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地基沉降對燃氣管道的損害及對策

2019-11-19 23:06   评论:42 点击:021
1 前言 因填築地固結壓密而產生地基沉降導致燃氣管線受損,這類災難的大部分都集中在管線與建築物的連接處,地基產生不均勻沉降處及接頭部位。汕頭市華新城燃氣管線因地基沉降而導致多處泄漏。 2 華新城概況 汕頭市華新城為室第小區,已建室第30棟住戶1500餘戶,1994年開工,分多期開發建設 ,其建設用地為月埔鎮的水稻田,回填土高度約3m,大部分用地回填半年擺布即開工建設,田地淤泥層深度約0.8m 。其配套的燃氣工程為汕頭市燃氣建設公司承建並經營,氣源為液化石油氣,兩級調壓進戶,中壓庭院管壓力為0.08MPa,低壓管壓力為0.003MPa,燃氣表和用戶調壓器分別集中安裝於一樓外牆或室外地坪的表箱內,見圖la、b。 3 沉降損害 根據現場調查,其沉降損害相當嚴重,兩座多層房屋之間的單層建築未作樁基處理,現已下沉20—30cm不等,從散水坡與房屋連接處丈量其沉降量為15cm擺布,散水坡與房屋水平位移2—3cm,部分出地立管接頭鬆開後下沉10cm擺布,因這類上下和水平方向的位移變化導致燃氣表箱部位管線嚴重變形彎曲,80%的表箱部位管線螺紋接頭多處泄漏,其泄漏率的分布大致為:彎頭占9.62%,活接頭占52.72%,三通占7.2%,其餘為絲扣連結閥門、絲堵等。 4 損害特征 華新城燃氣表箱部分布管工藝多種多樣,其損害情況複雜,大體分兩類。 4.1 表箱固定在外牆上 因表箱固定在外牆上,地基沉降發生的位移首要損害進口端出地立管、管架、閥門、表箱等。因沉降較大,管線的塑性變形無法滿足沉降發生的位移。首先將出地立管固定支架拉脫離牆且立管在此處彎曲變型 ,繼而將進口管往下拉,因表箱進口的限製導致進口管將表箱側板壓壞變形,分配管和箱內水平管發生傾斜。在此過程中對絲口部位施加拉應力削弱了絲口連接的預緊力可導致絲口鬆動而泄漏。固然螺紋接口處的斷裂荷載可大於鋼管本身的6%,螺紋接口本應更可靠,然而,螺紋接頭的變形能力與鋼管本身相比較低,當地基沉降產生很大的相對變形集中於螺紋接頭時,有時將破壞接頭。 4.2 表箱固定在室外地坪上 表箱固定在地坪上,室外地坪與建築物的相對位移的增加首要影響表箱出口端管道,進口端管道損害相對較輕。因地麵亮起,表箱不能與地下管發生同步位移,那麽表箱進口端管道同樣受到拉應力感化而可導致損害。出口端DN鍍鋅管因截麵剛度小,彎曲變形嚴重。 5 對策 (1)在房屋散水坡施工完畢 ,出地立管的固定管架應拆除或采用套管式固定支架,見圖2,即可避免管道在此處應力集中,阻礙管線的下沉,又可保持立管在施工時的垂直度。 (2)表箱立於室外地坪,其進出口管線應考慮采用柔性連接,掛於建築物外牆上的表箱隻采用進口管柔性連接 。柔性連接的可拉伸量應滿足沉降的最大位移 。 (3)垂直於建築物的地下管線支管應隨機應變分級抬高埋設深度靠近建築物見圖3 ,這有益於進步支管的撓性,吸收地基的沉降位移,減少管溝開挖對建築物基礎的影響。 (4)出地立管穿過混凝土地麵時須設置出地套管見圖4,防止混凝土與管道固結,阻礙管線位移。 (5)采用塑性較好的材料。這是根據材料的屈服極限來考慮,對於鋼管和PE管來說首要的破壞最集中在接點和端部固定端,但是鋼管和PE管其接頭都有較好的延伸性和較好的接頭偏轉角,基本可以根據其材料的屈服極限來確定。 (6)采用淺埋,減輕地基對管的壓力 。 (7)庭院管采用樹技狀連接,盡量縮減庭院管的長度,減少接點。 (8)利用管線本身彎曲,增大彎曲半徑 ,減少彎頭的使用量。 (9)采用不鏽鋼金屬軟管替換伸縮器。目前伸縮器的使用首要考慮溫差對管線的影響,不能解決兩端管線上下方向上的位移變化,地基的不均勻沉降將導致管線在伸縮器部位產生破壞,當拆除伸縮器後,兩端管線無法對中,更換困難。 (10)減少與建築物垂直靠近的上升立管數目,利用建築物外牆繞行。 