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管道穿越地裂帶

  
評(píng)論: 更新日期:2015年03月31日

 我國的地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,常遇有地裂帶。壓力管道有時(shí)也需要穿越地裂斷層地段。地裂縫活動(dòng)主要為豎向錯(cuò)動(dòng),同時(shí)存在一個(gè)水平運(yùn)動(dòng)分量。
  鋼管穿越地裂縫,隨著地裂縫運(yùn)動(dòng)的增大,管道的軸向應(yīng)力占主導(dǎo)地位,而彎曲應(yīng)力相對(duì)較小,管道可能出現(xiàn)的破壞為拉伸破壞.管道的軸向應(yīng)變主要集中在距地裂縫較近的管段上(約6~10m以內(nèi)),當(dāng)發(fā)生地震時(shí),斷層錯(cuò)動(dòng),穿越斷裂帶的管段最容易破壞,因此對(duì)這部分管段必須加強(qiáng)抗震措施,以確保安全。
 



 


圖7-31 管道穿越斷裂帶敷設(shè)
1—管道;2—錯(cuò)動(dòng)方向;3—斷層

1.穿越地裂帶的措施與要求
  當(dāng)斷層錯(cuò)動(dòng)引起管道長度的變化量小于管道最大允許長度變化量時(shí),對(duì)管道可不作特殊處理,按一般管道對(duì)待。應(yīng)向有關(guān)部門索取具體斷層的勘測(cè)資料,了
解斷層的部位、等級(jí)等有關(guān)斷層參數(shù),充分研究分析后確定。
  在瞞足管道埋深的前提下,盡量采取淺埋方式。此時(shí)作用于管道上的土壓力、縱向摩擦力較小,管道不易變形,可免遭破壞。在斷層地帶的管道,一般情
況下埋深不大于0.5~0.8m。
  管道穿越斷裂帶盡可能選擇在最小帶寬處通過,并盡可能不與斷裂帶方向平行敷設(shè)。管道斜向穿過斷層時(shí),應(yīng)使斷裂帶平面與管軸線的交角β控制在30°~80°之間(如圖7-31所示)。這種情況下,管道在斷層活動(dòng)時(shí)處于受拉狀態(tài),不會(huì)因壓縮而屈曲破壞。
  采用延性較好的鋼材,Q235A鋼材可以滿足要求。同時(shí),提高現(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)量,減少應(yīng)力集中而降低延性。
  提高管道壁厚,DN600鋼管壁厚不小于10mm,DN≥200mm鋼管壁厚為8mm。
  在斷層一側(cè)的適當(dāng)位置設(shè)置固定鎮(zhèn)墩,以確保管道在地震發(fā)生時(shí)產(chǎn)生彎曲變形而不是剪切變形,增強(qiáng)管道抵抗斷層活動(dòng)的能力。
  在斷層區(qū)段內(nèi),不允許設(shè)置造成動(dòng)力特性不一致的部件,如三通、旁通、閥門及變化管徑、管壁等。
  在斷層區(qū)段內(nèi)敷設(shè)管道的管溝應(yīng)為上寬下窄的梯形溝槽,然后回填砂、砂性土質(zhì)或砂礫石等,以降低管道與土壤之間的摩擦力,增大管道適應(yīng)斷層活動(dòng)的能力。
  在固定鎮(zhèn)墩之間的管段上,設(shè)置可適應(yīng)軸向變形(位移)、水平錯(cuò)動(dòng)及上下錯(cuò)動(dòng)的波形伸縮節(jié),以適應(yīng)地震發(fā)生時(shí)斷層的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。
2燃?xì)夤茉獯┰降卣饚┕?/strong>
  燃?xì)夤艿来┰降亓芽p平面田見圖7-32所示。
 

