量破壞 | 房屋全部毀壞,地震裂縫延續(xù)很長,山崩常見,基巖上拱橋毀壞 |
Ⅻ | ? | 地上管道完全破壞,所有地下管道損壞和破壞 | 地面劇烈變化,山河改觀 |
(2)震害對埋地管道破壞的特點
1)軟弱地基和復(fù)雜地基中的管道比基巖地基中的埋地管線震害嚴重得多。根據(jù)日本和美國對近幾十年地震災(zāi)害調(diào)查表明。地質(zhì)土壤條件對地下管線震害危害程度,以基巖上最小,粘土與粉土等細顆粒土壤上危害最大。
2)在地變形與裂縫發(fā)育的地區(qū)地下管線震害最嚴重;在地塹、嚴重裂縫、不均勻沉陷、滑坡的地方地下管線破壞最厲害。
3)地下管線破壞是地基變形而引起的。由于基巖或堅硬的地基中永久變形很小,故震害較輕,而軟土地基容易產(chǎn)生永久變形,故震害也較嚴重。
4)地下管線抗震能力主要取決于其柔性和延性,特別是接頭。選用延性較好的管材,使管道系統(tǒng)具有較大柔性是抗震設(shè)計的關(guān)鍵。
5)地下管道在震害中,軸向變形影響大于彎曲變形。
(3)輸氣管道的抗震措施 為了使管道在遇到低于設(shè)防烈度以下的地震災(zāi)害時,不致使人民生命和主要干線遭受嚴重危害,使震害被控制在局部范圍內(nèi),盡量避免造成次生災(zāi)害,并便于搶修和迅速供氣,國家有關(guān)抗震規(guī)范規(guī)定,凡在地震基本烈度大于6度的地區(qū)進行工程建設(shè),必須進行抗震設(shè)防。石油天然氣行業(yè)已頒布《輸油(氣)埋地鋼質(zhì)管道抗震設(shè)計規(guī)范》(SYJ4050—1991)。輸氣管道抗震措施如下:
1)選擇對抗震有利的場地。盡量避開高烈度地震區(qū)和地震斷裂帶避開松軟的場地土,如飽和砂土、人工填土,選擇基巖、堅實的碎石和硬粘土等堅硬的場地土,選擇地勢平坦、開闊、地形變化小的地區(qū),避開陡坡、峽谷、孤立山丘等地質(zhì)構(gòu)造不穩(wěn)定的場地。
2)在地震烈度7度及其以上的地區(qū),輸氣管線應(yīng)遠離人口稠密區(qū)和重要工礦企業(yè),并在其兩側(cè)設(shè)置緊急切斷閥,以減少震災(zāi)后次生災(zāi)害的影響和便于迅速搶修恢復(fù)供氣。
3)盡量減少架空敷設(shè),盡量降低架設(shè)高度,提高管線整體的柔性。管架上的管道兩側(cè)應(yīng)設(shè)置擋板,防止甩動。
4)在軟土地區(qū),宜采用粗砂或碎石土進行回填,盡量減少地震時土的變形量。
5)管線穿過活動斷層帶時可以采用如下措施:
a.盡量選擇地面敷設(shè);如果埋設(shè)則應(yīng)淺埋,管溝應(yīng)寬大,溝壁帶斜坡。
b.選擇合適的通過方向,盡量減少管線受壓縮,在通過逆沖活動斷層時應(yīng)斜交。
c.增加管道壁厚。
d.在斷層過渡帶內(nèi)增設(shè)膨脹節(jié),在過渡帶內(nèi)不得改變管徑和壁厚,不得設(shè)置三通、閥門和固定墩等限制管子位移的設(shè)施。
6)管線通過沙土液化區(qū)時,應(yīng)采用粘土、細礫石土等非液化土回填;管線直徑較大,地震使土液化后可能使管線上浮的需要采用混凝土加重、抗浮樁等抗浮措施、穩(wěn)定管線,防止變形和斷裂。
7)管線通過河流、溝渠、陡坎等地形變化劇烈的地方,管線應(yīng)降坡,其坡角一般不大于30°,以防止彎頭角度太大,地震時管線變形破壞。
8)管線通過活動斷裂帶和9度區(qū)中軟弱場地土的管線焊縫,應(yīng)進行100%X射線探傷,焊縫質(zhì)量應(yīng)達到Ⅱ級標準。
以上措施應(yīng)結(jié)合工程具體情況,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟對比分析后確定選用。
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