GB50028—93《城鎮燃氣設計規範》表5.3.2—1要求:埋地燃氣管中壓B級離建築物基礎水平淨距為1.5m。外牆到基礎外圍間隔約為0.6m,那麽管線離外牆的間隔應不少於2.1m,對於垂直靠近外牆的地下管出地立管是很難做到 。 另外,對垂直於建築物外牆的地下各支管也難保證與其它地下管線的安全間隔。按照GB50180-93《城鎮居住區規劃設計規範》第8.0.2條要求:在非采熱區六種基本管線的最小水平間距,它們在建築線的最小極限寬度約為10m,見圖5 。室第的廚房廁所大都連在一起,在相應的室外地坪部位必然有給水、排水等地下管線和排水井 、化糞池等設施,假如廚房位置在樓梯間旁,那麽地下必然還有電力、電信管線和電力、電信井,各種地下管線在彈丸之地都要集中靠近建築物,實際上是很難滿足GB50028—93《城鎮燃氣設計規範》和GB50180—93《城鎮居住區規劃設計規範》的相關條款的安全間隔要求。再加之地下管線各專業設計缺乏溝通,開發商協調不力和施工的不規範,造成地下管線在集中部位相當混亂,很難保障燃氣管線的安全間隔。所以應減少垂直靠近建築物的上升立管的數目,減少地下管與建築物的連接點。 (11)應根據地質條件對地下管線進行抗震和抗沉降設計。 ①汕頭市地質地震環境 汕頭市處於中國東部,北東一北北東走向的巨型新華廈構造第一沉降帶,第二複式隆起帶和東西走向的南嶺構造跨越的地段,這三大構造單元交匯複合的四周,在地質曆史上曾發生過多次構造活動,最強烈的是燕山活動,其構造變動以斷裂感化最為明顯。對汕頭市區未來地震影響最大的斷裂構造是北東向斷裂構造的濱海斷裂帶和泉汕斷裂帶還有北西斷裂帶的河源斷裂帶。 ②相關標準及法規的要求 根據GB-89《建築抗震設計規範》第3.3.1條要求:對液化沉陷敏感的乙類建築可按7度考慮,7-9度時,乙類建築(國家重點抗震城市的生命線工程)可按本來裂度考慮。汕頭為國家重點抗震城市,屬8度抗震區 。 ③地震對地下管線的損害特征 a、烈度(地震影響強度或地麵位移量)和場地土的影響:管道的震害率隨烈度影響強度而增加,但烈度影響與場地土的影響比較居第二位。 b、地形地貌的影響:地形地貌的影響對管道震害也是很首要的,首要在地震時岸坡明顯位移,回填土與原狀土間震陷明顯 。 ④地基沉降與地震的關係 這裏說的地墓沉降是指一個長時間的地基固結壓密過程 ,而由地震引發地基沉降是一個短時間團結壓密過程 ,其感化結果都會導致地基的塌陷,地下及地麵設施的損壞 。地震波的感化會加劇現有的地基沉降量,而進一步損害燃氣管線,造成無法計算的後果。 ⑤地震對地下燃氣管線的損害 現代燃氣管線首要是鋼製管道,國內聚乙稀塑料管也處在發展階段,地下管線的三大大敵:腐蝕、地基的不均勻沉降與地震,其中最大的天敵是地震,地震不僅直接破壞地下管線的正常功能,而且可產生次生災難(火災,爆炸等),給國計民生帶來重大損失和職員傷亡。地下管線假如遭到損害,必須逐段查找,隻有當全部係統確認正常後才能恢複供氣,恢複時間長,搶修困難。華新城地基的沉降為研究回填土對燃氣管線的破壞提供了一個例證,同時也提醒我們應采取措施防止或減輕地基沉降和地震對地下燃氣管線的損害,以保證地下管線的安全正常運行。 6 結束語 (1)對於直埋管線基礎的夯實,由於夯實隻是表層的,所以場地土意義不大,且當多個專業同時在小區施工時,夯實很難達到其目的,而采用其它的地基處理方式,造價太高,所以,在許可沉降的基礎上,采取上述措施。 (2)對於地基沉降和地震設防,GB50028-93K城鎮燃氣設計規範》沒有相關條款的要求,希看該標準增加相關的內容與有關的法規標準相呼應。 (3)這裏說的地基沉降是指室外地坪的沉降,一般說來建築物都有作地基處理,以為建築物的沉降在其施工過程中已基本完成 ,建築物竣工後其沉降既是有也是少量的。采用上述方法,同樣可以避免因地基與建築物相對位移的縮小給管線帶來損害 。1頁

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