圖7-32 高壓燃?xì)夤艿来┰降亓芽p平面圖
 

  施工中可采取以下措施;燃?xì)夤艿揽拷亓芽p即升高,使燃?xì)夤艿罍\埋,以便事故發(fā)生時(shí)進(jìn)行切斷。在距地裂縫100~140m處設(shè)置閥門井1座,也可與管線相鄰閥門井結(jié)合設(shè)置。管道穿越活動(dòng)等級(jí)為1、2級(jí)的地裂縫,在地裂縫兩側(cè)各裝兩個(gè)小拉桿橫向波紋伸縮節(jié),工作壓力為1.6MPa,波數(shù)為8個(gè)波。波紋伸縮節(jié)安裝時(shí)不必預(yù)拉伸或預(yù)壓縮,安裝后應(yīng)將安裝用的雙頭螺栓拆除。波紋伸縮節(jié)順氣流方向安裝后應(yīng)每半年觀測(cè)1次,5年內(nèi)視情況及時(shí)凋整或更換。
  管道穿越地裂縫處設(shè)管溝,先做3:7灰土墊層,管溝底為鋼筋混凝土底板,溝壁用M5水泥砂漿,MU7.5磚砌筑,壓頂餛凝土為C10,蓋板混凝土為C20。管溝內(nèi)底板壓花,溝外壁用冷底子油打底,刷熱瀝青兩道防水。管道敷設(shè)后,管溝內(nèi)充填松散粗砂。蓋板用1:2水泥砂漿(內(nèi)加5%防水劑)嵌縫、座漿,并抹面20mm厚。
  波紋膨脹節(jié)安裝在井室中,井室與管溝連接處砌磚墻隔開,井室中不填砂。井室與管溝連接處及管溝兩端磚墻處,在燃?xì)夤艿郎涎b套管并用油麻、瀝青將環(huán)形間隙密封。
  管道穿越活動(dòng)等級(jí)為3、4級(jí)的地裂縫,要求距地裂縫50m范圍內(nèi)不能設(shè)支管,管底埋深控制在1.2~2.1m之間,并以中粗砂作回填土,填至管項(xiàng)以上300mm,長度前后各100m。當(dāng)管道埋深不能滿足要求時(shí),距地裂縫左右各50m范圍內(nèi)的管道以地溝形式淺埋,其余不再作特殊處理。
  波紋膨脹節(jié)用于補(bǔ)償管道的熱脹冷縮,均安裝于兩個(gè)固定支架之間。波紋膨脹節(jié)與管道處于同一軸線上,運(yùn)行是可靠的。但用于地裂縫的豎向錯(cuò)動(dòng)與橫向錯(cuò)動(dòng)時(shí),波紋膨脹節(jié)會(huì)受力彎曲,而且與管道不會(huì)在同一軸線上。波紋膨脹節(jié)彎曲后,會(huì)承受地裂縫錯(cuò)動(dòng)后的外力以及燃?xì)獾膬?nèi)壓力。例如安裝DN600mm高壓管道的波紋膨脹節(jié)時(shí),膨脹節(jié)下方有排水管,為保證兩者的安全距離,燃?xì)夤艿捞Ц?,波紋膨脹節(jié)處于高點(diǎn)兩側(cè)管道向下坡。當(dāng)進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí),波紋膨脹節(jié)的安裝螺栓被拉斷,上部波紋被拉開,下部波紋被壓縮變形,因此當(dāng)波紋膨脹節(jié)與管道不處在同一軸線時(shí),受內(nèi)壓力而變形損壞。波紋膨脹節(jié)用于地裂縫處,由于地裂縫活動(dòng),年長日久,波紋膨脹節(jié)都會(huì)處于彎曲狀態(tài)。波紋膨脹節(jié)用在高壓燃?xì)夤苌鲜遣话踩?,因?yàn)槿鄙倏煽康脑O(shè)備,故在高壓燃?xì)夤茉O(shè)波紋膨脹節(jié)處改用鋼管連接,以后定期觀察,再作處理。

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