3)結構措施。使建構筑物的結構能適應黃土濕陷的條件,保證安全。
(2)濕陷性黃土地區天然氣管道的敷設 目前我國輸氣管道敷設,凡在濕陷性黃土地區,基本都參照《濕陷性黃土地區建筑規范》中的原則采取以下措施:
1)選擇地勢較高,排水條件好,地質條件穩定的黃土梁、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,采用灰土進行管溝基礎處理。灰土基礎是熟石灰與黃土按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,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防止濕陷作用不大,且工程量大,投資花費較多。
敷設長距離天然氣管道,所經之處屬于何種土壤、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(工業排水、農業灌溉水、雨雪水等)流入管溝造成不均勻沉陷。
5.高烈度地震區
??? 凡地震烈度大于6度的地區稱為高烈度地震區。
在高烈度地震區敷設管道必須采取抗震措施。
(1)地震對管道工程的危害 地震是地球的內力作用下引起的一種地質現象,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,往往造成突發的自然災害。地震對管道工程造成的危害如下。
1)因發生斷層運動,引起地層拉伸或壓縮,造成管道的斷裂、扭曲和曲折。
2)因地基土質液化使埋設管線上浮造成管變形和斷裂。
3)因與管道相連的設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、彎頭等管件造成應力集中而斷裂。
6)由于管道斷裂后引起火災、中毒等次生災害,或由于地震引起其他建構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、埋深和管道結構有關。對于地震烈度6度或低于6度區域內,管道損壞一般輕微,大于6度的區域內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 | 其他現象 |
| Ⅰ | 無感覺 | 無明顯損壞 | ? |
| Ⅱ | 個別人有感覺 | ||
| Ⅲ | 室內多數靜止的人有感覺 | 門、窗輕微作響,懸掛物微動 | |
| Ⅳ | 室內多數人有感覺,室外少數人有感覺,少數人夢中驚醒 | 門窗作響,懸掛物明顯擺動,器皿作響 | |
| Ⅴ | 多數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,抹灰出現微裂縫,不穩定器物翻倒 | |
| Ⅵ | 驚展望失措,倉惶逃出 | 管架上的管道位移不明顯,在土質條件不利地區支墩傾斜 | 房屋損壞,個別磚瓦掉落,墻體出現微細裂縫,河岸及松散土出現裂縫,出現噴砂,冒水,地面磚煙囪輕度裂縫,掉頭 |
| Ⅶ | 大多數人倉惶逃出 | 個別地面管道縱軸了現明顯彎曲,管架上管道位移,不利土質條件地區支墩位移,淺埋支架下陷,管道與設備連接處可能發生明顯變形 | 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,地面管道縱軸出現屈曲 | 房層中等破壞——結構受損,需修理,干硬土上亦有裂縫。大多數因囪嚴重破壞 |
| Ⅸ | 坐立不穩,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。山崩和地震斷裂出現,基巖上的拱橋破壞,大多數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。根據日本和美國對近幾十年地震災害調查表明。地質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)在地變形與裂縫發育的地區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,使管道系統具有較大柔性是抗震設計的關鍵。
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防烈度以下的地震災害時,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,盡量避免造成次生災害,并便于搶修和迅速供氣,國家有關抗震規范規定,凡在地震基本烈度大于6度的地區進行工程建設,必須進行抗震設防。石油天然氣行業已頒布《輸油(氣)埋地鋼質管道抗震設計規范》(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,避開陡坡、峽谷、孤立山丘等地質構造不穩定的場地。
2)在地震烈度7度及其以上的地區,輸氣管線應遠離人口稠密區和重要工礦企業,并在其兩側設置緊急切斷閥,以減少震災后次生災害的影響和便于迅速搶修恢復供氣。
3)盡量減少架空敷設,盡量降低架設高度,提高管線整體的柔性。管架上的管道兩側應設置擋板,防止甩動。
4)在軟土地區,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;如果埋設則應淺埋,管溝應寬大,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斜交。
c.增加管道壁厚。
d.在斷層過渡帶內增設膨脹節,在過渡帶內不得改變管徑和壁厚,不得設置三通、閥門和固定墩等限制管子位移的設施。
6)管線通過沙土液化區時,應采用粘土、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度區中軟弱場地土的管線焊縫,應進行100%X射線探傷,焊縫質量應達到Ⅱ級標準。
以上措施應結合工程具體情況,經技術經濟對比分析后確定選用。
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